蔣高明
本文于2019年發(fā)表于《金融博覽》，第6 期
長期以來，生態(tài)農業(yè)被一些人斥為“會餓死人的”，生態(tài)食品仿佛注定是小部分特權人士的專享，其實這是一個嚴重誤區(qū)。人類近萬年的農業(yè)歷史，使用農藥化肥的時間不足1%?，F(xiàn)在人們一直是圍繞種子做文章，甚至通過轉基因來改變種子特性，而忽視了生態(tài)學基本原理的應用，是舍本求末。生態(tài)農業(yè)不僅需要建構人與自然共生、循環(huán)的關系，而且需要創(chuàng)造人與人的合作關系。經歷100多年的發(fā)展，生態(tài)學日益成熟，在我國已經成為與數理化并列的一級學科，一些基本原理應用到農業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
農田生態(tài)系統(tǒng)由氣候、土壤、生物等因子的共同作用所形成。其中, 大氣溫度和降水量占主導地位, 對其他因子產生重大影響。農田是由自然生態(tài)系統(tǒng)改造而來的，不同植被地理背景下農田的生產力或產量受水熱組合影響最大。自然界最高生產力是熱帶雨林，約 45 t/ ha/a，是在不施肥不打藥基礎上實現(xiàn)的，熱帶雨林的水熱條件最好，元素循環(huán)快。在農田中，光照、CO2 都不是限制因子，而水熱條件，尤其水熱組合，最能反映農田生產力狀況。我國即使有些農田面臨季節(jié)性干旱脅迫，依然比真正的地中?；哪畢^(qū)域的農田具有十分有利的條件。中國草原雨熱同期，而地中海附近、非洲的部分草原，雨熱出現(xiàn)的最佳時期是冬夏季分離的。
碳表現(xiàn)在土壤中即有機質。目前我國耕地有機質普遍很低，平均 1%左右。通過有機肥養(yǎng)地，大幅度提高土壤含碳量，進而提高產量。這里的有機肥，指自然界中的所有光合產物及其衍生物，不僅僅是傳統(tǒng)理解的人糞尿和動物排泄物。高效生態(tài)農業(yè)中的有機肥將以植物源肥料如綠肥、秸稈肥、雜草肥為主。我們的實驗數據表明，在暖溫帶濕潤地區(qū)，當生態(tài)農田有機質提高到 5% 時，在這樣的土壤肥力下，即使空白對照 ( 不施肥 )的作物產量，也能超過噸糧（小麥玉米周年產量）。
氮是植物光合生長必需的元素。自然界可以利用的氮都來自空氣，空氣中氮氣含量 78%。生物固氮、雷電固氮、干濕沉降都可以提供氮源。在種植過程中，用以上培育碳庫的辦法培育土壤氮庫，通過微生物活動固定空氣中的氮，并活化土壤中的氮。當土壤含碳量增加到 5% 時，意味著每畝 20 cm 耕作層中有 1.75 噸純氮，這些氮不會像化肥那樣流失。因此，人類離開化肥廠，也能夠滿足作物需要的氮。由于土壤磷和鉀基本不缺少，解決了氮的矛盾，鱗鉀和其他大量元素與微量元素的問題迎刃而解。解決這個問題的基本思路是：每年將籽粒帶走的氮雙倍還回土壤，使土壤可利用氮不斷增加。土壤中碳與氮之間的比例變化在 10: 1 至 12: 1 之間，合理的碳氮比對生態(tài)農田異常重要。
增加土壤碳氮庫的辦法有很多，除每年添加有機肥外，秸稈還田、種植或施加綠肥、利用雜草肥都是很好的辦法。生態(tài)農田必須每年添加碳和氮，不能依靠化肥替代。我國農區(qū)使用了四五千年的農田沒有退化，就是有機肥養(yǎng)地的結果。只不過過去動力不足，有機肥來源少，農田產量低。
如今，這些問題都已基本解決，通過培育土壤碳氮庫增產技術已非常成熟。生態(tài)農田具有豐富的生物多樣性，尤其是土壤生物多樣性。農田生物多樣性包括種植物種與養(yǎng)殖物種多樣性。在一個多樣性的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，其穩(wěn)定性也是高的，抗自然災害能力也強，同時延長了農產品貨架期，避免集中上市帶來的農產品滯銷。我們在某農戶 10 畝農田基礎上發(fā)展的弘毅生態(tài)小院中，經濟物種有 73 種之多，包括植物、動物與微生物三大類。
在這個系統(tǒng)中，害蟲與雜草都變成資源利用起來。同時我們發(fā)現(xiàn)，由于土壤健康，農田生態(tài)系統(tǒng)健康，植物病害基本消失。害蟲與雜草本身就是普通的物種，它們的作用也是辯證的。害蟲會吃作物，但也會給一些蟲媒的作物授粉，害蟲是益蟲的食物，害蟲死亡后其尸體可以參與構造土壤中的團粒結構 ；雜草會與莊稼爭養(yǎng)料，但也會增加土壤碳氮等營養(yǎng)，雜草根系及其分泌物，對于土壤中的生物多樣性維持及其保持良好的土壤結構也起到很多的作用。
當然，對于害蟲和雜草要進行科學管理。農民付出的辛勤工作是管理它們，不使其危害，并變害為寶。在管理中，能夠用物理方法的，盡量不用化學方法，能夠用生物方法的，盡量不用物理方法。
種子是農業(yè)的重要“芯片”，人類造不出種子來，除為動物生產飼料利用一部分雜交種外，基本使用老種子，鼓勵農戶自留種子，常年生態(tài)育種與自留種，產量有增加趨勢。高效生態(tài)農業(yè)模式杜絕轉基因種子。
高效生態(tài)農業(yè)將是我國農業(yè)的重要發(fā)展方向。在農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，農業(yè)再也不是現(xiàn)代化學污染源，不是溫室氣體排放源而是溫室氣體庫，從源頭解決了面源污染問題 ；農田生態(tài)環(huán)境大幅度改善；農田生物多樣性將逐漸恢復；農產品不再含有人為添加的有害化學物質；農產品提供優(yōu)質健康的能量，重大疾病發(fā)生率將大幅度下降；農業(yè)最終將成為附加值很高的產業(yè)，農民的勞動力可以在家門口轉變?yōu)殁n票，不再進城打工出賣勞動力。
（作者為中國科學院植物所研究員、中國科學院大學教授）
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