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张福锁: 科学施肥让农业迈向绿色高产高效|《三农大家谈》第4季第3期

农民日报微信公众号 2021年08月12日 报道 浏览次数:

张福锁,中国工程院院士,国家农业绿色发展研究院院长,资源环境与粮食安全研究中心主任,农业农村部科学施肥专家指导组组长。长期从事植物营养理论和施肥技术研究工作,创建扎根农村一线的“科技小院”技术应用新模式,引领国家农业绿色发展。先后荣获“国家科技进步二等奖”“全国脱贫攻坚奖创新奖”“世界农业奖”等。

农民日报·中国农网记者:张院士您好,欢迎做客《三农大家谈》。这些年人们很关注农业生产中化肥的使用情况,也有一些争议,想听听您的观点,农业为什么要坚持使用化肥?它的作用有哪些?

张福锁:化肥是农业生产里面非常重要的生产资料。没有化肥,我们就没有这么多粮食。过去大量的研究跟生产实践都证明,全球有一半的粮食来自于化肥的使用。中国的粮食增产超过50%是来自化肥使用的结果,所以没有化肥,我们就不可能养活这么多人口。有人经常问,如果不用化肥会怎么样?我们也做过简单的计算,如果不用化肥,产量今年开始可能下降幅度小一点,但是经过两年、三年,产量就会大幅度下降,最后下降到什么程度呢?我们能打出现在一半的产量就不错了。所以化肥是粮食安全非常重要的保障,它在粮食增产里面做出了突出的贡献。

另外,化肥不仅保证了粮食的数量,还提高了农产品的品质。一般大家都会认为化肥用多了,蔬菜水果吃起来好像没有过去那么香了。事实上如果不用化肥,我们农产品的品质要差很多。今天小麦以及其他农产品里面的蛋白质含量,因为氮肥的使用提高了13%以上,另外它也改善了蔬菜果树的品质。大家可能最直观的就是如果不施化肥,水果长得大大小小都不一样,外观品质很差,不好看。如果用了化肥,水果长得比较均一,色泽也比较好,内在的品质,比如风味也会比较好。

所以,合理地使用化肥,或者科学地施肥,农产品的品质也可以得到改善。

另外,因为有了化肥,我们的农产品就很丰富。没有化肥的时候,不仅农产品的产量低,其他的部分生物质量也比较低。秸秆少,喂牲口的饲料就少。如果有了秸秆,就有了饲料,所以使用化肥,实际上也促进了畜牧业的发展,而且让地表的绿色覆盖增加了,所以化肥也让地球更绿,让生态环境更好。所以,化肥作为20世纪工业革命最伟大的科技成果是不可或缺的,不能少。

农民日报·中国农网记者:正如您所说,化肥对农业生产有方方面面的作用,但是现在有些人谈到化肥就害怕,认为我们的化肥使用量太高,实际上情况是怎样的呢?

张福锁:这个说法在社会上还是比较流行的。但是应该说这主要是误解造成的。因为大家说的化肥用得太多了,是因为我们今天有了足够的化肥。但是我们过去没化肥的时候,我们吃不饱肚子的时候,那个时候大家都希望我们能够有化肥。

我们国家为发展化肥做的努力非常大。上个世纪70年代,那时候大家都很穷,国家也很穷,但是国家用外汇来在国际上引进肥料技术,我们第一批的氮肥技术,是毛主席跟周总理亲自主持从国际上引进的氮肥技术,后来又把复合肥的技术又引进发展起来。我们有了化肥了,怎么能够让老百姓用好化肥?

所以2005年全国启动了测土配方施肥项目。到了新世纪,习总书记对化肥就更关注,我们启动了化肥用量零增长的计划,然后现在绿色发展对化肥也很关注。所以过去没有化肥的时候,化肥是宝,今天中国的化肥工业发展起来有了足够的化肥,所以大家都觉得化肥又太多了,所以就会把在生产里面出现的一些问题,把它放大成全社会的问题。

比如说我们现在确实在一些高产的地区,集约化农区里面,在果蔬生产里面,我们的化学肥料用量会过量。这个情况现在也比较普遍,但是不是全国所有的农田,所有的地方都是过量使用的,我们真正过量使用的也就是40%左右的农户、农田,大概这么个情况。

所以我们不能一概而论说所有的农作物,所有的农田,化肥过量了。我们总量够了,就是怎么能够在全国不同的区域、不同的作物,要根据作物跟土壤的需要去合理地施肥,而不是不管土壤跟作物的状况,然后一味地或者多投入或者不投入,这个效果都不好。

农民日报·中国农网记者:其实您刚才讲到从历史的维度来看,我们的化肥产量确实是增加了,在一些地区也存在化肥使用不合理,特别是在这个化肥的降低使用量和提高利用率上面,还有些工作需要进一步提高。您和您的团队在推进化肥减量增效方面,这些年做了哪些工作,有哪些成绩?

