具有里程碑意义的农业新成就---实现中国农业新的跨越

    中国的2008年是重要的转折之年，围绕“科学发展观”、“和谐社会”治国理念的实施，将有经济和社会发展的大重组，实现区域性协调发展，形成四大版块：西部大开发，中部崛起，东北老工业振兴，东部率先现代化，这正是区域发展的新雁阵。
    出于区域差距明显存在，随着人口压 力，能源挑战，资源短缺，生态退化和环境污染等瓶颈约束的增大，农业问题成为中国快速崛起的制约因素，力排资源、环境承载之痛，多年来，我们努力探索一条符合特色的“中国农业崛起”之路；从转换增长方式入手，作为我们研究工作的主攻方向。    

    天下大事必作于细.贯彻落实科学发展观，必须把农业的发展。资源的消耗、环境退化、生态胁迫等联系起来考虑。就必须面向未来，站在一个新的历史起点上，审视过去的发展理念，选择新的发展道路。
    21世纪是人类向太空发展的世纪，大批人员要上天，“星际农业”的研究也提到日程上，借鉴我们在“星际农业”研究上的进展，取得经验和所建立的发展模式，为将广大沙漠发展成为中国现代农业基地奠定技术基础。
    生态文明已经是事关中华民族长远生存与发展的战略性问题。近年来生态文明研究获得新的突破，发展“潜力在水”的新理念，利用空间、时间和生物种样结构的优化组合，使物质循环和能量多层结合利用，扬长避短、发扬优势，将为改善农民膳食结构， 提高农民健康起到积极作用。
    全球气候变化的影响已经远远超过环境问题，中国农业正处于重要的历史转变期。农业节能减排技术是一个必然的选择，向低碳绿色农业发展，如果说气候变化问题的本质特性，即它是环境问题，本质是能源问题，更是经济发展方式问题，单纯的减排不是根本出路。低碳经济研究取得了长远的进步，为中国跨越式发展带来了新的契机。
    多年来，“星际农业”，在对“可持续农业”进行探索与研究中，初步形成了“受控生态学”的基本原理。以其为支撑，开展节能减排，建设生态文明，新农业研究，并取得若干新进展，初步实现了“发展、协调、持续”的有机统一。

