金涌：現代農業亟需『 綠色』引擎

文／本刊記者 劉紅偉

金涌：現代農業亟需『 綠色』引擎

文／本刊記者 劉紅偉

金涌 中國工程院院士，清華大學化學工程系教授。現任中國化工學會和中國顆粒學會常務理事，中國生態經濟學會副理事長，工業生態經濟與技術專業委員會主任，國務院學位委員會化工學科評議組召集人，北京市人民政府專業顧問（第三屆至第六屆），《化工冶金》、《化學反應工程與工藝》等雜志編委，德國《Chem.Eng. Tech》雜志

黨的十八屆五中全會對貫徹落實創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念作了全面闡述、系統部署。生態文明建設首次被寫進五年規劃的任務目標，為綠色發展勾勒出完美“畫卷”。

“綠色”既是理念也是舉措，全會所強調的“堅持綠色發展”，呈現的不止是發展理念的新定位、新高度，更是務實可行的發展手段，也是從一紙藍圖到人與自然和諧發展的方案化、具體化。

“確立發展綠色農業也就是保護生態的觀念，加快形成資源利用高效、生態系統穩定、產地環境良好、產品質量安全的農業發展新格局。” 繼十八屆五中全會提出“綠色”發展理念之后，今年的中央一號文件就如何推動農業可持續發展作出整體的部署。

“推動農業綠色發展勢在必行。”中國工程院院士、清華大學化學工程系教授金涌接受《科技創新與品牌》記者采訪時表示，“現代農業首先要緊抓生態農業理念，減少面源污染，保護耕地土壤，利用綠色生態的農業投入品以及科學合理的施肥施藥手段實現農業的可持續發展。”

記者：黨的十八屆五中全會強調“堅持綠色發展，推進美麗中國建設”，同時將“推動形成綠色生產生活方式，加快改善生態環境”，列為“十三五”時期經濟社會發展的主要目標任務之一。請問您是如何理解“綠色發展”這一理念的？如何才能實現“綠色發展”？

金涌：綠色發展是當今世界的一個重要趨勢，許多國家還把發展綠色產業作為推動經濟結構調整的重要舉措，突出綠色的理念和內涵。

黨的十八屆五中全會把“綠色發展”作為五大發展理念之一，其實注重的是解決人與自然和諧發展的問題。從內涵上看，“綠色發展”是在傳統發展基礎上的一種模式創新，是建立在生態環境容量和資源承載力的約束條件下，將環境保護作為實現可持續發展重要支柱的一種新型發展模式。

具體來說包括以下幾個要點∶一是要將環境資源作為社會經濟發展的內在要素；二是要把實現經濟、社會和環境的可持續發展作為“綠色發展”的目標；三是要把經濟活動過程和結果的“綠色化”、“生態化”作為綠色發展的主要內容和途徑，強調“全生命周期”綠色化的技術研究。

如何才能實現“綠色發展”？我認為需要依托兩個“抓手”：一個是循環經濟；另一個是低碳經濟。“十三五”時期我們必須堅持節約資源和保護環境的基本國策，堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，形成人與自然和諧發展的現代化建設新格局。

政府部門要加大對低碳生活的宣傳力度，培育公眾的綠色環保理念。聯合新聞媒體，通過電視、網絡、報刊雜志等形式向民眾宣傳綠色消費新理念，通過廣泛參與的形式倡導大家逐步形成低碳生活新氛圍，避免環境污染、生態失衡等問題惡性蔓延。

步入綠色發展，還應轉型升級開展技術創新。當前，高耗能高污染產業在我國產業結構中占據著相當大的比例，低水平重復生產，既浪費了資源，又污染了環境。我們應將高耗能、高污染的產業結構轉變為低碳環保以戰略性新興產業為主的產業結構。

記者：俗話說，化肥是糧食的“糧食”，農藥化肥對糧食增產和糧食安全等一系列國計民生問題發揮了重要作用。由此可見，農業發展離不開化工產品的支持。作為化工方面的專家，您是如何看待化工與農業二者之間關系的？

金涌：大約在一萬多年前，農業開始出現。當時，1500萬左右的人類開始探求穩定獲取食物的方法，以滿足自身生存的需求。到 1850年，地球人口總量達到10億，120年之后的1970年，猛增到50 億，2000年更是突破了60 億。民以食為天，人類面臨著需要給自己提供足夠的食物及營養的問題。

解決這一問題的唯一辦法，就是要提高單位土地面積的糧食產量。然而，提高糧食產量離不開化肥農藥等涉農化工產品。從這個層面上講，涉農化工行業在農業增產方面扮演著極為重要的角色。

