Nature发表张福锁团队文章 阐述中国高产高效农业发展

　　

5月2日，中国农业大学资源环境与粮食安全研究中心张福锁教授、陈新平教授和美国斯坦福大学P.Vitousek教授关我国农业高产高效现代农业科技发展的文章在《自然》（Nature）杂志发表。该文题为“对世界的成功经验（An experiment for the world）”，阐述了新世纪以来我国农业在“高产高效”科学研究和应用方面取得的重要进展与成就。

目前，全世界农业发展都面临着粮食安全、资源环境安全双重挑战。我国土地资源有限、水资源短缺、肥料施用不合理、环境污染问题日趋严重，农业面临的挑战尤其突出。只有持续增产并同时降低农业的环境效应，走高产高效的现代农业发展道路才能真正转变农业发展方式，才能实现作物高产与环境保护的协调。

过去的20年中，生物技术在国际上受到高度关注，被认为是解决粮食安全问题的法宝。我国农业既高度重视生物技术的研究与应用，又特别重视基于田间试验的综合农学研究，特别是与农业产业和农业生产实践相结合的研究。近年来，我国政府对农业科技投入快速增长，从2002—2009年，投入农业研究的经费增长了3倍，农业科技投入占农业生产总值的比例从0.36%提高到0.66%。

在政府投入的保障下，我国科学家正努力开展同时实现作物高产和资源高效的理论和技术研究，推动高资源环境代价的农业向高产高效的转变。从2003年到2011年，我国粮食产量增长了32%，增速高于世界其它地区一倍以上，肥料和水资源投入增幅却显著下降，资源利用效率逐步提高。文章指出，“中国为世界农业科技发展提供了重要的借鉴”。

与此同时，科技工作者确立了农业科技“三步走”战略支撑高产高效现代农业发展的思路：第一步，在高度集约化、过量肥料等资源投入地区，如华北平原“小麦-玉米轮作体系”和太湖流域水稻生产（及高投入的蔬菜、果树生产体系）中，通过养分管理技术创新与应用首先实现节肥增效的目标；第二步，在现有农业生产条件下，通过作物栽培学、植物营养学、土壤学等多学科合作，采取综合管理技术实现作物产量和资源效率同时增长10-20%的目标，满足我国农业发展当前技术需求；第三步，通过对土壤-作物系统的综合创新研究，实现作物产量和资源效率同时增长30-50%的目标，满足我国农业和资源环境未来发展需求。

张福锁团队及其合作者2003-2006年在高投入的华北平原和太湖区域的研究中，在保持小麦、水稻、玉米产量不变甚至有所提高的条件下，农民习惯施氮量可以降低30%以上；随后在948重大项目资助下，他们通过对全国12种高投入作物生产体系的大面积试验示范，取得了平均增产8％、节氮26%和节磷20%的效果，实现了第一步的战略目标。近年来以农业部公益性行业科研专项为基础，建立全国养分资源管理协作网，以根层养分管理为核心集成创新高产高效技术，在遍布全国20个省、超过5000个试验田中，增产12%、肥料用量降低24%，成功实现了同时增产增效10-20%的第二步目标。自2008年以来，张福锁教授主持的973项目“主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究”，以主要粮食作物小麦、玉米和水稻为研究目标，开展大量田间试验，深入研究作物群体、水分、养分、品种等的相互作用，优化农田生态系统投入产出关系，建立土壤-作物体系综合管理的理论与技术，在11个省、500个试验田中作物产量和氮肥生产效率同时提高了30-50%，初步实现了第三步的战略目标。

在数以百万计的小农户生产条件下，如何将科技成果成功应用，是我国农业技术发展面临的另一个巨大挑战。近年来，我国政府也为此付出的巨大的努力。2008年开始，我国投入大量资金，组建了国家现代农业产业技术体系，涉及50所高校、340个研究所和地方试验站、200家企业和超过2,000名农业科学家。通过实施高产创建工作，在全国建立了12,000个示范田；通过实施覆盖全国农业主产县的测土配方施肥项目，为农民提供测土服务和施肥技术指导。文章指出，这些国家农业科技项目的实施有力地促进了农业科技的推广应用。

文章指出，中国农业科技研究的规模、质量和布局，以及解决粮食安全和环境保护挑战的强烈意愿和需求，不仅值得其他发展中国家学习，发达国家也应广泛借鉴。应对气候变化、持续提高产量、同时节约资源和减少对环境的破坏，是全世界农业科技共同奋斗的目标。

张福锁教授团队近年来致力于“高产高效”理论研究与实践应用，不仅在PNAS (2007，2009, 2011)、Science (2010)、Nature (2013)等已发表了“高产高效”理论与技术的创新研究论文；同时在全国范围内以“科技小院”模式推动高产高效技术的应用，并为全国测土配方施肥工作提供技术支撑。该团队在高产高效农业科研与应用方面的进展，引起了国内外科技和产业界的高度关注。