施用沼肥的蘋果顏色鮮、味道甜。中國農科院供圖
“在農業現代化推進過程中，高質量綠色發展實際上是供給側結構性改革的核心問題，也是農業現代化的核心問題。”在近日舉行的第十四屆農業環境科學峰會上，中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所（以下簡稱環發所）研究員梅旭榮說，生態環境所面臨的挑戰和壓力前所未有，農業環境科技創新的戰略地位日益凸顯。
梅旭榮強調，綠色發展成為破解當今全球資源、能源和環境挑戰，引領農業環境學科發展的必然趨勢。實現糧食安全與資源、環境和可持續農業間的平衡，是綠色可持續農業發展面臨的嚴峻戰略議題。
離開財富生產談“美麗”是空中樓閣
我國是生豬養殖和豬肉消費大國，生豬養殖業產值占畜牧業總產值的3/4，占農業總產值18%，與汽車工業相當，約1.7 萬億元。生豬養殖已成為我國農業中的支柱產業，事關國計民生。
然而，我國畜禽每年產生約38億噸糞便，折合純養分3200萬噸，相當于我國化肥總養分投入量50%，但目前資源化利用率不到40%。
“養殖業在農業生態系統中具有資源轉換和維持生態平衡的重要功能。”中國工程院院士印遇龍在會上指出，養殖業在美麗中國和鄉村振興戰略中是不容忽視的部分。
他強調，美麗中國不是貧窮中國，離開物質財富和優質生態產品談“美麗”是空中樓閣，華而不實。“美麗中國是產業結構和生產方式和諧，避開養殖業的問題研究‘美麗’是避重就輕、徒勞無功。”
過量化肥誘發土壤板結，影響美麗鄉村；大量畜禽糞污不能有效利用，更影響美麗鄉村。“種養脫節是癥結。”印遇龍說。
目前，我國種植業存在的問題包括，化肥農藥大量使用、單位畝產資源消耗較大、水土面源污染嚴重、土壤板結地力下降、農產品品質下降；而養殖業存在的問題有，飼料進口依賴度較大、養殖成本較高、抗生素和添加劑過量使用、食品安全風險較大、水土氣面源污染嚴重。
針對目前由于種植和養殖脫節造成的食品、環境和農業生態存在的系列問題，印遇龍建議，應當基于農業生產源頭減排、過程控制與末端治理的整體思路，開展畜禽飼料重金屬、抗生素等有害物質源頭減排、畜禽糞便、秸稈等有機廢棄物資源化，構建種養結合成套技術裝備體系、創建種養耦合的生態循環模式。
發展生物多樣性農業
我國化肥施用量占全球35%，是全球平均用量的3.4 、美國的2.6倍、歐盟的2.5倍；農藥施用量占全球47%，單位播種面積農藥施用量是全球平均用量的2.5~5 倍。
“為什么我國單位面積耕地農藥、化肥使用量世界第一？為什么我國農業面源污染、重金屬污染問題異常突顯？”農業農村部環境保護科研監測所研究員楊殿林提出了兩個問題。
近年來，我國農業已進入從傳統農戶分散經營向集約化、專業化、組織化、社會化相結合的新型經營體系加快轉變的新階段。而集約化農田長期、大面積、單一種植，生物多樣性遭到嚴重破壞，造成農田生態系統綜合障礙，如生產力下降、養分循環失衡、抵抗病蟲害能力降低、傳粉能力下降等，最終導致農業發展不可持續。
“集約化農業的可持續性發展問題成為日益突出的、迫切需要解決的農業生態系統安全問題。”楊殿林說。農業生態系統約占地球陸地面積40%。將農業生態系統安全納入國家安全體系，是推進國家治理體系和治理能力現代化，實現國家長治久安的迫切要求。
“重構健康的農田生態系統是實現農業綠色發展的根本途徑。”楊殿林說，這已被聯合國糧農組織（FAO）確認為集約化農田實現可持續發展最有前途的解決方案。
楊殿林建議，應盡快啟動集約化生態農田業示范區建設行動。在東北、西北、黃淮海和長江中下游等農業主產區，開展集約化生態農田系統設計與重構，創新集成集約化生態農田系統構建技術體系與技術模式。
向白色污染開戰
