美国中西部小麦收割（视觉中国供图）

 

托管与超越

7月末的一个早晨，我搭乘当天唯一的直达航班从北京飞到了齐齐哈尔，我这个关于未来农业的考察就从这里开始。

我要去的地方是位于齐齐哈尔市以西70多公里的龙江县，出了机场还要再坐一个小时的车才能到达。车窗外是一望无际的大平原，似乎永远没有尽头，除了公路两边有一点点闲置土地外，其余的地方种满了玉米和水稻，除此之外几乎看不到任何其他农作物。黑龙江省真不愧是中国的粮食第一大省，已经连续多年稳坐产量和输出量双第一的宝座。

黑龙江省之所以有今天这样的地位，和名字里的这条江有很大关系。黑龙江发源于俄罗斯境内，江水因富含腐殖质而颜色发黑，故得此名。黑龙江在向东流入大海的过程中因为地势的原因而被迫向北转了两个弯，构成了中国雄鸡的鸡冠和鸡嘴。因为地处北半球的寒带，纬度高的河段总是最先结冰，最晚解冻，于是来自上游的水经常被坚冰堵得溢出河道，把周围大片土地变成沼泽，黑水中携带的腐殖质就这样一遍又一遍地沉积到了东北平原上。因为天气寒冷，大量腐殖质来不及被分解就被埋在了地下，于是这块土地上的有机质越积越多，颜色也越来越深，东北黑土地就是这么来的。

从生态学的角度来看，只要气候条件不是太糟糕，像这样大片平整的冲积平原一定是最高产的地块，野生动植物资源肯定也是最丰富的。当人类发明出农业之后，这些地块的价值很快就被发现了，于是地球上几乎所有符合这个条件的土地都被开发成了农田，而且大都被用于种植粮食作物。一来粮食的需求量最大，需要大面积土地；二来粮食的价格管制最严，不太可能卖高价，所以种粮成本必须压得很低才行，而且还必须要有一定的规模才能赚到钱，只有像眼前这样的大块黑土地才能同时满足这两个条件。

就这样，人类把地球上生产力最高的平原土地全部拿来种粮食了，并顺带着把野生动植物赶进了深山老林之中，所以如今欧亚大陆上的所有温带平原都已被开发，只有在一些极其偏远的山沟里才能看到真正原始的自然风光。幸亏非洲和美洲开发得晚，还能找到少数依靠政策保留下来的平原型自然保护区，让今天的人类一窥地球往昔的热闹模样。

地球上还有几处类似东北这样的大块优质土地，比如美国中西部的玉米带、阿根廷的潘帕斯草原、巴西的亚马孙雨林和乌克兰的中亚大草原。我去参观过前三个，全都像黑龙江这样种满了粮食作物。只不过他们不种水稻，而是更喜欢种经济价值高的玉米和大豆，其中绝大部分大豆最终都出口到了中国。我亲眼见过的最震撼的农业景象就是阿根廷潘帕斯草原上的大豆田，因为那片草原实在是太平整了，只要站直身子就能向四面八方望出去十几公里，目力所及之处全是大豆苗，那种整齐划一的景象甚至会让人感到一丝恐惧。

龙江县这里因为是玉米和水稻间种，所以视觉效果还算正常。不过我要找的采访对象魏刚却是个只种玉米的人，他于2013年和几个朋友一起成立了超越合作社，采用土地托管的方式把周边农村的玉米地集中起来统一管理，最大限度地发挥规模效应，增产增收。

众所周知，中国是一个以小农户为主的国家，普通农民每家通常只有几亩地，种粮食根本挣不到多少钱，所以很多人选择进城打工，把地留给家里的老人种，管理相对粗放，效率很低，对环境也不友好。几年前国家鼓励土地流转，农民们把自己的地流转给某个种粮大户，由后者统一管理，每年付给农民一定数量的租赁费。这么做虽保证了农民的收入，但土地流转出去后就和农民没关系了，种什么、怎么种以及卖给谁等等问题，全部由那个种粮大户说了算。很多热爱土地的农民不喜欢这样的方式，觉得自己离土地越来越远，心里不踏实，于是最近几年国家又开始推行土地托管制度，即农民仅把土地的管理权托付给某个农业合作社，由后者负责耕种管收售，但前期投资由农民自己出，卖粮收入也全归农民，托管方只收取少量的管理费，相当于为农民打工。这么做让农民对自己的土地有了更大的发言权，因此也就对土地的使用和管理更加上心，但如果这块地因为天灾而减产，损失将由农民自己承担。

