河北省曲周县前衙村有着30多年的葡萄种植传统，近2400亩耕地中超过2000亩种了葡萄。但是，多年连续种植，土壤肥力下降，病虫害加剧，葡萄产量和品质受到严重影响，这些问题成了村民们的心病。大水漫灌、大量施肥、加大人力投入……村民们接连上“猛药”，但效果却不如人意。

更新种植理念、改进种植方式是前衙科技小院开出的“药方”。当记者在村头葡萄地里见到前衙科技小院“院长”王晓奕时，她正在为水肥一体化的管道施工忙得不可开交。

王晓奕和同学李慧丽、李兴都是中国农业大学植物营养系专业硕士研究生。在对全村120多块田地进行取样检测和田间管理调研后，他们发现，土壤中氮磷钾含量太高，而葡萄生长所需的其他重要养分却很少。“水肥一体化能够精准投入所需肥料，用更少的水、更少的肥，产出更好农产品。”王晓奕告诉记者。

不管种植的是葡萄、苹果还是西瓜，今年上半年前衙村、相公庄、后老营科技小院的农大学生，都在安装水肥一体化设备。引进测土配方施肥、滴灌、水肥一体等综合管理技术陆续在曲周推广。

“现阶段粮食增长速率明显变缓、化肥投入却持续增长，资源环境代价越来越高。”中国工程院院士、中国农业大学教授张福锁表示，化肥本身是好东西，但是用哪一种、怎么用、用多少，才能给农业生产和生态环境带来“正向作用”，值得研究。

离前衙村不远，中国农业大学曲周“三百亩”试验田里，正在进行玉米、小麦等华北地区常见作物的对比试验，一些实验时长为20年。张福锁把“三百亩”称作“面向未来的实验”。从2009年起，张福锁团队接过“曲周精神”的接力棒，与曲周人民一道向“作物高产、资源高效、环境友好”的绿色发展目标努力。

2016年9月8日，国际顶级学术刊物《自然》发表研究论文《科技小院让中国农民实现增产增效》；2018年3月7日，《自然》在线发表中国农业大学教授在农业绿色发展领域取得的新成果：“与千百万农民一起实现绿色增产增效。”两项世界级研究成果，张福锁均为作者之一。他说，在过去10年里，共有1152名研究人员、6.5万名农业推广人员及13万农业相关企业人员，与452个县的2090万农民参与了这一技术模式的推广应用工作。

依托科技小院，紧密联系农户进行的一系列实验，张福锁发现，当前农民们正在被知识不足、信息和资源缺乏、服务支撑不够、土地产权制约、抗风险能力差等一系列问题困扰，“科技进步难以转化为农户生产力和农民收益，这不仅是我国农业发展面临的巨大挑战，也是全球小农户生产转型的最大难题”。

数据显示，当地农户的作物产量和氮肥生产效率最初仅为高产高效试验基地的63%和57%。科技小院入驻5年后，曲周农民知识水平大幅度提高，高产高效技术采用率从2009年的17.9%提高到了53.5%，2009年至2014年全县粮食单产实现了实验基地产量水平的79.6%，全县粮食总产量增长率37%，养分效率提高20%以上，农民收入增长了79%，曲周一跃成为全国粮食生产先进县。

“老一辈农大人治碱解决了曲周人民吃饭的问题，我们这一代人要靠科技，降低农业生产消耗、提高产出。”张福锁希望把在曲周的做法归纳、总结成可复制、可推广的区域农业发展经验，将科教、政府、企业和农民融合在一起，共同形成科技进步、农民增收、农业发展、相互促进的现代农业发展新模式。