發(fā)展多功能農(nóng)業(yè)建設(shè)“綠色油田”和“糧倉”

文|李十中 清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授

前不久，中央農(nóng)村工作會(huì)議提出要確保廣大人民群眾“舌尖上的安全”，對(duì)受污染嚴(yán)重的耕地進(jìn)行集中修復(fù)。我國“三農(nóng)”問題已是久病沉疴，唯有通過技術(shù)創(chuàng)新和政策創(chuàng)新才能逐步解決。

3 月5日，國務(wù)院總理李克強(qiáng)在十二屆全國人大二次會(huì)議上作政府工作報(bào)告時(shí)說，今年要促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)村改革發(fā)展。要堅(jiān)持把解決好“三農(nóng)”問題放在全部工作的重中之重，以保障國家糧食安全和促進(jìn)農(nóng)民增收為核心，推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。堅(jiān)守耕地紅線，提高耕地質(zhì)量，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。堅(jiān)守耕地紅線，提高耕地質(zhì)量，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，確保谷物基本自給、口糧絕對(duì)安全，把13億中國人的飯碗牢牢端在自己手中。

再之前，中央農(nóng)村工作會(huì)議提出要確保廣大人民群眾“舌尖上的安全”，對(duì)受污染嚴(yán)重的耕地進(jìn)行集中修復(fù)。我國“三農(nóng)”問題已是久病沉疴，唯有通過技術(shù)創(chuàng)新和政策創(chuàng)新才能逐步解決。

萬事萬物來源于土地，萬事萬物又回歸于土地。本文提出開發(fā)2億畝鹽堿荒地和治理近3億畝重金屬污染耕地，發(fā)展多功能農(nóng)業(yè)的建議，利用兩種土地資源的20%，建設(shè)年產(chǎn)6000萬噸燃料乙醇的“綠色油田”和增產(chǎn)360億斤糧食的“糧倉”，增加農(nóng)民收入3000億元。

多功能農(nóng)業(yè)將應(yīng)對(duì)霧霾挑戰(zhàn)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已從傳統(tǒng)的種植糧食轉(zhuǎn)向多功能農(nóng)業(yè)，生產(chǎn)能源已成為農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要功能之一，國外已提出Polyculture（混養(yǎng)）的概念，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)的榮廷昭院士也提出發(fā)展“營養(yǎng)農(nóng)業(yè)”，即種植多種作物和多種農(nóng)業(yè)產(chǎn)品將成為提高農(nóng)民收入和可持續(xù)生產(chǎn)生物燃料的新途徑。聯(lián)合國環(huán)境計(jì)劃署（UNEP）2009年發(fā)布的報(bào)告《Assessing Biofuels》(生物燃料評(píng)估)中指出“發(fā)展生物燃料是利用退化、邊際土地種植能源作物”。上世紀(jì)70年代美國發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的初衷既不是為了石油，也非著眼于環(huán)保，而是為了防止農(nóng)村社區(qū)崩潰，卻“歪打正著”地解決了能源和環(huán)境兩個(gè)棘手問題，如今美國每年生產(chǎn)的4000萬噸玉米乙醇使其石油進(jìn)口依存度降低到41%，并且用玉米生產(chǎn)乙醇已成為確保美國中西部農(nóng)民收入的首要措施。

我國西北、東北及濱海地區(qū)有5億畝鹽堿荒地和鹽堿障礙耕地，其中2億畝可以作為農(nóng)業(yè)利用；還有約3億畝農(nóng)田被重金屬污染，迫切需要治理以確保食品安全。甜高粱是國際公認(rèn)的耐貧瘠作物，適應(yīng)性極強(qiáng)，具有耐干旱、耐水澇、抗鹽堿等多重抗逆性，可以在鹽堿地上獲得較好的收成，畝產(chǎn)5噸含糖13%～15%的莖稈、200公斤高粱米，是生產(chǎn)乙醇最佳的原料；甜高粱還具有吸收重金屬（如鎘）的特性，可作為清潔能源原料，不再進(jìn)入食物鏈，而進(jìn)入能源產(chǎn)業(yè)鏈。

