综述 | 河北曲周:“科技面包”何以“硬核”闯关

在2025年6月由央视和拼多多共同搭建的科技小院农研成果毕业季直播间,曲周石磨强筋面粉与石磨紫小麦面粉,以及法棍面包集中亮相,成了畅销农产品;粗粮五仁等六种口味的中式月饼让2025年科技小院的中秋节更有“味道”;在近日举行的中国研究生乡村振兴科技强农+创新大赛“拼多多杯”第三届科技小院大赛总决赛上,刘庄科技小院国产优质麦项目荣获一等奖……曲周科技小院让国产麦香飘出了田野,从此成为人们餐桌上的“香饽饽”,在这背后,是曲周科技小院在服务地方乡村振兴中“解民生、治学问”,从“吨粮田”到“绿色吨半粮”的生动实践。

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作为黄淮海地区中低产盐碱地典型农业县与全国科技小院发源地,曲周科技小院师生在中国农业大学指导下,走出了一条以“绿色吨半粮”为特色的粮食安全、资源高效、环境保护协同发展之路。这一实践,为科技小院研究生培养提供了宝贵的实践应用场景与研究课题,更形成了以“农场主+科技小院”的研究生培养模式为特色的人才振兴驱动乡村全面振兴“曲周范式”。

同时,曲周科技小院“自找苦吃”,不断探索国产优质麦种植和产业化发展新思路,延伸“绿色吨半粮”产业链,走出了以国产优质麦产业为特色的“科技面包”“硬核闯关”之路。今天,“科技小院”模式成为全国农业绿色发展的标杆:从“绿色吨半粮”技术攻体系构建到国产优质麦品种选育,从“田间-加工-餐桌”的产业链延伸,到“研究生团”扎根乡村的创业实践,曲周科技小院用科技行动,将吨粮田实现“绿色吨半粮”,更让青年人才在乡村振兴中找到了“人生新赛道”。

科技攻坚:黄淮海中低产田种出“绿色吨半粮”

“粮食安全是‘国之大者’,如何在有限的耕地上实现粮食产量产能持续提升,进而实现资源高效利用与生态环境保护双赢?这是我国推动农业现代化必须要面对的课题,也是我们科研团队长期以来攻坚的方向。”张福锁院士在接受人民日报记者采访时说,“2023年以来,我们在河北曲周的中低产盐碱地上,开展了“绿色吨半粮”创建工程。具体来说,就是在不增加甚至降低资源环境代价的前提下,使一亩农田一年种植粮食作物的产量提高到1.5吨以上。”

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技术突破:从“吨粮田”到“绿色吨半粮”

2000年初到曲周时,粮食周年大约亩产700公斤。由于农民长期采用“大水、大肥、浅旋”的耕作方式,导致土壤出现盐碱化、板结,粮食增产更是“雪上加霜”。面对这种情况,团队长期驻扎科技小院生产一线实践积累,基于在根际生态与调控领域40多年的研究积累,将生态学中的“植物-土壤反馈”思想引入农田生态系统,创新性地提出了作物高产与土壤健康协同的系统化研究新范式,

从土壤—作物系统本身找到了答案,该研究成果已于2025年7月发表在了国际顶级学术刊物《科学》(Science)上,为农业可持续发展提供了全新的解决思路和方案。

“曲周‘绿色吨半粮’不同于传统高产模式,我们的“绿色”旨在通过创新肥沃耕层培育、导航精量播种、肥水精准调控等技术,构建“土-肥-水-种-管”一体化绿色生产技术体系,围绕科研范式、装备、品种、技术、模式(下称“五新”实践)开展系统性革新,实现粮食增产与资源高效利用、生态环境保护协同发展。”曲周实验站站长张卫峰说。

据悉,“五新”实践是指新范式、新装备、新品种、新技术、新模式。中国农业大学与曲周县组织100余名科技人员,跨学科组建农机农艺信息融合科技攻关团队驻扎曲周,围绕实践场景需求联合攻关,创建在生产一线开展科学研究与技术攻关的新范式;引进卫星导航设备、复式精量播种机、智能水肥一体化设备等新装备;引进“两早一晚”优质品种:高产优质早熟冬小麦(如农大753、中麦578、马兰1号、龙堂1号、龙堂2号等)、夏玉米高产宜机收品种(如农大372、MY73)等新品种;创新秸秆全量还田周年深翻增碳提质、绿色智能肥料固碳减排增效、冬小麦“四密一稀”条带种植等新技术;集成“冬小麦-夏玉米周年‘四密一稀’浅埋滴灌水肥药一体化绿色生产技术”体系新模式,入选河北省2024年度农业主推技术,实现周年节水30%、节肥25%、增产20%。

