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绿色技术如何实现粮食增产与环境减负双赢?

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Credit: Wen-Feng CONG‡ , Hao YING‡ , Feiyu YING , Zhichao AN , Jianbo SHEN , Fusuo ZHANG

作为全球人口最多的国家,我国以占世界8.6%的耕地养活了19.1%的人口,这一成就背后是长期依赖高化肥投入的农业模式——我国氮肥使用量占全球32%,远超多数国家。但这种“高投入、高产出”的方式也带来了隐忧:过量施肥导致土壤酸化、水体硝酸盐污染、PM2.5等环境问题,甚至反过来制约农业可持续发展。如何在保障粮食安全的同时减少环境代价?这是摆在全球农业面前的共同难题。

近日,中国农业大学丛汶峰教授等提出了一套名为“绿色技术”的解决方案,并基于全国协作网络开展的超1.2万次田间对比试验数据,验证了其实际效果。该研究不仅回应了上述挑战,更提出了一套全新的农业研究范式——“12345”模式,强调从实际生产需求出发,通过多学科协同、多主体参与,解决高产与环保、经济增长与生态保护的双重矛盾。相关文章发表已发表于《农业科学与工程前沿》(英文)(DOI: 10.15302/J-FASE-2025630)。

所谓“绿色技术”,核心是通过优化“土壤-作物-微生物”系统,实现“高产、高效、低污染”的协同。具体来看,它包含三个关键方向:一是构建高产群体,比如通过选育耐密品种、调整种植密度或推广玉米-蚕豆等间作模式,充分利用光热资源;二是高效根际调控,通过智能肥料精准匹配作物不同生长阶段的养分需求,或利用铵态氮促进根系生长和磷吸收,提升肥料利用率;三是健康土壤培育,通过有机肥与化肥配施、免耕等方式改善土壤结构和微生物多样性,为高产提供基础。

这套技术的效果如何呢?研究团队整合了全国协作网络2005–2020年开展的12,403个站点年田间试验数据,结果显示:与农民常规种植相比,绿色技术在未显著增加氮肥投入的情况下,粮食产量提升21%–87%,氮肥利用效率提高24%–32%,氮损失和温室气体排放密度分别下降50%–56%、31%–47%。截至2015年,全国已有452个县的约2090万农户采用该技术,覆盖耕地面积达4000万公顷。

论文指出,在化石能源成本上升的背景下,未来粮食增产不能再依赖化肥“堆量”,而需通过提升效率实现“少投入、多产出、低污染”。我国的实践证明,这一目标完全可行——若推广绿色技术,中国农业对全球资源消耗、氮磷流失和温室气体排放的影响将大幅降低,同时助力联合国多项可持续发展目标的实现。

从理论范式到农民实践,这项研究不仅为解决“高产与环保”的矛盾提供了可行路径,更以我国绿色技术的应用为其他国家实现农业绿色转型提供了可参考的范例。


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