一餐一食皆科技

邸皓

内蒙古呼伦贝尔市，交错种植的小麦和油菜形成太极图案。中国农业的未来也需要传统的农业文化和新兴科技成果的融合。

这些鲜食玉米新品种不仅在色彩外观上多样，技术人员在培育时也着重提升了味道、口感和营养成份等食客关注的品质。

“这座‘番茄工厂完全是引入荷兰的技术。”雷喜红博士一边拉开连栋玻璃温室的大门一边对我说，温室内种植的第一季番茄已经采收完毕，两位工作人员正在整理生产器材，另有两位在收集番茄茎蔓准备制作有机肥。雷喜红毕业于中国农业大学，现在作为高级农艺师在北京市农业技术推广站工厂化生产技术科工作。从2011年开始，北京市农业技术推广站开始与瓦格宁根大学等荷兰机构合作，引进工厂化生产技术;在北京小汤山特菜基地内新建成的这栋“番茄工厂”就是合作成果之一。

“设施农业最大的优势是摆脱了自然因素的限制：冬天室外低温时也能种植绿色蔬菜，蒸发失水比露天环境要小，作物受病虫侵害的可能性也降低了……当然这些我们的冬暖式大棚也能做到。”在雷喜红看来，荷兰农业生产技术的先进性，更多地体现在对作物生长环境的精准控制和智能化、自动化的管理。“拿灌溉和施肥举例子吧，”雷喜红从栽培用的岩棉基质中拔出一支灌溉用的滴管给我看，“在工厂里水肥一体化完成，作物所需的氮、磷、钾等营养元素事先配制好独立的营养液;计算机会根据番茄的生长阶段和当日光照情况等信息自动控制灌溉水量和营养液配比;即便过量的灌溉水也会被回收、消毒再利用。”

规模化、工厂化生产作为未来农业生产的一种方向，在产量和资源利用率方面有着巨大优势，但同时也需要较高的前期投入;番茄工厂两万平方米的厂房和设备价值就高达3000万元。“目前在北京推广了十万平方米，主要合作伙伴都是一些农业集团企业，”雷喜红说，“目前北京农业生产中工厂化所占比例（按面积）也只有1%左右，放眼全国就更少了。”

作为农业现代化的标志之一，机械化、自动化生产在中国农业中的应用比例越来越高;一方面提升了生产效率，另一方面也降低了对劳动力的需求。右图为使用全自动机械进行灌溉的土豆田。

科技推广应用并不总意味着需要从业者高额的资金投入，“比如作物新品种的试种，农民一般只需要拿部分耕地来做尝试，此外几乎不需要其他投入。” 农艺师裴志超是雷喜红在作物科的同事，他从2014年开始在北京周边推广鲜食玉米，即一般人们所说的甜玉米和糯玉米。

“鲜食玉米味道甜，口感好，更像是零食小吃， 很受消费者欢迎。”裴志超说。因为直供市场销路好，越来越多城市周边的农户选择种植鲜食玉米。“近几年北京地区玉米总体种植面积在下降，但鲜食玉米的种植面积却一直在攀升。”

“品种也在不断改进。”裴志超掰了一小段未经烹饪的玉米递给我品尝，金黄色的玉米籽粒鲜嫩多汁，味道格外甘甜，还带着玉米特有的清香。“几年前市场上的甜玉米含糖量还在10%上下，现在的超甜类型含糖量已经超过20%，可以像水果一样生吃;而结合了甜玉米和糯玉米两者优点的甜糯玉米品种也被开发出来;此外现在育种时也关注营养成份的提升，还会在籽粒颜色和美观性上做文章，”裴志超也拈了几粒玉米放进嘴里，“总之是以消费者的需求为准。”

目前北京种植的鲜食玉米品种主要是本地和周边地区的育种公司在开发，推广站虽然也参加一些育种研发，但主要负责优质品种的筛选和推广。“我们农技推广站的角色像是一个连接点吧。”谈起自己的工作，裴志超如是说，“好的农业科技成果——比如优秀的鲜食玉米品种，经由我们的推广介绍，农户们可以把它用到生产中，从而使自己的农产品更有市场竞争力，也就能获得更好的经济效益。”

“讲到农业科技的研发，中国现在可以说是走在世界先进行列的。”梅旭荣是中国农业科学院科技局局长，他如此的自信有其依据：2016年，仅中国农业科学院新启动的各级各类科研项目就达1800余项，获得专利授权则有1400多项;而2014年国家农业科技創新联盟成立，成员单位达近300家，其中既包括了中国农科院等农业部直属院所，也有省、地级农业科学院、涉农类研究所，还有数十所农业大学以及数家大型国有农业企业。

