智慧农业提升农产品品质 从改良土壤入手 从健康种植开始
发表日期：2017-02-04 来源：托普云农 浏览次数：3594次
据国家有关部门透露，加入世贸组织以来，我国约有90%的农产品受到绿色壁垒的限制和影响。我国是使用化肥和农药最多的国家，农业生产资源利用率低，生态环境恶化，农产品价格全面超过国际市场。作为食品工业上游的农产品，如何提高品质、保证安全，牵涉到农业生产方式、生态环境及技术进步等方方面面的问题。日前在京召开的首届中国智慧农业年度峰会就上述问题进行深入剖析，从不同角度提出解决问题的出路。
问题
农业生产资源利用率低
中国农业大学教授李道亮表示，目前我国农业生产资源利用率很低。我国主要粮食作物水分生产效率为1公斤/吨，发达国家为2公斤/吨;主要粮食作物肥料利用率35%，发达国家是65%;主要粮食作物农药利用率25%，发达国家是50%—60%。我国的人均耕地面积仅占世界人均耕地面积的1/3、印度的1/1.6、美国的1/6.5、俄罗斯的1/8.4、加拿大的1/14.5以及澳大利亚的1/26。耕地土壤点位超标率达到19.4%，其中轻微污染点位比例为13.7%，轻度为2.8%，中度为1.8%，重度为1.1%。
农产品价格高波动大
我国目前农产品价格全面超过国际市场。国内大米价格为每吨800多美元，而国际市场上越南大米价格最低仅为400多美元;玉米期货价格2015年3月为2535元/吨，美国1632元/吨，小麦2360元/吨，美国到岸价2120元/吨;黑龙江产大豆均价在4000元/吨左右，美国到岸价3000元/吨。同时，农产品价格波动非常大。2010年“蒜你狠”，蒜价格狂涨10倍;2013年“蒜你贱”，金乡大蒜狂跌80%;2013年“姜你军”，生姜价格飙升5倍，2015年生姜价格跌幅80%。
生态环境恶化
资源环境与循环经济学家、国务院发展研究中心资环所研究员程会强表示，目前我国已不单纯是解决粮食安全、食品安全的问题，还面临着环境安全的问题。我国农业大量施用氮肥，持续扩大的禽畜养殖业，是氨污染的最大来源。在氨污染中，20%来自工业排放，40%来自农业化肥，40%来自畜牧养殖排放。
氨是制造化肥的重要原料，氨与酸反应生成的铵盐，其质量浓度是衡量氨对空气以及PM2.5影响的方法之一。从全国平均水平来看，在轻污染天气中，氨气产生的最主要的两种铵盐(硫酸铵、硝酸铵)的质量浓度总和大约占PM2.5的20%以下，但在重污染天里，则剧升至40%以上。
全国每年产生畜禽粪污38亿吨，综合利用率不到60%;每年生猪病死淘汰量约6000万头，集中的专业无害化处理比例不高;每年产生秸秆近9亿吨，未利用的约2亿吨;每年使用农膜200多万吨，当季回收率不足2/3。全国第一次污染源普查公报数据显示，全国畜禽养殖业排放的化学需氧量达1268.26万吨，占农业源排放总量的96%;总氮和总磷排放量为102.48万吨和16.04万吨，分别占农业源排放总量的38%和56%。目前我国农业废物量大面广，不当处理污染严重。加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化，关系到6亿多农村居民生产生活环境，关系到农村能源革命，关系到不断改善土壤地力、治理好农业面源污染的大问题。程会强认为，解决畜牧养殖废弃物的处理和资源化的问题，要靠新的农业的生产技术和生态循环能力以及智慧农业的发展。
上海复振科技有限公司农业事业部总经理尚高攀表示，我国农作物产量与化肥投入的比例已经基本接近1：1，农药的投入量也达到30万吨。长期大量使用化肥和化学农药影响了土壤的再生，是导致土壤退化严重、病虫害爆发频繁、病虫害抗性增强等问题的主因。
