作者：张国龙
（中国信合联盟东北执委会主席，中国乡村振兴委黑龙江办事处秘书长）
引言
在生态文明建设与乡村振兴战略交汇的当下，中国农业正面临双重挑战：一方面要保障粮食安全和农民增收，另一方面要遏制土壤退化与水体富营养化的蔓延态势。据统计，我国耕地点位超标率达19.4%，农业面源污染已成为江河湖海的主要污染源之一。在这一背景下，物理农业——即依托物理技术、物理空间和物理原理重构农业生产方式的创新模式——正展现出独特的协同效应，既能为乡村振兴开辟新路径，又能从源头破解面源污染困局。
一、物理农业：概念重构与空间拓展
物理农业并非简单的技术叠加，而是对农业生产要素的重新组合。民乐县和张掖市的政策文件将“拓展物理空间”列为现代农业发展的首要方向，涵盖玻璃智能温室、老旧设施改造、高标准农田建设等多个维度。这一政策导向揭示了一个核心逻辑：物理农业的本质，是通过工程技术手段突破传统农业的资源约束，实现占地面积最小化、空间利用最大化、环境干扰最弱化。
以浙江余姚四明山区的“星链光合1号”基地为例，该项目利用气雾栽培技术，让23亩闲置山地变身“空中菜园”。圆形立柱培养柱内嵌15层种植层，单柱年产量可达30-40公斤，叶菜亩产达1万公斤左右。这种垂直农业模式，正是物理农业拓展生产空间的典型实践——它不改变土地权属，却彻底改变了土地产出效率。
二、膜播节控技术：土地修复与污染治理的创新突破
在物理农业的技术谱系中，膜播节控生态栽培技术正成为连接土地修复与江河污染治理的关键纽带。该技术于2026年1月通过中国老科技工作者协会农业分会组织的成果评价，被认为达到同类研究的国内先进水平，已先后在黑龙江等18个省份的6种农作物上推广应用累计约16万亩。
（一）降解地膜：从“白色污染”到“土壤医生”
传统地膜残留造成的“白色污染”一直是农业面源污染的重要来源。膜播节控技术的突破首先在于地膜材料的革新——以秸秆、稻壳、海藻、虾蟹壳、竹子等有机物料为原料，研发出黑色全生物降解地膜，无化学药剂添加。这种地膜在完成保墒、控草等功能后，可在田间自然降解，转化为土壤有机质，从源头上杜绝了地膜残留对土壤的污染。
在甘肃永昌县的冷凉灌区，采用全生物可降解地膜配合穴播技术，不仅实现了亩产提升100斤、节水30%以上的效果，更有效减少了田间白色污染。永昌县农业技术推广服务中心副主任董吉德表示，这种技术“可以有效保护环境，减少污染”，2025年该县有效推广面积达到一万亩以上。
（二）物理屏障：重构农田微生态系统
膜播节控技术的核心机理在于物理调控替代化学投入。通过降解地膜形成的物理屏障，实现三大生态功能：其一，物理抑制杂草生长，大幅减少甚至摒弃除草剂的使用；其二，隔离土壤中病原菌与作物的接触，降低土传病害发生率；其三，保水保墒，减少地表径流带来的水土流失和养分流失。
这种物理屏障作用的直接效果是减少了化肥、农药的施用量。据南阳市政府网站发布的成果信息，该技术通过多技术集成，构建了一个有利于作物生长、抑制杂草病害、保护环境的农田微生态系统，达到节水、节肥、节药、节约人工、控制杂草、灭杀地下害虫、灭杀土壤杂菌的目的。
（三）精准节控：源头削减面源污染负荷
膜播节控技术的另一核心是“节控”——通过精准控制实现资源投入的最小化和利用效率的最大化。这体现在三个层面：
首先是空间精准化。该技术优选出不同作物控株定距的最佳数学模型，采用三角形布种模式，实现科学定位和合理密植。黑龙江省的研究表明，将优选后的稻种按照“正三角形”模式黏贴在可降解薄膜带上，形成节水、节肥、节药、节资、节工的生产体系。
其次是水肥一体化精准调控。通过自动化供排水远程操作，精准控制水分，配合膜下施肥，实现了水、肥、气、热的最优平衡。广东工业大学提出的“车间+田间”种植理念，将种子精准定位在纸膜上，实现了精准播种，比机械穴播节省1/3种子，比无人机直播节省2/3种子。
再次是全程机械化智能化。研发的专用膜带加工和覆膜配套机械采用软件编程自动化处理，配备GPS/北斗定位系统，将种、肥、膜一次性作业完成。朔城区的实践表明，北斗导航系统可实现每千米偏差不超过2厘米，播种精准度显著提高。
（四）五位一体：农田基础设施的系统重构
膜播节控技术并非单一技术，而是一整套农田基础设施的重构方案。该技术推出了水田“五位一体”与旱田“四位一体”现代农田建设模式。“五位一体”包括：道路硬化晒场一体、自动供水灌排一体、田埂扣板相连一体、物理驱虫灭虫一体、监控监测溯源一体。这种系统化重构，使农田本身成为面源污染的“净化器”而非“发生器”。
三、土壤修复：物理技术与材料创新的双重突破
