你可能不知道，我国粮食连年丰收的背后，藏着一个“甜蜜的负担”：为了增产，传统农业中化肥、农药的过量使用，不仅让土地“疲惫不堪”，还可能造成面源污染。如何在保证粮食产量的同时，让农业生产更“绿色”？近日，我国科研团队在《Front. Agr. Sci. Eng.》发表综述研究，系统总结了粮食作物生产绿色增效技术的创新成果，提出新一代农业研究范式，为破解“高产与环保”的矛盾提供了可行路径。

民以食为天，我国作为人口大国，粮食安全始终是头等大事。但随着城镇化推进和消费升级，粮食需求持续增长，而传统生产模式却面临“两难”：一方面，要保证“米袋子”充足，离不开水肥投入；另一方面，过量施肥导致土壤板结、水体富营养化，就像“给作物喂太多营养品，反而伤了脾胃”。数据显示，我国化肥利用率虽已提升至41%，但与发达国家相比仍有差距，每公顷耕地化肥用量是世界平均水平的1.6倍。这种“高投入、高产出、高污染”的模式，显然难以为继。

面对这一挑战，研究团队提出了新一代农业研究范式——“12345”科学范式（如图2所示）。简单说，这就像给农业生产装上了“智能协同系统”：“1”个核心目标（绿色增效），“2”大支撑（资源高效利用、生态环境保护），“3”维协同（品种改良、环境调控、管理优化），“4”层创新（基础研究、技术研发、模式构建、区域应用），“5”大保障（政策、科技、人才、资金、市场）。打个比方，传统农业像“盲人摸象”，单一环节改良；而新范式则像“全科医生”，从品种、土壤、气候到管理，全方位协同发力。

那么，这些绿色增效技术具体怎么让农业“既高产又环保”？研究中提到的关键技术，其实就藏在“给作物定制营养餐”“给土地装智能水表”这样的细节里。比如精准养分管理技术，通过土壤检测和作物需求模型，计算出每个生长阶段需要的氮磷钾，就像“给玉米‘开处方’，苗期补氮、灌浆期补钾，不多不少刚刚好”，避免化肥浪费。再比如节水灌溉技术，利用传感器实时监测土壤墒情，像“给小麦‘装智能水龙头’，土壤干了自动滴灌，下雨了就关闭”，水资源利用率能提高20%以上。还有生物多样性利用技术，通过间作套种（如玉米和大豆间作），让作物“互相帮忙”——大豆固氮养地，玉米提供荫蔽，减少病虫害，农药用量自然降下来。

这些技术可不是实验室里的“纸上谈兵”，在区域尺度的应用中已显成效。研究提到，在华北平原推广“小麦-玉米轮作绿色增效模式”后，通过秸秆还田、精准施肥和节水灌溉的组合应用，在保证亩产稳定的同时，化肥用量减少15%，地下水开采量降低25%；在长江中下游地区，水稻“三控”施肥技术（控肥、控苗、控病虫）让氮肥利用率提高10个百分点，甲烷排放减少30%。这些变化，不仅让土地“喘了口气”，也让农民每亩地节省投入上百元。

当然，绿色增效技术的推广仍面临“最后一公里”挑战：小农户如何低成本获取精准农业设备？不同区域气候差异大，技术如何“因地制宜”？研究团队建议，未来需加强“政产学研用”协同，比如开发手机端“农事助手”APP，让农民一键获取施肥建议；同时建立区域技术适配中心，针对东北黑土地、南方红壤等不同土壤类型，定制绿色技术方案。

粮食安全是“国之大者”，而绿色增效技术正是让“中国饭碗”端得更稳、更可持续的关键。或许未来，我们吃到的每一粒米、每一颗麦，背后都藏着这样一套“绿色密码”——既装满粮仓，又守护青山。

来源: 农业科学与工程前沿