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成果检验:极端气候下的“稳产奇迹”

2024年10月,曲周千亩示范方传来捷报:粮食周年亩产1522kg(小麦725kg+玉米797kg),化肥效率55 kg/kg,增效40%,减排46%,水分利用效率2.16 kg/m3,节水30%,这些数据的背后是团队对技术体系的持续探索与优化。

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2025年10月,气候挑战升级。受全年旱、寒、低温、高温、涝害等极端气候交替交替影响,曲周千亩示范方仍以粮食周年亩产1557.4公斤刷新纪录,较周边农户传统种植每亩增产26.4%,增效48.0%,减排32.7%,节水21.0%。张福锁院士在2025年10月15日WAFI世界涉农高校校长论坛上,正式发布“绿色吨半粮”行动计划,为全球实现农业绿色高产高效提供中国实践方案。

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模式推广:从曲周到全国的“绿色样本”

曲周连续两年成功突破“绿色吨半粮”,不仅攻克了黄淮海地区农业发展难题,更让中低产田绿色转型有了“可触摸”的样板。2025年2月,曲周县启动整建制“绿色吨半粮”行动,中国农业大学与曲周县在各乡镇共建11个千亩方,通过绿色高产竞赛带动65个大户参与(总面积2.9万亩),形成“百亩核心田-千亩方-万亩片”三级联动示范体系,构建“科技小院+政府+企业+合作社+小农户”五方联动机制; 河北省农业农村厅随即在曲周召开现场会,推动全省“绿色吨半粮”创建落地,计划到2026年在全省推广“绿色吨半粮”。目前,“绿色吨半粮”模式目前已在全国7个省区的18个示范点全面推进:河南淇县小麦—玉米轮作,产量达1.82吨/亩;江苏东海县稻—麦轮作,产量达1.51吨/亩;西藏林芝春玉米以1.84吨产量,刷新全国高产纪录;山东德州已建成114万亩“吨半粮”核心区,其中54.2%(61.8万亩)达到吨半粮标准……这些亮眼数据表明,“绿色吨半粮”模式具有广泛的适应性与可复制性。

张福锁院士表示,下一步将构建“华北小麦-玉米、西北玉米、江淮稻-麦”三大核心区的全国推广格局,推动AI、大数据、物联网等技术与农业深度融合,打造智慧农业体系,计划用3-5年时间将在曲周县50%以上土地实现“绿色吨半粮”目标,将该模式推广至黄淮海平原,乃至全国中低产田,预计可新增粮食产能3000万吨以上。

科技助攻:国产优质麦的“逆袭”之路

“以前做高端面包,大家都会想到进口小麦粉。但我们的‘农大753、中麦578’证明,国产强筋麦也能‘扛大旗’。”付山博士在科技小院农研成果毕业季直播间,拿着一袋石磨强筋面粉,向观众讲述背后的科技故事。

产业痛点:优质麦依赖进口的“卡脖子”问题

我国是全球最大的小麦生产国,占世界小麦总产量17.6%,但优质强筋麦占比不足,长期依赖进口。而进口小麦粉因蛋白质含量高、面团延展性好,成为烘焙行业的“宠儿”,而国产小麦因品种选育、种植技术及产业链整合起步晚,难以满足高端加工需求,导致农民增收空间受限。

“这不仅是技术问题,更是产业链协同的难题。”付山说,“我们需要从品种选育开始,打通种植、加工、销售的全链条,才能真正让国产优质麦‘走出去’。”

曲周刘庄科技小院组建了一支由2名博士、6名硕士组成的“麦向未来”创业团,从“田间地头”到“百姓餐桌”,尝试“跨界”创业,将优质小麦加工成面粉和面包产品,打通种植、加工、销售一体化产业链条,在拼多多“多多买菜”的渠道支持与多场平台直播活动的联合推动下,科技小院系列产品成功走向更广阔的市场,其面包产品已累计销售逾2万件,带动流水约15万元。

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品种突破:国产优质强筋麦的“得天独厚”

