打造生態農業4.0，需要農業-工業-信息業高度融合。”6月30日，清華大學化學工程系教授，中國工程院院士金涌在第六屆戰略與決策高層論壇上表示。

 

       他首先從農業效仿工業4.0的憧憬出發，表示“生態農業4.0希望更智能化、個性化、更健康，如GPS定位大田耕耘、土壤信息收集、管理、收獲系統；使用農業機器人、無人機，互聯網+購買、銷售、追溯；智能水肥一體化管理等等。”

 

       他認為，只有大交叉才有大進步。“第六產業為一、二、三產業之和或之積。打造生態農業4.0，促進農業、工業和信息業的結合，需要發展第六產業。”因此，金涌院士就第六產業的發展，具體介紹了清華大學化工系這這方面所做的工作。

 

       一是土壤修復。金涌院士介紹說，造成土壤重金屬污染的原因主要有工業廢水、農藥殘留、地膜殘留等。針對化工造成的土地條件惡化，修復的方法很多，包括挖掘、添加固化劑、水溶液淋洗法、氧化還原法、電動力修復、生物修復法等。其中，生物修復法主要解決土壤里的農藥殘留，例如，采用細菌—真菌大孔制菌修復石油泄露污染便是一種利用菌肥的生物修復法。

 

       二是化肥問題。金涌院士表示，目前化肥存在利用率低、面臨水體污染、滯留在土壤硝酸鹽污染、大量資源消耗等問題。針對以上問題，國家給出了明確辦法，方法一是做調和肥。“我們知道作物需求的養分有16種元素，除了氮磷鉀之外，需中量元素、微量元素的匹配，可以根據不同的作物，給出不同的配方，可大幅度提高肥料有效利用率”他解釋說。另外可以把有機肥和無機肥的復合以沼液、沼渣與化肥復配，可利用一種菌肥，把它拌到粉碎的秸稈中，實現秸稈全部降解，土壤營養提高，土壤結構優化。還有一種水肥一體化的方式，可以解決作物全生育期對氮、磷、鉀吸收量及間斷施肥量速度不匹配的問題。

 

       三是養殖污水問題。近年來，我國畜禽養殖總量不斷上升，每年產生38億噸畜禽糞便，有效處理率卻不到50%，造成大量的COD污染。金涌院士介紹說，針對此問題，現在主要的方法就利用沼氣。希望引入工業的機制，打造一個一百戶人家的沼氣站，并請專人管理，讓服務公司不斷對菌進行更新，然后用太陽能全年生產沼氣。為了提高產沼氣量菌種開發采取兩段的方法：第一段發生在先導菌池，產生氫氣后流到第二個池子里產生沼氣，把沼氣和氫氣混合起來用作燃料，沼液和沼渣通過化肥的調配，變成生物肥和化肥的復合，這樣進行施肥。

 

       四是生物煉制。現在的煉制工業基本都是礦物煉制，其實，利用生物這一很好的資源，可以推廣生物化工。國家對于發展生物煉制、生物化工非常重視，它的優點是比較溫和，無需高溫，產品專一。以每年數十億噸秸稈、林業產物，糞便等可再生資源為工業原料進行深加工，實現從田間到餐桌產業鏈延伸。

 

       五是生物活性炭。要想使農藥和化肥實現長效緩釋，可仿效化學催化劑化，需要載體化，用秸稈碳化變成生物活性炭。由于生物活性炭有很大的吸附能力，所以可以長效起作用。金涌院士說，生物活性炭優點很多：其一，秸稈木質纖維素屬于可再生資源，我國年產7億噸；其二，生物炭多孔疏松，高比表面積；其三，作為農藥、農肥的載體，是土壤中穩定的碳庫；其四，鎖住肥料、農藥緩釋、長效，防污染。

 

       六是燃料乙醇。金涌院士表示，2016年，全球燃料乙醇產量達7915萬噸。其中，美國的燃料乙醇產量非常大，達4554萬噸，巴西2500萬噸，歐盟 400萬噸，而中國只有260萬噸。中國如果拿出一部分陳舊糧食來，我們的燃料乙醇會快速增長。

 

       七是農膜問題。新疆等地種棉花時一定要覆蓋地膜用以保水分蒸發保溫，但地膜覆蓋在田里后并沒有完全收集起來，造成了嚴重的地膜污染。現在，利用生物降解高分子的降解地膜，可使地膜在土地上覆蓋一年后，在細菌和光合作用下會全部消失。

 

       他最后還談到了常溫常壓等離子體（ARTP）誘變育種。代替航天育種這項技術已在細菌、放線菌、酵母、霉菌、藻類、大型直菌等菌株改良中有良好成果。

 

       金涌院士表示，生態農業4.0是國家經濟戰略發展新著力點，寬泛地契合農業-工業-信息業融合發展。也是是循環經濟、低碳經濟、生態保護的主戰場之一，對保障社會穩定、糧食安全至關重要。“生態農業4.0科技雖高，但沒有技術壁壘，有充足的資源支持。是解決房地產投資過剩、引導投資的重要方向，也是農民增收的有效方式，能夠解決糧食作物進出口價格倒掛。”金涌院士說。

 

       據悉，本次論壇由中國科學院主辦，中國科學院科技促進發展局與《中國科學院院刊》共同承辦，主題為“科技創新助力鄉村振興”。