特稿

亚布力论坛：农业是温室气体的排放大户，但很多人并不清楚它能产生这么大排放量的原因。请问三位嘉宾，当前农业的生产方式、温室气体的大量排放与生态环境之间，是什么样的关系？

解保胜：农业生产在叶绿素和光的作用下，通过农作物、绿色作物，用叶绿体将空气中的二氧化碳和水变成糖再变成淀粉，从而生产出粮食。首先，这本应是个碳汇的过程，可以把空气中的碳储藏起来，但由于传统农业为了追求产量，投入了大量的化肥、农药等，导致二氧化碳等温室气体被释放；其次，大量农机在作业时也要产生一些二氧化碳等，也会排放出有害气体，而且农业也会消耗大量水资源；第三，上一季农作物的秸秆多数会被焚烧，这样空气中就会产生大量的二氧化碳，把原本有用的植物吸收的营养都变成了灰，破坏了很多活性硅，从而污染环境，而且这些被破坏的硅二百年内都不能再利用。在秸秆还田过程中，像水田秸秆在长期淹水的条件下，进行了一些无氧发酵，在无氧发酵过程中，就会产生大量甲烷、硫化氢，这些有害气体排放在空气中进一步造成了空气污染。

农业要是做好了也可能会变成碳汇的产业，对环境起到积极的影响，但如何最大化地应用污染防治技术，减少碳排放同时还能增加它对二氧化碳的吸收，这一点很重要。

彭斌：我国虽然也有家庭农场和中大型农场，但大多数种植者还是以小农为主。他们依照节气或者跟着邻居一起施肥、浇水、打农药，综合来看，我国目前还处于粗放的农业生产模型和管理模型。

这是目前中国农业作业过程中的常态，但也有一些优秀的大型农场，包括北大荒、苏垦等一些江苏的农场开始逐渐进入较为现代化的管理过程，这也是一种节能减排的过程。

葛勇：我们一直以接触农业类型的创业者为主，国内刚开始会偏小众的农业方式，比如CSA（社区支持农业）、有机农业，以这种模式创新来做一些农业上的尝试。同时，也会看到一些技术创新类农业。我国耕地面积只占国土总面积的12%，而且这12%的耕地里有66%的土地还是在高原上。我国人口多，耕地少，所以中国会更看重农业与环境之间的相互影响。

农业环境的总体承载力在变弱，化肥施用以及各种其他因素致使它的环境承载力不断降低，短时间内难以改变。这是国内农业的基本国情。

亚布力论坛：我们这些年经常能感受到气候诡异多变，比如2020年，东北在半个月内遭遇台风三连击，还有其他地区出现的极端高温现象，农业也是气候变化的受害者。请问三位嘉宾，气候变化对中国乃至全球的农业已经产生了什么样的影响？

解保胜：气候变化对农业生产的影响非常大，农业生产过去是靠天吃饭，现在依然是。

气候对农业生产的影响首先是温度。极端的高温、低温或零度以下的低温，都会对农业生产带来极大的负面影响。南方有很多高温热害，极端高温使光合作用受到抑制。而东北的农业生产，对低温危害反应更加敏感，比如2002年是个典型的低温年，这让黑龙江的水稻生产受到了严重冲击，那一年水稻产量低、价格低。这些年黑龙江的水稻面积一直增长，只有2003年那一年的总面积是下降的，可见低温冷害对农业生产的影响之大。

其次，洪涝灾害对农业生产的影响也非常大。下雨造成的洪涝年年都有，尤其是2008年长江中下游的大洪水给农业生产造成了很大影响，这是极端降雨造成的洪涝灾害。而因为降雨减少出现的干旱，其对水的胁迫、对粮食的生产影响更大。水灾、洪涝只是对江河周边的农场影响比较严重，其他地方受害比较轻，如果发生干旱，影响就更大，南水北调等水利工程就是为了应对干旱造成的影响。历史上，旱涝饿死人乃至朝代的更迭都与气候有关。

第三，风灾对农业生产影响也很大，比如大风造成耕田荒漠化等。现代科技在一定程度上可以减轻影响，但一旦有大灾害，现在的科技还是无能为力。在大灾面前，现代科技也很苍白。下一步，研究如何提升应对极端天气的科技质量，是非常必要的课题。

