科技猎本文来自微信公众号： 财经国家周刊（ID：ENNWEEKLY） ，作者：里雨曦 陈镁麒，原文标题：《“肥”起来！》，题图来自：视觉中国
守耕地，实仓廪，安天下。
保证粮食安全，其根本在于保护耕地。
得益于土地释放的生产潜力，我国用占世界9%的耕地养活了占世界近20%的人口，但总体看，我国耕地资源“三少”特征凸显，即人均耕地少，高质量耕地少，可挖潜耕地资源少。
如何采取科技创新手段，实现耕地保护并提升地力，支撑我国“藏粮于地、藏粮于技”战略落实落细，从根本上保障粮食供给，是目前我国农业领域关注的焦点。为此，《财经国家周刊》记者专访中国工程院院士、中国农业科学院耕地科技创新总首席科学家、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员周卫，探讨以科技创新手段实施耕地保护的重要议题。
一、实施土壤“全面体检”
今年2月，国务院印发《关于开展第三次全国土壤普查的通知》 （以下简称“三普”） ，决定自2022年起开展第三次全国土壤普查，利用四年时间全面查清农用地土壤质量家底。
自新中国成立以来，我国分别于1958年和1979年开展了两次全国土壤普查，基本摸清了当时我国土壤资源分布与基本属性，建立了全国土壤分类系统，也为提升粮食等重要农产品供给保障能力发挥了重要作用。
周卫表示，目前来看，全国第二次土壤普查 （以下简称“二普”） 距今已有40余年，随着改革开放的深入推进和经济社会的快速发展，土地利用类型和耕地利用方式都发生了重大变化，“二普”数据已不能完全反映当前土壤质量实况。近些年来，尽管不同部门有针对性地开展了测土配方施肥、土壤污染详查、耕地质量等级评价等专项调查，但调查目标单一、指标不全、覆盖面有限，未能全面摸清土壤家底。
“为此，迫切需要开展‘三普’，全面查清土壤质量，核实完善土壤类型，建立最新的土壤基础数据库和土壤类型图。”周卫认为，“三普”可以为土壤的科学分类、规划利用、改良培肥、保护管理等提供科学支撑，也为经济社会生态建设重大政策的制定提供决策依据。
“随着经济社会发展，耕地占用刚性增加，要落实‘藏粮于地、藏粮于技’战略，守住耕地质量红线，需要摸清耕地土壤质量状况。”在周卫看来，需要在第三次全国国土调查 （以下简称“国土三调”） 已摸清耕地数量的基础上开展土壤“三普”工作，实施土壤的“全面体检”。
二、以科技创新破解“耕地要害问题”
目前来看，我国耕地面积紧缺，长期超负荷利用，“三少”问题突出。
在数量上，根据“国土三调”数据，我国现有耕地总面积19.18亿亩，人均耕地约1.33亩，人均水平较1996年下降0.26亩，人地矛盾日益尖锐。
在质量上，农业农村部《2019年全国耕地质量等级情况公报》显示，全国耕地由高到低依次划分为十个质量等级，其中，一到三等耕地仅占31%，中低产田占比超过2/3，优质耕地资源十分紧缺。
在生态上，长期以来的高投入、高产出导致耕地长期处于超负荷利用状态，化肥、农药、灌溉、地膜、秸秆、畜禽粪污以及机械等耕作活动对土壤频繁扰动，带来土壤质量退化、环境污染、生态破坏等问题。
因此，加快耕地科技创新，加快实现耕地科学保护和利用迫在眉睫、刻不容缓。
2021年12月，中国农业科学院作为国家战略科技力量，启动“沃田科技行动”，集聚农业资源与环境、作物学、植保、农业工程与机械、信息等学科优势资源与力量，引领带动全国耕地科技队伍，系统谋划、协同作战，攻克耕地基础前沿科技，破解关键“卡脖子”难题，支撑我国“藏粮于地、藏粮于技”战略落实落细。
为确保“沃田科技行动”的顺利实施，国家耕地科学中心成立，周卫被聘为耕地科技创新总首席科学家。他向《财经国家周刊》记者介绍，从具体耕地类型来看，耕地问题也可被总结为“七块地”问题，即东北黑土地、北方旱地、南方水田、南方旱地、盐碱地、设施农地及后备耕地。
据了解，我国东北地区长期受不合理耕作方式和单一种植制度等因素影响，东北黑土退化与粮食生产之间的矛盾日益突出，面临着土壤风蚀和沟蚀加剧、土壤有机质下降、土壤压实、投入报酬递减等严峻挑战；华北平原耕地面积约占全国的40%，由于长期无休闲的高强度利用、地下水超采等原因，造成耕地的耕层变浅、有机质含量降低、水肥保蓄能力差、沿淮地区粘板涝渍等多因子障碍问题，严重制约了华北耕地资源的可持续利用。
而经测算，南方旱地的作物-气候生产潜力是三江平原的2.63倍、黄淮海平原的1.28倍，但该区生态脆弱，肥力瘠薄，土地严重过垦，土壤质量下降明显，生产力逐年降低。南方水稻常年种植面积3.76亿亩，占全国水稻总面积的82.7%，但其中低产水稻土地总面积超过1亿亩。高强度土地利用和集约化种植体系加剧了南方水稻土质量退化和地力衰竭，“瘦、板、烂、酸、冷”等水稻土地典型问题日益严重。
