金涌：现代农业亟需『 绿色』引擎

文／本刊记者 刘红伟

金涌：现代农业亟需『 绿色』引擎

文／本刊记者 刘红伟

金涌 中国工程院院士，清华大学化学工程系教授。现任中国化工学会和中国颗粒学会常务理事，中国生态经济学会副理事长，工业生态经济与技术专业委员会主任，国务院学位委员会化工学科评议组召集人，北京市人民政府专业顾问（第三届至第六届），《化工冶金》、《化学反应工程与工艺》等杂志编委，德国《Chem.Eng. Tech》杂志

党的十八届五中全会对贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念作了全面阐述、系统部署。生态文明建设首次被写进五年规划的任务目标，为绿色发展勾勒出完美“画卷”。

“绿色”既是理念也是举措，全会所强调的“坚持绿色发展”，呈现的不止是发展理念的新定位、新高度，更是务实可行的发展手段，也是从一纸蓝图到人与自然和谐发展的方案化、具体化。

“确立发展绿色农业也就是保护生态的观念，加快形成资源利用高效、生态系统稳定、产地环境良好、产品质量安全的农业发展新格局。” 继十八届五中全会提出“绿色”发展理念之后，今年的中央一号文件就如何推动农业可持续发展作出整体的部署。

“推动农业绿色发展势在必行。”中国工程院院士、清华大学化学工程系教授金涌接受《科技创新与品牌》记者采访时表示，“现代农业首先要紧抓生态农业理念，减少面源污染，保护耕地土壤，利用绿色生态的农业投入品以及科学合理的施肥施药手段实现农业的可持续发展。”

记者：党的十八届五中全会强调“坚持绿色发展，推进美丽中国建设”，同时将“推动形成绿色生产生活方式，加快改善生态环境”，列为“十三五”时期经济社会发展的主要目标任务之一。请问您是如何理解“绿色发展”这一理念的？如何才能实现“绿色发展”？

金涌：绿色发展是当今世界的一个重要趋势，许多国家还把发展绿色产业作为推动经济结构调整的重要举措，突出绿色的理念和内涵。

党的十八届五中全会把“绿色发展”作为五大发展理念之一，其实注重的是解决人与自然和谐发展的问题。从内涵上看，“绿色发展”是在传统发展基础上的一种模式创新，是建立在生态环境容量和资源承载力的约束条件下，将环境保护作为实现可持续发展重要支柱的一种新型发展模式。

具体来说包括以下几个要点∶一是要将环境资源作为社会经济发展的内在要素；二是要把实现经济、社会和环境的可持续发展作为“绿色发展”的目标；三是要把经济活动过程和结果的“绿色化”、“生态化”作为绿色发展的主要内容和途径，强调“全生命周期”绿色化的技术研究。

如何才能实现“绿色发展”？我认为需要依托两个“抓手”：一个是循环经济；另一个是低碳经济。“十三五”时期我们必须坚持节约资源和保护环境的基本国策，坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，形成人与自然和谐发展的现代化建设新格局。

政府部门要加大对低碳生活的宣传力度，培育公众的绿色环保理念。联合新闻媒体，通过电视、网络、报刊杂志等形式向民众宣传绿色消费新理念，通过广泛参与的形式倡导大家逐步形成低碳生活新氛围，避免环境污染、生态失衡等问题恶性蔓延。

步入绿色发展，还应转型升级开展技术创新。当前，高耗能高污染产业在我国产业结构中占据着相当大的比例，低水平重复生产，既浪费了资源，又污染了环境。我们应将高耗能、高污染的产业结构转变为低碳环保以战略性新兴产业为主的产业结构。

记者：俗话说，化肥是粮食的“粮食”，农药化肥对粮食增产和粮食安全等一系列国计民生问题发挥了重要作用。由此可见，农业发展离不开化工产品的支持。作为化工方面的专家，您是如何看待化工与农业二者之间关系的？

金涌：大约在一万多年前，农业开始出现。当时，1500万左右的人类开始探求稳定获取食物的方法，以满足自身生存的需求。到 1850年，地球人口总量达到10亿，120年之后的1970年，猛增到50 亿，2000年更是突破了60 亿。民以食为天，人类面临着需要给自己提供足够的食物及营养的问题。

解决这一问题的唯一办法，就是要提高单位土地面积的粮食产量。然而，提高粮食产量离不开化肥农药等涉农化工产品。从这个层面上讲，涉农化工行业在农业增产方面扮演着极为重要的角色。

