我国是农业大国，用占世界7%的土地，养活了22%的人口。我国生产的粮食、棉花、油菜籽、烟叶、肉类、蛋类、水产品、疏菜、水果等九类农产品产量均居世界第一；谷物产量占世界总产量的1/4，肉类占1/3……但发展到今天，我国农业的可持续发展却面临着巨大问题。

　　日前，农业部部署，将在全国范围内启动实施化肥、农药使用量零增长行动，力争到2020年，化肥利用率和主要农作物农药利用率均达到40%以上，分别比2013年提高7个百分点和5个百分点，实现农作物化肥、农药使用量零增长。

　　“我们已站在生态农业、绿色发展的十字路口，我们不得不反思我们的过去，也不得不思考我们的未来。”中国三农生态产业技术创新战略联盟理事长冉超说。

　　为形成最大合力来创新我国生态农业技术，推进生态农业在国内快速铺开，在中国高科技产业促进会等指导下，中国三农生态产业技术创新战略联盟2010年正式成立。联盟有中国农业大学规划设计院、三农生态产业集团、上海大宗农产品交易所、河南畜牧规划设计研究院、河南省肉牛工程技术研究中心等科研、种植和养殖会员单位600多家。

　　谁是农药化肥残留的受害者

　　据全国土壤污染普查发现，我国土壤污染总超标率为16.1%，其中耕地点位超标率19.4%，土壤镉超标率7%，重污染企业及周边土壤超标点位36.3%……地球上所有污染物中90%的最终“受体”都是土壤。无论是大气中的污染物沉降，污水灌溉和下渗，固体废弃物填埋，“受害者”都是土壤。

　　为提高农业产量，人类发明了化肥；为消灭害虫，农药出现了。据计算，每投资一元钱的化肥和农药，即可获得8—16元的回报。可以说，农业生产获得高产的过程中，化肥和化学农药成了当之无愧的“功臣”。但随着广泛、超量使用化肥和化学农药，所产生的负面影响也越来越被人们所认识。

　　我国化肥、农药生产和使用量均为世界第一。农业部副部长张桃林曾表示，我国农业目前的化肥、农药使用量总体较高，特别是果树和蔬菜，施肥量已超出安全水平。

　　过量使用化肥、化学农药，虽然省工省力见效快，但致使大量植物残体、动物粪便遭遗弃，大多堆放在地头、路沟、河边等，经日晒、降雨分解，最终随雨水流入坑、沟、河、湖、海，造成水体富氮富磷。一旦气温升高，蓝藻就会大面积暴发，水体中的鱼类、浮游生物以及贝类等都会消失，生态平衡被打破，形成生态灾难，也成了污染治理“老大难”问题。

　　公开的资料显示，化学农药在杀灭有害生物的同时，也杀灭了有益生物，如蛙类、鸟类等昆虫天敌；蜜蜂的大幅减少，植物授粉出现问题；各种病、虫、草害抗药性提高上百倍，其中蚜虫的抗药性居然高达1600倍，陷入了施药量越来越大，病虫害越来越严重的“怪圈”。

　　“人是生态的一部分，对环境和生态的危害，人是无法逃离的。”冉超说，由于化肥和化学农药长期、大量使用，致使亚硝酸盐以及有害金属铅、砷、铬、汞、镉残留在土壤中，并随之进入农产品。据研究资料显示，癌症患者中，有80%是长期食用含超标亚硝酸盐、铅、砷、镉、汞等有害残留的食品。

　　冉超强调，我国虽然是农业大国，但不是农业强国，更不是农产品贸易大国。我国农产品中化肥、化学农药的高残留影响了我国在国际市场上的地位，也制约了农产品的出口，严重阻碍了农民收入水平的提高。“只有生态农业的绿色发展，才是国家昌盛、农民增收、人民健康的根本保障。”

　　碳能源，不施化肥也能高产

　　发展生态农业因尊重太阳能为能源的生物链规律、持续发展的规律。冉超认为，“一切生命都要依靠以绿色植物为主的‘自养’生物，他们利用太阳能合成的生命物质，取得生命可使用的资源。农业是地球上最大的生态系统，它不只是为人类提供必需的生存、生活发展资料，而且提供生态环境。它也要遵循人与自然和谐相处、并可持续的发展规律。”