曲周科技小院团队聚焦优质麦种植技术创新,引进培育强筋、抗逆性强的小麦早熟品种,比如农大753、中麦578,马兰1号、龙堂1号和2号等,这些品种适宜河北地区大面积种植与推广,在试验田中表现出色:相较于进口品种,国产强筋优质麦产量、籽粒蛋白质含量、稳定时间(面团流体力学特性)以及最大拉伸阻力显著提升,延展性显著降低;配粉试验发现,单独使用国产强筋面粉即可达到高端烘焙要求,无需额外添加谷朊粉等改良剂,面团稳定时间较长,最大拉伸阻力大。这些数据意味着,国产优质强筋麦完全满足高端面包烘焙企业对原粮的要求。

刘庄科技小院成立以后,师生建立了优质麦绿色增产提质技术体系,解决“好麦卖不出高价”的附加值断层难题。以合作社为例,产量提升5.8%,蛋白质含量提升2.9%;氮肥减施20.8%,水分利用效率提高15%;加工端产品溢价3-5倍,面包综合评分提升15.7分,稳定时间较进口麦提升17.8%,打通了小麦种植加工销售一体化产业链,实现优质麦产量品质绿色协同提升。“增产实现了,如果不能增收,村民还是不感兴趣。我想让农民看到更多希望,让他们愿意种优质麦。”付山私下算了一笔账,农户种植普通小麦,每斤收购价1.2元,种优质麦价格可提升15%,每亩增收480元以上,磨成优质面粉提升714%,一袋5斤装的面粉能做6条吐司面包,价格将再提升3-5倍。

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产业链闭环:从田间地头到百姓餐桌的“科技闯关”

为推动国产优质强筋麦产业落地,曲周科技小院团队与邯郸市澎屿石磨面粉企业、河北百禾利粮业有限公司达成战略合作,构建“标准化原料生产-特色石磨加工-品牌化市场销售”的产业链闭环,以科技创新之优势,斩过研发关、生产关、市场关,层层“闯关”。

研发关:“实验室到田间”—其核心原料选用中国农业大学培育的“农大 753”与中国农科院培育的“中麦578”,为面包奠定了口感基础;依托中国农业大学曲周实验站,团队从470余块试验田中筛选最优种植与加工方案,通过集成优质麦技术体系,实现面包“产量稳、品质优”的双重保障;“品质验证”——通过检测,面包体积达839 ml,蛋白质含量达14.9%。

生产关:与邯郸市澎屿石磨面粉企业、河北百禾利粮业面粉厂等企业达成战略合作,解决小型加工厂出粉率低难题;通过酶制剂替代防腐剂等工艺优化,产品稳定性提升,面包综合评分提高了15.7分。

市场关:渠道拓展—布局“私域+线下”双轨销售,借力曲周县“一品一播”项目,打通销路,拼多多店铺面粉销量3600余袋,面包销量破2.19万份;品牌升级—与恩泽园面包连锁联合开发联名产品,完成从“自销”到“定制”的战略跃迁。

此外,团队还联合四川美术学院完成品牌注册、包装设计等环节,经过十余次迭代打磨,推出三种国产优质麦面粉产品设计方案,包括适合面包、馒头的石磨强筋面粉,以及适合面条、饺子的石磨紫小麦面粉。目前,曲周科技小院也正积极拓展创业版图,目前已与一家新的面包加工企业达成合作,计划开发更多特色烘焙产品,推出专用面粉系列产品,计划2030年,订单模式覆盖全国优质麦产区,打造多元化的品牌产品矩阵。

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曲周科技小院从麦粒到面包,将一粒麦子的价值提升17.3倍,这种从“田间地头”到“百姓餐桌”的“跨界”创业实践,展示了科技小院“科研+产业+市场”的创新探索,技术思维向商业思维的转变,真正将技术扎进土里,让产品走向市场,让青春与乡土在乡村振兴的道路上实现“双向奔赴”。“过去,科技小院是发挥自己的专业特长,解决专业问题,比如作物栽培。现在不光要解决增产问题,还要考虑把全产业链打通,带动当地老百姓增收,让他们也有高质量发展致富的意识,这是我们未来小院工作的重点。”张福锁院士在“拼多多杯”第三届科技小院大赛总决赛接受记者采访时评价道。

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教育创新:科技小院人才兴农的“突围”之路

“科技小院模式”不仅是技术推广的载体,更是一种教育创新,其连续写入2024年、2025年中央一号文件,强调了其“解民生、治学问、育英才”的核心价值。曲周科技小院作为全国首个科技小院的发源地,已累计培养近300名研究生,形成了“农场主+科技小院”的研究生培养范式,为中国乡村人才振兴提供了“曲周样本”。