张福锁:我们国家应该说是从新世纪开始,化肥生产的总量跟使用的总量成了全世界的第一名,但是在单位面积上,它的分布是不均匀的。不够的地区,不增加肥料产量还是上不去。在集约化高投入的地区,我们可以减少一定的化肥用量,比如说我们氮、磷的用量。但是我们还要增加,中微量元素的肥料的使用,这样能够平衡营养,能够提高成效,减少损失和浪费。

这个是我们科学施肥里面,大家都讲,一个是数量,就说总量不能超过作物的需求,超过的部分就会浪费掉。第二个施的时间要满足作物的需要。作物它生长有个规律,前期长得慢,中间长得比较快,后期成熟期相对来说又增长会放慢。所以一般在中间快速增长阶段,我们要求养分的供应数量要足够,施肥时期也很重要。

还有一个施肥的位置也很重要。因为作物吸收养分靠根,如果肥料离根太远,或者根够不着,施的肥料等于作物吃不上,吸收不了,最后还是浪费掉了。

第四个就是最好用的肥料是作物需要的。比如说我们给果树跟小麦、水稻,用的肥料就不一样。但是这个知识性太强,老百姓掌握起来还是有一定难度的,所以我们就希望简化它。比如说我们一袋子肥料能解决问题,把这些时间、数量跟正确的肥料,能够让农民一次用到地里去发挥作用,那是最好的技术。

所以我们在这些年里面,也做了很多很多这样的研究,我怎么能够用一个复合肥,氮、磷、钾、中微量元素配合,农民就买一袋子肥料,然后就可以用得比较好,或者说他最多分次,施上两次,前期一次,中期一次,然后就能满足作物需要。

现在看来,只要把量控制好,我们浪费跟过量施肥的问题就可以解决70%。只要根据作物的需求给它做配方肥,然后要求在这个区域里面,不要超过多少量,这样农民就可以简单地把这个肥料用下去。这也是我们在测土配方施肥以及今天的化肥减量增施里面,最基本的一个技术,效果很好。

农民日报·中国农网记者:我们知道您还有一个身份是农业农村部科学施肥指导组的组长,这几年农业农村部实行了化肥农药减量增效的行动,想请您讲一讲现在我们国家在化肥减量增效的工作取得了什么样的一个成果?

张福锁:我们国家在化肥减量增效的行动里面,取得了非常好的效果。2015年开始这个行动,这几年化肥用量出现负增长。另外化肥的利用率也得到了大幅度地提升。比如说我们2020年粮食作物的化肥利用率已经超过了40%,这是一个非常好的成绩。

我可以在这插一句,我们一般说这个化肥利用率,比如说氮肥利用率,每提高一个百分点,那就相当于应该100多个诺贝尔奖的奖金的数量,就光是化肥的价值。因为我们会觉得一个百分点好像数字不大,但是事实上一个百分点对国家来说都是非常大的贡献。不但节约了化肥,而且节约了能源,最后也减少了环境污染。

农民日报·中国农网记者:你认为下一步化肥减量增效工作的重点是什么?

张福锁:下一步化肥减量增效,我们要进一步地减少化肥的浪费,全国的情况来说,我们的总量还要严格控制,同时我们要大幅度地提高效率,因为我们效率现在氮肥利用率虽然达到40%,但是我们还有很大的潜力来提升,比如说到50%,到60%,那这个潜力还是很大的。欧盟的经验,农田的养分有一半应该来自有机肥,我们现在只有20%左右来自有机肥,所以如果有机肥能够充分利用起来,我们就可以再进一步地降低化肥的用量。然后同时改善土壤,土壤健康状况更好,然后生产出来的农产品品质也更好。所以化肥减量增效,进一步严格控制总量,增加有机肥的使用,提高养分的效率,这些都是下一步的重点。

农民日报·中国农网记者:我们知道您其实在农业绿色发展方面,不光是一个理论家,而且是个实干家。这些年我们知道您在河北曲周做了大量的农业实验,请问在绿色发展方面取得了哪些成功的经验?