植物的生长过程需要氮、磷、钾等16种以上的营养成分。其中，植物茎叶生长所需的氮肥，是植物生长过程中不可缺少且需求量极大的营养素。除少数豆类植物外，植物所需的营养是靠植物根部从土壤中吸取的。

传统的方法是施用农家肥，但以人和牲畜的粪便为主的农家肥有自己的缺点：第一是随着生活水平提高，收集、发酵、处理粪便已难于被农民接受；第二是大面积施用农家肥容易污染环境。用人工合成的化学肥料来代替传统的农家肥逐渐成为共识。

比如，农业中广泛使用的一种氮肥——尿素，它的含氮量是所有氮肥中最高的，达到47%左右；水溶性极好，使用方便；被植物吸收之后，不会留下有害残留。显然，尿素的问世被认为是宣告氮肥制造的大功告成。人类从此再也不会为氮肥而担忧了。

农药的诞生与发展，同样离不开化工技术的发展。农药是从杀虫剂开始的，由于虫害的侵袭，影响农作物收成，杀虫剂应运而生。

第一代杀虫剂是以自然界已有矿石和植物为主配制而成的。最有名的就是石灰硫磺合剂及玻尔多液 (硫酸铜加石灰水)，这类杀虫剂曾挽救过欧洲一大批葡萄果园。如今到了冬季，园林工人在大树树干上仍然会涂抹这类白色的杀虫药。

人们对第一代杀虫剂并不满意，效果并不十分理想。1939年，瑞士的一位医生米勒向化学家呼吁，能否人工合成一些化学物质，专门用来杀灭害虫，这个建议竟成了化学发展历史上的一个里程碑，它促成了合成农药的出现。

农药和化肥都是农业生产必需的，我们之所以可以“以世界8%的耕地生产了世界20%的粮食”，化肥农药这样的化工合成物功不可没。

记者：“我国以世界8%的耕地施用了世界30%以上的化肥，生产了世界20%的粮食。”资源的紧缺、环境的变化以及农业现代化的发展，对支农化工产品提出了更高的要求。面对这一问题，支农化工企业应当如何应对？化工如何才能更好地助力农业现代化的发展？

金涌：我国是世界上化肥、农药施用量最大的国家。我国化肥利用率很低，如尿素仅为35%左右。流失的化肥和农药造成土壤、地表水和地下水污染，导致我国受污染的耕地约有1.5亿亩。

然而，农药和化肥都是农业生产必需的，我们之所以可以“以世界8%的耕地生产了世界20%的粮食”，化肥农药这样的化工合成物功不可没。另外的一个事实是我们施用的化肥农药量也是最大的，占到世界施用总量的三成。农药化肥的残留问题也不容忽视，不但污染了环境，还增加了农民的负担。

为此，我国应大力开发新型化肥和农药产品。

为了适应现代化农业的发展，应该尽快开发

AND BRANDS新型支农化工产品。而转型的重点，在于节能、环保、高效、绿色。希望化肥、农药企业注重新产品研发，生产出成本低、效果好、环保的新产品。尽管目前化肥、农药行业的低端产品较多，产量较大，但也有新产品的空间。企业应把目光投向新型化肥农药品种和施用技术，选好一个角度做原创性工作，而不是总是做低端、一味模仿。

同时要改革传统的化肥施用形式，可推广应用缓控释肥。因为缓控释肥不止减少面源污染，还可通过提高肥料利用率来促进增产。对于农药产品而言，生物农药的毒性相对较低，应重点开发生物农药来替代一部分化学农药。

大力推广灌溉施肥技术，让肥料在灌溉时进入田间。这样供肥及时，具有很高的肥料利用率，还可节水增产、简化作业、适时适量补充养分，防止土壤板结和环境污染。

高性能可降解生物农膜也是一个重要发展方向。这种产品采用工业生物技术与化学合成技术，可以玉米为原料，生产绿色生物塑料——聚乳酸薄膜。这种农膜在使用后可降解成二氧化碳和水，而且还可以堆肥，避免现在塑料农膜废弃后对土地的污染。

我们还应大力提高精准施肥技术，向欧美等发达国家学习。欧美很多耕地已通过卫星定位记录了相关信息，对于每块地氮磷钾含量多少，种什么庄稼需补充多少化肥等数据，都掌握得十分准确。还可以根据当地气候、降雨量、作物生长情况等建立模型，计算出化肥的合理用量，从而提高化肥利用率，发展精准农业。