我國去年入冬以來最大范圍的霧霾籠罩25省市，上海全市平均PM2.5濃度超過世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)24倍；2013年12月21日石家莊因霧霾而對(duì)機(jī)動(dòng)車限號(hào)行駛。機(jī)動(dòng)車尾氣是造成空氣污染的主要元兇之一，而據(jù)海關(guān)公布數(shù)據(jù)，我國2012年進(jìn)口石油高達(dá)60%，共計(jì)花費(fèi)2536.6億美元，萬里之遙巨資買來的石油變成了空氣污染物。國務(wù)院2013年9月10日頒布《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，把運(yùn)輸燃料標(biāo)準(zhǔn)從國Ⅲ提高到歐Ⅴ，預(yù)計(jì)需耗資1000億元，可使尾氣排放顆粒物從0.15～0.2克/升降低到0.05克/升，而當(dāng)前生產(chǎn)規(guī)模最大、替代石油最多的燃料乙醇（相當(dāng)于100號(hào)汽油）發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放顆粒物低于0.02克/升，與國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)油相比可減排90%顆粒物及CO2。目前，全球有3000多萬輛既可用乙醇又能用汽油為燃料的乘用車（FFVs，靈活燃料汽車），巴西有1789萬輛，還有109萬輛純乙醇汽車，占全國汽車總量的60.5%，乙醇帶動(dòng)了巴西汽車工業(yè)的發(fā)展。瑞典Scania公司生產(chǎn)的可驅(qū)動(dòng)各種重型車輛的乙醇發(fā)動(dòng)機(jī)已廣泛應(yīng)用于公交車、卡車等。乙醇還能利用現(xiàn)有的加油設(shè)施，只要有充足的乙醇供應(yīng)，就能解決交通領(lǐng)域減排顆粒物和溫室氣體問題。因此，我國急需不與人爭糧、爭地且成本低的燃料乙醇。

我國西北、東北及濱海地區(qū)有5億畝鹽堿荒地和鹽堿障礙耕地，其中2億畝可以作為農(nóng)業(yè)利用；還有約3億畝農(nóng)田被重金屬污染，迫切需要治理以確保食品安全。

甜高粱提供清潔能源

國家糧食局項(xiàng)目“糧食戰(zhàn)略性問題研究”成果表明：我國糧食消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，口糧比重已下降到40.04%，而飼料上升至46.22%；玉米已成為我國第一大作物，70%被轉(zhuǎn)化為飼料。據(jù)美國使館農(nóng)業(yè)處提供的信息，2013年10月至2014年10月中國將從美國進(jìn)口200萬噸高粱米作為飼料。鹽堿地不能種玉米，但能種高粱，而甜高粱可以多用，籽粒替代玉米，莖桿可生產(chǎn)乙醇，發(fā)酵后的酒糟做牛、羊飼料。因此，種植甜高粱發(fā)展多功能農(nóng)業(yè)，既保障糧食和飼料安全，又提供清潔燃料并解決霧霾問題。

我國自上世紀(jì)70年代從美國引種甜高粱，現(xiàn)已形成完整的育種、栽培技術(shù)體系；清華大學(xué)也開發(fā)出甜高粱稈先進(jìn)固體發(fā)酵（ASSF）生產(chǎn)乙醇技術(shù)并在鄂爾多斯成功完成工業(yè)化試驗(yàn)，直徑3.6米、長55米連續(xù)固體發(fā)酵罐是世界上規(guī)模最大且唯一成功運(yùn)行的工業(yè)化裝置：發(fā)酵效率比玉米乙醇高1倍而成本低30%，酒糟可替代青貯玉米做牛、羊飼料，無廢水排放；可形成“3萬畝甜高粱/1萬噸乙醇/6000頭牛/280萬立方米沼氣/6萬噸有機(jī)肥”的低碳農(nóng)工產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)造3000個(gè)就業(yè)崗位，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)居國際領(lǐng)先水平，為發(fā)展多功能農(nóng)業(yè)提供了技術(shù)支撐。

依托我國已有的甜高粱品種、種植技術(shù)和世界領(lǐng)先的轉(zhuǎn)化技術(shù)，開發(fā)18億畝耕地以外的2億畝鹽堿荒地、治理18億畝耕地以內(nèi)的3億畝重金屬污染農(nóng)田、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，年生產(chǎn)6000萬噸乙醇、增產(chǎn)360億斤糧食。