植物的生長過程需要氮、磷、鉀等16種以上的營養成分。其中，植物莖葉生長所需的氮肥，是植物生長過程中不可缺少且需求量極大的營養素。除少數豆類植物外，植物所需的營養是靠植物根部從土壤中吸取的。

傳統的方法是施用農家肥，但以人和牲畜的糞便為主的農家肥有自己的缺點：第一是隨著生活水平提高，收集、發酵、處理糞便已難于被農民接受；第二是大面積施用農家肥容易污染環境。用人工合成的化學肥料來代替傳統的農家肥逐漸成為共識。

比如，農業中廣泛使用的一種氮肥——尿素，它的含氮量是所有氮肥中最高的，達到47%左右；水溶性極好，使用方便；被植物吸收之后，不會留下有害殘留。顯然，尿素的問世被認為是宣告氮肥制造的大功告成。人類從此再也不會為氮肥而擔憂了。

農藥的誕生與發展，同樣離不開化工技術的發展。農藥是從殺蟲劑開始的，由于蟲害的侵襲，影響農作物收成，殺蟲劑應運而生。

第一代殺蟲劑是以自然界已有礦石和植物為主配制而成的。最有名的就是石灰硫磺合劑及玻爾多液 (硫酸銅加石灰水)，這類殺蟲劑曾挽救過歐洲一大批葡萄果園。如今到了冬季，園林工人在大樹樹干上仍然會涂抹這類白色的殺蟲藥。

人們對第一代殺蟲劑并不滿意，效果并不十分理想。1939年，瑞士的一位醫生米勒向化學家呼吁，能否人工合成一些化學物質，專門用來殺滅害蟲，這個建議竟成了化學發展歷史上的一個里程碑，它促成了合成農藥的出現。

農藥和化肥都是農業生產必需的，我們之所以可以“以世界8%的耕地生產了世界20%的糧食”，化肥農藥這樣的化工合成物功不可沒。

記者：“我國以世界8%的耕地施用了世界30%以上的化肥，生產了世界20%的糧食。”資源的緊缺、環境的變化以及農業現代化的發展，對支農化工產品提出了更高的要求。面對這一問題，支農化工企業應當如何應對？化工如何才能更好地助力農業現代化的發展？

金涌：我國是世界上化肥、農藥施用量最大的國家。我國化肥利用率很低，如尿素僅為35%左右。流失的化肥和農藥造成土壤、地表水和地下水污染，導致我國受污染的耕地約有1.5億畝。

然而，農藥和化肥都是農業生產必需的，我們之所以可以“以世界8%的耕地生產了世界20%的糧食”，化肥農藥這樣的化工合成物功不可沒。另外的一個事實是我們施用的化肥農藥量也是最大的，占到世界施用總量的三成。農藥化肥的殘留問題也不容忽視，不但污染了環境，還增加了農民的負擔。

為此，我國應大力開發新型化肥和農藥產品。

為了適應現代化農業的發展，應該盡快開發

AND BRANDS新型支農化工產品。而轉型的重點，在于節能、環保、高效、綠色。希望化肥、農藥企業注重新產品研發，生產出成本低、效果好、環保的新產品。盡管目前化肥、農藥行業的低端產品較多，產量較大，但也有新產品的空間。企業應把目光投向新型化肥農藥品種和施用技術，選好一個角度做原創性工作，而不是總是做低端、一味模仿。

同時要改革傳統的化肥施用形式，可推廣應用緩控釋肥。因為緩控釋肥不止減少面源污染，還可通過提高肥料利用率來促進增產。對于農藥產品而言，生物農藥的毒性相對較低，應重點開發生物農藥來替代一部分化學農藥。

大力推廣灌溉施肥技術，讓肥料在灌溉時進入田間。這樣供肥及時，具有很高的肥料利用率，還可節水增產、簡化作業、適時適量補充養分，防止土壤板結和環境污染。

高性能可降解生物農膜也是一個重要發展方向。這種產品采用工業生物技術與化學合成技術，可以玉米為原料，生產綠色生物塑料——聚乳酸薄膜。這種農膜在使用后可降解成二氧化碳和水，而且還可以堆肥，避免現在塑料農膜廢棄后對土地的污染。

我們還應大力提高精準施肥技術，向歐美等發達國家學習。歐美很多耕地已通過衛星定位記錄了相關信息，對于每塊地氮磷鉀含量多少，種什么莊稼需補充多少化肥等數據，都掌握得十分準確。還可以根據當地氣候、降雨量、作物生長情況等建立模型，計算出化肥的合理用量，從而提高化肥利用率，發展精準農業。