巴西的亚马孙雨林（视觉中国供图）

 

两种方式虽然在经济上各有利弊，但最大的好处都是能够把土地集中起来，交给职业农民去管理。如果说在农业技术水平极不发达的上世纪70年代，包产到户还能算是灵丹妙药的话，那么在21世纪的今天，这味药不但不再灵验，甚至已经变成了“毒药”，魏刚本人的经历就是一个绝佳的案例。他是个卖农资出身的“80后”，深知细碎的地块和分散的小农户对于提高农业机械化水平来说意味着什么。超越合作社成立6年以来，他说服了387户农民加入合作社，再加上一些其他来源，总的托管面积已经达到了42万亩。有了量之后，他就可以放心大胆地上设备，只有这样才能做到既增加产量又降低成本。去年合作社平均每亩地为农民节约成本100元以上，平均单产则增加了15%，两者合起来使得托管农民每亩地的收入比未托管农户增加了300元。

在我的要求下，魏刚亲自带我参观了合作社的农机仓库，里面停放着上百辆各种型号的农机车和农机具，国产品牌和进口品牌都有，从播种、施肥到打药、收割等等一应俱全，在我这个外行看来绝不输给任何一家中等规模的美国大农场。

不过，魏刚并没有花太多时间炫耀自己的农机车队，他心里念念不忘的只有一件事，那就是如何才能提高土壤的有机质含量。“我这儿每亩地平均要施160斤化肥，还要花钱搞人工灌溉，每亩地能产1400斤玉米。我以前觉得这个效益还行，可有一年我去佳木斯一家农场参观，才发现和人家相比差远了！”魏刚对我说，“人家每亩地只施80斤化肥，也不用人工灌溉，每亩地就能产1800斤！专家告诉我，原因就是人家那地是正宗的黑土地，土壤有机质含量最高可以到8%，而我的地还不到2%，差距就在这里了。”

确实，我一来就注意到这里的土壤颜色很浅，一点也不像我想象中东北黑土应该有的颜色。而且这里的土壤非常干燥，裸土很多，稍微起一点风就尘土飞扬，把蓝天都染黄了。尘土飞起来迷人眼睛倒是小事，可那都是宝贵的土壤啊！如果一直这么吹下去的话，早晚有一天这里的土壤就会消失殆尽，到那时农机具再多也没有用武之地了。

魏刚解释说，龙江县靠近内蒙古，降水量本来就不足，再加上过去几十年农民粗放管理，采用了很多不可持续的做法，渐渐把这块土地种成了半沙漠的状态。所以他近几年来一直在尝试采用保护性耕作的方式，试图提高土壤的有机质含量，减缓土壤侵蚀的速度。

但是，前文说过，植物是不能直接吸收有机质的，为什么要提高土壤的有机质含量呢？这么做为什么能减缓土壤的侵蚀速度呢？这就要从土壤的形成开始讲起了。

位于荷兰瓦赫宁根大学的世界土壤博物馆

 

土壤是活的

要想了解土壤的形成过程，世界土壤博物馆（World Soil Museum）是个不错的去处。这座博物馆位于荷兰瓦赫宁根大学（Wageningen University）土壤学系的大楼内，参观者可以借助全球几十个不同地点采集到的真实土壤样本，帮助自己学习土壤的基本知识。

原来，在地球生命的早期，陆地表面是由一块块坚硬的岩石组成的，没有土壤，因此也就没有生命。经过多年的日晒雨淋，岩石表层被分解，释放出其中含有的微量元素，一种简单的生命终于可以在上面落脚了，这就是地衣。地衣是藻类和真菌的共生体，其中真菌负责腐蚀岩石，继续释放其中含有的微量元素，藻类则利用这些微量元素进行光合作用，为真菌提供养料。这两种微生物密切合作，大大加快了岩石的风化速度，逐渐形成了最初的土壤层，为高等植物的生长创造了条件。随后，高等植物的出现又为动物的生存提供了可能，这两种生物的合作再次加快了岩石分解的进程，土壤就是这样在各种生命形式的通力合作之下被一点一点地生产出来的。