另外，土壤退化严重，产量难以继续增长，国人对安全农产品的渴望，法规对农残的严格要求以及严重的面源污染等因素的存在，都预示着对安全农业投入品的极大需求。
破题
建设互联网现代农业
李道亮认为，解决上述问题的途径有三：第一，机器代替人劳动。第二，用电脑代替人脑。过去谁有经验谁就种得好、养得好，将来要靠电脑精准控制，实现水、肥、光、热最佳的利用，不过度施肥、不滥用农药，杜绝污染，这是必须要走的道路。第三，物联网对未来农业来说是最实用，也是最迫切的，目前也是薄弱的一个环节。大数据使农业走向精准，自然把每个问题以不同的程度解决。同时，还要靠技术进步，靠生物技术来育种，靠装备和服务实现一个完整的现代农业产业体系的提升，靠信息技术实现高效的产供销体系。生物技术、装备技术和信息技术这三大技术有机的融合来改变目前这种生产方式、经营方式、管理方式，这样农业才能得以实现集约、高效、安全、持续的发展。
李道亮表示，“互联网+”现代农业为提升农业生产、经营、管理和服务水平，促进农村一二三产业融合发展，发展现代农业提供了有效途径和手段，“互联网+”正在和土地、劳动、资本一样成为经济社会发展的动力和源泉。“互联网+”是互联网等信息技术和传统行业的“生态融合”并促成了化学反应，催生效益更高、质量更好的新生态。当互联网与农业结合，我国的农村就不是现在的农村概念，是美丽的家园，我国的农民不再是一种身份的标志，而是一种体面的职业。
将来的农业生产方式是什么样的?李道亮为与会者展示了几张国外农业生产的照片。一个是一家三口人雇了15个人一天生产30吨辣椒的一个温室，通过互联网技术实现机器种辣椒，只要模型、机器、装备正常，每天就可生产30吨辣椒。采集辣椒的车是无人的，自动导航技术，采集车摘下辣椒送到分拣机上，根据长度、大小、重量来分级，非常精准。另一个例子是夫妻两个人养1.5万头猪，什么时候饲喂、喂多少、什么配方、什么时候屠宰，都是计算机在严格控制。还有一个例子是两个人养200头奶牛，核心是3个机器人在干活，牛身上有一个标签，“我”是谁、今天第几次挤奶、该挤多少，都是机器在操作。李道亮说：“我给大家的这些例子是想告诉大家，通过信息技术、装备技术、种养殖技术深度融合，可以使传统农业变成互联网现代农业。”
李道亮提出，传统农业效益不高，产生很大的污染，不转型没有出路。他将农业分为四个时代，“1.0时代”是小农生产，依靠人力、畜力、手工工具，小规模经营，自给自足;“2.0时代”为农业机械化，农业生产依靠机械动力和电力;“3.0时代”为自动化生产，以计算机软件为核心进行管理;“4.0时代”为智能化生产，自主联网，模型化生产，人机融合系统。他认为，目前我国农业正处于2.0时代，机械化率才70%，上述国外农业生产的例子已处于3.0时代。我国农业发展还有漫长的道路要走，但这是方向。
推广生态循环经济
对于禽畜养殖废弃物处理和资源化，程会强表示，要坚持政府支持、企业主体、市场化运作的方针，以沼气和生物天然气为主要处理方向，以就地就近用于农村能源和农用有机肥为主要使用方向，突破种植业面源污染控制、畜禽养殖废弃物循环利用、农村生活污水处理等关键技术，实现农业农村区域面源污染负荷有效减排。力争在“十三五”时期，基本解决大规模畜禽养殖场粪污处理和资源化问题。
程会强还列举了德青源的生态循环经济。德青源利用300万只蛋鸡每年产生的7.74万吨鸡粪建立沼气发生装置，每年可产生沼气700万立方米，用沼气发电1400万度，满足企业生产所需。通过发电尾气余热回收，每年可回收相当于标煤4500吨的热量，并为当地500农户提供生活用燃料。