記者：李克強總理在2016年《政府工作報告》中明確指出，“加強農業科技創新與推廣，深入開展糧食綠色高產高效創建，實施化肥農藥零增長行動。”發展現代農業，控制農業面源污染，成為全社會的共識。您是如何看待這一問題的？怎樣才能實現化肥農藥零增長？

金涌：近年來，隨著人們環保意識的增強，農藥監管力度逐漸加強，為了維護人們的合法權益，保障人們的合法利益，化肥農藥“零增長”的實行勢在必行。同時也要避免對農藥化肥“妖魔化”的傾向，這樣反倒是不利于“零增長”的實現。

理性看待化肥農藥應有歷史的眼光和發展的眼光。

目前，我國已經遠離了農藥化肥匱乏的時代，現在的問題是由于傳統施用習慣等原因造成農藥化肥量用得多了，利用率又不高，導致土壤板結、農殘污染等問題。

社會上有一種流行的說法是我國的化肥施用量是美國、巴西等國的3至4倍，其實這種說法根本就不科學。他們是一年種一季，我們是種兩季。如果把美國生產1公斤小麥、玉米的化肥施用量乘以2，與我國生產1公斤小麥或1公斤玉米的施用量相比，絕對不會出現4倍這么大的差距。同時由于美國農場施行休耕轉作豆料、苜蓿等作物，產生大量生物肥料，這是我們目前難以做到的。

“零增長”絕不是不用農藥化肥，而在于通過提高產品質量、研制新型高效產品、改進施用方式從而提高利用效率，達到農藥化肥減施、環境友好的效果，從而保證農業生產的可持續。

在農資供應環節，推出高效綠色產品是關鍵。農資生產企業要提供新型高效或優良改性產品。總體上看，我國農資更新步伐緩慢，常規大宗產品一用往往就是幾十年，導致長期粗放使用。

廣大農戶的施用習慣一定也要改變，大把拋撒化肥，缺乏嚴格定量。生產企業要在加快研發新肥種的同時，對現有品種進行改良，比如改性尿素和新型緩釋肥。同時，在農藥供應中，企業要向農戶提供更多的農藥制劑，增加選擇余地，做到有針對性地用藥。這樣才能做到減量增效。

據統計，2015年行動實施以來，我國水稻、玉米、小麥三大糧食作物化肥利用率有所增長，達到35.2%，比2013年提高2.2個百分點，減少尿素使用量100萬噸；農藥利用率為36.6%，比2013年提高1.6個百分點，減少農藥使用量1.52萬噸。這充分說明科學用肥、精準用藥，提高利用率本身就是在減少用量，化肥農藥減量既有成效，也仍有不小的發展空間。

我個人認為，“零增長”的目標還是有點保守，應該是“負增長”才更加確切。只要依靠科技創新的手段，改善農藥化肥施用方式，提高農藥化肥利用率，這一目標一定不難實現。

記者：2013年，德國正式提出“工業4.0”的概念，明確了信息化在工業化中的重要作用。時隔兩年，2015年，“農業4.0”的概念應運而生。什么是“農業4.0”？“農業4.0”對中國農業有何增益？又如何實現？

金涌：“農業4.0”是一個新興事物，我國目前還處在“概念的界定、內涵的豐富、示范工程設計”的階段。

2013年，德國提出的“工業4.0”，在國際社會引起很大反響。工業技術和生產模式，從機械化生產、電氣化大生產、自動化和信息化生產，到網絡化和智能化生產，德國人把它們形象地稱為現代工業模式的四級演變。

新一輪的工業化帶來的重要變革就是智能制造，而農業作為工業生產原材料的提供者和工業制成品的消費者，也必將融入這場時代的變革中，在向智能化時代即“農業4.0”時代邁進。

在我看來，為了了解“農業4.0”必須對人類農業發展的變遷有全局意識。

“農業1.0”的開端是畜力和畜力農器具的使用以及人畜糞便的使用；從“農業2.0”開始，雜交育種和農藥開始使用，化肥出現并推廣，中小型農機、灌溉水渠系統應用于農業。

目前我們正處于不斷深化的“農業3.0”時代。這一階段，大型農機、生物治蟲、除草劑廣泛運用，無土栽培，噴灌、滴灌，設施農業大面積推廣，微量元素，以及新型育種技術、緩釋化肥使用、農畜業聯合循環體系，測土配方施肥走向系統化。

有人給“農業4.0”下過這樣一個定義：采用現代化工業生產方式和自動化控制系統，將世界最先進的種植技術，結合大數據分析，運用物聯網傳感器和軟件通過移動平臺或者電腦平臺對農業生產進行控制，精準施肥施藥實現農產品全程追溯，使農業生產更具有“智慧”，從而生產出高效、安全、綠色的農產品。