彭斌：首先，肯定会影响基本的农业生产种植。常规的农业不像设施农业及温室大棚的种植，它还是暴露在大的生产环境下，一定会受到来自自然的影响，一旦光照不够、温度较低，就会导致作物积温不足，长势不好。如果光太热，也可能导致作物不再生长或出现其他异常甚至出现高温。

在南方地区，往年不一定会发生病虫害，但现在可能会更容易发生，导致粮食减产。比如，南方地区很常见的，像二化螟这些水稻上非常严重的病虫害会导致大量减产，蠕虫的生长会导致粮食减产10%—20%甚至更多。

农业与工业还不一样，工业在可控的环境下进行，但农业处在一个开放的环境下，与很多因素息息相关，这也是它复杂的地方，环境变化与农业增产增收息息相关。

气候变化对农业的影响每年都会有，无论是暴雨还是台风。南方有台风影响还说得过去，2021年东北竟然受台风影响出现水稻倒伏问题，这确实令人匪夷所思。

其实每年都有各种极端自然灾害，极飞科技自己种的超级棉田2021年就因风灾受到严重影响，2022年改进了农艺和种植方式，规避了一大部分灾害。我们投入这么多科技力量去种植，依然还会受到少许影响，你就知道气候对种植和生产的影响有多严重了。

葛勇：中国地广物博，在某些纬度上，比较干旱的地方可能由于气候变暖而降雨量增加，导致农作物生长季节延长，有些地方耕地面积会扩大。

过去几年，西北地区棉花的生长季延长，黑龙江过去十年水稻的产量稍有增加，水稻种植面积不断东扩，这都是气候变暖带来的一些正面影响。

但是农业受气候变化的负面影响更重，尤其是这些年极端气候天气不断出现，比如2021年郑州水灾，当地种植业、养殖业全面受灾。

亚布力论坛：以我们当前的农业生产水平来说，如果未来人口增长到100亿，会对中国乃至全球的农业系统带来什么样的压力？

解保胜：现在全球大约有60多亿人口，用现在的生产方式和全球的耕地养活这100亿人是不可能的。全球耕地面积大约220多亿亩，用现在的技术和产能养活不了100亿人口，耕地面积本身就不够。中国只有19亿亩耕地，占全世界的百分之八点几，在这样少的耕地上养活这么多人，不现实。

但科技会大幅进步。农业生产是绿色植物在太阳光的作用下将二氧化碳变成淀粉的过程，这其中就有光能利用率的问题，现有的农业生产光能利用率在0.5—1%之间，最高水平也就达到2%，这已经很了不起。

有科学家从理论上计算，太阳光能的利用率如果能够达到6—8%，那时粮食产量能翻好几番，但实验数据可能低一点，在4—5%的水平。随着科技进步，选育的品种更高效，用的配套技术更先进，粮食能够大幅增产。在耕地面积不增加的情况下，单产会大幅提高。从光能利用率的角度分析，未来粮食增产幅度可以很大，所以重点还是依赖于科技进步。

从粮食部门统计数字看，中国现在好像不缺粮食，实际上中国的粮食进口量很大，比如大豆进口每年超过1亿吨。种植1亿吨大豆，大约需要6—7亿亩耕地，如果从我国现有耕地中拿出6—7亿亩种植1亿吨大豆，那其他粮食肯定不够。现在每年进口1亿吨大豆，似乎粮食还丰年有余，但如果遇到灾年，恐怕仍有风险。现在看来，这些耕地根本做不到完全自给。

彭斌：未来的人口增长，可能更多会出现在那些比较贫穷或生产效率比较低的国家。以非洲为例，它的土地相对还比较富裕，土地产出却非常低。

如果从全世界范围来看，现有土地数量肯定满足不了100亿人的需要。解院长说，能否在二氧化碳合成淀粉的维度里提高效率，我们希望能实现，但现实中可能会遇到一些挑战，毕竟植物进化已经经历非常长的时间了，很难再有太多改变，除非用其他化合物的合成方法，但这需要特殊能源来完成，否则我们就要回到种地这件事本身。

