最近几年，老郭也亲眼见证了城镇化的快速发展，许多农田上盖起了整齐的楼房和宽大的厂房。“山东人口密度大，我觉得在临沂，人均占有耕地都不到一亩了。”他说。
土地面积在减少，老郭增加单产的手段便是施肥、再施肥。每年，老郭都要分好几次往自家的地里施肥，“一年下来，一亩地大约要施肥100斤。全都是化肥，几乎没有农家肥”。
去年，老郭听说村子里有人种的小麦亩产达到1000斤。他对此有些羡慕，并坚信“他们一定是多用了化肥”。
谈到化肥的合理使用问题，老郭觉得很可笑：“大家都是根据经验来，哪懂什么科学!”而化肥的种类也是层出不穷，在老郭生活的村里，每年都有各种化肥品牌的推销员来做推销。
其实，农业研究者早已察觉化肥使用量与单产间的关系，并将此关系总结为4种类型，即增肥低增产、减肥高增产、减肥低增产、增肥高增产。
一项研究显示，在全球所有高氮化肥用量的国家中，我国是唯一的“增肥低增产”型。目前，我国每年消耗化肥超过4000万吨，已连续多年排在世界化肥产销量第一位。从2000年到2008年，全国化肥总用量较上世纪90年代增长了35%，粮食单产净增加为每公顷315公斤。与“减肥高增产”的德国、以色列、荷兰等国家相比，这些国家同时期内氮肥总用量较上世纪90年代下降了9%～26%，粮食单产每公顷增加了约500公斤。
陶福禄研究发现，化肥投放的不断增加是导致黄淮海平原粮食总产量增加的重要原因，这与农民老郭的切身体会几乎一致。老郭种的小麦就是“吃化肥长大的”。
“从1980年到2008年，我国化肥使用量从每公顷100多公斤增加到500多公斤，数量上升了4倍。这在保证粮食增产的同时，也对农田环境构成了威胁。”陶福禄告诉《中国科学报》记者。
我国粮食总产“九连增”与化肥使用量不断攀升密切相关。虽然耕地面积减少有可能带来粮食安全危机，但化肥滥用的副作用也日渐凸显。
在连年的耕作中，老郭明显感到，土地的质量明显不如以前了。
而在全国范围内，我国由于过量使用化肥造成的土壤污染已不是新闻。事实上，我国化肥的综合使用率仅在40%左右，其余约60%的化肥，成了土地污染的重要源头。
老郭还感觉到，小麦的口感似乎也和使用化肥有关。“最近几年化肥用得多，小麦磨出的面粉口感不行了，但不用又不行。”
所以，尽管已觉察到化肥增产的副作用，老郭和其他村民仍然坚定不渝地给土地“喂”超量的化肥，并在收割时享受一年比一年略高的亩产数字。
此外，化肥超量使用随之出现的地下水污染和水位降低等问题也让专家意识到，保障粮食安全不能靠化肥拉动，必须寻求一条可持续发展的道路。
保土地与增粮食须标本兼治
我国一直面临粮食安全问题的挑战。1985年到1987年，我国粮食产量持续下降，人口却大幅增长。中科院27个研究所针对河北、山东、河南、安徽等黄淮海平原4省的农业主战场，启动了以盐碱地治理和中低产田改造为主的农业科技项目。到1993年，原来重灾低产区总产净增56亿公斤，这也被称为“黄淮海战役”。
这场“战役”为黄淮海平原的农业发展奠定了良好的基础。“这是中国科学院老一辈科学家的卓越成就。”刘纪远表示。
他同时称，黄淮海平原的粮食产量在中国农业各大主产区中排第一位，是国家粮食安全的命脉，具有极其重要的战略地位。“比如河南省人口已经接近1亿，但是每年仍有大量粮食输出。”
如今的黄淮海平原也是人口、资源和环境矛盾最突出的地方。陶福禄介绍说，这一地区目前人口集中，农民平均耕地不到一亩，还面临灰霾、地下水减少、污染等各种环境问题。加之气候变暖、极端天气增多，对华北平原粮食产量的提升都造成不利影响。
2008年，中科院知识创新重大项目“耕地保育与持续高效现代农业试点工程”启动，黄淮海平原粮食产能的可持续发展成为该项目关注的重点之一。
2008年4月20日，中科院院士李振声提出有关“守住18亿亩耕地，发展持续现代农业试点研究”的建议。第二天，他便和时任中科院副院长李家洋向时任中科院院长路甬祥作了汇报，并当即得到批示。4月24日，中科院计划局、生物局、资环局组织成立的“农业重大战略项目”工作组开始了农业重大项目建议的编制。历经几次研讨会后，该项目在当年8月启动，并于2011年5月结题。刘纪远担任该项目总体组组长。
这项长达4年的“大农业”项目创造了一系列现代农业技术集成模式。例如，山东省禹城市试点的“四节一网”模式，农田灌溉不再由整个村平摊水费，而是根据放水闸门上的计量系统分别测定。经最终评价，新模式的灌溉节水量达20%～30%。水利部随即向全国推广该模式。
同时，项目还提出了耕地保护新政策。例如，山东省根据耕地保护区划，实行差别化的耕地保护政策，探索建立“双纵双横”耕地保护补偿模式，尝试可行的农村土地承包经营权流转模式。
刘纪远认为，当年毛主席提出的“八字宪法”(土、肥、水、种、密、保、工、管)至今仍未过时。“国家应通过加强农田基本设施建设、改良农作物品种、推广测土配方施肥和土壤改良技术、加速农业机械化水平等措施，不断促进粮食单产的提高。”
统筹耕地、农业和农村之间的关系，形成土地规模化经营，也是可持续保卫耕地生命的途径之一。在刘彦随看来，要解决像黄淮海平原“村在田里、田在村间”的现状，必须让农田相对集中连片、基础设施配套，才有可能支撑现代农业发展。
今年5月9日，山东首个家庭农场管理标准出台。刘彦随欣喜地看到，适应农村人地关系转变的经营主体化、土地规模化、生产标准化的工作正在稳步推进。
“基层农业专业化更是治本的关键。”刘纪远说，应当着重培养有文化、懂经营、会管理的新型农民，为农业生产彻底更新换代。
也只有这样，良田才能一代代传承下去，永远保持鲜活的生命。