记者：李克强总理在2016年《政府工作报告》中明确指出，“加强农业科技创新与推广，深入开展粮食绿色高产高效创建，实施化肥农药零增长行动。”发展现代农业，控制农业面源污染，成为全社会的共识。您是如何看待这一问题的？怎样才能实现化肥农药零增长？

金涌：近年来，随着人们环保意识的增强，农药监管力度逐渐加强，为了维护人们的合法权益，保障人们的合法利益，化肥农药“零增长”的实行势在必行。同时也要避免对农药化肥“妖魔化”的倾向，这样反倒是不利于“零增长”的实现。

理性看待化肥农药应有历史的眼光和发展的眼光。

目前，我国已经远离了农药化肥匮乏的时代，现在的问题是由于传统施用习惯等原因造成农药化肥量用得多了，利用率又不高，导致土壤板结、农残污染等问题。

社会上有一种流行的说法是我国的化肥施用量是美国、巴西等国的3至4倍，其实这种说法根本就不科学。他们是一年种一季，我们是种两季。如果把美国生产1公斤小麦、玉米的化肥施用量乘以2，与我国生产1公斤小麦或1公斤玉米的施用量相比，绝对不会出现4倍这么大的差距。同时由于美国农场施行休耕转作豆料、苜蓿等作物，产生大量生物肥料，这是我们目前难以做到的。

“零增长”绝不是不用农药化肥，而在于通过提高产品质量、研制新型高效产品、改进施用方式从而提高利用效率，达到农药化肥减施、环境友好的效果，从而保证农业生产的可持续。

在农资供应环节，推出高效绿色产品是关键。农资生产企业要提供新型高效或优良改性产品。总体上看，我国农资更新步伐缓慢，常规大宗产品一用往往就是几十年，导致长期粗放使用。

广大农户的施用习惯一定也要改变，大把抛撒化肥，缺乏严格定量。生产企业要在加快研发新肥种的同时，对现有品种进行改良，比如改性尿素和新型缓释肥。同时，在农药供应中，企业要向农户提供更多的农药制剂，增加选择余地，做到有针对性地用药。这样才能做到减量增效。

据统计，2015年行动实施以来，我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物化肥利用率有所增长，达到35.2%，比2013年提高2.2个百分点，减少尿素使用量100万吨；农药利用率为36.6%，比2013年提高1.6个百分点，减少农药使用量1.52万吨。这充分说明科学用肥、精准用药，提高利用率本身就是在减少用量，化肥农药减量既有成效，也仍有不小的发展空间。

我个人认为，“零增长”的目标还是有点保守，应该是“负增长”才更加确切。只要依靠科技创新的手段，改善农药化肥施用方式，提高农药化肥利用率，这一目标一定不难实现。

记者：2013年，德国正式提出“工业4.0”的概念，明确了信息化在工业化中的重要作用。时隔两年，2015年，“农业4.0”的概念应运而生。什么是“农业4.0”？“农业4.0”对中国农业有何增益？又如何实现？

金涌：“农业4.0”是一个新兴事物，我国目前还处在“概念的界定、内涵的丰富、示范工程设计”的阶段。

2013年，德国提出的“工业4.0”，在国际社会引起很大反响。工业技术和生产模式，从机械化生产、电气化大生产、自动化和信息化生产，到网络化和智能化生产，德国人把它们形象地称为现代工业模式的四级演变。

新一轮的工业化带来的重要变革就是智能制造，而农业作为工业生产原材料的提供者和工业制成品的消费者，也必将融入这场时代的变革中，在向智能化时代即“农业4.0”时代迈进。

在我看来，为了了解“农业4.0”必须对人类农业发展的变迁有全局意识。

“农业1.0”的开端是畜力和畜力农器具的使用以及人畜粪便的使用；从“农业2.0”开始，杂交育种和农药开始使用，化肥出现并推广，中小型农机、灌溉水渠系统应用于农业。

目前我们正处于不断深化的“农业3.0”时代。这一阶段，大型农机、生物治虫、除草剂广泛运用，无土栽培，喷灌、滴灌，设施农业大面积推广，微量元素，以及新型育种技术、缓释化肥使用、农畜业联合循环体系，测土配方施肥走向系统化。

有人给“农业4.0”下过这样一个定义：采用现代化工业生产方式和自动化控制系统，将世界最先进的种植技术，结合大数据分析，运用物联网传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，精准施肥施药实现农产品全程追溯，使农业生产更具有“智慧”，从而生产出高效、安全、绿色的农产品。