一般而言，要生产更多粮食就要开垦更多土地。在不开垦土地的前提下，需要提高粮食单位产出水平。如果全球的耕地生产效率都能达到中国的水平，或许可以养活100亿人。

我们国家为什么划定“18亿亩耕地红线”？因为当时预测中国未来可能会有18亿人，按1亩地可以养活一个人来算，当然这是在只填饱肚子的情况下。如果这个方案可行，那么在它的基础上需要有更好的技术和设备来实现，极飞科技就是想用机器和无人化技术取代人。“人”是整个种植里最不可测的因素，今天懒惰一点，不去施肥和浇水，可能农作物就没有产出。为什么中国的粮食产能高？本质上是因为中国人民勤劳。

要满足100亿人的粮食需求，无非几个方式，一是开垦更多土地，但这也意味着可能需要侵占更多森林等；二是在不开垦土地或者在有限开垦的情况下，提高现有土地单产。我创业都15年了，今天与15年前比，除了用无人机打农药变成现实以外，好像农业也没太多改变。

我用了15年时间，只是从背负式喷雾器和拖拉机打农药，变成用无人机打农药。试想，如果我再用15年时间，很有可能也就比现在做得好一点点。基于这条路径，我们今天可以用现有的科技力量帮助农业解决更多问题。

葛勇：第一，现阶段不是粮食不够吃，而是粮食的使用结构有问题。包括世界粮农组织、世界银行在内的很多研究机构，有一个共同共识：在所有粮食中，有1/3是被浪费掉的，比如餐桌上、运输环节、冷链环节、仓储环节。前两年我看央视的一个公益广告，就说我国每年餐桌上浪费的粮食，可以满足两亿人的需求。所以，并非粮食的产出不够，而是分配结构上有问题。

第二，未来全球人口至少还要增加30亿人，但现在这个种植模式已经走到了尽头。中国的耕地面积占全球耕地总面积的8%左右，却养活了全球20%的人口，靠的是提高化肥使用率，我们化肥使用量是全球平均用量的3倍，这个模式肯定不可持续。

亚布力论坛：请问三位嘉宾，如果农业没有办法实现创新，我们将面临一个什么样的风险？

解保胜：首先，随着人口增长，粮食肯定也需要增长。人们生活水平还得不断提高，将来要吃得更好，那么粮食消耗量就更大。从这个意义上来说，增产是永恒的主题。下一步，还得进一步提高单产。现在增加农业耕地面积的可能性不大，因为耕地很少。

其次，要想进一步提高单产，需要在作物育种和新品种创新取得较大进步。现在光能利用率才达0.5%—1%，后续通过农作物品种的改良，提高光能利用率、大规模提升作物单产的可能性很大。

袁隆平的研究就是通过杂种优势，水稻本来是自花授粉的自交作物，不存在杂种，但他看到了自然界里很多动物通过杂交都显现了优势，所以他就把水稻也变成了杂交作物，水稻作物的产量得以大幅提升，将来的生物基因育种，也会大规模提升作物产量。

葛勇：彭总展现了科技创新的力量，解院长也讲到高产始终是我们特别看中的一个核心因素。我想举个反例，斯里兰卡过去两年一直在大力推广绿色农业和有机农业，它的化肥都要外购，因此要使用大量外汇，结果2021年整个斯里兰卡的农业产量下降了30%，所以又要进口大量粮食，国内粮食也在不断涨价。这也是它出现社会动荡的主要因素之一。

从这个例子中我们看到，粮食安全和现在农业碳中和似乎是悖论。

如果不改变现有的生产模式，就无法做到两者兼顾，不可能在实现农业碳中和的同时，又能保证粮食安全。想要同时实现这两点，唯一的出路就是科技创新。

彭斌：我想补充一点，基于一些传统施肥方法和传统种植经验，其实有60%的化肥是被浪费的，比如在种植棉花过程中，根本没必要用那么多化肥，但为了保证产量，不让“矮个子太矮” ，施肥过程中会不经意让 “高个子变得更高”，“高个子”被施了太多肥就会造成不必要的浪费，所以需要更加精细化的种地，这就是极飞科技提出“精准农业”的原因。