這樣的界定不是完全意義上的“農業4.0”。我認為，“農業4.0”應當是以物聯網、大數據、移動互聯、云計算技術為支撐和手段的一種現代農業形態，是一種智能農業，是繼傳統農業、機械化農業、信息化(自動化)農業之后進步到更高階段的產物。

“農業4.0”既是一種生態農業，也是一種智能農業。它是一門交叉科學，涉及植物學、土壤學、栽培學、分子生物學、化學工程學、機械工程學、信息工程學、工程管理學等多個學科。實現“農業4.0”，需要農業—工業—信息業的高度融合。其主要表現形式包括GPS定位大田耕耘，土壤信息收集、管理，收獲系統；農業機器人、互聯網+購買、銷售、追溯；全生命周期智能水肥一體化管理；生物肥、生物農藥利用，分子生物學育種，太空育種改善作物品種和品質、抗病基因片段植入作物，借以抗病乃至于降低農藥需求。

“農業4.0”是對現代信息技術的高度集成，現代農業借鑒“工業4.0”的理念是一定是切實可行的。現代農業的發展，一方面來自農業科技和農業經濟的自身創新，一方面來自工業技術在農業領域的應用。

“農業4.0”既是一種生態農業，也是一種智能農業。它是一門交叉科學，涉及植物學、土壤學、栽培學、分子生物學、化學工程學、機械工程學、信息工程學、工程管理學等多個學科。

如今，由于物聯網等信息技術的強力滲透，信息流的“無孔不入”以及智能化的快速發展，“農業4.0”的生產、流通、消費三大領域將相互銜接，而勞動者、勞動工具和勞動對象這三個生產力要素也將發生本質性變化。

“農業4.0”是“十三五”時期確立的綠色發展戰略的新著力點，必將成為循環經濟、低碳經濟、生態保護的主戰場之一。加速邁進“農業4.0”時代，也是解決中國“人口多、耕地少、水資源缺乏”農業發展現狀的必然選擇。

記者：一位日本農業專家曾針對日本農業面臨的發展窘境，提出了“第六產業”的概念。農業開始由單純的農作物生產向農產品加工和流通等領域融合發展。何謂“第六產業”？如何促使“第六產業”催生田園奇跡？

金涌：這個概念其實不難理解。

我們先來看一個例子吧，種一畝土豆可以獲得多少利潤？如果問一位普通農戶，他可能會說500元；如果問一個種植專業戶，答案也許是1000元。可是在一個叫“土豆傳奇”的基地，幾名研究生生給出了另外一個數字：每畝每年的綜合效益可達近10萬元。

他們為什么能獲得數百倍的利潤？答案就在于他們在農業現代化中堅持一、二、三產業融合發展，形成立體化的“第六產業”。

所謂“第六產業”，就是通過鼓勵農戶搞多種經營，即不僅種植農作物(第一產業)，而且從事農產品加工(第二產業)與銷售農產品及其加工產品(第三產業)，以獲得更多的增值價值，為農業和農村的可持續發展開辟了新路。

金涌院士與小朋友們在一起

按行業分類，農林水產業屬于第一產業，加工制造業則是第二產業，銷售、服務等為第三產業。“1+2+3”等于6，“1×2×3”也等于6，“第六產業”由此得名。

所謂“第六產業”，就是通過鼓勵農戶搞多種經營，即不僅種植農作物(第一產業)，而且從事農產品加工(第二產業)與銷售農產品及其加工產品(第三產業)，以獲得更多的增值價值，為農業和農村的可持續發展開辟了新路。

如何促進“第六產業”的發展？培育新型農業經營主體，是發展“第六產業”的當務之急，也是其他國家的成功經驗。日本農業曾是典型的小農經濟，經營單位較小，這一點與我國大部分地區頗為相似。但是，他們依靠以農業為主業的株式會社，讓小農經濟走上了農工商聯合道路，實現了農業產業化，提升了農業現代化水平。

我國很多省份已經成立了數以萬家的農民合作社和一批農產品加工龍頭企業，這為“第六產業”發展奠定了一定基礎。但我們的合作社規模小，能力弱，眼下多數只能在一產領域內發揮作用，在農產品加工和銷售的二三產領域難有作為。農產品加工龍頭企業數量少，規模小，與農民的聯系不夠緊密。這就需要政府在政策上進行推動。

為此，在壯大新型農業經營主體過程中，應使合作社規模做大、功能健全，讓龍頭企業和農戶成為利益緊密關聯的共同體。一句話，就是要把現在生產相對分散、規模較小的農戶，通過新型商業化經營主體的有效組織，實現生產、加工、貿易于一體。