中国农业大学山东滨州试验地，养分资源综合管理体系（右）比农民习惯节肥30%，增产16%。
10月16日是第27个世界粮食日，面对人、机器争粮和各种因粮食而引起的不安定因素，联合国粮农组织将今年的主题定为“世界粮食安全：气候变化和生物能源的挑战”。
今年上半年，全球30多个国家和地区发生了由粮食问题引起的骚乱，联合国秘书长潘基文在今年6月召开的世界粮食安全高级别会议上明确提出，到2030年，全球粮食产量必须提高50%才能满足全球的粮食需求。
在我国，因为政策控制，粮价并没有大涨，但还是引起了去年的猪肉涨价，今年物价全面上涨。我国《国家粮食安全中长期规划纲要》要求：到2020年，我国粮食生产能力要再增加800亿斤。在耕地面积不可能再增加的情况下，这800亿斤粮食从何而来？
800亿斤粮食从何而来？
“好的品种种在较差的地里，也得不到理想的产量。”中国农业大学资源与环境学院院长、中国土壤学会、中国植物营养与肥料学会副理事长张福锁说，“高产实验时，专家选用最好的土地，利用知识和经验，让作物的生长规律和土壤供肥规律吻合起来，提供最好的水、土、肥、种等条件，用到很多复杂技术，也能做到精细管理，发现问题及时解决，但农民在大面积种植时却做不到。”
今年9月，科学出版社出版了农业部我国肥料产业与科学施肥专家组的研究成果——《我国肥料产业与科学施肥战略研究报告》。在进行这一研究时，张福锁研究团队收集和分析了全国43个玉米高产的实验，发现最低的每公顷产量10吨，平均产量是每公顷15吨，最高的达到每公顷21吨。但同样的玉米品种，交给农民后产量只能达到每公顷6吨。不只是玉米，小麦、水稻等其他作物也是这样，育种专家培育出的优质品种到农民的田里，平均产量连专家种出产量的一半都不到。
“不光我，目前农学界多数人都这样认为，下一步解决粮食产量的核心问题在土壤。”张福锁说，“我们现在好的作物品种有，栽培技术也有，但大面积的粮食产量就是上不去，问题就在土壤，现在当务之急是提高土壤质量。国家这些年对培育新品种的支持力度很大，也取得了不错的成果，应该说育出了很好的品种，但好品种到农民的地里，产量并没有大幅度增加，好品种并没有给农民带来真正的利益，如果我们把作物品种的优势发挥出来，我们就至少有50%～60%的潜力可提高。”
对此，中国科学院院士、中科院南京土壤研究所研究员赵其国认为，土壤质量的培育是提高土壤综合生产能力的前提，关系到我国当前农田土壤养分平衡与高效利用、土壤生物过程与食品的安全、土壤污染控制与生物修复技术等多方面的问题。近年来我们可利用耕地在减少，如果土壤质量再退化，我们就很难达到粮食增产目标。
提供“一键式”技术
“我们最好是能向农民提供‘一键式’的栽培管理技术。”张福锁说，农民种不出专家的产量，主要原因是田间管理不到位。管理不到位的原因很多，比如，年轻人和一些受到过教育的人很多都外出打工，农村剩下的基本上是老人和孩子。现在的农业管理技术还没有简单到农民拿去就能用的程度。
“我们的技术需要简化，需要改进，要适应我国农业生产的现状。就像电视机一样，尽管原理结构很复杂，但使用操作起来很简单，农民一按按钮就行了。当然这需要我们做很多工作。首先是技术创新，国家这些年对田间技术创新重视不够。育种方面虽然作出了不错的成绩，但栽培、管理跟不上。根据我们的研究，如果土壤越来越好，技术就可以简化，就能比较好地发挥良种的潜力。”张福锁说。
张福锁表示，同样的品种，农民平均产量上不去的另一个原因是播种水平差异太大，这家种得深、那家种得浅，这行种得密，那行种得稀，都会影响最终产量。“我在河北很多地方发现农民过度密植，一亩地用10斤种子就够了，但他们很多都用到了50多斤。如果将播种质量提高，就现在的土壤肥力和作物品种，将产量提高10%至20%是不难做到的。”
几十年前，我国黄淮海地区小麦亩产100斤都达不到，现在因为肥力提高，土质改善，不施用肥料，亩产也能达到四五百斤。
“就像一个人，如果他的体质很好，他就会有很好的抗病免疫能力。我们的研究发现，如果土壤的基础条件较好，不用太复杂的农业管理技术，也能得到不错的产量。我们现在希望能找到一个平衡点，在我们能接受的范围内，牺牲一些产量，用相对简单一些的管理技术就能实现。”
不仅是生产足够粮食
在上世纪80年代中期以前，我国1公斤肥料可以生产100斤粮食，但最新调查数据显示：目前我国1公斤肥料只能生产20公斤粮食。
“我们面临的问题是，化肥用量连年增长，但肥料使用效率持续下降。我们的肥料利用率只有28%。在个别地块，我们通过大量的水肥投入才可以实现产量翻一番，但在大面积的土地上我们无法实现。现在的问题是，我们还有多大潜力可挖。”张福锁认为，我国粮食安全不仅仅是生产足够的粮食，同时还要实现作物高产、资源高效、土壤培肥和环境保护。
2007年，中国农业大学养分管理小组在京郊上庄的超高产玉米试验田中发现，他们种在土壤中的玉米，生长到70多天时根系就开始衰老。但同时种在沙培里面的到收获时根系还很健壮。因为根系的原因，试验田最终没有取得预想的产量。
“这里面有很多研究要进一步搞清，高产本身就困难，我们资源高效利用和环境保护问题，对农业提出更大的挑战。”张福锁说。“上世纪80年代，西方的环保运动使化肥用量有所下降，但作物产量在持续增加，欧美一些国家每公斤肥料的粮食产量可以达到60至70公斤，我国必须解决这一问题。问题在哪里？还在土壤。作物需要肥料时，要供应得上，作物不需要时，这些营养成分不要流失到环境中去。好地土壤一是有利于作物根系的生长，二是有利于水分用、营养及时供应。”
改良土壤的措施并不复杂
“目前改良土壤的技术并不复杂，只要做到秸杆还田就行。这是一项有长远意义的事情。河北省由于政策推动，现在70%～80%的秸秆都能还田，但条件更有利些的山东省就做不到，我们希望国家能推动这一工作。秸秆在土壤中有个微生物加工过程，通常5年以后就能取得明显效果，而且时间越长效果越好。”
2005年，在农业部的推动下，张福锁研究团队开始对土壤的测土配方施肥工作，主要是通过取样分析，看看土壤中有什么成分、缺什么养分、缺多少养分，然后有针对性地补足。目前这一工作已经覆盖全国1800多个县。“只要做到秸秆还田，追施有机肥和科学施化肥（测土配方施肥、缓控施肥等技术），就能让农民不用太复杂的技术得到高产。”
“但我们目前对土壤的了解还不够，需要研究的东西太多，尽管近年来在农业部和国家自然科学基金的支持下，土壤学研究取得了不少成果，但对于关系到十几亿人粮食安全和环境需要的土壤学来说，国家的支持力度还显不足。”张福锁说。
《科学时报》 (2008-10-13 A4科学基金)
