在人类文明的进步中，农业文明的发展和革命是一条不容忽视的主线。从农用畜力的使用到化肥的出现和推广，从中小型农机的应用到设施农业的普及，伴随着社会经济的快速发展，中国农业由1.0迅速挺进到3.0时代。而近年来，又有很多专家学者将目光投向了更为理想化、集约化、现代化的农业4.0。什么是农业4.0？农业4.0对中国农业有何增益又如何实现？为此，记者特邀中国工程院金涌院士为行业揭开农业4.0的神秘面纱。
“农业4.0”是什么？
“农业4.0”既是生态农业，也是智能农业。它涉及植物学、土壤学、栽培学、分子生物学、化学工程学、机械工程学、信息工程学、工程管理学等多学科的交叉，是循环经济、低碳经济、生态保护的主战场之一，是国家经济战略发展新的着力点，加速迈进“农业4.0”是人口多、耕地少、水资源缺乏的中国的必然选择。
金涌院士表示：“实现‘农业4.0’则需要农业-工业-信息业的高度融合。其主要表现形式包括GPS定位大田耕耘、土壤信息收集、管理、收获系统；农业机器人、“互联网+购买”、销售、追溯；全生命周期智能水肥一体化管理；生物肥利用，分子生物学育种，改善作物品种和品质、抗病基因片段植入作物，借以抗病乃至于降低农药需求。”
生态农业是重要内涵
从人均资源角度分析，中国农业的发展条件明显低于欧美发达国家。人均耕地面积小，而且国内土壤贫瘠（多红壤、黄土地），为保证粮食产量，国内单位耕地面积施肥量远超发达国家安全上限，但使用效率偏低。我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物的化肥利用率为35.2%，农药利用率为36.6%，利用率远低于发达国家。
金涌表示：“化肥的过度施放，累加效应导致土地不堪重负，不仅污染土壤、水体、空气，而且危及生物多样性，导致农产品中化学品成分含量增多而殃及人体健康安全。土壤对粮食安全、水安全、能源安全、减缓生物多样性丧失及气候变化，有重要作用。在此基础上，金涌认为，“农业4.0”时代首先要紧抓生态农业理念，减少面源污染，保护耕地土壤，利用绿色生态的农业投入品以及科学合理的施肥施药手段实现农业的可持续发展。
生态农业是国家需求，有重大战略价值。从经济角度分析，生态农业有巨大投资容量和空间，规模可大可小，有巨大社会效益和经济效益。技术方面，也有巨大发展空间，没有尚需突破的技术制约，没有重大资源、能源、环境的制约。“所以它是继房地产投资，一带一路，对外技术投资和产能转移之后，最具现实意义的发展机遇之一。”
配方施肥和水肥一体化是关键
“2015年3月农业部《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，提出到2020年重点发展环保新型肥：硝基复合肥、尿素硝酸铵溶液、控释肥、液肥土壤调理剂、腐植酸、海藻酸、氨基酸、硝酸钾等，这是农资产品革命的重要举措。”金涌表示。他还提出：“针对目前国内农业施肥上的问题，需要测土施肥，不可作‘十全大补丸’，要避免某些元素富集。”
在金涌看来，施用植物专用配方肥，由于氮、磷施用量的大幅度降低以及其他中量（钙、硫、镁）、微量（铁、锰、硼、锌、钼、铜等）元素的配合作用，植物所吸收的氮、磷元素基本上得到了代谢，植物更为健康，避免了氮、磷残留的同时，农产品也更健康、更有病虫害抵抗能力，减少农药使用量40%—50%，同时农产品的风味和口感也能得以恢复，达到甚至超过有机农产品的水平。
在农技方面，金涌重点关注水肥一体化的发展，“水肥一体化的应用有效解决了作物全生育期对氮、磷、钾吸收量及间断施肥量不匹配。”目前，我国适宜水肥一体化面积为5亿亩，如果2020年水肥一体化能到1.5亿亩，可节水150亿m3/年、节肥75万吨/年，增收900亿元。“现代滴灌下的农业相对于传统农业，更能实现养分释放速率与作物吸收速率的匹配。而水肥一体化的扎根同时倒逼农资行业进一步重视水溶性肥料的研发推广。”
设施农业成本仍需降低
随着农业从劳动密集型向科技支持型转变，控制生产成本需要引起足够重视。事实上，国内现代农业发展的一个关键瓶颈就在于：农产品销售利润无法满足提高设施标准所带来的成本提升。金涌认为，只有通过适度集约化经营才能使科技投入发挥作用，能够降低农产品成本。“要使农民真正获利，只有政府政策扶持，科技进步和市场化运营的作用才能显现。这是现代化农业必由之路。”解决农产品价格高于进口价格，而使库存量增加，农业补贴又违反世贸协定，政府处于两难境地。
“农业4.0”时代，农业经营模式同样需要深化改革。金涌表示：“现代农业需要土地集约化经营，通过土地使用权的适度集中，转移有法保障各方合法利益分配，逐步自愿形成农-畜-蔬-林，农场式经营。通过投资、贷款，使用先进技术，保证农场高效益，使投资方、经营方、劳动力方都能从中获利，这样才能稳定发展。农业经营主体不断壮大，才能容纳新型生产力注入。而只有工业、服务业的融入带来的新技术，才能使经营主体壮大带来高效益。而实现土地集约化经营，需要政府引导、大中企业牵头，提供风险保障和技术的稳定注入，用市场经济代替小农经济思维，提高品牌意识，并形成网上供销服务。”