上述过程在今天的土壤里仍在进行着，只不过主要发生在土壤基底部的岩石层（Bedrock）附近，我们平时是看不见的。生活在那里的微生物继续以岩石为原材料，以土壤中的有机质为能源，为地球生产新的土壤。现有土壤的表层也在继续生成新的土壤，但机理完全不同。那里除了已经破碎成细小颗粒的岩石碎片外，还混有大量的残枝烂叶，它们就是土壤有机质的主要来源。这些有机质是各种小动物的食物，其中包括大家熟悉的蚯蚓，以及体积更小的线虫等等。动物们吃剩下的食物残渣再被各种细菌和真菌彻底分解，释放出其中含有的钙、镁、钠、硫、铜、碘、锰、钼、锌等微量元素。它们和岩石颗粒相结合，成为新的土壤，继续为植物的生长提供支持。

从这个过程可以看出，土壤绝不像表面看上去的那样死气沉沉，而是充满了生机，更像是一个活的生命体。成千上万种不同的生物在土壤里生活，微量元素不断地在植物、动物和微生物之间往来穿梭，维持着微妙的动态平衡。

这其中，微生物的作用至关重要。如果没有这些微小的生命，所有的微量元素都会被固定在土壤有机质或者岩石碎片当中，无法被植物吸收利用。于是，为了招募微生物来为自己服务，很多植物都会通过自身的根系向土壤中释放富含蛋白质和碳水化合物的营养物质，其总量甚至可以占到植物光合作用总量的三分之一以上。这些营养物质就是土壤有机质的另一个重要来源，它们为土壤微生物提供能量，帮助它们继续分解土壤中的有机质和岩石颗粒，释放其中含有的微量元素，变成植物的肥料。

农业的发明打破了微量元素在土壤中的动态平衡，进入到植物中去的微量元素以农产品的形式被人类收割带走，最终留在了城市里。久而久之，农村土地里的微量元素肯定会出现短缺。土壤微生物虽然可以继续分解土壤中的岩石颗粒，释放其中含有的微量元素，但一来这个过程太过缓慢，满足不了农作物的需求，二来这些微生物同样需要有机质作为能量来源，如果土壤中的有机质含量一直偏低的话，这些微生物也就没办法继续为我们生产新土壤了。

英国彭斯福德的农民在使用老式拖拉机犁田（视觉中国供图）

 

中国古代农民是最早认识到这一点的人，他们通过施粪肥的方式补充土壤失去的有机质，以此来维持土壤肥力。但粪肥毕竟是有限的，如果能想办法把农作物收获后剩下的秸秆全部还田，只把种子带离土地，效果肯定会更好，而这就是魏刚打算在自己的土地上尝试的新方法，以此来代替当地农民原来的做法——焚烧。

烧秸秆是全球农民的普遍做法，发展中国家尤甚。此法导致了严重的空气污染，就冲这一点就该严加禁止。但是，如果只从肥料的角度考虑，既然最终目的都是要把有机物变成无机物，那秸秆焚烧和秸秆还田的效果应该是一样的，焚烧还更快呢。同理，如果土壤里的微量元素已经很少了，农民又等不及，那么人为补充一些化肥也应该是合理的，为什么会有那么多人反对呢？

答案就在于土壤里的营养元素不但要充足，而且还要容易被植物吸收，否则还是没用。“绝大部分优质土壤都是带负电的，能够和带正电的阳离子相结合，后者正是植物需要的矿物质。”世界土壤博物馆馆长史蒂夫·曼特尔（Steve Mantel）指着馆内展出的土壤样本对我解释说，“遇到这样的土壤时，植物根系会释放出氢原子，和土壤交换这些带正电的金属阳离子，营养元素就是通过这样的方式被吸收进植物体内的。也就是说，土壤肥力取决于土壤的阳离子交换能力，这个能力越高，土壤就越肥沃。”

如果化肥施得太多，土壤就会带上正电，导致其阳离子交换能力下降，影响植物根系对营养物质的吸收。另外，当植物从化肥中吸收到了足够多的营养之后，就会停止生产根系分泌物，这就进一步降低了土壤有机质的含量，使得土壤中的微生物无法正常工作。除此之外，化肥的溶水性特别好，很容易被雨水冲走，或者随着灌溉之水渗透到地下，无法被作物吸收，所以化肥的真实利用率非常低。一项发表在《科学》（Science）杂志上的研究显示，全球农民施用的尿素最多有70%被浪费掉了。它们要么变成氨气，挥发到大气中，要么被雨水冲走，最终流进了河里，两种方式全都污染了环境。

换句话说，化肥很像举重运动员使用的类固醇，短期内确实很有效，但长期使用对身体有害。相比之下，有机质中含有的营养元素是在微生物的作用下缓慢释放到土壤中去的，这就相当于一种缓释化肥，能够持续不断地为土壤增加肥力，还不容易污染环境，整体效果要比化肥好得多。