从“理论生”到“新农人”:青年创客的成长轨迹

越来越多的科技小院研究生选择扎根乡村创业,成为人才回归的“时尚创客”。曲周科技小院毕业生、云南大学在读博士生叶松林承包千亩农田,组建农业社会化服务联盟,带领种粮大户在盐碱地种出“绿色吨半粮”,成为“麦田合伙人”标杆;在读博士生沈云鹏、陆远等承包百亩农田,同步开展科研转化与土地规模化经营探索;在读博士生付山深耕试验田,研发国产强筋面粉,打造“绿色吨半粮”优质麦面包品牌,成为曲周县首位“女性创客”,烤箱里飘出的麦香里藏着她对“打破进口垄断”的倔强与坚持;硕士生杨若贤子联合村民建设有机肥厂,推动“绿色吨半粮”产业链延伸;博士生张凯烨以试验田谷物设计全国首个“科技小院”IP文创产品,探索文化兴农;博士生邹秦琦组织农业服务与志愿活动,构建技术服务常态化助农模式。他们以试验田为舞台,让乡村焕发“时尚”活力,带动更多青年扎根农业一线,成为传统农业的“改造者”。

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从曲周到非洲:“土”味情怀传递“中国智慧”

从科技小院学子的扎根坚守到非洲留学生的跨洋求学,“土”味情怀跨越山海延伸至国际舞台。据中非科技小院项目负责人焦小强副教授介绍,“2019年以来,中国农业大学与马拉维依托曲周科技小院与“中非科技小院”项目,在曲周共建4对中非“双胞胎科技小院”,累计为13个非洲国家培养131名高素质农业人才,在马拉维已形成6项绿色玉米生产核心技术,产量从过去的每公顷2吨提升至每公顷8吨,平均产量翻了三番,解决了12个村庄的温饱问题。”2025年30余名非洲留学生常驻曲周科技小院,住农家、学中文、干农活、学农事;依托科技小院非洲中心(曲周),联合联合国粮农组织每年招收10-20名非洲留学生,深化科技小院培训基地和非洲科技小院集群建设;为非洲留学生设计的“1+1+1”培养体系,让他们学习中国先进农业技术与管理经验,回国后能学以致用,为当地农业发展贡献力量。2025年12月,正值非洲马拉维播种季,刚刚从曲周科技小院学成回国的爱德华用从中国学到的农业知识对村民种植进行专业指导。科技小院模式正悄然改变着非洲农业面貌,既为中国乡村振兴提供了“人才兴农”的实践样板,也为全球农业可持续发展打开了跨区域合作新路径。

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创业“六大难关”:从田间到市场的硬核挑战

付山的“科技面包”创业之路,是研究生团实践的缩影。她坦言,从原粮种植到产品销售,团队经历了“六大难关”:

配粉关:初期因缺乏专业仪器和测试成本高,团队一度依赖自主配粉。后与中国农科院及烘焙企业合作,精准确定配粉比例,实现技术突破;

加工关:面临“大厂拒小单、小厂保品质”的困境,团队多方考察后锁定符合标准的加工厂,解决生产适配问题;

流通关:面粉流通周期短、储存压力大,初期零售受阻。转而直接对接烘焙企业,探索B端市场,逐步打开销路;

推广关:国内烘焙企业普遍依赖进口面粉,对国产面粉信任度低。团队以亏本试单的方式,向20余家企业的“大门”发起挑战;

转化关:从面粉到面包的商业化转型需兼顾品质稳定性、口感与健康需求,经历多轮试错调整;

运营关:全产业链覆盖(种植、加工、营销)涉及多领域知识与风险,团队在实践中自主摸索,积累经验。

“创业的苦说不完,因为每天都有很多变数。身体和精神虽然都承受着极限挑战,但日子仍是快乐的。”付山微微一笑,在接受河北日报记者采访时坦言道。“我每天都在修炼和成长,像食堂韩叔、帮助我的合作伙伴,他们带来的温暖,也给我很大力量。”付山高兴地说。

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从实验室到田间,从理论生到新农人,曲周科技小院让科技有了温度;从普通麦到优质麦,从面粉到面包,曲周科技小院把学问做进了泥土里。这种“农场主+科技小院”的研究生培养模式,让青年人才在科技创新与实践锻炼中成长为绿色转型接班人,为中国乡村振兴提供了“人才兴农”的实践样板。唯有推动教育、科技、人才一体化发展,才能加快发展新质生产力,形成“教育滋养人才、人才驱动创新、创新反哺教育”的发展格局。

供稿:曲周实验站张晓宁

供图:曲周实验站

编辑:李杨

责编:孟祥慈

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