工程院院士张福锁：新时代的农业与肥业

本文由中国工程院院士、中国农业大学教授张福锁，在参加由中国肥料产业链科技创新战略联盟主办的2018第四届中国肥料产业科技发展峰会上发表演讲整理。
 

对于新时代的农业与肥业，我从农业的新形势、施肥的新技术、肥料新产品、农化新服务，这几个方面来说。

 

农业新形势
 

许多人认为现在粮食许多人以为已经足够多了，那是对于人而言的，实际上还远远没有满足动物的食用所需，我们现在进口的粮食中饲料的占比非常大。我国粮食的产量仍然是比较低的，因为现在农民粮食的生产水平只能达到实际产量的一半左右，比如说：一个好品种，它本来应该达到每公顷十二吨的产量，但是现在农民就只能种出每公顷6吨、7吨的产量。所以中国农业仍然有增产潜力。但在产量这么低情况下，中国农业在化肥、农药、灌溉水等方面投入却非常高。
 

我国现在低端的产品非常多，高质量的产品非常少，我们的价格比较低，农民增收非常困难。
 

我国农业特点是：粮食生产的补贴增长的速度比较快，但是农民增收增长的速度比较慢。农业高投入、高产出，所以对环境影响非常大，生态环境治理难度非常大。
 

2010年，我将全国土壤酸化的结果发表在科学杂志上，温家宝总理看到了这个摘要，春天到了在安徽考察农业的时候在地里提出来，为什么我们用这么多氮肥？这么多肥料、这么多农药？过量使用氮肥造成土壤酸化，已经成为我们农业生产里面一个典型的问题。生物多样性的丧失，甚至是在现在的环境大气污染中，农业也有一定的贡献，但不像某些媒体报告的，都是农业的贡献。（虽然水体跟大气污染里面农业有贡献，但是目前主要贡献仍然不是农业本身，但是这些同样是我们面临的严峻问题。）
 

施肥新技术
 

我们必须改变目前农业这个现状。怎么改变呢？从新世纪初，我们就提出，应该分四步走来改变我国这个现状：
 

第一步是节肥增效，把多余的肥料节下来，提高效率减少污染，这也是我们国家现在双减在全国正在轰轰烈烈开展的一个方面。
 

第二步是光减肥料，不增产，农民不干，所以还必须增产，如何实现10%、20%的增产？同时能够提高效率，减少污染。
 

第三步是怎么能够在高产的同时实现绿色发展。我们国家粮食压力这么大，不增加粮食生产是不可能的，但是增加粮食生产再大幅度的增加投入又会造成环境问题，还会造成成本增加。所以第三步怎么能够减少投入，大幅度的提高产量，实现绿色发展。

第四步是现在根据十九大及最近中央农村工作会议的精神，我们应该提质增效、绿色发展来实现农业的转型。
 

这就是我们提出来的，让中国农业成为绿色的、现代化的全球最有科技竞争力的农业这样一个四步走的策略。具体来讲：

第一步是：减肥增效。这个我们20年前就开始做了，以这篇2009在美国科学院院报上发表的文章为例，两个主要粮食生产区，通过五年的研究，我们发现可以把氮肥减下来，但是不减产，减的是什么呢？污染物的排放可以减两倍，这是2009年我们发表的减肥增效，非常典型的案例。

第二步是：增产增效。在农业部的行业专项支持下，我们在过去十年，做了大量的工作，证明可以增产15%，增效20%，减少污染排放30%，去年项目验收的时候，我们总结了2005年到2014年十年一万多个试验示范，平均增产15%以上，减肥15%以上，增效30%以上，这个结果我们最近投到《自然杂志》这被接收了，说明中国农业的转型是全世界关心的问题，既能增产又能减少污染，也可以做到双赢，这是全球都希望看到的结果。
 

第三步是：绿色高效。农业部现在大力推广的绿色高效，效率必须提高50%以上。我们2011年在全国玉米主产区实现了产量翻一番、效率翻一番的结果。2014年我们跟全国18个科研单位，主要是作物栽培的专家一起，在小麦、玉米、水稻三大粮食作物上同时实现了增产30%，减排50%的好结果，这个结果也发在《自然杂志》上当时评为中国十大科技进展，原因是如果中国农业增产30%、减排50%，中国的农业将是全世界最先进的农业。我们这都是在主产区153个农民地里面实现的结果。
 

我用黑龙江寒地水稻举的例子，这是合作伙伴最近十几年给我们做的，第一步，产量在6吨左右，用了140公斤的氮肥，第二步：实现增产增效，产量提高到9到10吨，肥料减到100公斤，我们可以做到高产高效。肥料没有增加，产量可以增加30%。我们在东北寒地水稻里面已经完全可以机械化的实现这样的效果。
 

第四步是：提质增效。因为这是未来农业走出去的唯一的路子，我们必须生产优质的、健康的、老百姓愿意花大价钱来买的农产品，同时农业要增效、资源要增效、环境要保护，最后要实现绿色发展。