正因为如此，很多环保主义者坚决反对使用化肥，号召广大农民改用农家肥，采用所谓“有机”（Organic）的方式从事农业生产。曼特尔认为这些人的本意是好的，但有机农业不是万能药，化肥也不能一棍子打死。“世界上很多地方的土壤质量已经变得非常差了，如果不用化肥的话，当地人就没办法喂饱肚子，所以关键问题不是禁止化肥，而是提高化肥的使用效率。”曼特尔对我说，“退一万步讲，提高土壤有机质含量固然很重要，但有机质从哪里来呢？只有先施化肥，让这块地先有一定的产出，然后再想办法通过秸秆还田等措施慢慢积累有机质，最终降低这块地对化肥的依赖。”

著名的美国农业生态学家戴维·蒙哥马利（David Montgomery）教授显然也是同意这个看法的。他在那本关于保护性耕作的名著《耕作革命》（Growing A Revolution）中指出，所谓“传统”的农业并不一定是可持续的，否则就无法解释两河流域、古罗马、玛雅和复活节岛的生态灾难。在他看来，那些地方的农业生态系统之所以崩溃了，原因就是当地农民采用了一项传统的农业技术——犁耕，最终导致土壤被严重侵蚀。为了修正古人犯下的错误，蒙哥马利在这本书中提出了全新的保护性农业三原则：第一，采用免耕技术，尽可能减少对土壤结构的扰动；第二，种植覆盖作物并保留作物残茬，确保土壤一直被作物覆盖；第三，用不同的作物进行轮作，确保一定程度的物种多样性。

在这三原则当中，免耕技术是核心。美国目前已有三分之一的耕地采用了免耕技术，巴西南部和阿根廷的大农场甚至已经百分之百是免耕的了。我在数年前参观过一家阿根廷大豆农场，发现整个土地都是平的，完全没有中国农村常见的垄沟。土地表面完全看不到裸土，而是被一层厚厚的残枝烂叶所覆盖。揭开烂叶子，下层土壤颜色乌黑发亮，而且非常湿润，抓在手里能攥出水来。

我原以为在东北也能看到这样的土壤，但起码魏刚管理的这片玉米地全然不是这样的，不但地表有垄沟，说明曾经犁过，而且有大量黄色的裸土，看上去相当干燥。为什么当地农民不采用人家早已使用很多年的免耕技术呢？这就要从犁地的初衷开始讲起。

中国四川在稻田间耕作的农民和耕牛（视觉中国供图）

 

从犁耕到免耕

提起犁耕，在很多人心目中这就是传统农业的象征。事实上，犁（及其使用方式）的进步正是历史学家衡量一个地区农业发展水平的最佳指标。比如使用金属犁的文明肯定要比使用木制犁的文明更先进，用牛马来拉犁耕地的农村肯定要比用人力拉犁的农村更富裕，等等。

自从公元前5000年被发明出来之后，犁耕法便迅速传遍了整个世界，说明这项技术确实有很大优势。古代农民在播种前几乎都会先用犁把土地翻耕一遍，一方面将土翻松，便于出苗，另一方面也可以将上一季留下的作物残茬和新长出来的杂草清理干净。有些农民还会在翻耕土壤的同时把肥料埋进土里，播种、除草、施肥三件事一起干了。

就这样，来自世界各地的农民们把地球好不容易积攒起来的表层土壤翻耕了无数遍，谁也没觉得不妥，直到1934年全球大旱，北美大平原爆发了严重的沙尘暴，漫天黄沙一直持续了3年，逼得当地居民不得不背井离乡，去其他州给别人打工，这就是美国历史上著名的“沙碗事件”（Dust Bowl）。这次事件终于让美国科学家们开始质疑耕地的做法，怀疑这种耕作方式造成了土壤水分的丧失和耕层土壤的流失，最终引发了沙尘暴。

根据蒙哥马利在《耕作革命》一书中所做的总结，犁耕最大的问题就在于它破坏了土壤原有的结构，把原本埋在地下的有机质翻到地表，加快了微生物分解腐蚀有机质的速度。这么做虽然可以在短时间内提高土壤肥力，但却会让土壤的有机质含量迅速下降。比如，自欧洲移民到来之后，北美大平原地区的土壤有机质含量从6%迅速下降到3%以下，原因就是欧洲农民开始耕地了。