面临的问题与挑战

    中国自古以来就是一个农业大国，面对当前人类最急迫的挑战，把中国推向新的状态：
1、如何让农民更快富起来
    贫富差距、工农差距、城乡差距是当今我国面临的最严峻挑战，中国人口数目最多的社会群体是农民。因此，三大差距最突出的还是农民奔小康问题，当前核心应该是农民收入增长相对缓慢的问题。千方百计增加农民收入是至关重要的一步，而农民发展的根本出路在科技进步，种养结合之路走好了，满盘皆活。
2、如何推动农业由弱变强
    由于我国农业基本处于单家独户的分散经营，生产规模狭小，水土资源奇缺，基础措施落后，使中国农业长期处于弱势地位。如何巩固和加强农业的基础地位是一项繁重而艰巨的任务。关键在于拓展农业功能和农业文化，构建农业链条和产业体系，扩大农民用地就业渠道，增加农业综合生产力，推动农村经济走上科学发展的轨道。
3、如何高效地使用有限的土地资源
    众所周知，资源是生产力之根，耕地是人类安身立命之本，耕地资源对于我国来说，已经接近一个极限，耕地负担相当于世界平均水平的3倍。预见未来，随着经济增长和人口增加，还将加快耕地面积缩小，加上土壤污染加剧，土地质量不断退化，水土流失严重，已对我国经济持续发展，食物安全和生态环境质量构成严重威胁。需要依靠现代工程技术，通过设施建设，形成层次化生产，以提高单位面积综合生产力，来实现土地增值、增效。
4、如何在农业上走出一条有助于节能减排的路子
    能源的消费，大大提高了大气中温室气体的含量，导致全球气候失衡，我国是受气候变化最显著影响的国家之一。环境污染造成高温、干旱、暴雨、台风等突发性自然灾害频发，直接经济损失每年高达2800多亿元，约占GDP的10%。
在中国粮食生产越来越依赖化肥，到2005年生产粮食消耗的化肥重量占到了粮食重量的10.7%，这一趋势还在加速发展，生产化肥的原料是石油、天然气等石化能源。同时由于化肥的大量施用，加速了农田土壤中有机碳的矿化，进而向大气中排放了大量的二氧化碳和甲烷等温室气体。节约化肥消费是一项廉价的、零污染、无排放的绿色肥源。
5、如何有效提高水资源利用效率
    水是国家的命脉，是生存和发展的基础。水资源的匮乏，有限的淡水70%用于农田灌溉，但灌溉用水的利用率往往只有2/3，除了浪费，过量灌溉等环境代价极高。甚至还出现“有河皆干，有水皆污”的现象，水污染加剧了水危机。
联合国环境署将影响淡水供应的各种因素进行比较后，将农业过度用水的影响排在首位。因此，迫切需要研究水循环再生技术，以提高利用效率。
6、如何让养殖业少与人口争粮
    粮食安全是国家的命脉，而耕地减少与人口增长是中国现阶段不可逆转的国情。近年来，国内饲料生产成本不断攀高，可以说21世纪中国的粮食问题，实际是解决养殖业所需要的饲料粮食问题。
    针对我国饲料资源严重短缺的现象，走技术之路，建立新型高产饲料作物资源的开发与利用，研究能量饲料、蛋白质饲料的替代技术，以减少对饲料资源的过分依赖。
7、如何使农产品得到质的提高与改善
    民以食为天，食物短缺和食品不健康，将对我们这样有13亿人口的大国造成严重威胁。随着社会经济的迅速发展，人们对物质生活质量要求更为强烈，保健意识也不断增强，对绿色食品的呼声愈来愈高。
    当前在生态文明时代，生态化是农业发展的必由之路，代表着现代农业的发展方向。必须确立生态化的技术路线，这对保证人们的健康，提高生活质量有着重要意义。
8、如何才能防控制动物疫病的发生与发展
    动物疫病伴随着养殖的开始而发生，并伴随着养殖业的飞速发展而日趋严重，在某种程度上，养殖的成败与否，与动物疫病的流行状况与疫病能否控制有着很大的关系。
    事实上，疯牛病、口蹄病、禽流感等众多疫病事件也给我们敲响了警钟。动物传染病也正在极度危害着人类的健康，当务之急是用技术手段提高动物自身免疫力和对动物疫病的防控。
9、如何改变广大农民食物结构问题
    如何尽快地让广大农民体质增强，疾病减少，小孩智力得到更好发展，将对和谐社会、和谐自然建设起着重大的影响，也是中国崛起之希望所在。2007年11月中国政府发表《北京倡议》提出：优先解决农民健康的问题。要将鱼作为改善我国农民膳食结构的出发点，培育食疗质优廉价的新品种，以提高广大农民健康。
    中国不仅是一个农业大国，还是一个农民大国。“中国的问题实质上就是农民问题”，特别是改革开放以来，“农业、农村、农民”问题就是中国经济发展进程中一直绕不开的坎，“三农”问题在中国就显得更加沉重。

“星际农业”落地化技术的研究及其发展

    人类为了自身的生存和繁荣，总是在不断地开拓自己的生存空间，从生物进化观点来看，人类最终是走出地球的。同时，为了拥有天基资源，更好保卫我国国土安全，就要求能进入空间，长期在空间生活和工作。因此，21世纪是人类向太空发展的世纪，地球人要上天，面临的是：一是氧气、水和新鲜食物；二是能源供应：三是废物处理。因此，在宇宙空间或其它星球上，全靠受控生态生命保障系统（CELSS）。
    受控生态生命保障系统是将生物技术、物理化学技术和现代工程技术相结合，模仿地球上的生态过程，依赖于自然的生物再生过程，来使废物再循环，并提供食物、氧和水。当然这是一件极其困难的工作。
    人要在地外空间生活，需要发展“星际农业”。“星际农业”的本质是一种生态经济，基于空间环境的特殊性，需要建立“天、地、人”三要素良性互动，通过人工科学调控动物、植物、微生物及其周围环境的关系，应用现代科学技术，人工设计生态工程，保护、培植和利用稀缺资源的农业，将循环经济理论与生态农业技术有机结合，把环境、资源和效益高度统一起来。
正因此，“星际农业”具有四大特点：一、节能，以太阳能为依托，二、节水，减少水的无效损失、回收空中的水和水的再生利用；三、减排，不向大气、水源和土壤排放污染物，以保护环境；四、降耗，大力发展可再生资源，提高资源利用效率。从而，形成了一个可持续发展，又能调控的“人工生物圈”。以实现“占用面积最小化、产出效率最高化、能源消耗最低化、资源利用最大化、环境保护最优化”。为建立星际空间农业新体系，提供了强有力的科技支撑。
    中国要富裕，要走现代化，没有足够的土地支撑是万万不行的，我国一边有广阔沙漠荒芜着，一边是城市的拥挤，对荒芜的沙漠是否可以通过一定的方式把“发展、环境、节约”三要素间有机地组合起来，实现整体发展。依靠创新技术和政策支持，实现经济布局大变革：一、拓展耕地，用广阔沙漠，以补不足；二、形成规模化、工厂化生产；三、变沙漠为绿洲。这将不仅激活了一笔非常可观的土地存量，还可在中部形成现代化大农业的新格局。
    变沙漠为中国绿肺，通过“星际农业”落地化技术，调控农业要素间的最佳组合，实现农业工业化，真正做到大幅度提高农民的收入，让农民实现现代化，使农民与工人一道奔小康。这一想法，看起来用常规思维是难以置信的抉择。
    然而，通过几年的研究，现在已经做到：
1、把1吨水做5-10吨用，即大大提高水利用率。例如稻谷的生产，据国际水稻研究所报告，每生产1公斤稻谷要5000公斤水，国内资料要2000公斤水；1公斤小麦要1000公斤。而本模式每生产1公斤稻谷约需400公斤左右水。
2、提高水利用率的同时，综合产品产量也相应提高5-10倍以上，且达到绿色食品要求，而且整体生产系统不构成对环境的污染。
3、发展一个不依赖土壤，不依赖化肥、农药而且用极少水份的综合型（融小动物、植物、水产于一体的）工厂化生产的农业新模式。
    这几项成果实现多年来人们的梦想——向高科技要资源，用高科技开拓人和自然和谐发展。