这样的界定不是完全意义上的“农业4.0”。我认为，“农业4.0”应当是以物联网、大数据、移动互联、云计算技术为支撑和手段的一种现代农业形态，是一种智能农业，是继传统农业、机械化农业、信息化(自动化)农业之后进步到更高阶段的产物。

“农业4.0”既是一种生态农业，也是一种智能农业。它是一门交叉科学，涉及植物学、土壤学、栽培学、分子生物学、化学工程学、机械工程学、信息工程学、工程管理学等多个学科。实现“农业4.0”，需要农业—工业—信息业的高度融合。其主要表现形式包括GPS定位大田耕耘，土壤信息收集、管理，收获系统；农业机器人、互联网+购买、销售、追溯；全生命周期智能水肥一体化管理；生物肥、生物农药利用，分子生物学育种，太空育种改善作物品种和品质、抗病基因片段植入作物，借以抗病乃至于降低农药需求。

“农业4.0”是对现代信息技术的高度集成，现代农业借鉴“工业4.0”的理念是一定是切实可行的。现代农业的发展，一方面来自农业科技和农业经济的自身创新，一方面来自工业技术在农业领域的应用。

“农业4.0”既是一种生态农业，也是一种智能农业。它是一门交叉科学，涉及植物学、土壤学、栽培学、分子生物学、化学工程学、机械工程学、信息工程学、工程管理学等多个学科。

如今，由于物联网等信息技术的强力渗透，信息流的“无孔不入”以及智能化的快速发展，“农业4.0”的生产、流通、消费三大领域将相互衔接，而劳动者、劳动工具和劳动对象这三个生产力要素也将发生本质性变化。

“农业4.0”是“十三五”时期确立的绿色发展战略的新着力点，必将成为循环经济、低碳经济、生态保护的主战场之一。加速迈进“农业4.0”时代，也是解决中国“人口多、耕地少、水资源缺乏”农业发展现状的必然选择。

记者：一位日本农业专家曾针对日本农业面临的发展窘境，提出了“第六产业”的概念。农业开始由单纯的农作物生产向农产品加工和流通等领域融合发展。何谓“第六产业”？如何促使“第六产业”催生田园奇迹？

金涌：这个概念其实不难理解。

我们先来看一个例子吧，种一亩土豆可以获得多少利润？如果问一位普通农户，他可能会说500元；如果问一个种植专业户，答案也许是1000元。可是在一个叫“土豆传奇”的基地，几名研究生生给出了另外一个数字：每亩每年的综合效益可达近10万元。

他们为什么能获得数百倍的利润？答案就在于他们在农业现代化中坚持一、二、三产业融合发展，形成立体化的“第六产业”。

所谓“第六产业”，就是通过鼓励农户搞多种经营，即不仅种植农作物(第一产业)，而且从事农产品加工(第二产业)与销售农产品及其加工产品(第三产业)，以获得更多的增值价值，为农业和农村的可持续发展开辟了新路。

金涌院士与小朋友们在一起

按行业分类，农林水产业属于第一产业，加工制造业则是第二产业，销售、服务等为第三产业。“1+2+3”等于6，“1×2×3”也等于6，“第六产业”由此得名。

所谓“第六产业”，就是通过鼓励农户搞多种经营，即不仅种植农作物(第一产业)，而且从事农产品加工(第二产业)与销售农产品及其加工产品(第三产业)，以获得更多的增值价值，为农业和农村的可持续发展开辟了新路。

如何促进“第六产业”的发展？培育新型农业经营主体，是发展“第六产业”的当务之急，也是其他国家的成功经验。日本农业曾是典型的小农经济，经营单位较小，这一点与我国大部分地区颇为相似。但是，他们依靠以农业为主业的株式会社，让小农经济走上了农工商联合道路，实现了农业产业化，提升了农业现代化水平。

我国很多省份已经成立了数以万家的农民合作社和一批农产品加工龙头企业，这为“第六产业”发展奠定了一定基础。但我们的合作社规模小，能力弱，眼下多数只能在一产领域内发挥作用，在农产品加工和销售的二三产领域难有作为。农产品加工龙头企业数量少，规模小，与农民的联系不够紧密。这就需要政府在政策上进行推动。

为此，在壮大新型农业经营主体过程中，应使合作社规模做大、功能健全，让龙头企业和农户成为利益紧密关联的共同体。一句话，就是要把现在生产相对分散、规模较小的农户，通过新型商业化经营主体的有效组织，实现生产、加工、贸易于一体。