農業農村廢棄物是農業生產農村生活當中的必然產物。目前我國農膜覆蓋面積已達到3億畝，地膜覆蓋給農作物帶來的直接效益達1200億~1400億元，為農業節水增效做出了突出貢獻。
“但是農膜從白色革命變成了白色污染。全國農田地膜殘留強度平均為3.45kg/畝，西北地區最嚴重，達到5.16kg/畝，最多的是新疆，達13.64kg/畝，華東地區相對殘留量比較低。”環發所研究員董紅敏說，根據2017年調查結果，全國地膜平均回收率不足70%，主要原因是地膜薄、強度低、可回收性差，現有的回收機具無法滿足田間作業要求，機械回收作業面積相對比較低。
此外，回收地膜含雜率高達70-90%，可利用的價值低。“現有含雜率情況下，再生顆粒的生產成本已經超過5500元/噸，與普通PE顆粒相比，性價比很低。”董紅敏認為，地膜殘留污染的主要問題，一是地膜覆蓋技術的泛用和濫用，造成農田污染加重；二是回收效率低、回收率低，回收后地膜含雜高、雜膜分離困難，價值低。
要解決地膜殘留污染問題就必須進行開拓和創新。董紅敏介紹，目前，環發所開展協同創新，開展了減量技術、全生物降解膜產品研發和應用，已經在全國十余種作物上實驗，推廣面積達1萬多畝。不過，她坦言，全生物降解膜成本高、應用范圍小，在實踐推廣上還有一定挑戰。
董紅敏建議，應加強全生命周期地膜源微塑料及塑化劑危害過程和環境影響研究，地膜覆蓋適宜性評價技術的研究，高效回收機具、回收地膜的膜雜分離技術、高效循環利用技術與工藝研發，強化生物降解地膜的新材料、新工藝和新產品研究。
農業環境學科必須“轉變”
中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所所長、研究員趙立欣指出，我國農業已經到了轉型期、提質增效期，如何既保障糧食安全，又可持續發展，是一個農業如何綠色發展的問題。
“要從全國的視角來考量每個區域的可持續發展和綠色發展。”趙立欣舉例說，南方水土資源豐富，但現在很多都是糧食調入省；東北水資源缺乏，現在是大糧倉。未來如何規劃這些地區的農業發展，是值得深入討論的問題。
梅旭榮認為，農業資源與環境學科是復雜巨大系統，已經很難再依靠“點”上的技術突破實現整體提升，跨學科研究和系統方法成為解決重大關鍵問題的首選項。
他說，隨著物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術深度融入現代農業中，農業資源環境技術迭代變革正加速向自動化、智能化、融合化方向發展。農業環境研究思路由單要素向多要素、跨介質、多目標協同防治轉變，研究尺度向更寬廣更縱深延展，研究手段上多學科交叉融合特征明顯。這將有力推動我國農業環境科技更進一步創新和綠色轉型。
“農業環境科技創新怎么辦，兩個字，就是‘轉變’。”梅旭榮說。
首先，農業環境科學是研究農業生產過程對環境要素的相互作用和調控的一門科學，是典型的邊緣交叉和信息學科。因此，單一的學科很難發揮作用，而新技術新方法新理論會不斷融合到這個學科體系里。
其次，研發方向要做出調整。要堅持問題導向、需求導向。一定要解決為誰科研、為誰去創新的問題。圍繞著農業高質量發展、農業綠色發展、農業生態系統的健康、構建可持續生產力等，布局一些農業環境里的重大科學問題。整個研究要進行鏈條式創新，一環接一環，從基礎到應用、到轉化，從整個產業鏈上解決問題。
第三，建立協同創新機制。創新是源于問題、發現問題、解決問題。農業環境領域的理論和方法創新很少，就是因為沒有去進行科學發現。在農業環境里面最缺的是科學發現和模式創新，這方面要繼續加強。
第四，探索新的科研范式，例如數據密集型的科學發現。大數據信息時代，給我們的科學研究提供了新的理論和方法。