此外，我国具备农业改良利用潜力的盐碱地约1亿亩，耕地“非农化”状况不容乐观，边际山地、荒地、滩涂地、污染修复场地等后备耕地资源有待合理开发，广泛用于生产蔬菜、水果和花卉等园艺作物的设施农业也存在一些土壤障碍问题。
“沃田科技行动”正是通过聚焦耕地突出问题，分区分类消减障碍提升地力，力求逐个击破地力难题。
周卫介绍，聚焦“七块地”的关键问题，中国农科院将在“护黑土、肥旱地、阻酸化、保水田、改盐碱、强园地、挖潜力”上下功夫，进行“基础研究—技术研发—产品创制—模式构建”全链条科技创新，突破“土壤组学、生物固氮、养分管理、秸秆还田、有机培肥、污染防控、酸化阻控、盐碱改良、旱作节水、智能装备”等十大关键核心技术，着力解决耕地重大科技瓶颈问题。
围绕黑土地表水土流失严重、深层土壤压实、土壤有机质下降和生物多样性丧失等多重障碍因素，农科院团队将在黑土地的“用、养、护、理”上下功夫，创新和升级保护性耕作技术和装备，构建定向培育健康黑土的保护性农业模式，提出黑土区保护性的农业高效推广路径。
而针对现有的盐碱地治理利用技术使用过程复杂，成本高、轻简化程度不够，对不同区域、不同类型盐碱地适用性差等问题，相关研究团队将选择黄河上中游、滨海两大盐碱区作为重点研究区域，揭示盐碱地节水抑盐与改土培肥的基础理论与原理，突破关键技术，研发相关产品与装备，创新多方参与的示范模式与推广服务体系，由此大幅提高北方盐碱地质量等级与生产生态效益。
此外，本次科技行动还将优化完善耕地质量联网观测、国家土壤肥力与肥料效益监测、数字土壤与智能监测等，构建全国高效协同的观测监测体系，查清不同生态类型耕地质量及其要素的演变过程与规律。同时，建设国家耕地科学中心、耕地培育技术国家工程实验室等重大平台，着力打造耕地国家战略科技力量。
对此，周卫给出了明确的时间表——到2030年，耕地质量退化将得到有效遏制，支撑示范区耕地质量提升1个等级，粮食产量提高10%以上，农作物秸秆还田率达到87%，有机肥利用率达到90%，化肥利用率达到50%，农作物水分利用效率提高6个百分点。
周卫表示，“沃田科技行动”将全面提升耕地科技创新水平，支撑保障国家粮食安全和农产品有效供给，构建我国耕地质量提升的理论与技术 （产品与装备） 体系，建设耕地保护与质量提升试验示范样板区，示范推广我国1亿亩耕地，辐射带动3亿亩耕地。
二、警惕化肥农药“双刃剑”
土壤要高产，对土壤的肥力提出了高要求。
周卫表示，肥料对粮食增产的贡献率高达50%，农药施用挽回了农作物总产30%-40%的损失，可以说化肥和农药是保障国家粮食安全和农产品有效供给不可替代的投入品。
然而，在农业生产中，化肥和农药是一把“双刃剑”，它是农作物高产的保障，但过度施用又容易造成环境污染。
公开资料显示，我国耕地面积占世界不到10%，化肥使用量约占全球总量的三分之一。单位面积的化肥用量为21.9公斤/亩，远高于世界平均水平 （8公斤/亩） ，是美国的2.6倍、欧盟的2.5倍。我国农药年均施用量在30万吨左右，是美国、欧盟的2-3倍，但目前我国农药的有效使用率仅有39.8%，低于发达国家。
周卫表示，我国化肥和农药的过量施用，造成了资源浪费、环境污染、农产品质量安全等诸多问题，例如引起水体富营养化、地下水硝酸盐污染、温室气体增排、土壤酸化，农产品农药残留和硝酸盐超标等。若不加控制，预计到2030年化肥用量将达8000万吨，农药达221万吨，化肥氮排放增长50%，农药污染面积增加1倍。因此，实施化肥和农药减施是保障国家生态环境安全和农产品质量安全的重大战略需求，是提高资源利用效率，实现农业绿色发展的迫切需要。
为实现农业绿色发展，化肥农药“两减”专项的实施旨在减少化肥和农药施用量，同时实现增产增收。
周卫告诉本刊记者，“两减”专项聚焦主要粮食作物、经济作物、蔬菜、果树，围绕化肥农药减施理论基础、产品装备、技术研发、培训示范、保障机制五大环节，启动了12个任务方向49个项目。专项主要通过化肥农药高效利用机理与限量标准、肥料农药技术创新与装备研发，以及化肥农药减施技术集成与示范应用研究，构建化肥农药减施增效与高效利用的理论、方法和技术体系，并在项目区进行示范推广。
他介绍，通过“两减”专项实施，项目区氮肥利用率可由33%提高到43%，磷肥利用率由24%提高到34%，化肥氮磷减施20%；化学农药利用率由35%提高到45%，化学农药减施30%，实现作物生产提质、节本、增效。
“化肥减施增效技术和病虫害绿色防控技术能够有效减少环境污染和农产品农药残留等问题，这些技术的研发不仅对我国粮食安全和农产品有效供给具有重要意义，对促进农业生产与农业生态、经济、社会的可持续发展也将起到重要的支撑作用。”
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