我在这儿举一个例子，金穗公司的香蕉，2011年进去的时候是40%的香蕉裂果，后来到这个公司搞科技小院，老总让我解决裂果的问题，我们发现其所有种香蕉的土地PH值多在4以下，为什么土壤这么酸？因为他要挖个深沟，在沟里面种香蕉，土壤这么酸肯定吸不上钙、镁，造成这么严重的裂果，知道这些后解决办法就非常简单了，用石灰，这个公司把石灰跟有机肥甚至包括生物有机肥结合起来，解决了这个问题，这是提质增效里面非常典型的例子，通过土壤的改良，用合理的肥料，可以实现提质增效。
 

肥料产品未来的发展方向应该是：效率能够更高、对农产品的质量提升能够更好、我们的土壤能够更健康、污染排放能够更少。所以我们才说增产肥、节本肥、省工肥、提质肥、效率肥。而我们把价钱提得很高，这种思路跟发展方向是完全相悖的，因为现在全国都要降低成本、提高品质、增加效率、向绿色发展来前进。所以我们的方向应该是这四个主要的方面。
 

我在这儿给大家举一些例子，方便大家思考和借鉴。
 

我们曾做过这样的一个例子，一个配方肥调整了氮磷钾比例其结果大不相同，没有调整的时候玉米全部倒伏，调整了以后增长幅度非常明显。我们需要从这样一简单的氮磷钾复合肥里面做到，不偷养分、配比合理、形态匹配、对土壤跟作物有针对性、 对气候有针对性，我们说他就是好肥料。是而不是万金油，现在全国不管南方、北方，热带、寒带用的肥料是同一个品种，这样的肥料就如同一个生命垂危的病人跟一个患有轻微感冒的病人吃同一种药的道理是一样的，这是肥料界将来要彻底改变的一个习惯。
 

再说一个经济价值很高的例子，之前R公司的澳洲坚果用的肥料出现严重的问题，他们用的都是高浓度的、水溶性的、高价值的肥料以为会有良好的效果，恰恰相反这个澳洲坚果是一个非常勤快的植物，它不要你那个一见水溶肥或者说二氨这种肥料，如果用了它就会出现毒害，他就是就要那种难溶的，因为他有根分泌物活化磷的过程。所以我们给他研发了一个很简单的配方，用了很少的水溶性磷，用的大多数都是肥料厂他们扔掉的废渣，这些反而成了最好的肥料，这就是那个价值很高的例子。当然在南方热带、亚热带由于过量的使用氮磷钾，大面积的微量元素的缺乏的现象也是很突出的。
 

再比如有的苹果裂果是缺镁造成的生长与质量的下降，有些苹果只需要把氮减下来把镁加上去，就可以在当年让苹果品质得到大幅度改善。所以我们说提质增效，在我们肥料界完全可以通过很多途径把他做得很好。

 

肥料新产品
 

现在的复合肥，是市场上这么重要，农民也非常喜欢。那么我们与国外的差距到底在什么地方？2008年沈冰在我们那儿做博士论文的时候，他在博士论文里面来研究国外的肥料跟国内肥料的差别，他在研究中发现，国外的肥料，它的化学组成非常合理、物理结构非常有耐性。以及养分释放的速度以及匹配作物土壤的需求方面，我们到今天还是做不到。虽说我们现在物理结构能够做到跟国际上差不多了，但是里面的内涵跟人家差还很远，为什么人家的肥料比我们每吨贵几百块钱，大家知道这个道理的，有很多工作需要仍需要我们努力。
 

我们在黑龙江搞施肥时候，水田里施肥我们的肥料一见水马上堵住下肥口，肥施不进去，当时在全国的肥料中找不到一款合适的肥料可以放在那个机器里面，这样一个简单的物理问题却很难解决。所以肥料、农机跟我们农艺的匹配，在肥料创新方面仍然是非常大的问题。
 

我一直在呼吁，我们未来的肥料应该有三个阶段。

 

第一个阶段是：

在农业部测土配方施肥的基础上，做总量控制来生产适合的氮磷钾肥料，这就是区域的氮磷钾比例符合土壤的需求，要把环境养分用起来，因为现在环境里面养分很多，不要浪费肥料。
 

第二个阶段是：

通过增加中微量元素、通过形态配伍、通过元素之间的相互增效来实现绿色增产增效。就比如跟人一样，把自己的潜力发挥到最大，那就是土壤微生物作物的潜力，通过营养调控能够发挥到最大。
 

第三个阶段是：

国际上有在试验阶段的少量的产品，虽说没有进入产业化，但潜力很大。比如，去年英国洛桑发现了一个化合物，能够让产量提高20%，让我们知道我们的营养不仅仅是我们过去说的氮是营养物质，现在还发现硝酸根就是一个信号物质，没有硝酸根植物叶子长不大。现在知道营养物质是信号，信号的作用有那么一点点，只要这个信号给它了，植物微生物的发育就可以发挥它的潜能。在这一块肥料产业里面根本没有用这样的科学知识。当然，这是最近十几年，国际上最新的进展。所以未来的智能型肥料，我觉得这就应该是智能型的肥料。
 

