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2025年 市一奖项

绿肥金方——养分精准管控助力农业绿色增效增收

破局“绿色不高值”:科技守护洱海的农业新路

洱海,这颗云南高原的明珠,曾因农业面源污染面临严峻的生态挑战。过去,以“独头大蒜”为代表的高值作物虽带来可观收益,但其“大水大肥”的种植模式导致氮磷大量盈余,严重威胁洱海水质,蓝藻时有爆发。为守护绿水青山,当地政府推行“三禁四推”政策,限制高污染作物种植。然而,转向水稻-油菜、水稻-蚕豆等环保轮作体系后,尽管氮磷排放显著下降,产值却大幅缩水,仅为此前大蒜种植的1/4甚至更低,形成了“绿色不高值、高值不绿色”的困境,农民增收遇阻,农业绿色转型陷入两难。

这一困境背后,是传统施肥方式与高原湖泊区域特性的深度不匹配。洱海流域土壤肥力高,有机质含量丰富,但雨热同期的气候使得有机肥前期释放慢、后期集中矿化,养分供应与水稻、玉米等作物的关键需肥期严重错位。这不仅限制了作物产量和品质,更导致养分在非关键期流失,加剧环境风险。如何协调生态保护与产业发展,实现“绿水青山”与“金山银山”的共赢,成为摆在洱海乃至全国类似区域农业面前的一道必答题。

在此背景下,中国农业大学“绿肥金方”项目团队依托在洱海流域建立的科技小院,直面挑战。在张福锁院士的指导下,一场围绕洱海保护的农业科技大会战就此展开。团队深入古生村等一线,通过多学科交叉、多主体融合的创新模式,致力于探索一条既能有效削减农业面源污染,又能显著提升农田产值,助力农民增收的农业绿色高值发展新路径,为高原湖泊保护与农业协同发展打造“大理模式”。

智慧“金方”精准发力:解码农业绿色高值双赢密码

面对挑战,“绿肥金方”团队开出的核心“药方”是两项关键技术:绿色智能肥料与养分智慧管控系统,实现了从“土壤-作物-环境”全链条的精准匹配与智能调控。

绿色智能肥料是项目的物质核心。它绝非传统肥料的简单改良,而是基于“植物-土壤-环境”系统调控原理,运用大数据智能算法进行定向设计的高科技产品。其创新之处在于“绿色”与“智能”的融合:在生产端,力求资源全量利用、低碳环保;在施用端,通过纳米微粒稳定悬浮、敏感材料靶向释放等前沿技术,确保养分释放节奏与作物需求曲线高度同步。例如,针对洱海水稻前期低温有机肥释放慢的问题,绿色智能肥能快速提供有效氮,促进分蘖;在穗分化关键期又能稳定供应,支撑大穗形成。这种“与根系对话”的智能特性,显著提高了肥料利用率,从源头上减少了养分流失的风险。

养分智慧管控平台则构成了项目的大脑和神经网络。该平台深度融合卫星遥感、物联网、人工智能与大模型技术,构建起“空-天-地”一体化的监测体系。它能实时感知田间土壤墒情、作物长势、气象环境等海量数据,通过智能算法分析,为不同田块、不同作物、不同生长阶段提供最优的养分管理决策建议,并可通过智能农机、智能灌溉系统实现精准执行。平台端、厂家端、驿站端的协同设计,确保了从配方生成、肥料生产、到农户订单、田间施用的全流程数字化管理,打通了科技落地的“最后一公里”,使精准农业从概念走向田间实践。

洱海之滨结硕果:生态与经济效益实现双丰收

经过数年的扎实研发与示范推广,“绿肥金方”项目已在洱海流域结出丰硕成果,有力证明了绿色与高值可以并行不悖。

在核心作物验证上,成效显著。水稻方面,绿色生态优化模式(应用绿色智能肥)相较于常规有机模式,在氮、磷投入分别降低11%和55%-70%的情况下,实现了亩产808.8公斤的高产,增产达31.7%,每亩增收近1700元。同时,田面水磷浓度和COD(化学需氧量)浓度显著降低,径流磷和COD排放总量削减约50%,真正实现了“增产减排又增收”。鲜食甜玉米方面,与农户习惯施肥相比,绿色智能肥模式在氮磷投入大幅降低(氮降49%-73%,磷降21%-70%)的同时,产量提升11%-26%,净利润增幅高达40%-60%,环境风险显著降低。油菜方面,项目突破了传统单一油用模式,成功开发出“稻-薯油兼用”、“稻-油菜薹”、“周年油菜薹”等多种绿色高值模式。通过采摘菜薹、花期观光、蜜源利用等多功能开发,油菜亩产值实现了从几千元到两万元的飞跃,极大提升了产业价值。

在技术成果与社会效益层面,项目同样成绩斐然。团队已创制出系列绿色智能肥料产品,并制定了多项水稻、油菜、鲜食玉米的绿色生态种植技术规程和地方标准,申请了相关发明专利。通过与云天化、顺丰洱海环保等企业合作,项目带动绿色智能肥销售超1.7万吨,为企业增收超千万元。更重要的是,项目模式已成功推广至洱海流域5.5万亩水稻和数十户小农户的甜玉米种植,实现了小农户平均增产5%、氮磷盈余减半、亩均增收400元的效果。

迈向广阔天地:绿色农业技术的巨大市场潜力

“绿肥金方”项目所验证的技术与模式,其价值远不止于洱海一域,展现出巨大的市场应用前景和广泛的推广潜力。其核心技术产品——绿色智能肥料与智慧管控平台,精准契合了我国农业绿色转型和高质量发展的国家战略需求。随着“化肥零增长”、“净土保卫战”等政策的深入推进,以及对农产品品质要求不断提升,市场对能够同时实现减肥、增效、提质、环保的新型农资产品与技术服务存在巨大缺口。本项目提供的系统性解决方案,不仅适用于洱海这类环境敏感区,也适用于全国主要农区面临的面源污染防控和耕地质量提升挑战,市场空间广阔。

项目的成功实践,为高原湖泊流域乃至更大范围的农业面源污染治理与产业增值提供了可复制、可推广的样板。“大理模式”的核心在于通过科技赋能,将环保压力转化为产业升级的动力,其“分区、分类、分模式”的技术路径和“政-产-学-研-用”协同落地机制,具有极强的示范意义和适应性。

润泽乡土育未来:科技赋能下的多元价值绽放

在生态层面,项目为洱海保护构筑了一道坚实的农业绿色防线。通过精准管控养分投入与流失,显著削减了氮、磷等污染物负荷,直接助力洱海水质改善与流域生态系统健康,是“绿水青山就是金山银山”理念在农业领域的生动实践。

在经济与社会层面,项目有效破解了“环保不增收”的困局,拓宽了农民增收渠道。无论是水稻、玉米的节本增产,还是油菜的“一菜多用”,都实实在在地提升了农田效益,增强了农民采纳绿色技术的意愿,激发了乡村产业的内生动力。同时,项目通过“顺丰洱海”等模式,促进了有机废弃物资源化利用,创造了就业岗位,形成了环境保护与经济发展的良性循环。

在人才培养与产业振兴层面,科技小院的“三多”模式(多学科交叉、多院校联合、多主体融合)培养了一批懂农业、爱农村、爱农民的青年科技人才和新型农业经营主体。他们扎根乡土,将论文写在大地上,不仅推动了技术创新,更成为了连接科技与农户、赋能乡村产业的重要力量。这种“输血”与“造血”并举的模式,为乡村振兴提供了坚实的人才支撑和可续的发展路径,展现了科技小院在服务国家重大战略中的强大生命力。