张靖洁 刘珅坤 唐涛 葛保胜 李润植 崔红利

（1. 山西农业大学农学院分子农业与生物能源研究所，太谷 030801；2. 山东省烟台市农业科学研究院，烟台 265500；3. 中国科学院上海 高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室，上海 201210；4. 中国石油大学（华东）生物工程中心，青岛 266580）

我国是传统农业大国，从20 世纪80 年代开始，化肥的大量施用，带动了作物产量的大幅度提升，为我国农业生产和粮食安全作出了突出贡献。但随着化肥施用量的逐年加大，我国迅速成为世界化肥消费大国，在占世界7%的耕地上消耗了全球近1/3的化肥量。2013 年我国农用化肥施用量5.912×107t，农作物亩均化肥用量21.9 kg，远高于世界平均水平（每亩8 kg），是美国的2.6 倍，欧盟的2.5 倍［1］。过量施肥和农药使用导致土壤质量下降、农作物病虫害增加、化肥利用率下降、农产品质量下降，农业面源污染已成为我国环境污染的重要组成部分［2］。设施农业（Facility agriculture）基于工程技术手段，能够实现培养条件相对可控，是一种促进动植物高效生产的现代农业模式。但在设施农业产业迅速发展的同时，亦衍生出一系列肥料和农药过度使用等绿色安全生产难题，同时也关系到农民的经济收入和产品质量安全。如化肥过量使用导致土壤结构破坏与群落微生物变化、作物病虫害发生频繁且幅度增强、作物产品营养品质下降等问题。过量施肥和农药使用导致的农业面源污染已经成为设施蔬菜产业发展的瓶颈［3］。国家近几年连续发布《大气污染防治行动计划》、《水污染防治行动计划》、《土壤污染防治行动计划》及推进农业供给侧结构性改革中，都对减少化肥和农药使用、保护生态环境提出了迫切需求。……