開發(fā)利用鹽堿地

我國5億畝鹽堿地荒地中有約2億畝易澇低洼地、海濱鹽土地、鹽漬水稻土等不宜種植玉米、小麥等糧食作物，而適合種植甜高粱，且能夠?qū)崿F(xiàn)成方連片種植。其中河北省1907.1萬畝，吉林省1453.5萬畝，山東與江蘇沿海地區(qū)沿海灘涂鹽堿地面積合計(jì)也在2000萬畝左右。

根據(jù)河北滄州、吉林松原種植甜高粱取得的成果，土地含鹽量在3‰左右，不但含鹽量高，土壤粘重，而且存在春季干旱少雨，無淡水資源，夏季多雨易澇，玉米、棉花等作物很難有收成，但種植甜高粱可畝產(chǎn)5噸含糖13%～15%的莖稈、200公斤高粱米。河北農(nóng)林科學(xué)院在滄州的鹽堿地上進(jìn)行了20余年甜高粱種植試驗(yàn)，滄州南皮縣大浪滄100平方公里鹽堿地，2013年玉米顆粒無收，而甜高粱畝產(chǎn)量高達(dá)5噸莖稈、200公斤高粱米。如果能夠開發(fā)1億畝鹽堿地，將可生產(chǎn)3000萬噸乙醇、300億斤糧食、提供1800萬頭牛所需的粗飼料。

治理重金屬污染耕地

我國有3億畝耕地正在受到重金屬污染的威脅。利用甜高粱改造重金屬污染的農(nóng)田，其能有效吸收鋅、銅、鉻、錳、鎘、砷等重金屬，如每公斤甜高粱稈可吸收80.04毫克銫，44.66毫克砷，19.84毫克銅，11.24毫克鎘，若畝產(chǎn)5噸，可吸收400克銫，223克砷，99克銅，56克鎘，生產(chǎn)乙醇后的甜高粱稈不作為牛飼料，而是燃燒發(fā)電并將重金屬，如Cd，濃縮到灰中，得以回收，使重金屬污染土地得到充分利用。

湖南株洲天元區(qū)馬家河鎮(zhèn)新馬村因鎘污染（土壤中鎘含量15mg/kg）的棄耕地上長滿荒草，2006年曾因污染導(dǎo)致發(fā)生群體事件。中科院植物所與清華大學(xué)合作在湖南鎘污染嚴(yán)重的5個(gè)區(qū)域?qū)嶒?yàn)種植229個(gè)甜高粱品種，已篩選到25個(gè)高吸收鎘品種，2013年8月2日種植的甜高粱，12月26日收獲，平均株高3.5米、直徑1.5厘米，含糖量20Brix（是指產(chǎn)品中的可溶性固形物的含量，又叫“白利度”）。如果改造4000萬畝重金屬（如鎘）污染農(nóng)田（每年種植兩季甜高粱），可生產(chǎn)乙醇2000萬噸、發(fā)電1000萬千瓦，回收重金屬（鎘）3800噸，即解決污染土地治理的經(jīng)濟(jì)效益問題，又生產(chǎn)清潔燃料和電，回收重金屬，并杜絕“鎘大米”，確保食品安全。

甜高粱是國際公認(rèn)的耐貧瘠作物，適應(yīng)性極強(qiáng)，具有耐干旱、耐水澇、抗鹽堿等多重抗逆性，可以在鹽堿地上獲得較好的收成，畝產(chǎn)5噸含糖13%～15%的莖稈、200公斤高粱米，是生產(chǎn)乙醇最佳的原料；甜高粱還具有吸收重金屬（如鎘）的特性，可作為清潔能源原料，不再進(jìn)入食物鏈，而進(jìn)入能源產(chǎn)業(yè)鏈。

調(diào)整種植結(jié)構(gòu)

京、津、冀、東三省種植l200萬畝青貯玉米，內(nèi)蒙古有青貯玉米飼料地1000萬畝，如改種2200萬畝甜高粱，可在滿足現(xiàn)有粗飼料需求的同時(shí)，額外生產(chǎn)700萬噸乙醇、60億斤高粱米，顯著提高了土地利用率和增加農(nóng)民收入。我國現(xiàn)有900萬畝普通高粱，如改種甜高粱，既保證釀酒用高粱米供應(yīng)又可生產(chǎn)300萬噸燃料乙醇和2100萬噸粗牛飼料。