国家十九大提出来绿色发展、乡村振兴，绿色发展就必须要求我们要有绿色肥料，大家知道，肥料这个产业，环保要求严了以后，肥料就退出了。欧洲也有很多肥料厂都关掉了，也是因为他们没有追求绿色产业，如果追求绿色产业，肥料这个产业本身就是绿色产业，它不可能变成一个污染产业，我们现在一说污染就是材料，简直是冤枉我们这么好的科学技术，现代科学革命的象征之一就是化肥。
 

所以在产品的创新方面，我们在物理形态增效方面有很多可以做的，化学肥料也可以增效，去年成立了国际镁研究所，这个镁元素特别神奇，它跟中药里面的甘草一样，不但调五味，而且可以让元素之间可以互相增效，元素互做增效也是非常重要的机理。新材料，现在发展太快了，现在把有机废弃物加工成一些新型的材料，在国际上研究的非常热，明年12月份在澳大利亚有一个国际会议，就专门研究这些新的材料、新的技术。
 

生物增效，信号刺激等等这些作用都是很重要的。

 

农化新服务
 

最后，说一下新服务，我觉得中国肥料产业最近这些年最大的变化就是肥料企业学着去做农化服务，这是很大的变化。但是怎么做农化服务呢？我在这儿放了一张图：

 

上图2010年发表在《自然杂志》
 

这个图是在河北曲周跟四个村的农民干了五年，最后总给出来的，我们怎么建立一个科技小院平台，让政府的资源、企业的资源、社会的资源、农民本身的资源能够整合起来，形成一个合力，把技术真正应用到农民的生产里面去，实现提质增效，这是我们做的一个典型的例子。
 

首先，现代服务必须是多元化的
 

过去一家打天下，这是不可能的，所以对企业来说，要学会跟政府合作，要学会跟教学科研单位合作，要学会跟社会其他的力量去合作。现在企业最大的问题就是不去想肥料产业，只是狭隘的只想如何赚钱，实质上只有发展好他的产业，他才能真正赚到钱。所以我想，多元化的服务是我们现在这个阶段的一个特色。
 

第二，服务要系统化
 

现在很多公司搞农化服务都是断断续续的，不知道系统化，我一会将要具体谈到，实际这个服务应该是一个过程，要动手来做，要传播知识、创新产品、技术升级，还要有组织管理、文化理念，最后才能解决问题。
 
举一个例子，是我们在河北曲周做的。首先是怎么吸引眼球？让农民关心你这件事儿我们做科技长廊、日历等等形式，都是为了吸引农民的眼球。其次怎么改变农民的态度？当时农民家里的男人就很顽固，而妇女们却很积极，那该怎么改变他呢？当时我们就把家里孩子跟妇女动员起来，来改变家里的男人，我们搞示范、搞奖励，搞各种各样的活动，让他认识到这个事情，对他们是好事儿。
 

他就渐渐想做了，而他知识又不够，那怎么强化他的知识呢？我们就要培训，就要指导，我们要帮他理解那些问题为什么出现，最后我们改变他的行为，怎么把农民组织起来？我们搞的不是土地不流转，也能规范化！我们在曲周县，我们现在搞了九年也就搞成了两个合作社，实际中我们发现老百姓还是不舍得他的地，但是你让他一块来形成一个方案统一来耕作，他没有任何问题。所以我们在那儿就搞了这样的操作，引导农民自己组织，我们只做指导。我们不干活，都是农民自己干也充满了活力，所以很成功。
 

第三，服务人员必须专业化
 

现在企业最大的问题是服务人员是非专业的，不懂农业知识，缺乏实际能力，就没法说服老百姓，所以这些也是值得注意的。
 

第四，应该有现代化的设备
 

因为现在智能化设备太方便了，我经常告诉农民“这个苗不够”，“今年苗多了”，“你应该怎么样”，“应该用我什么肥料”，现在农民都有智能手机，操作起来非常方便，很多功能都可以实现。我们在曲周2011年进去以后，小麦、玉米全县的产量增加40%到60%，全县的粮食产量增长了68%，氮肥减少了10%，我们这篇文章为什么能发在《自然杂志》上？就是因为这是老百姓自己在增产增收的同时还减少了投入，减少了污染，应该说曲周第一个实现绿色发展的农业县，我们学校也抓住这个机会，支持我成立一个绿色农业研究院，专门来把曲周打造成全国绿色农业的样板，我们已经有了这个基础。
 

未来的绿色发展想法什么？要产业振兴，产业兴旺是肯定的，种植业、养殖业都要兴旺，更重要的是种养要结合，不但种养要结合，而且要跟农民的生活、生产、生态结合起来，形成一个良性的循环，这是第三个模式。所有这些生产、生活、生态的模式都需要绿色的产业来支撑，现在农村缺乏的就是真正的产业支撑，卖肥料的去卖肥料，卖种子的卖种子，卖农机的卖农机，可是农民该听你们谁的？所以必须有产业，而且是综合的，能够支撑农民生产生活各个方面，希望在这个新的模式里面，不仅有种植业、养殖业，还有城乡一体化的新的综合体，这个产业包括了农业本身的产业，包括了农业生产资料的产业，甚至包括了科学技术的产业，比如说，信息化等这些产业。