　　根据植物生长规律，植物生长的“三要素”为阳光、空气和水；植物生长需要的三大元素是碳、氢、氧。也就是说，“碳元素是植物的粮食，碳是构成植物细胞的骨架”，碳元素的多少，才是决定植物高产的关键性因素。

　　如何利用空气中的二氧化碳这个“能源宝库”，为农业生产服务，早已成为科技界专家研究的重点。为此，中国三农生态产业技术创新战略联盟发明并在全国示范性使用了“二氧化碳捕获富集（碳能源）技术”。

　　二氧化碳捕获富集（碳能源）技术，遵循“以太阳能为能源的生物链规律”，确立“植物吸收空气中的二氧化碳，在阳光的照射下制造碳水化合物供植物生长积累，是生物孕育、生长、成熟的一个不可逾越的基本规律”。冉超解释说，利用空气中的碳、氢、氧三种植物生长所需的元素，捕获空气中已有的350-400PPM二氧化碳，富集到作物上达到550PPM以上，提高光合作用速率，以此达到不施化肥也能高产的目的。

　　冉超说，二氧化碳捕获富集（碳能源）技术的应用，不但能保障国家粮食产量的安全，而且能保障食品安全，解决农产品中亚硝酸盐、铅、砷、镉、汞、铬等有害重金属高残留问题，让国民吃出健康来。

　　富碳除氮给农业排放减负

　　冉超认为，生态农业的发展，与当前公众非常关注的环境污染以及治理息息相关。冉超给记者描绘了农业上广泛使用的氮素化肥的生产工艺。即首先要通过能源消费，烧煤或烧油来“造气”，实际上就是制造气状的碳元素，再把氨元素导进碳元素内，最后的结晶成为“碳酸氢氨”化肥。然后在农业的实际生产中，农民把化肥撒入农田，由于氨元素是活泼元素，很快就挥发到空气中，剩下来撒到田地里的白色小颗粒，大部分是碳颗粒。

　　“这也验证了‘植物高产靠的是碳元素，而不是氮元素’的道理。”冉超说。根据该原理，二氧化碳捕获富集（碳能源）技术也成为治理土壤污染的有效方法。即捕集空气中二氧化碳，富集在植物叶茎上，替代化学肥料实现高产；采用生态模式进行农业生产，利用“以草复草不长草”原理，不使用化学除草剂照样能不长草，或者利用生物多样性来以虫除草、以虫治虫等。

　　据介绍，联盟中利用生态农业来治理水体污染的方法还包括，把作物秸杆、植物残体、动物粪便等废弃物，经处理后施入农田，续接自然生物链，以此达到生态平衡；运用二氧化碳捕集（碳能源）技术，捕集空气中的碳元素，并结合捕集剂中的碳元素，组成活性碳，利用活性碳杀灭水体水华中的微囊藻等，以此达到水体中氢氧元素的平衡。

　　空气中二氧化碳浓度的升高会造成全球气候变暖，氨元素作为化肥中的一个重要元素，一在农业生产中使用，就会迅速进入大气，并与大气中的二氧化碳结合，形成重要的大气污染物——氮氧化物。所以农业对大气污染的“贡献”也不容忽视。中国科学院大气物理所研究员王跃思说，空气中约70%的氨来自于农业与养殖业。据初步估算，包括秸秆焚烧、化肥过量使用等在内，来自农业的大气污染物约占排放总量的10%—20%。

　　“人们常说的是Pm2.5、Pm10，指的都是大气中颗粒物的直径，氮氧化物是雾霾、Pm2.5、Pm10的重要组成部分。”冉超说，如果在农业生产中大量减少使用化肥，利用二氧化碳作为农业生产“碳能源”，将会大幅减少空气中氨等污染物。

　　冉超认为，经各示范区实践，二氧化碳捕集富集（碳能源）技术在治理土壤污染、农业生产中的增产结果是令人鼓舞的。但与化学农业理论相比，在理论方面尚有不完善的地方，特别是植物生长必须的碳、氢、氧三大元素无法计量，成为一直困扰生态农业的理论之处。

“理论数据的欠缺，加上是新技术，以前没有可以借鉴等因素的制约，生态农业还没有像化学农业那样精确到斤两等数据。”他表示，热切希望联盟成员、学者等进一步研究和实践，完善生态农业的理论，推动其科技的创新和进步。

来源：科技日报