土壤污染治理是物理农业的重要战场。传统修复往往陷入两难：物理化学方法成本高昂，生物修复周期漫长。而近年来的技术创新正在打破这一困局。
一是纳米材料修复技术的突破。 我国科研团队的元分析研究表明，铁基纳米颗粒在污染土壤中可降低作物污染物含量21.5%，同时提升铁含量35.4%。其作用机理包括：吸附重金属离子形成稳定沉淀、激活土壤微生物降解有机污染物、诱导根系形成“铁膜屏障”减少污染物吸收。
二是矿物基改良材料的应用。 兰州大学研发的凹凸棒复合微生物肥料，将凹凸棒石与微生物菌群有机结合。凹凸棒石以其独特的晶体结构，成为土壤修复的“天然工程师”，不仅有效打破土壤板结，增强透气性与保水保肥能力，更激活了土壤中沉睡的养分。在甘肃秦安县的苹果园中，这一技术使果实品质显著提升，农民收益持续增长。
三是综合修复体系的构建。 山东安丘推广的氯化苦土壤熏蒸技术，融合了物理、化学、生物多种手段。其中物理手段包括太阳能消毒、蒸汽消毒等，针对小面积地块或生态敏感区域提供绿色替代方案。通过“土壤熏蒸修复12步工作法”，该体系累计推广应用100多万亩，减少农药投入2.5亿元、化肥投入2.2亿元。
四、水体保护：循环利用与尾水治理的技术集成
农业面源污染对江河湖海的威胁，很大程度上源于养殖尾水和农田径流中的氮磷流失。物理农业在这一领域的贡献，体现为工程化手段与生态化理念的融合。
广东省农业农村厅推广的“一池一渠”尾水处理模式，由生态沟渠和净化池组成，通过物理沉淀和系统植物、微生物的综合净化作用处理养殖尾水。生态沟渠延长水流时间，提升固体悬浮物沉淀效果；生态净化池配置微孔曝气系统，通过曝气增加水体溶解氧，加速有机质分解。处理后的尾水在关键指标上均达到排放标准，可实现循环利用。
更具前瞻性的是华中农业大学李大鹏团队研发的“陆基圆池养殖尾水高效处理技术”。该技术采用多级固液分离、生物净化与转化等核心方法，实现固体悬浮物去除率超过90%，氮、磷去除率达65%以上，节约养殖用水50%以上。目前已在华中、华北、西北地区的13个市州推广，累计覆盖养殖水体规模达37万立方米。经过处理的养殖尾水不仅能达标排放，还可用于农田灌溉或进入鱼菜共生系统，转化为有机肥。这一技术入选2025年度渔业新技术优秀科技成果。
膜播节控技术在水体保护方面同样具有独特价值。通过精准控制水肥投入，减少了农田径流中氮磷的流失量；降解地膜的物理屏障作用，降低了雨水对表土的直接冲刷，从源头上削减了进入水体的泥沙和污染物。袁隆平院士曾为这一技术题词：“水稻覆膜种植技术：节能、环保、增产、增收，该工业种植模式领先世界技术20年”。
三是拓展农业碳汇功能。 物理农业的闭锁循环系统减少了农业温室气体排放，为农业碳汇开发提供了可能。张掖市明确提出“挖掘农业资源的减排固碳功能，探索开展农业碳汇工作”，对农产品碳标签认证给予8万元奖励。
六、政策建议与未来展望
尽管物理农业 展现出广阔前景，但其推广仍面临初期投入高、技术集成度不足、农民认知局限等挑战。未来应从以下方面着力：
第一，强化技术研发与标准引领。 无论是纳米材料修复还是膜播节控技术，都需要建立从实验室到田间的技术转化通道。膜播节控技术目前已获得12项发明专利、16项实用新型专利，应在此基础上制定分区域、分作物的技术规范。
第二，完善政策支持体系。 借鉴民乐县和张掖市的经验，统筹财政衔接资金、设施农业奖补资金、高标准农田建设资金，对物理农业项目给予重点支持。同时创新金融服务，探索将物理农业设备纳入农机购置补贴范围。
第三，培育社会化服务组织。 物理农业的技术复杂性要求专业化的服务支撑。安丘市培育的土壤熏蒸社会化服务体系，为其他地区提供了可复制的模式。
第四，加强科普宣传与农民培训。 让农民理解物理农业的长期效益，掌握相关技术操作，是推广落地的关键。应将物理农业纳入新型职业农民培训内容，用看得见的效益说服农民
结语
物理农业的兴起，标志着中国农业正在经历一场深刻变革：从依赖化学投入转向依靠物理调控，从平面扩张转向立体开发，从末端治理转向源头防控。在四明山的“空中菜园”里，在秦安县的苹果园中，在珠三角的养殖池塘边，在黑龙江的覆膜稻田里，这场变革正在悄然发生。膜播节控技术用降解地膜替代化学除草剂，用物理屏障重构农田生态系统，用精准控制削减面源污染负荷，生动诠释了物理农业的核心价值。
它不仅为乡村振兴注入了新动能，也为江河湖海的休养生息赢得了宝贵空间。物理农业的实践告诉我们：人与自然的和谐，不是要回到刀耕火种的原始状态，而是要借助科技的力量，找到生产与生态的平衡点。 这条路径，值得期待。