张福锁:因为我们过去做了很多研究,很多都是实验室做的工作或者温室里面做的工作。所以2006年我们团队就决定到河北曲周去,真正地到农村去,看看农村需要什么技术,然后怎么能够在提高产量的同时,减少化肥的投入,甚至减少灌溉水的使用,减少农药的使用。所以我们就在河北曲周做了一个完整的实验,结果很鼓舞人心。首先我们的化肥、灌溉水、农药都可以降低,产量不减。我们把这一套技术叫减肥增效的技术。现在在全国已经大面积地推广应用了。

第二个我们做了一套叫增产增效的技术。就说我不但要减肥,我还要增产。比如说化肥减到10%,产量还可以提高10%,最后效率能提高20%。我们把这个叫增产增效技术。

第三套我们叫绿色高产高效技术。我们在控制施肥量,灌溉水和农药使用的情况下,通过栽培技术,结合环保技术,然后大幅度地提高产量,大幅度地降低环境的排放,提高肥料的效率,或者提高农业投入品的效率,我们把它叫绿色高产高效技术。这个技术,我们的实验地里面可以达到增产30%,增效30%,减排50%,这样的效果。

减肥增效是现在大家都可以普遍推广应用的,增产增效的技术是要在集约化的高产地区来推广应用的,绿色高产高效的技术就是我们今后可能十几年、二十年能够使用的技术。我们做了一个预测,如果我们的农民能够达到我们这个实验这个技术效果的80%,就可以在我们国家的耕地上面生产足够的粮食跟饲料。所以我们认为这套技术是20年30年以后,中国广泛可以使用的技术。所以在我们的研究里面,做了多学科的交叉创新,然后真正到地里面去做实用技术,这样就创造了这三套,近期、短期、长期的来支撑中国农业绿色发展的一些技术。

当然现在我们不光把田间的增产增效技术做出来了,我们也做了一个像种养结合,也跟当地的养猪场结合,看看能不能把种养一体化,有机废弃物的循环,能够到地里去,能够替代化肥,培肥土壤,减少化肥的投入量。在提高产量的同时,保护生态环境,实现绿色发展,我们也把这些技术也都做出来。现在我们在曲周有绿色种植的技术,有绿色种养一体化的技术,这些都是我们为绿色发展做了一些探索。

农民日报·中国农网记者:张院士,现在大家都很关注粮食安全的问题,您刚才也提到了,现在我们粮食生产的资源代价太高,请问下一步在推进农业绿色发展过程中,如何更好地保障粮食安全?

张福锁:粮食安全是国家的大事,我们全国都很重视粮食安全的问题。但是粮食安全的问题,我们大家要清楚地看到,我们国家在保障粮食安全方面还有很多可能性,也就是说从技术上说,我们有很多好的技术可以应用到保障粮食安全里面去,不仅仅能够保障粮食安全,也能够降低资源的消耗,保护生态环境,实现绿色发展。比如说我们现在农民在地里实现的粮食产量,我们完全有可以提高20%~30%的潜力。为什么?我们在农民地里面能够实现的优良品质,优良品种的产量潜力,只有50%~60%,也就是说一个好品种,到了农民地里面,农民去种只能实现它产量潜力的50%~60%。

国际上一般来说一个好的农业技术,应该实现品种85%的潜力,也就是说我们现在还有20%到30%的潜力农民还没有种出来。也就是说我们国家粮食安全的保障,首先我们要显著地提高农田的粮食产量,我个人认为我们有20%到30%的产量潜力,还可以挖掘。

第二个,我们说我们粮食生产的资源环境代价很高,目前确实代价比较高。如果能够把效率提上去,投入不增加或者投入减少,能多产粮食,等于多打粮食还少用资源,这个就是绿色发展的本质。

我认为我们效率的潜力要超过30%,这样我们不仅能保证粮食安全,也能够保证环境安全。所以粮食安全的问题,我觉得首先要靠科技进步,我们需要更好的科技来支撑粮食产量的提升,支撑资源效率的提升,支撑他们协同地提高。同时我们需要好的政策,有了好的技术,必须要把这个技术让老百姓用起来,真正的老百姓的进步是实现粮食安全跟环境安全最根本的保障。

所以我们从2009年开始,在生产里面来做这种我们叫绿色增产增效,这样的试验示范,我们就认识到这个潜力非常大。所以只要我们能够把绿色增产增效技术在全国大面积推广应用,我们就能够保证我们的粮食安全。同时也能保证我们的环境安全。所以我觉得未来要做的事很多很多。

农民日报·中国农网记者:张院士,我们知道您这些年一直在积极地推广科技小院,请您给我们讲一讲科技小院是如何诞生的,它有着怎样的故事?