土壤有机质具有很强的保水能力，当土壤失去有机质时，附着在上面的水分也跟着跑掉了，此时如果恰好遇到旱灾，沙尘暴就是必然的结果。

好在美国人反应迅速，时任总统罗斯福迅速签署了土壤保护法令，委托美国农业部设立了水土保持局，研究如何保护美国宝贵的土壤资源。上世纪40年代，美国科学家们相继发明了直播机和除草剂，开始尝试免耕作业，北美的土壤有机质含量终于得到恢复，“沙碗事件”再也没有出现过。通过这件事，美国科学家们终于意识到有坡度的耕地并不是土壤侵蚀的主要因素，土壤裸露才是。

北京市内中国农科院试验田的麦子成熟，开始收割（视觉中国供图）

 

可惜的是，“免耕”这个概念至今尚未在中国得到广泛普及，很大原因就在于中国人一直迷信精耕细作，甚至将其视为中国传统文化的象征。那些早已习惯了精耕细作的中国农民们甚至在搬进城市改行当了园丁之后仍然在不停地翻耕土壤，这个做法使得中国城市空地上出现了大量裸土，一到刮风天就尘土飞扬。

但是，这么多年精耕细作导致的后果就是中国的土壤有机质含量非常低，最差的西南地区只有0.6%左右，中原地区约为0.8%～1%，东北人引以为豪的黑土地其实平均下来也只有2%～3%而已。相比之下，采用免耕法的阿根廷潘帕斯草原和美国中西部玉米带已经达到了4%～5%的水平，其结果就是人家用比我们少得多的化肥，生产出了比我们多得多的粮食。根据农业部所做的统计，中国玉米和大豆的平均亩产大约只有美国的50%～60%，但单位土地面积所用的化肥总量却是美国的2.6倍。

更糟的是，有机质含量的下降使得土壤的保墒能力大幅降低。根据美国科学家的研究结果，土壤有机质含量每提高1%，1公顷土地的蓄水能力就可以提高76立方米，相当于额外接纳了7.6毫米的降水量。因为中国土壤的有机质含量非常低，再加上翻耕将大量土壤直接暴露在空气之中，使得中国土壤的侵蚀现象非常严重，不知还能坚持多久。

写到这里必须强调，“免耕”不是简单的“不耕”，要想采用免耕法，需要有相应的农业技术予以配合。比如，免耕法首先需要解决播种的难题。传统的开沟器是铧式的，土壤先被分到两边，播种后再由一个V形覆土器将分开的土收拢回来盖住种子。后来有人发明了免耕播种机，用了一种圆盘式开沟器，两片圆盘先将土层切出一条缝，种子掉进去后再由另一个装置将这条缝挤合，整个过程对土壤的干扰很小，近乎免耕，播种的问题就这样解决了。

作为一名卖农资出身的新式农民，魏刚肯定不会被农机方面的问题难住。他的仓库里不但有免耕播种机，还有产自美国大平原公司的垂直深松机。顾名思义，这种新型机械在作业时所有设备的运动方向均垂直于地表，无需翻动土壤便可实现深度达50厘米的垂直深松。深松后地表依然平整，植被覆盖完整，这样可以最大限度地减少土壤跑墒，节约宝贵的水肥资源。

相比之下，除草的问题则要困难得多。地表的残茬覆盖对杂草生长有一定的抑制作用，但还是需要使用除草剂才能彻底根除杂草。科学家们先后研制出了各种类型的选择性除草剂，可以除掉某一类杂草而不伤苗，但效果均不理想，直到抗除草剂转基因作物品种的出现才使得免耕条件下的除草问题得到了根本解决。如今美洲大陆种植的玉米和大豆几乎全都用上了这项技术，可惜中国至今仍未批准使用，所以魏刚的玉米地里能看到很多杂草，对产量有一定的影响。

不过，最令魏刚头痛的是如何处理秸秆。玉米收获之后会留下大量秸秆，按照蒙哥马利提出的保护性耕作三原则，最好的做法就是全部还田，并覆盖于地表，避免土壤直接暴露在外。但魏刚认为这个方法对自己不适用，因为东北气温低，如果秸秆堆积在地表，温度提不上来，很可能好几年都烂不掉。另外，很多玉米害虫的虫卵会躲在秸秆里过冬，堆积秸秆的做法很可能会增加病虫害的风险，得不偿失。