改良土壤与根际圈生态
长期使用化肥和化学农药对土壤造成累积的危害，影响了土壤的有序再生。尚高攀认为，只有回到源头，回到健康土壤，改善现在的“先病后治”，打破恶性循环链，才能找到出路。
尚高攀介绍，大多数植物98%的养分采集工作由根际生态系统协助完成，其中的共生微生物系统将转化好的可溶解的营养成分与水扩散向植物的根部。
根是植物之本，根际生态系统是土壤生态系统中与植物关系最紧密的一部分，它的平衡可以极大地减少外来病虫害对植物的侵袭，保持微生物的活跃，提升土壤中养分的利用率，极大地减少化肥农药的使用量。基于这一原理，上海复振科技有限公司着重调理土壤，挖掘土著微生物潜力。尚高攀说，土壤和植物微生物形成一个动态平衡，现在主要破坏的土壤层是在0—40厘米这个工作层范围之内，微生物比较贫乏。但是如果让40厘米以上的土层范围的微生物得到较快的增长，植物益生菌就会得到保持。
据了解，该公司研制的植物提取剂采用传统中医农业思想配伍复提而成，均属于环保可再生材料，有效成分多样，不易产生抗性，而且含有植物特有的芳香物质，具有一定的驱虫效果。
建立追溯体系
中国农业科学院农业信息研究所知识工程研究室副主任崔运鹏表示，食品可追溯体系具有确保食品安全的基本功能，已成为全球性预防食品安全风险的主要手段之一。通过食品安全可追溯体系的建立，可快速识别问题食品的来源，缩小问题食品的范围，追踪食品的流向，回收存在危害且尚未被消费的食品，撤销其上市许可，切断源头，以消除危害并减少损失。这有利于食品链过程的透明化，提高食品安全性，增强食品链不同利益方之间的合作和沟通。
崔运鹏介绍，追溯分成两部分，一个是跟踪，一个是溯源。跟踪是生产端往消费端的，食品生产出来以后，从仓储零售一直到餐桌。溯源是反方向，从消费端往生产端的追溯。国外追溯系统或者追溯工具主要的应用是做产品召回的。国外对可追溯性有明确要求，比如说美国、欧盟，要求所有的农产品都具备追溯性。国外对追溯的范围有明确的最低要求，叫“向上一步向下一步”，每个企业必须能追溯到上游企业和下游企业的信息，这个信息中一般都有批次。
崔运鹏表示，全程追溯并不是那么简单，它涉及所有供应链。据了解，目前为止国内企业建立的内部追溯流程并不理想，部分企业把无关紧要的放在信息里，而用了什么肥料，有什么危险因素却查不到。追溯系统是把食品生产过程中的不安全性降到最低，至少要保证农产品加工出来的食品不能有危害。但是目前国家在追溯体系建设方面没有强制性制度，很多企业没有建立追溯体系，若遇到召回产品，会花费很大的成本。
展望
由化学农业到生物农业
由机械农业到智慧农业
中国农业大学MBA教育中心主任付文阁对于土壤严重退化有着自己的看法，他认为，因为土地没有恒产，土地使用者就不愿意投技术、投人力，只为短期效益。假如土地使用权为20年，这20年后土壤板结退化有多严重就跟他没关系了。付文阁认为这是最重要的问题。
对于中国农业未来的发展趋势，他表示，第一，从化学农业向生物农业转化。未来，无论是养殖、种植，还是循环经济的设计，生物技术将起到非常重要的作用。第二，从机械农业到智慧农业。机械农业解决了机器替代人的简单劳动，而智慧农业要解决的是替代人的复杂劳动，并且是全系统的解决效率问题。第三，未来要看从田间地头到餐桌的整个产业链，也就是农产品从种植到深加工再到最后的产品设计，而不仅仅是看农业本身。
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