农业精细化只能通过更先进的手段，让机器人不辞疲倦地在地里巡逻，它可以给每一棵作物施肥，这种高效的方式是人类不敢想象的。这既减少了化肥、农药使用，也减少了各种排放，获得比较好的减碳效果。唯一的问题是，虽然当前电子科技、机器人技术是城市里的主流，但它到底要花多少年，才能让成本低到可以部署在农田里，目前还难以确定。

假如一台机器人要花3万元人民币，它能完全替代一个人在种植过程中农田内的所有事，看护5亩土地或者10亩土地，那市场肯定会爆发，到时全世界农田里都是机器人，就像汽车、手机、互联网一样，成为普世的科技技术，也会普惠于全世界人民。

亚布力论坛：极飞科技联合波士顿咨询公司出品的《通往农业碳中和之路》报告里有个观点特别有意思：目前关于许多农业碳减排科技应用的研究尚属于理论，缺乏来自实际农业生产中的案例和实证。我给它翻译一下，就是说这些科技应用的增值效果可能还不太好验证。三位老师如何看待报告中的观点，你们自己是不是有切身感受？

解保胜：研究二氧化碳、甲烷等有害气体排放，确实有难度。现在的科技手段、仪器设备都比较先进，能够比较精准地测试，但要想拿出一个很完整的结论还比较难，因为它需要比较广泛的研究范围，比如水稻秸秆还田后，在淹水条件下，无氧发酵势必会排放甲烷或是二氧化碳等气体，但南方和北方的差距很大。此外，旱田和水田的差距也很大，都需要细致研究，工作量非常大。

彭斌：我们从2013年进入农业，这么多年对农业的认知还是皮毛。我们也发现，每一个农场主或是农户都有自己的种植方法，你想让他去核算一些数据也非常困难。当然，我们正好借这个机会有所探索，就与BCG有这样的报告输出。

这个报告基于我们自己种的3000亩超级棉田，从拖拉机怎么耕地、用多少匹码力、花多少时间，播种的种子出现什么问题，后面要施多少化肥，灌溉每一亩地需要多少立方米的水，一直需要多少氮磷钾等都有数据。我们就是一个农场主，全程记录这些数据，最终会得出一个大体答案，至少是可以被验证的一个农场种植模型。

我们通过这种模型的改变，通过新科技带路，用新方法完成种地。同时，我们的方法可度量，既有社会价值，又有经济价值。我们认为这套体系是可持续发展的，于是就有了这份碳中和报告。

葛勇：其实说到农业碳中和的测算，确实到目前为止相对还是一个比较初期的研究水平。国内目前应对气候变化的主要努力，还都是集中在能源和重工业等八大重点行业上。但随着人民生活水平和需求不断提高，未来农业和食品行业排放的增速肯定会快于其他行业。所以，农业的碳测算是一个必须要开展的事情。

让人尴尬的事实是，第一，农田里产生的气体排放怎么测算？第二，目前国内农业的数字化水平不到8%，且这8%大量存在于下游的电商领域。超级棉田案例的测算，为我们树立了一个在农业领域如何进行碳核算的样板，这是报告非常好的一点。

同时，我提一个小建议，先进技术在农业里的应用有两条主线：一条主线是数字技术，另一条是生物技术。现在这份报告里对生物技术如何应对气候变化和碳中和，提及比较少，未来可以再加进去。

亚布力论坛：对于将来农业可能会面临无人种地的问题，解院长怎么看？

解保胜：现在都是一些老年人在种地，未来的农业不是说无人去种，也不是什么人都去种地，而是有专业知识、受过高等教育甚至是研究生教育的人去种地。

下一步是AI技术，机器人管理农田，未来的农民得会管理这些机器人，要有智慧掌握更多农学、农艺的技术，再结合计算机技术和信息技术。

土地、水等各种农业资源越来越紧缺，因此得用高级人才种地，所以未来的农民都是高级人才。日本就是这样，虽然土地是私有的，但经营者一定得受过农协的专业教育、专业培训。儿子要想继承父辈的土地，农协会管理他的，他不学习就继承不了土地。

