「农业秸秆」院士支招现代农业提质增效

今天，山东创新网分享「农业秸秆」院士支招现代农业提质增效。

中国（日照）现代农业装备科技创新峰会日前举行，期间，罗锡文、康绍忠、陈温福等院士分别发表主题演讲，从不同角度为我国现代农业提质增效把脉开方。

罗锡文院士：
全程全面机械化推进农机1.0至4.0并联发展
党的十九大报告中指出“加快推进农业农村现代化”。如何推动农业现代化？峰会期间，中国工程院院士罗锡文以“全程全面机械化同步推进农机1.0至4.0并联发展”为题，为我国农业机械化发展把脉开方。
农业机械化是农业现代化的重要标志。近年来，我国农业装备总量增加、结构优化，农机作业水平大幅提高。目前，我国农机产业集群初步形成，科技含量、产品质量和售后服务水平不断提高，主要农产品已能满足国内市场80%以上的需要。
“在此背景下，政府提出，2020年要全面建设小康社会，其中三农（农业、农村、农民）是重点和难点，因此，中央高度重视农业和农业机械化发展；此外，中国政府提出中国制造2025，将农业机械装备列入了重点发展的十大领域，中国农业机械化迎来了大好的发展形势。”罗锡文说。
他认为，该形势下，农业部提出的“农业生产全程全面机械化”发展战略，给农业机械化发展提出了更高要求，也是难得的机遇。
什么是全程全面机械化？罗锡文介绍，全程机械化主要从生产环节考虑，是指农业生产的产前、产中、产后各个环节的全过程机械化。全面机械化主要是指“作物”的全面化、“产业”的全面化、“区域”的全面化。
其中，中国农机1.0是指从无到有，其特点是机器代替人力和畜力作业，例如，拖拉机耕田代替人犁田，插秧机插秧代替人插秧，干燥机干燥代替人晒谷。中国农机2.0是指从有到全，特点是全面全程机械化。中国农机3.0是指从全到好，特点是用信息技术提升农机化水平，例如，融合现代微电子技术、仪器与控制技术、信息通讯技术，农业机械装备向数字化、信息化、自动化和智能化方向快速发展。中国农机4.0则是从好到强，特点是用网络技术指挥农业机械作业。
怎样实现全程全面机械化？罗锡文表示，在推进全程和全面机械化的进程中，仍面临着不少制约发展的短板。应通过补短板，促全面，提升我国农业机械化发展水平。
罗锡文建议，用信息技术提升农业机械设计水平、用信息技术提升农业机械制造水平、用信息技术提升农业机械作业水平、用信息技术提升农业机械管理水平。其中，用信息技术提升农业机械管理水平包括农情信息采集、农业机械导航、农业机械作业等。

康绍忠院士：
依靠科技创新促进农业绿色提质增效
中国工程院院士康绍忠在峰会上以“依靠科技创新驱动促进我国农业绿色提质增效”为题，阐述了中国工程科技农业领域2035中长期发展战略的研究。
他首先分析了国家经济社会发展对农业领域工程科技的需求。康绍忠认为，人口增加给农产品数量提出了更高要求。数据显示，2035年我国人口将达15亿多，粮食和肉、蛋、奶等农畜产品需求将大幅增长，提高农产品产量是解决农产品数量的主要途径。此外，资源短缺与生态环境恶化给农业生产带来更大挑战，气候变化与极端气候灾害频发亟需提升农业防灾减灾能力，降本增效和国际竞争对转变农业生产方式提出了新要求，产业融合和新型经营主体将催生新的农业产业革命，社会发展进步对农产品品质与食品质量安全提出更高标准。
康绍忠指出，进入21世纪以来，现代生物技术、信息技术、先进制造技术等高技术及新材料迅猛发展，正在加速传统农业技术变革与升级，传统农业生产方式与产业结构正在发生前所未有的深刻变革。
“传统农业正逐步摆脱仅仅依靠土地等自然资源生产农产品的传统产业羁绊，向科技主导型的多功能现代农业产业转变。”康绍忠表示，当前我国农业呈现出现代前沿技术引领农业技术变革、战略性新兴产业带动现代农业产业发展、新的绿色革命推动传统农业技术改造升级、农林固碳减排促进生态环境技术发展的趋势。
在此背景下，我国应如何布局农业领域工程科技发展？
康绍忠以世界各国正在开展的重大科技计划为例，为我国农业发展提供借鉴。其中主要包括欧盟“地平线2020”计划将“食物安全、可持续农业”列为七大资助方向之一；欧盟实施了口蹄疫免疫控制计划、蓝耳病控制计划；美国农业部国家食品与农业研究所启动了小麦族研究重大项目；英、德等国均启动了生物种业方向的重大研究计划；联合国粮农组织（FAO)2012年组织实施了“持续作物生产计划”等。
“具体而言，促进农业变革的重大颠覆性技术方向主要包括基因编辑技术、动物干细胞技术、新型生物基材料与农业纳米材料技术3D生物打印技术、智慧型生物能源技术、智能农业机器人技术、垂直智慧植物工厂技术等。”康绍忠说。
对于推动我国农业提质增效的措施及政策，康绍忠建议，一是加快国家农业科技创新体系建设，提升农业科技自主创新能力；二是加快布局创新基地，提高科技创新支撑能力；三是加强人才队伍建设，培养创新型农业科技人才；四是扩展国际交流合作，增强农业科技国际竞争力；五是改进科技成果评价与奖励政策，加速农业科技成果转移转化；六是加大财政投入，建立多元化科技投入体。