“中国农业最广为人知的成绩当属水稻育种和栽培技术——我们4亿多亩水稻的单产比世界平均水平高65%。”梅旭荣说，“这很大程度上得益于科技支持，全国各地各级农业科研单位做水稻育种的研究组有600多个，推动了我国水稻产量的三次飞跃。”提到杂交水稻的成就大部分中国人已经耳熟能详，而我国在水稻（及其他作物）育种领域早已引入了分子生物学的技术方法——研究人员在选育品种时所查验的不再仅仅是作物的性状，而会进一步向微观尺度去追溯检验决定这些性状的基因，也会去探求这些基因是如何发挥作用控制相应性状表达的。

“比如水稻的产量和分蘖（水稻、小麦等禾本科作物在地面以下或近地面处所发生的分枝）有直接关系，而这又受植物激素的影响;2014年万建民院士的团队就针对水稻中独脚金内酯这种植物激素开展研究，阐释了它的功能是如何受特定基因影响，从而控制分蘖的;这对分子育种具有重要意义。”当优异性状基因被明确，直接选择这些基因成为可能，育种的针对性就会更强，育种效率也会得到了大幅度提高。“以往我们根据一种优质性状来选育，相当于只是大概知道决定它的基因有可能在哪座城市里，现在利用分子生物学的方法，我们连它的地址和门牌号都拿到手了，再去找它来利用就方便多了。”根据农科院作物科学研究所分子育种国家工程实验室的预期，进一步完善的分子育种技术体系能使育种效率提高几十倍。

“同样领先世界的还有我国在禽流感防控方面的工作。”在介绍农科院哈尔滨兽医研究所的国家禽流感参考实验室时，梅旭荣赞赏有加。2004年H5N1型禽流感疫情爆发，有赖于实验室研发并迅速投入生产的H5亚型禽流感灭活疫苗，我国大量养殖户不必像一些国外同行那样忍痛将家禽扑杀，由此避免的经济损失达数百亿元。“经济效益只是一方面，公共卫生和粮食安全也由此得到了保证。”梅旭荣评价说。

实验室研制疫苗时采用的方法也体现了我国在此领域的先进水平，由于禽流感病毒致病性强，如果直接基于流行病毒制备疫苗，可能由于灭活不彻底，使疫苗本身仍有致病风险;且抗原含量低、抗原针对性差，对病毒的防护能力没有保证;而在实验室主任陈化兰的主持下，研究人员在国际上首次使用了流感病毒的反向遗传操作技术，在制备疫苗时保留病毒的表面基因，而对其毒力相关位点进行修饰减弱——这样生产的新型疫苗只是与病毒“容貌相似”而不具有其致病性，防护能力也有了保证。

“我国的农业科学技术研究，更多地是针对我国农业自身的特点。”梅旭荣坦承这些特点带来的既有优势也有挑战，“比如现阶段的一大问题就是农业生产中的高资源消耗，以及过量的化肥、农药使用所带来的环境污染。”

在山东省内的中国科学院禹城综合试验站，张润志钻进小麦田去查看镶嵌种植在其间的几畦黑麦草、苜蓿和鲁梅克斯。翻开黑麦草的叶片，只见上面爬了不少蚜虫;张润志看到眼里非但不着急，反倒显得比较满意。“种植这些牧草的主要目的是为了保护小麦不受蚜虫侵害，我们管这种方法叫保护性嵌作。”张润志是昆虫学博士、中国科学院动物研究所研究员，他的团队与禹城站合作开展相关研究已经5、6年了。

“保护性嵌作的原理并不是李代桃僵，而是抛砖引玉。”张润志解释说，嵌种牧草并不是将可能摄食小麦的蚜虫引来转而吃它——实际上牧草蚜虫和小麦蚜虫是不同的种类，牧草蚜虫食性专一，不会摄食小麦，但它们作为抛出的“砖”，可以引来“玉”——蚜虫的天敌瓢虫。张润志很容易就找到一只瓢虫，它正在蚜虫群里大块朵颐。选择黑麦草和鲁梅克斯进行嵌种，是因为这两种牧草较早成熟，蚜虫也较早在其上出现;这样在小麦蚜虫大量出现前，庞大的瓢虫“护卫队”就以牧草蚜虫为食成长起来。“等小麦蚜虫出现了，牧草就收割了去喂牲畜，损失也不会太大。”张润志说，而瓢虫大军并不像牧草蚜虫那样挑剔食物，届时它们就会转而扑向刚刚孵化的小麦蚜虫，将其扫荡殆尽。