調(diào)整種植結(jié)構(gòu)可生產(chǎn)1000萬噸燃料乙醇，并在不增加種植面積的前提下完成國家增產(chǎn)1000億斤糧食目標(biāo)的6%；還可以填補(bǔ)我國牛粗飼料產(chǎn)業(yè)空白，促進(jìn)奶牛的集約化養(yǎng)殖，重振我國乳品行業(yè)。

多功能農(nóng)業(yè)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型

2013年10月15日，國務(wù)院出臺(tái)了《關(guān)于化解產(chǎn)能嚴(yán)重過剩矛盾的指導(dǎo)意見》，將重點(diǎn)改革鋼鐵、水泥、電解鋁、平板玻璃、船舶等五大嚴(yán)重產(chǎn)能過剩行業(yè)。河北省正面臨消鋼之痛，如唐山市削減4000萬噸鋼產(chǎn)量，涉及10萬人就業(yè)和上千億元產(chǎn)值。

多功能農(nóng)業(yè)涵蓋乙醇、甜高粱育種和種植、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)機(jī)制造、酵母加工、能源裝備生產(chǎn)、乙醇發(fā)動(dòng)機(jī)、工程建設(shè)與設(shè)計(jì)、物流等10幾個(gè)行業(yè)，每生產(chǎn)1萬噸乙醇可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生4.2146億元產(chǎn)值，直接就業(yè)崗位3000個(gè)，可有利地支持產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和服務(wù)城鎮(zhèn)化建設(shè)。吉林省計(jì)劃“十三五”期間利用西部鹽堿地建設(shè)200萬噸甜高粱秸稈乙醇生產(chǎn)基地，采取農(nóng)場與農(nóng)業(yè)合作社相結(jié)合的方式，讓20萬農(nóng)民參與其中，改良750萬畝鹽堿地。

諫言多功能農(nóng)業(yè)發(fā)展之路

利用鹽堿地、重金屬污染農(nóng)田種植甜高粱發(fā)展多功能農(nóng)業(yè)，生產(chǎn)糧食、飼料和清潔能源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的多元化并創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)，意義重大、技術(shù)現(xiàn)成、資源充分，茲提出以下建議：

一是農(nóng)業(yè)部將甜高粱與玉米、小麥、水稻一樣列入國家支持品種；環(huán)保部給予重金屬污染治理土地資金補(bǔ)助；科技部設(shè)科技專項(xiàng)支持甜高粱改造鹽堿地和重金屬污染農(nóng)田生產(chǎn)清潔能源研發(fā)，為產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支撐；國家能源局對(duì)甜高粱稈乙醇和酒糟發(fā)電給予流通、入網(wǎng)核準(zhǔn)，確保產(chǎn)品出路。

二是國家財(cái)政支持清華大學(xué)、中科院與企業(yè)合作在吉林、河北或山東、江蘇鹽堿地試點(diǎn)建設(shè)甜高粱/乙醇/養(yǎng)牛產(chǎn)業(yè)模式，示范治理鹽堿地；在湖南或廣西重金屬污染農(nóng)田試點(diǎn)建設(shè)甜高粱/乙醇/發(fā)電產(chǎn)業(yè)模式，示范治理重金屬污染耕地；同時(shí)建立國家級(jí)實(shí)驗(yàn)室，集中優(yōu)勢(shì)解決產(chǎn)業(yè)化過程技術(shù)問題。

三是對(duì)于試點(diǎn)單位種植甜高粱改造鹽堿地和用甜高粱治理重金屬污染農(nóng)田，分別給予3220元/畝和1220元/畝補(bǔ)貼，詳見附表1、附表2；甜高粱乙醇工廠建設(shè)期給予1000元/噸產(chǎn)能的補(bǔ)貼，如含酒糟發(fā)電和回收重金屬裝置工廠則為2000元/噸產(chǎn)能。

依托我國已有的甜高粱品種、種植技術(shù)和世界領(lǐng)先的轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展多功能農(nóng)業(yè)，先示范、后推廣，十年后可年產(chǎn)6000萬噸燃料乙醇、360億斤糧食，農(nóng)民年增收3000億元。

附表1 鹽堿地改造費(fèi)用

附表2 重金屬農(nóng)田改造費(fèi)用