张福锁:科技小院是2008年左右,我们团队在国际上发表的文章数量已经比较多了。当时我就问我的同事们,咱们每年在国际上,一人都发五六篇英文文章,可是我们的老百姓都读不懂,有什么用?咱们能不能下去做点老百姓有用的事,我们就开始讨论这个事。所以2009年,三位老师带着两位研究生就下到河北省的曲周县。本来是住在我们实验站里面,结果我们早上起来吃完早餐,骑着车到农民地里,农民都已经下工了。我们就问农民怎么这么早就下工了,农民说我们早上天不亮那样就起来干活了,太阳一出来我们就回家了。我们这样一看不行,跟农民的节奏不一样,就问村里面你们有没有地方,我们住到你们村里。后来村里面就提出来说,有一个过去是集体的房子,但是很多年没人用了,我们就住到院子里面去。一住进在院子里面,那情景就完全不一样了。

农民经常就跑过来了,有什么问题就过来问我们,晚上没事就跑过来找你聊天。刚好是麦子生长季节,麦子被虫子咬了,我们早上学生还没起床,他拿着被虫子咬的麦子就拿把学生从被窝里面叫起来,你给我看看这怎么回事。我们感觉到我们非常有用,过去是我们找他们找不到,现在是他们老来找我们,然后晚上坐在院子里面聊大天,农民就说你看我们小院,你们把科技给我们带来了,这个就是个科技小院。科技小院名字就这样来的。

这样科技小院就开始成了农民的中心。农民有什么问题总在找我们,然后需要帮忙就来找我们,当然他帮忙不仅仅是科技,家里电视机坏了也找你修,孩子学习不好也让你去做工作。越是这样,我们觉得小院越有用。本来我们是想拿着我们自己专业的技术,到下面去看有没有用,结果后来发现我们完全可以做全面的农业服务,来提升农民的素质,来帮助农民把农业做得更好。

这两个学生充满激情,很热爱跟老百姓做事。我们发现我们在学校里面老给学生做这样教育那样教育,还不如放在那,他自己去感悟,自己去感受。

所以后来我们就觉得科技小院,首先是一个培养人才的好平台。第二个,农民有问题,解决问题的过程中,我们会找到更关键的科学问题,也就是说这一些研究生在下面做的研究,就更有针对性。然后在这个过程中,跟老百姓天天打交道,所以他给农民的服务也完全是另外一种方式。这个是一年四季住在他身边,有什么问题咱们解决什么问题,有困难我帮你解决,我解决不了,我找老师、查文献、上网,这都是办法。

到最后我们就发现这个小院,实际上是一个科技创新、社会服务、人才培养一体化的一个很好的平台。所以我们第一季做完以后,我们就第二季就扩展了我们小院的数量。越做大家就越喜欢,效果做得也越来越好,这就是小院开始的故事。

农民日报·中国农网记者:到目前为止,在全国一共建立了多少个科技小院,这些小院在帮助农民增收致富上都发挥了什么作用?

张福锁:我们现在在全国有219个小院,科技小院我们实际上经历了,应该说两个阶段,第一个阶段就是我们在河北曲周开始的,以小农户为主,一帮一的这种。也就是说我们直接对农民,我来给你做培训,然后你有什么问题,我帮你来指导你解决这些问题。一家一户你知道做起来难度比较大,但是在中国小农户还是主体,所以我们今天的小院的主体仍然是对小农户帮助的科技小院,但是我们中间也摸索出来一些经验。不是对小农户,而是对合作社或者对企业,就是种植企业。

比如说在吉林梨树,我们就做了合作社。把其他的农民组织起来,不断地扩展规模,然后不断地技术进步,做得越来越好。合作社跟种植企业小院做起来更轻松一点,效果要更好一点。因为他有技术需求,他也有这个能人能够把我们的技术接下来,甚至可以做参与式的创新。所以我们在合作社跟企业里面做了效果相对要好一点。