禽流感不仅威胁畜牧产业，更关乎公众卫生;如何有效防控是全世界都面对的挑战。我国在禽流感疫苗的研发领域走在世界前列，而流感监测则是科学应对疫情的基础。

“一亩地中大约2%的面积用来嵌种，就可以基本杜绝小麦虫害，也就不必为此使用农药了。”张润志说，他们已经确定了最佳的牧草品种和嵌种面积比例;这也得益于之前对瓢虫、蚜虫生活史及食性的研究，以及禹城站对8种牧草的长期研究。禹城站站长欧阳竹研究员说：“一些价格昂贵的科技产品普通农户承担不起，我们借助自然生态系统本身的力量，是最安全、廉价的方法。”

禹城北丘农场红砖灰瓦的屋舍和比邻的农户几无二至，很难想到欧阳竹和禹城站的工作人员正在这里进行最新的农业技术探索。

北丘农场场长王春晶正准备给农场中豢养的动物开饭：他打开一个水缸大小，白色塑料膜包裹的饲料垛子，将青黄色的饲料倒入羊圈的饲料槽中。这种饲料由农场自产的青贮玉米制成，“每亩能种到一万棵！”王春晶介绍说，“采收也方便，我们用青贮打包机一次性完成。”整棵玉米的穗、秆、叶全部被机器收割、打碎，添加微生物菌剂后打包;外面的包裹构成厌氧环境，以利于菌剂中微生物进行发酵工作，经过发酵且含有益生菌群的饲料更利于牲畜的健康。

鸡鹅食用的精饲料则是农场中收获籽粒的玉米，喂食时也要添加益生菌。不仅食物中，畜禽圈舍的建材中也添加了益生微生物，此外还有自动喷雾系统定时喷洒菌剂。“充分利用微生物群落的自然调节作用，动物的生活环境由内到外都很健康，因此动物也不会生病，也就杜绝了外源抗生素等药物的使用。”王春晶说。

玻璃温室中使用水培法种植的蔬菜。设施农业技术降低了自然条件对生产的影响，特别是为反季节作物的生产提供了可能，也更利于提高资源利用率;但需要较高的前期投入。

另一面，北丘农场生产主管张立涛收集了鸡舍中的粪便准备制作有机肥。“堆肥除了使用一定比例的畜禽粪便，还要加入一定量打碎的秸秆，并添加了微生物剂进行发酵。”通过微生物菌群的作用，不仅肥料中的营养物质转化为更利于作物吸收的形式，也有助于改善土壤环境，大大降低了作物受病害的情况。“即使最容易生病害的韭菜，在我们站上也是不用打药的。”

经过几年的试验，张立涛等研究人员已经摸索出了堆肥的最佳比例和制备程序，“美中不足就是还需要一些技术性操作，對于未经培训的工作人员稍嫌复杂。”这一小小的缺憾也将很快被弥补，禹城站为生物有机堆肥研发的全自动堆肥机已经通过试用测试，很快就可以联系厂家实现产业化生产。“这样对于三、五口人的普通农户家庭都可以很方便地使用，甚至可以通过手机查看、控制堆肥情况。”

北丘农场中畜禽的数量也是经过精细计算的，由其粪便制作的有机肥足以支撑农场耕种的大田作物和三座大棚的蔬菜水果所需，大田作物的一部分又成为了畜禽的饲料;无论是种植产生的秸秆还是畜禽粪便，都重新进入了生态系统的循环之中，既不会多余浪费且因此造成环境污染，也不必大量引入外源性的化肥和成品饲料。“循环是生态系统基本的运作方式，而生态农业就是要遵循自然规律。”欧阳竹说，“我们让动物、植物、微生物各尽其能，充分发挥生态系统整体的协同作用;这就是我们的理念。”

尽管农场出产的肉蛋蔬果等产品味道口感都属上乘，又是以生态环保的方式生产，欧阳竹却不愿意给它们贴上“高端农产品”的标签;在他看来如此高品质的农产品应当是每个人都能吃到的，也许在不久的将来这也是可以实现的，“技术成熟后操作也会简化，普及推广后普通农户的家庭农场也可以生产出这样的产品。”欧阳竹对未来的展望，也令我也非常期待这些——“本色农产品”——似乎是一个恰当的名称。

作为一个人口大国，中国对农业生产的需求是巨大的——让超过十三亿人不仅能吃饱，还要吃好，这无疑是一个挑战;碍于我国有限的耕地资源，应对这一挑战更多要依靠科学技术的成果：无论是新品种的选育，还是生产技术的提升，或是对产业安全的保护;这其中有从国外引入先进技术的尝试，更有众多科研人员投身到自主研发中，还有让技术成果切实应用于生产的示范推广努力……而这些工作的结果，就体现在我们的一餐一食中。