建立种养型“有机生态链”技术与所取得的成就

    理念是行动的先导，新的实践需要新的理念。要推进“生态文明”建设，面对九大问题，急需建立新的农业观，根据中国国情决定了以发展渔业为主的新理念。发达国家渔业占的农业中的比重都在60%以上，甚至达到70-80%，发展水产养殖，提高渔业占农业的比重，是中国农业现代化的一个重要组成部分，这为渔业经济发展提供了新的机遇。
    发挥现代工程的先导、引领和支撑作用，突出“潜力在水”的功效。把“农水经济的开发”放在农林牧副渔经济之首，构建生物多样性体系。
    在此基础上，全面规划、调整和优化农业结构，发挥农业生态系统的整体功能，发展以养渔为主，推动水产业发展，使种植与养殖各业之间相互支持，相得益彰，进而，建立了独具特色的“有机生态链”。带动种养业优质与丰收，促进农村一、二、三产业综合发展，形成综合生产能力。
    充分吸收我国传统农业精华，利用空间、时间和生物种群结构，使物质循环和能量多层综合利用，扬长避短，发挥优势，增进农业可持续发展的持续性和资源的永续利用，协调农业生态系统的整体功能，实现经济增值。按照生态经济学原理，应用系统工程，因地制宜规划、设计、组织、调控新体系，注重增强发展能力，以保持和改善生态环境质量、维持生态平衡，保持协调、持续发展。
    渔业在粮食安全起到重要作用。中国用占世界7%的耕地养育着占世界21%的人口，而且，耕地减少和人口增长是中国现阶段不可逆转的国情。水产养殖只利用非耕地资源，却能生产出优质动物蛋白食品。本模式在取得基本相同水稻产量的同时，还取得10000公斤以上的鱼产量，如果从鱼的蛋白质和脂肪含量分析，10000公斤所含蛋白质和脂肪，相当于14000公斤左右稻谷（表1）。因此，从营养观点看，1亩“有机生态链”的产出，约相当于14000公斤稻谷，是常规稻田的10倍以上。从现在产出来看，还有很大增产潜力。