从这我们也学会了怎么去做产业,就是说怎么用科技小院来支撑产业。我们在广西的南宁,我们就支持一家叫金穗的公司,专门种香蕉,我们科技小院就是帮它怎么解决香蕉生产过程中,突出的问题或者卡脖子问题。另外我们后来又帮它把水肥一体化的技术做到家,这样可以节约成本,然后提高品质,提高它的价值。我们最近几年又帮它把土壤的改良,土壤的培肥,用有机肥这个办法给它培肥土壤,然后来提高生产能力,同时提高它的品质。像这些技术我们跟公司一起就做的效果很好。这个公司它不但自己在自己基地上用得很好,它也通过产业联盟带动了一大批农户。

现在像柯炳生校长,现在跟我们在农技协做科技小院,他就到了第二个版本。第二个版本就是他不再去一家一户做,他选每个县的主导产业。县里面的主导产业,我就做一个科技小院,帮你来做这主导产业。因为主导产业政府重视,又有农民合作组织或者企业,所以你只要技术上一帮,他就发挥得很好。现在比如说我们在四川的会理(做)无籽石榴,在福建的平和(做)柚子,这个效果都非常好。所以柯校长他们现在做的科技小院,地方政府很重视,农民很重视。一般大学的老师跟学生都很有积极性,现在的全国发展非常快,效果也非常好。

农民日报·中国农网记者:看来小院虽小,但作用很大。现在我们国家提出今后5年要做好巩固拓展脱贫攻坚成果,同乡村振兴有效衔接。那么在这方面,科技小院下一步有什么目标或者打算?

张福锁:科技小院实际上它的功能,既能帮助脱贫攻坚,又能支撑乡村振兴。因为它的核心是赋能,让农民自己有能力,让他的内在的潜力发挥出来。我们不是靠外部的输入,我们科技小院到任何一个地方,我们不带一分钱给村里、给农民。我们说的,你要靠自己的能力最后去赚钱,这是你真正的水平。所以科技小院是给老百姓赋能的一种办法。通过科技小院让老百姓自己有能力能够做好产业,能够通过产业振兴来实现乡村振兴,效果应该说是很好的。

所以我们现在已经开始了,我们叫3.0版的科技小院,1.0版是一对一的帮扶,2.0版叫产业科技小院,3.0版——乡村振兴的科技小院。

因为乡村振兴一方面要做产业振兴,但是更重要的是必须人才振兴,必须组织振兴,必须美丽乡村都得结合起来。原来给农民赋能,让农民能够有能力学会技术;现在我们让农民能有能力去搞好美丽乡村,有能力能够把当地的这个产品跟当地的文化推广到全国各地去,这样他也能利用全国大循环,然后能够发挥它的作用。再一个我们让能人也能够起到一个组织的作用。比如说我们原来培养的一家一户的农民,后来他成了合作社的带头人,经过小院磨练的科技农民,他们现在成了乡村振兴的骨干,所以这样我们把产业振兴,把人才振兴,把文化振兴,然后把美丽乡村等等结合起来,这样来支撑乡村振兴。我们科技小院就作为一个平台,能够把各方面的资源整合起来,但是很精准地把这些资源都在这个村里面,乡村振兴里面把它用起来,真正发挥作用,包括把政府的政策能够发挥到最好。

比如说我们在广西的金穗公司实际上已经做了几年探索,因为我们不仅仅做它的香蕉跟火龙果产业,我们也带动了一个村,全村的美丽乡村的建设。

像今年我们在民盟中央的支持下,在贵州的毕节,要去打造一个乡村振兴的典型。比如说现在有这个蛋鸡的产业,我们也请了动物科学的专家跟研究生,帮我们去把这个蛋鸡产业能够做得更好。

另外刺梨作为一个特色的农产品,从生产到加工,我们今年也帮他把这个产业做得更好一点。还有关于农村的生态环境建设,比如说农村废水的处理,废弃物的处理,科学院帮来建一些工程。另外我们想今年在那里小院建起来以后,我们做一些农民培训,也利用我们的资源,从全国各地给他吸引一些不管是教育的、还是农业生产或者市场的一些资源,来让村里面的农产品能走向全国,然后他们的生产技术更好,更绿色,美丽乡村能够更有吸引力,这就是我们现在计划做乡村振兴的一些典型。

农民日报·中国农网记者:好,张院士。感谢您做客《三农大家谈》为我们带来精彩的分享,谢谢您。

张福锁:谢谢你们。

农民日报微信公众号2021年8月12日


责任编辑:刘铮
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