为了找到更适合自己的处理办法，魏刚决定和中国农科院合作，共同开展田间试验。他专门开辟出一块地作为试验田，研究人员将其分成了同等面积的7块，分别试验了秸秆移出田外、全秸秆碎混还田、全秸秆粉碎覆盖还田、宽窄行全量秸秆条带覆盖还田、留高茬全秸秆还田和秸秆全量深翻还田等6种免耕技术，还有一块地采用了当地常规的耕作方式，作为对照组。

农科院的一名长期驻守在这里的研究生现场为我解释了这些试验的设计思路和目的，感觉他们确实为适应当地情况下足了功夫。比如，既然东北气温低，秸秆腐烂速度太慢，那就先将其剁碎，然后和土壤进行不同程度的碎混，看看能否提高地温，加速秸秆腐烂的速度。再比如，玉米秸秆非常坚硬，将其切碎需要耗费大量的化石能源，因此他们决定尝试全秸秆还田，看看差距有多大。他们甚至想出了一个宽窄行的办法，即把玉米种成行距分别为40厘米和90厘米宽窄行，然后把秸秆堆在宽行里进行还田，看看这样做是否更有效。

这个试验需要不间断地连续做好几年才能出结果，但据魏刚透露，初步研究显示全秸秆碎混还田的方式效果最好。这个方法需要先把秸秆切成碎片，然后和表层土壤进行混合。这么做虽然能加快秸秆的腐烂速度，保墒能力也还不错，但这毕竟不是真正意义上的秸秆全覆盖免耕法，因为如此处理后的地表仍然会有一层裸土，宝贵的土壤仍然会被大风吹走。

“我可以为了提高土壤有机质含量牺牲5年的产量，但不能牺牲太多，农民还要挣钱的。”魏刚对我说，“我也知道秸秆全覆盖效果更好，但这么做头几年的产量损失太大，农民是不会同意的。”

基于同样的理由，魏刚也不会尝试不同作物的轮作，或者在冬季休耕期间种植覆盖作物，因为这两个做法都需要钱，当地农民是不会出的。但在蒙哥马利提出的保护性耕作体系里，这是非常重要的两个环节，因为轮作（尤其是谷物和豆科植物轮作）可以增加土壤肥力，同时防止病虫害。种植覆盖作物（比如苜蓿）同样可以增加土壤的有机质含量，同时满足了土壤常年被植被覆盖的要求，减少水土流失。

从这个例子可以看出，可持续农业需要一定的经济基础作为支柱，同时还要求农民们不过度追求产量。但中国人口压力太大，经济基础薄弱，这两条要求都无法满足，这就是中国农业可持续发展的最大障碍。

身为行业中人，魏刚其实已经做得非常好了。一个原因在于他的合作社规模大，有足够多的资本进行可持续耕作试验；另一个原因在于他年轻，头脑灵活，敢于尝试新鲜事物。但最重要的原因在于他非常热爱种地，喜欢跟土地打交道。采访期间，他开着自己那辆四轮驱动的皮卡带着我在地里转了大半天，对沿途看到的每一条沟渠和每一眼机井都如数家珍，显然他平时也经常这么做。他还会经常停下车，走进玉米地，用随身携带的铲子挖出玉米植株，考察根须的发育情况，看看有没有什么需要注意的地方。如果中国能出现更多像他这样的职业农民，中国的可持续农业就有希望了。

但是，无论怎样，魏刚毕竟是商人，他的工作方式已经和一名美国中等规模的农场主差不多了。和他相比，那些没有把自己的土地流转或者托管出去的农民就没有这么好的条件了。所幸中国有一批非常敬业的农业科学家，他们才是这些小农户最可靠的帮手。为了讲好他们的故事，我来到了河北省曲周县，中国农业大学在北京之外建立的第一个实验站就建在这里。

大政府与小农户

曲周县是邯郸市的下辖县，距离邯郸火车站有一小时车程。来接我的司机李师傅原来是曲周县的一位农民，为了多挣点钱开上了出租车。“我家里有3亩多地，但我舍不得流转出去，一直自己种。”李师傅对我说，“好在种地其实并不忙，播种和收割的时候回家忙一阵就行了，平时的时间正好出来开出租。”

按照官方定义，李师傅就是一个小农户，全世界像他这样的小农户约有25亿之多，地球上60%的可耕地都是由他们负责耕种的。但是，和第三世界国家那些自给自足的典型小农户相比，像李师傅这样的中国小农户有些特殊。据统计，中国农民的家庭年终总收入当中只有约五分之一来自农业，其余的全靠进城打工，所以这些小农户种起地来三心二意，应该称他们为“兼业农民”。

