摘要:伴随着《加快建设农业强国规划(2024—2035年)》正式印发,我国农业绿色低碳转型迎来新的发展契机。规划明确提出“全领域推进农业科技装备创新,加快实现高水平农业科技自立自强”的战略目标。如何通过科技创新推动农业绿色转型?农业碳减排有哪些可行路径?中国环境报记
伴随着《加快建设农业强国规划(2024—2035年)》正式印发,我国农业绿色低碳转型迎来新的发展契机。规划明确提出“全领域推进农业科技装备创新,加快实现高水平农业科技自立自强”的战略目标。如何通过科技创新推动农业绿色转型?农业碳减排有哪些可行路径?中国环境报记者就此专访了中国工程院院士、中国农业大学国家农业绿色发展研究院院长张福锁。
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农业绿色发展任重道远
中国环境报:
在建设农业强国的新阶段,推动农业绿色低碳转型具有怎样的特殊意义?
张福锁:说起农业绿色低碳转型,有人会感到困惑——农业本就是绿色的象征,为何还需要强调绿色低碳转型?事实上,农业的底色是绿色,但人类为了自身需求改变了它的绿色过程。目前,我国农业产业在绿色化方面仍存在不足,主要体现在3个方面:首先,农业生产投入高但产量不高;其次,产品品质不能满足人们快速增长的营养、健康需求,许多优质农产品还依赖进口;最后,农业生产环境资源代价高、缺乏可持续性,这是最大的挑战。
“农业食物系统”涵盖种植、养殖、农产品加工和消费等多个环节,具有开放性,它会与自然界产生物质和能量交换,在消耗资源的同时,将多余的养分向水、气、土环境排放,进而导致系列环境问题。过去,在以产量为导向的粗放式、集约化的农业生产中忽视了这些问题。当前,我国正处于建设农业强国的新发展阶段,必须牢固树立绿水青山就是金山银山理念,全面推动农业绿色低碳转型。
中国环境报:
绿色低碳转型将给农业生产带来哪些实质性改变?目前,转型面临哪些关键挑战?
张福锁:我们曾针对我国农业绿色发展提出一个设想——农产品产量应持续增长,但化肥投入量应在到达高点后下降,化肥利用率应回升到国际先进水平,农业生产的污染物排放量应下降到环境安全水平。
事实上,我国化肥投入总量自2015年起减少,利用率正在回升,但目前的农田养分投入仍是作物所需量的2倍—3倍,如果要将利用率提升至国际先进水平,至少还应减少一半投入。理想状态下,我国小麦、玉米、水稻等主要粮食作物单产仍可增长30%,环境排放量减少50%,产品品质可大幅提升,农民收入至少翻一番,农业生态系统服务功能大幅提升。
要实现这些目标任重道远。因此,农业绿色发展并非单一的学科或产业的某一段,而是一项跨学科、跨领域、跨产业的综合性工作,它涵盖从绿色投入品,到绿色动植物生产,再到绿色健康农产品的加工、消费,最后回馈自然,践行绿色生态环境政策的全过程。
02
中国环境报:
要实现农业绿色低碳转型,存在哪些行之有效的策略与模式?
张福锁:要实现农业绿色低碳转型,我们要以全产业链物质、价值、能量流动的定量化,来实现粮食安全、低碳减排、资源高效、环境可持续的协同,让农业有效益、农民有收入、农村有活力。
基于此,我们团队提出面向未来农业绿色发展的“121”行动,第一个“1”是指一套新的理论,即根际生命共同体理论,其中最重要的观点是多因子、多要素、多系统形成级联放大效应;从而实现“2”个突破,即绿色高产高效技术创新和绿色智能肥料产品创新;最后的“1”是指一个大变革,即在全国主要生态区实现真正的绿色转型,使得农产品的产量和品质,农业生产的效率、投入、环境效益都达到世界最先进水平。
目前,我国农食系统的总碳排放量约为18.4亿吨,其中,种植业占53%,养殖业占40%。据测算,基于我国现有的农业技术,要保障国民基本生存的粮食需求,到2050年我国农业碳排放量可能净增长2.66亿吨。因此,在当前国际断链解耦的复杂背景下,我国农业的绿色低碳转型必须以粮食安全为基本前提,通过技术革新来实现粮食增收与农业固碳减排。
如何通过技术革新推动农业绿色转型?
