你家餐桌上的米饭、面条，可能来自一片“疲惫”的土地——长期过量施肥让土壤板结，大水漫灌导致地下水超采，农药残留威胁生态……我国粮食产量连续多年稳定在1.3万亿斤以上，但传统“高投入换高产”的模式，正让土地“喘不过气”。如何让土地“减负”还能多打粮？近日，我国科研团队在《Front. Agr. Sci. Eng.》发表综述研究，系统梳理了粮食作物绿色增效技术的创新成果，提出“12345”新一代农业研究范式，为农业生产装上“绿色引擎”。

土地的“亚健康”：高产背后的资源“透支”

“就像人长期熬夜会免疫力下降，土地长期‘超负荷工作’也会‘生病’。”研究人员打了个比方。我国用世界7%的耕地养活了近20%的人口，粮食安全成绩亮眼，但代价不容忽视：每亩耕地化肥用量是世界平均水平的1.6倍，部分地区土壤有机质含量不足1%（理想值应在2%以上），华北平原地下水超采形成的“漏斗区”面积达数万平方公里。更棘手的是，气候变化带来的旱涝灾害频发，让本就紧张的水资源“雪上加霜”。

这种“资源透支”的生产模式，正在逼近极限。数据显示，我国人均耕地仅1.36亩，相当于世界平均水平的40%；水资源人均占有量约2000立方米，仅为世界平均水平的四分之一。要保障未来粮食需求，单纯靠“多施肥、多灌水”显然行不通，必须让农业生产“提质增效”，给土地“松绑减负”。

给农业装上“智能操作系统”：“12345”范式破解协同难题

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）。如果把传统农业比作“单线程操作”，只盯着产量一个目标，那这个新范式就是农业的“智能操作系统”：以“绿色增效”为核心目标，左手抓“资源高效利用”，右手抓“生态环境保护”，从品种、环境、管理三个维度协同发力，通过基础研究、技术研发、模式构建、区域应用四层创新，再配上政策、科技、人才等五大保障。

举个例子，过去农民施肥“凭经验”，可能苗期氮肥施多了，后期钾肥又不够；而新范式下，通过“品种改良+精准施肥”协同，先培育耐低氮品种，再根据土壤检测和作物需求模型，像“给作物定制营养餐”一样精准供肥（如图3技术原理）。这种“多线程协同”，既保证产量，又减少浪费，就像给农业生产装上了“节能模式”。

绿色技术“组合拳”：让每一寸土地、每一滴水都不浪费

绿色增效技术到底如何让农业“轻装上阵”？研究中提到的技术组合，藏着不少“巧思”。比如“土壤-作物系统养分调控技术”，通过秸秆还田、生物有机肥替代部分化肥，让土壤有机质像“海绵”一样锁住养分，减少流失。在河南小麦产区的试验中，这种技术让化肥用量减少12%，亩产反而提高5%，就像“给土地喂了‘益生菌’，消化吸收更好了”。

再看“智能节水灌溉技术”，利用物联网传感器实时监测土壤湿度和作物蒸腾，像“给庄稼装了‘智能花洒’”——土壤不旱不浇水，作物需要时精准滴灌。在西北干旱区，这项技术让玉米灌溉水利用率从50%提升到75%，每亩节水150立方米，相当于1000多人一天的用水量。还有“生态调控技术”，通过田埂种豆、轮作休耕，让土地“休养生息”，病虫害减少了，农药用量自然降下来，就像“给农田建了‘生态缓冲带’”。

从实验室到田间地头：这些地方已经尝到“绿色甜头”

这些技术可不是“纸上谈兵”，在全国多个区域的应用中，土地正悄悄“焕发生机”。在东北黑土区，推广“玉米-大豆轮作+秸秆全量还田”模式后，土壤有机质含量年均提升0.1个百分点，黑土层厚度增加2厘米，就像“给土地盖了层‘保温被’”；在南方丘陵区，“稻鱼共生”绿色模式让水稻亩产稳定，化肥农药减量20%，还能额外收获水产品，农民每亩增收500元；在黄淮海平原，“小麦-玉米周年绿色增效技术”通过品种优化、精准水肥和机械化管理，周年亩产突破1500公斤，化肥用量却减少18%。

让绿色技术“飞入寻常百姓家”：还需迈过哪些坎？

“技术再好，农民用不上也白搭。”研究团队坦言，绿色增效技术推广还面临“最后一公里”难题：小农户地块分散，难以规模化应用智能设备；部分技术成本偏高，农民“不敢试”；不同区域土壤、气候差异大，技术需要“量身定制”。

为此，团队建议，未来需加强“政产学研用”联动：比如开发“傻瓜式”农事APP，农民拍照上传作物长势，就能收到施肥浇水建议；政府出台补贴政策，降低农民购买智能设备的成本；建立区域技术适配中心，针对盐碱地、坡耕地等特殊地块，定制“土办法+高科技”的解决方案。

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，当你看到田野里的智能灌溉喷头、土壤传感器时，会知道那不仅是在种庄稼，更是在守护每一寸土地的“生命力”。让土地“减负”，让粮食增产，这场农业的“绿色革命”，正在悄然改变我们的生产与生活。

来源: 农业科学与工程前沿