因为时间有限，又不指望依靠农业来挣钱，所以这些“兼业农民”的最大特点就是种地不讲效率，不注意节约资源，怎么省事怎么来。比如，曲周当地农民以往每个种植季都要浇地5～6次，生怕浇少了庄稼被渴死，反正抽地下水所需的电费不算贵，他们交得起。再比如，当地农民施起肥来更是大手大脚，因为他们觉得反正化肥便宜，施多了总比施少了好。就这样，曲周县的种粮成本一直居高不下，化肥、农药、除草剂越用越多，产量却不见提高。

“如果单纯按照土地面积来计算，我们的粮食年平均单产还是可以的，不比农业发达国家差多少。但人家每年只种一季，我们种两季，我们每季的单产只有人家的60%，两季加起来甚至还比人家多一点呢。”中国农业大学国家农业绿色发展研究院院长、中国工程院院士张福锁对我说，“但这么做的结果就是我们的土地一直在不停地种，地力严重透支，只能依靠化肥农药上的高投入来维持一定的产出，资源浪费严重，环境代价太大。”

就拿曲周县所处的华北平原来说，这地方平均年降水量约为600毫米，足够满足一季粮食作物的生长需要。但因为人口不断增长，粮食不够吃，于是当地除了每年夏季种一季玉米之外，又增加了一季冬小麦，地表水立刻就不够用了，只能去抽地下水，其结果就是华北地区地下水位正以每年1米的速度在下降，水质也越来越差。

据统计，目前华北地区农业用水占社会总用水量的70%，而仅冬小麦一项就占了农业用水的70%，由此可见，一年种两季的做法才是华北地区严重缺水的主要原因。既然如此，有没有办法大幅度增加粮食单产，然后改为每年只种一季呢？理论上这是能够做到的，但这就需要提高广大小农户的技术水平，和发达国家看齐。

“现在很多人有一种误解，觉得搞农业一定要靠大农场，通过规模化来降低新技术的使用成本，只有这样才能有效益。”张福锁对我说，“但我们的经验表明，中国农村的科技基础相对薄弱，完全可以通过简单的技术培训，大幅度提高中国小农户的生产效率。”

张福锁举了两个例子，都很适合中国的小农户们学习改进。第一，中国过去种玉米讲究“稀植大棒”，每公顷最多只种4万株，每株希望能结两个玉米棒子，一旦缺苗或者苗不齐，产量就低下来了。但美国孟山都公司在中国推广玉米种子的时候带进来一项新的密植技术，每公顷可以种7万棵植株，每株只结一个玉米棒子，但总产量却比我们的高。张福锁团队借鉴了这一思路，这几年一直在全中国推广基于群体设计的密植技术，即把整片田当作一个群体来考量，通过密植和空间结构的调整，提高群体的光合作用效率，使得中国的玉米平均亩产有了显著提升。

第二，中国玉米产量不高的另一大原因是容易倒伏，抗不了风灾。相比之下，美国玉米的茎秆看着很细，其实非常硬，抗倒伏性能好。而且美国玉米叶子不多，主要集中在玉米棒子附近，光合作用的效率更高。造成这一差别的除了育种之外，施肥的时机也很重要。中国化肥一直是全世界最便宜的，所以中国农民习惯于过量施肥，而且为了省事，往往在播种时就把化肥施进去了，结果造成了玉米植株早期生长速度过快，无效叶片太多，茎秆不硬，根系发育不良。为了改变这一状况，张福锁团队开始在农民中提倡“水肥后移”，即把浇水和施肥的时间都往后移。以前每个种植季要浇4～5遍水，现在只浇2～3遍就可以了。实践证明这么做既节约了成本，又解决了叶片过密致使病虫害加重和容易倒伏的问题，植株根系也长得更好，更容易吸收土壤中的营养物质，于是化肥使用量也跟着降了下来，产量反而有所提高。

“这两项技术说起来似乎很简单，但也都花了好几年时间才推广下去，因为中国农民喜欢坚持自己的老经验，什么新技术都要观望观望才敢亲自尝试。”张福锁说，“另外，中国小农户的学习能力千差万别，导致新技术的到位率较低，和试验田的差距较大。同样在华北地区，我们的玉米试验田产量已经可以达到每公顷14～15吨了，农民的产量只有6～7吨。”

据张福锁介绍，发达国家都是专业农民，技术水平高，可以种出品种潜力80%的产量，中国农民只能种到40%～50%。其中水稻和小麦稍好一点，玉米最差，差距非常明显。但是，在张福锁团队的努力下，中国小农户的农业生产技术水平迅速提高，曲周县的部分高产玉米亩产已经可以达到每公顷14吨了。