张福锁:举个例子,我们团队“科技小院”的学生去年在河北省曲周县承包了1000亩中低产盐碱地,这片土地的盐碱含量约为1.2‰,如果管理不当,很可能导致减产20%。但他们通过精量播种、无人驾驶导航、水肥一体化等新技术,实现了周年亩产1.522吨产量(小麦+玉米),并且水分、养分、农药等利用效率都达到国际先进水平,每亩地增收795元。这个案例带给我们的启示是,农业绿色增产增效减排之路已经成功了,现在需要大家积极奔赴生产一线,大面积推广应用,建样板、做示范。
当前,我国农业领域技术发展较为缓慢,各自为战、低水平重复、转化率不高等问题突出。如果全面推广现有优良技术,我们可以在确保粮食安全的同时控制碳排放增长,如期实现碳中和目标;未来,如果有更好的农业技术,通过新质生产力的加持,农业可以在碳减排中发挥更大作用。03
中国环境报:
在“双碳”目标背景下,我国农业碳减排有哪些重点突破方向?
张福锁:要减碳,首先要理清碳的来源。研究显示,我国种植业最大的碳排放量来自氮肥的生产与施用。此外,稻田以及动物排放的甲烷、畜禽粪便的排放与处理也是主要的农业碳源。
要降低农业碳排放量,就种植业而言,第一要保证持续增产,绝不能通过减产来减排;第二要提高资源利用效率;第三要提升农业生态系统的固碳能力。
就养殖业而言,核心是实现种养结合。在这一模式下,农场可以充分利用种植和养殖过程中产生的各种资源,实现物质和能量的循环利用,从而达到降低成本、提高效益、优化环境的目的。种养结合背后蕴藏着30%—60%的碳减排空间,且有助于为后期的农业碳汇交易释放潜力。
未来,如果应用更清洁的能源技术,优化化肥生产和施用、农业废弃物处理环节,农业碳减排的空间将会更大。整体而言,农业碳减排本身压力并不大,推动新技术、新产业、新业态的创新与发展才是主要的压力来源。中国环境报:
面向未来,农业碳减排需要重点培育哪些关键技术?
张福锁:我认为需要重点发展三大技术方向:一是建立完善的碳监测体系。目前,实时监控技术在农业领域还未得到普遍应用,全国仅有7个实验室获得资助,尚未覆盖我国全部生产区域,缺乏系统的监测体系。
二是借助人工智能实现碳核算。这一技术将成为最常用、最有效的方法,因为它能全面综合文本、图像、数字、视频等各种数据信息,为复杂的农业“碳源—碳汇”系统核算提供重要支撑。
三是通过碳交易来实现生态价值。这方面典型案例仍然较少,还未形成规模化,在金融体系方面的探索也未得到大面积推广。加快农业固碳减排的生态价值实现,是调动农业经营主体积极性、推动农业向绿色低碳转型的重要驱动力。
总体而言,开展农业碳减排,首先亟待通过技术、模式、业态创新,建立相应的农业绿色低碳转型支撑保障体系;其次,应制定农业绿色低碳的标准,完善碳核算方法体系;再次,应形成可复制、可推广的绿色低碳技术模式;最后,要推动农业教育科技人才一体化培养,全面构建绿色低碳的生产生活方式。
短 评
让科技力量在更多乡村落地生根
韦璐
在乡村振兴战略深入推进、生态环境保护备受重视的当下,农业绿色发展已成为时代命题。而科技,作为解锁这一命题的关键钥匙,为农业可持续发展注入了强大动力。
发展农业科技是农业生产方式革新的迫切需要。传统农业生产依赖化肥、农药的大量投入,不仅造成资源浪费,还引发土壤污染、水体富营养化等一系列环境问题;如今,借助先进的生物技术、信息技术,“精准农业”应运而生。通过传感器实时监测土壤肥力和水分含量,结合大数据分析,农民能够精准施肥、灌溉,无人机植保技术的应用也让农药喷洒变得更加均匀高效,大幅降低农药使用量。
不仅如此,科技也在助力农业废弃物资源化利用。新型处理设备和技术的研发,让越来越多的地区得以将农作物秸秆、畜禽粪便等废弃物转化为生物质能源、有机肥料,促进农业生态系统实现良性循环。
在农产品质量安全领域,科技同样发挥着不可替代的作用。例如,区块链技术为农产品建立了从田间到餐桌的全程追溯体系。消费者只需扫描二维码,就能了解农产品种植、加工、运输等各环节信息。这不仅保障了消费者的“舌尖安全”,也倒逼农业生产者更加注重绿色生产。
科技力量为农业绿色发展带来深刻变革,不仅关乎农业可持续发展,更关系人民群众的身体健康和生态环境的改善。未来,应继续加大科技投入力度,加强产学研合作,让科技力量在更多乡村落地生根,绘就出更多产业兴、生态美、农民富的乡村振兴画卷。
来源:襄阳环保