亚布力论坛：未来中国对于农业方面的政策会如何调整农业资源？农业技术会朝什么样的方向发展？

解保胜：我是搞技术研究的，对政策了解比较少。但综合全世界来看，水、种子等都会作为紧缺资源，国家会通过某种形式把它组织起来。我们过去都是私有土地，后来中国特色就是农村集体所有，把土地集中起来，到小岗村时又把土地经营权和拥有权分开，变成现在的联产承包制，现在也有人在探索土地入股等新方式，未来的农业发展，在政策配套上一定会发生很大变化。

亚布力论坛：科技创新是否能解决耕地不足带来的问题？

解保胜：科技创新看来是下一步农业发展的一个必然靠山，需要依靠它提高农业单位面积产量。科技创新包括品种的创新，现在已经纳入日程，我国正在研究一些高效的品种，农作物品种育种已经和基因研究同等重要，很多大科学家都在研究通过品种的创新，提高土地资源、水资源的效率。

再就是进行智能化研究，从方法、配套技术上保障品种的优势发挥出来，保障土地资源或者水资源，从而保证更高效的产出，它需要相辅相成的办法，将良种、良法、良田配合起来，这是未来农业的发展趋势。

亚布力论坛：未来的农业显然不仅是解决有没有人种地的问题，彭总对“耕地面积过少和农业科技创新”有什么看法？

彭斌：科技产品肯定会提高农业土地的利用率，比如插秧，人工插秧可能插得歪歪扭扭，土地利用率偏低。像棉花地的播种，新疆的3000多万亩棉花地，其中有2000多千万亩是机采棉，它需要用到自动化的播种方式。如果人工播种，连采棉机都不能采棉，科技进步一定会让土地利用率增加，用更少的土地产出更多农作物。

我不是想说农业土地少，其实有大量土地是荒置的，这是一个两极化的问题。今天，要提升每一亩、每一分，甚至每一厘的土地产出效率。不仅如此，我们还需要让荒置的土地重新被利用起来，建立高标准农田，推平障碍，将农田从荒芜变成良田，这些目标都需要科技力量辅助实现。

归根结底，我们希望用更少的人，更少的土地，更少的农药、化肥及更少的碳排放，种出更多、更好的粮食，只有这样，农业才是持续发展的。

传统农业需要投入更多的人、化肥和土地面积，才能产生出更多的粮食。这是过去五千年的“内卷”，但现在我想说，科技要打破这种内卷。

科技走入农业，本质是一场革命，就像蒸汽机对于传统生产方式的革命。工业革命站在社会历程里，是要流血流泪的，但在农业里未必如此。

今天很多年轻人不愿意留在农村，有数据统计，我国每年有百分之一点几的人口从农村到城市去，这听起来好像没多少，但我们人口基数很大，意味着每年有1400多万人口从农村到城市。那我就问，这些人以前在农村干嘛？种地；那去城市干嘛？不种地。

本质上，越多人从农村到城市，我们的产品就越好卖，我们定义的新农业生产方式就会越好。我们并非不认可传统的生产方式，只是觉得它已经到达了最顶峰，正在走下坡路。从某种意义上说，是我们学习了过往的经验，希望用机器人和AI智能的方式，让“它”取代“他们”，到农村把土地种好。

葛勇：无数案例证明，科技创新是解决土地短缺问题或交叉挑战的一大利器，我们非常推崇科技创新。

2022年7月22日，农科院作物所团队发现了水稻的高产基因，可以使产量增产30%以上，光合作用的效率也大大提升，碳吸收能力也有所增加。再比如，现在国外特别推崇的细胞肉、人造肉可以完全从根本上颠覆畜牧业，这都是科技创新带来的种种可能性。

但我想强调的是，科技创新不是万能的，它还要同时配合你对自然环境的深入理解、敬畏和热爱，只有这样，才可能使地球实现真正的可持续发展。

本期嘉宾：
解保胜｜黑龙江省农垦科学院党委委员、副院长

彭斌｜极飞科技创始人兼CEO

葛勇｜绿叶投资创始合伙人