他们到底是如何做到这一点的呢？答案就是科技小院。小院的前身是成立于1973年的农大曲周实验站，当年这块地方是全国著名的盐碱地，农大科学家响应政府号召，建了这个实验站，探索治理盐碱地的方法，获得了成功。此后这个占地1080亩的实验站便一直保留了下来，成为农大的科技推广中心，兼做研究生的培养基地。

2006年，张福锁教授决定改变以往以实验室为主的科研模式，带领自己的研究团队进驻曲周实验站，在生产实践中开展科技创新和人才培养。不久之后，张教授发现当地农民为了避暑，往往天还没亮就下地干活，等到学生们吃完早饭从实验站坐车出发赶到村子里时，农民们已经回家休息了。于是，张教授决定改变策略，让研究人员直接住到村子里的农家小院，和小农户们同吃同住同劳动。

2009年，第一个农大师生进驻的农家小院在曲周县白寨乡开张了。师生们和农民一起下地劳动，遇到问题就地解决，真正做到了零距离、零时差、零门槛和零费用地服务于广大小农户，极大地提高了农业新技术的到位率。张福锁还特别注重商业的力量，把遍布农村的企业技术推广人员纳入到这个体系中来，事实证明效果很好。

10年之后，像这样的科技小院已经建成了121家，涉及2100万小农户、1200名科研人员、6.5万名村干部和14万名工业界代表。我这次专程去参观了其中的4个科技小院，每个小院至少有2名农大学生常驻。他们的生活条件还可以，但平时都得自己买菜做饭，出门也得像当地人那样骑电动车，远不如待在学校里那样轻松舒适。但是，这段经历对于双方来说都是极为宝贵的。因为学生们的存在，当地小农户遇到的问题全都得到了专业而又及时的咨询服务。像保护性耕作、测土施肥、水肥一体化和可降解地膜等当前最先进的可持续农业技术都得到了很好的推广。与此同时，学生们在课堂上学到的农业新知也可以在实践中加以检验，便于他们毕业后开发出最适合中国国情的新技术。

全世界像这样的成功案例并不多，著名的《自然》（Nature）杂志专门做了一组专题报道，指出这个模式之所以能够在中国取得成功，关键在于中国的政治制度，否则很难想象一所大学有能力动员这么多的人力物力去帮助小农户。

“中国过去很穷，吃不饱饭，政府只能以粮为纲，没工夫考虑环境问题。现在情况不一样了，政府高度重视农业的环境污染问题，出台了一系列政策，鼓励中国农业向绿色可持续发展的方向转型。”张福锁说，“我认为中国农业的单位面积产量至少还有30%的潜力可挖，资源效率至少还有30%的潜力可挖，环境减排还有超过50%的潜力可挖，所有这些目标都需要有广大小农户的支持才能完成。”

结语

2006年，曲周县政府新拨了300亩试验田给农大曲周实验站，试图通过实验站建立一个适用于华北平原的可持续高产高效农业生产体系。实验站站长江荣风教授亲自开车带我参观了这300亩试验田，感觉比魏刚农场的试验田专业多了。这里不但研究了各类免耕技术的优劣，还专门研究了不同施肥方法对产量的影响，以及不同轮作方式对于保持土壤肥力的作用，研究范围相当广泛。

初步研究结果表明，实施保护性耕作的土地一开始可能会有少量减产，但只要坚持5年，产量就会恢复，然后便可以实现少肥增产的目标。目前该试验田已经可以做到节约化肥50%～70%，产量提高20%～50%，灌溉用水也减少了50%以上。科学家们正在通过科技小院将这些成果推广给广大小农户，希望能早日见到成效。

这些研究成果不但和农民有关，也和我们普通人的日常生活息息相关。先不说别的，就说大家最关心的空气污染问题，其实也和农业的生产效率有点关系。根据农大所做的研究，华北平原、长江流域和珠江三角洲的氨排放对这些地区的大气PM2.5浓度“贡献”约为8%～11%，而大部分氨排放本质上都来源于氮肥的使用和畜禽养殖中粪便的不合理管理。因此，少施氮肥将有助于缓解中国的大气污染现状，提高老百姓的健康水平。

总之，粮食生产和我们的日常生活息息相关。我们未来的生活状态很大程度上取决于未来的粮食将会以怎样的方式生产出来，以及我们愿意为之付出怎样的环境代价。