陈温福院士：
用科技“炭”索农业绿色发展未来
“遵循农业生态系统物质循环规律，取之于田、用之于田，以生物炭产品为技术载体，实现秸秆的间接还田改土，在秸秆、环境、耕地永续利用与粮食安全之间架起一座通向绿色、循环、可持续发展的桥梁。”在峰会上，中国工程院院士陈温福介绍了秸秆炭化还田技术的研究与应用。
对于我国秸秆综合利用现状，陈温福介绍，目前，我国秸秆综合利用主要途径是“五料化”，即肥料化、饲料化、基料化、原料化和能源化。2015年我国可收集秸秆量为9亿吨，但上述“五料化”分别用了1.7亿吨、3.9亿吨、0.4亿吨、1.0亿吨、0.2亿吨，总共约7亿吨。
剩下的约2亿吨秸秆哪去了？“烧了！”
一方面，政府强行禁止，另一方面，仍有人偷偷烧。罚款也得烧，原因何在？陈温福分析，第一，秸秆用作生物质发电，成本为每千瓦时0.73元，但相对于火电和水电的0.4元成本，明显偏高；第二，秸秆用作沼气，技术不健全、供气时断时续，利用率不高；第三，秸秆做颗粒燃料“得不偿失”；第四，做肥料或者饲料，会产生“二次污染”；第五，直接还田，却使地里杂草增加，影响播种与出苗，农作物出现倒伏等情况。
与此同时，我国耕地资源不足且质量严重下降。当前我国耕地总面积18.2亿亩，人均1.35亩，是世界水平的40%。我国设施农业面积已超过6000万亩，由于设施农业专业化、集约化程度高，导致连作障碍，严重影响到农业的可持续发展。
我国农业发展“旧病未除，新疾不断”，怎么办？——发展可持续农业！
“生物炭”是指农林废弃物等生物质在缺氧条件下热解而形成的稳定的富碳产物，广义上属于一种“黑碳”。陈温福介绍，生物炭孔隙度好、比表面积大、吸附能力强，将之施入农田，可有效地改善土壤理化性质。
怎样将秸秆转变成生物炭？陈温福介绍，通过在燃烧装置中装入引火燃料，生产出700度的高温烟气，然后把烟气输送到中间的炭化炉里，这时就可以装进秸秆进行炭化生产了。秸秆在炭化炉里要进行高温燃烧、快速烘干，然后自动进入下一个环节：高温冷却，最后即可生产出生物炭。
对于生物炭的效果，陈温福的团队曾做过多项实验。比如，在“生物炭改良白浆土”的实验中，在贫瘠、低产的白浆土中，每公顷施入30吨生物炭种植大豆，当年增产37%。
在秸秆综合利用方面，陈温福表示其团队最近又有了新进展：研发出“新型秸秆打捆机”，将如面包般松软的秸秆压缩成实心、密度较大的秸秆包，后者不但易于运输，而且点火不易燃，使得长距离运草成为可能。“我们为农村秸秆的资源化利用找到了一条新的路子。”（记者 张颖辉）