    “节能减排”农业新技术的重大突破

    中国发展已经进入了一个重要的转型阶段，如何降低能耗成为这个阶段的重大任务。“高消耗、高污染、低效益”的发展模式，无法把国家建设成为创新的、和谐的和全面实现小康社会。必须果断地、迅速地走向十分节俭与大自然和谐相处的发展模式。
    21世纪能源发展的一个重要趋势是节能，节能本身就是一种能源，而且是最最“清洁”的能源，在这方面潜力是极大的。化肥生产依赖能源，是高能耗产业。2004年，我国化肥生产消耗了大约1亿吨标准煤，占国家能源消耗的5%，我国每年消耗的高品位磷超过1亿吨，而磷已经列入国土资源部2010年后紧缺资源之列；化肥生产还消耗了我国72%的硫资源；化肥发展也带来交通问题。目前与化肥相关的物资运输量接近1.7亿吨，占铁路运输总量的11%。
    化肥是关乎资源和能源安全，全方位影响“三农”问题和决定生态环境质量的特殊产业。在资源和能源的紧缺的今天，开发以生态、社会和经济三条件为主线的肥料称为“节能减排生态肥”（亦可称为有机生态型液体肥），属于“低碳经济”范畴。做到基本上不使用化肥，缓解资源短缺和能源紧张，有利于消解消耗危机。
    决定食物优质、高效、低耗的关键在于生产环境和栽培管理的“产中”环节上。优质、高效的食物生产，从根本上是以食物自身的茁壮生长为基础的。它一方面取决于生长环境——阳光、空气、水和养分是生命和健康的源泉。充分利用调控手段，协调应用各种必要措施，在中国传统农业基础上，创建出适应于中国的节能减排农业创新之路。从而获得最佳的生态、经济与社会综合效益。
    为此，创建“节能减排农业”的新理念。从设施结构、设施环境条件的建立入手：高产、优质、抗病良种选育，改善生物体本身抗病菌、抗逆性（免疫力）；进行优化调控，提高养殖水的营养价值，满足作物茁壮成长需要；减少农药的使用，降低农产品中农药等有害物质残留，从而提高生物体自身的品质。
    我们通过四年多的小区示范试验，并经专家组验收表明：取得重大经济与社会效益，达到预期效果。
1、高效  由于条件所限只进行小区示范试验，如一亩耕地，养殖面积占一亩的80%，而种植即采取多层次立体化形式，水稻种植面积占一亩的38%，蔬菜面积占18%，因氮生物面积占24%。在1亩中同时取得水产品，产量达10000㎏以上；粮食、早、晚稻产量达450㎏；藻类或固氮生物，产量为300㎏（干）。
    传统农业其大豆产量一亩为150公斤左右，大豆含蛋白质40%，固氮生物25%左右。而从藻类或固氮生物蛋白质含量看相当于大豆的1倍多。如果1亩地不种蔬菜，只养藻类或固氮生物，其产量可达550公斤，将是大豆亩产的2倍多，因此把藻类或固氮生物发展作为人类的新食物源潜力很大。藻类或固氮生物作为人类新的食物源已经是指日可待了。
    如果能作为人的食品，那么人类关心的21世纪吃什么问题，就有了一个新的思路，值得进一步研究。现在美国每年生产大豆蛋白质150万吨，添加在各种食物中，这种成功事例为我们应用藻类或固氮生物蛋白质开拓了新思路。
2、节能  全部生产基本不使用化肥，农药用量大为减少。
3、优质  所生产的全是健康安全绿色农产品。
4、减排  十分节约用水，无排水损失，一年每亩实际总耗水量仅为1000吨。
5、生态  新模式节能减排效果显著，四年来根据试验结果可得出；土壤是越种越好，农业资源污染减少，安全性提高，但仍有较大潜力。

初步回答三个备受人们关切的问题

    研究试验结果初步回答了人们期望已久的三个重要问题。
1、21世纪中国人能养活自己，而且能生活得更好
    过去单一性生产，以水稻为例，一般每亩水田产量在1000公斤左右，如果采用超级稻使二季稻谷上1500公斤也非易事。新体系不仅能生产出相同稻谷，又进一步生产出大量鱼，可为广大人民提供充分的优质动物蛋白质，而且还有比较大的潜力。
    这就是新技术给我们显示出提高蛋白质供给量的巨大潜力，科学是无止境的，它将启发我们去进一步思考和探索。
2、走“节能减排，生态安全”农业之路，是否可以取得更大的单位生产力？
    回答是肯定的。目前中国化肥、除草剂、农药等农业投入品的生产和施用量都很大，但利用效率不高，化肥污染和农药残留等问题都比较突出。而在我们多年减少农药用量。同时，发展青饲料、发酵饲料与活饵料替代配合饲料以及利用中草药进行疫病防控和保障动物福利等一系列措施，进一步减少资源消耗和对环境的损坏，取得可持续的高生产力，这是解决“化工农业”给人类带来威胁的一条主要途径。
3、“高产、高效、优质、生态、安全”之间能否和谐发展？
    事实已经证明，在常规农业中这五者是难以统一的，这是因为单纯的生物群体，食物链短，限制了物质流和能量流的循环，削弱了系统的调控能力。而通过所建立的新技术，利用生物的互补效应和物质多级转化却有可能做到这一点。
    以上这些充分说明新技术是可以实现高产、高效、优质、安全、生态的持久农业的目的。这是世界上还没有过的好途径。农业生态化，推动生态家园建设，增强抗风险能力，确保农产品的高效安全供给，扩展农业功能，提升综合发展能力和市场竞争力。(作者为景德镇市人民政府参事、研究员）