建設山地生態(tài)果園勢在必行

翁伯琦

(福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，福建 福州 350013)

山地生態(tài)果園是指在山地丘陵地區(qū)，基于生態(tài)學、系統(tǒng)學的理論，通過水、熱、土、光、大氣、養(yǎng)分等的科學利用，動物、植物、微生物等生態(tài)結(jié)構(gòu)的合理配置而建立的一種生態(tài)合理、能量流動、物質(zhì)循環(huán)、經(jīng)濟高效、環(huán)境優(yōu)美的可持續(xù)發(fā)展的果園生產(chǎn)系統(tǒng)。就整體而言，它是一個結(jié)構(gòu)完善、功能完備、物質(zhì)投入少、產(chǎn)品輸出多、生物多樣性較為豐富的綜合生產(chǎn)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)自我調(diào)節(jié)、自我循環(huán)以及生態(tài)平衡，不需要大量的化肥、農(nóng)藥等物質(zhì)投入，就可以實現(xiàn)穩(wěn)定、持續(xù)、高效地輸出各種農(nóng)產(chǎn)品，通過各分系統(tǒng)相互配合、協(xié)調(diào)共存，使經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益等得到和諧統(tǒng)一[1]。在山地丘陵建設生態(tài)果園，其意義在于充分利用自然資源，防控山地水土流失，發(fā)揮果園多功能的作用，力求在收獲優(yōu)質(zhì)果品之時，提高生產(chǎn)力與生態(tài)力，保障山地綜合開發(fā)取得經(jīng)濟，社會與生態(tài)效益，使之實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

1 果園生態(tài)平衡與生態(tài)果園建設

20世紀70年代，我作為知識青年上山下鄉(xiāng)在閩東農(nóng)村參加茶果隊的生產(chǎn)勞動，這對于一個長期生活在城市的高中畢業(yè)生來說，似乎一切都是新鮮事兒，開山種果、管理茶園，傳統(tǒng)耕作，早出晚歸，真是不亦樂乎。久而久之，在倍感農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與體力勞動艱辛之時，則身心與意志也受到了歷練。可以說，在不經(jīng)意之中培養(yǎng)了我熱愛農(nóng)業(yè)的樸素思想。與此同時，我們幾個知青伙伴在勞動實踐中也強烈意識到，盲目開墾山地果園，常有得不償失之感?？嘤诋敃r的專業(yè)知識有限，還不知如何加以系統(tǒng)性的治理。我們也在想方設法來改造山地果園，力求提高其綜合效益與農(nóng)民收入。但付諸實踐，卻成效不大，其根本原因在于措施不得法，技術不到位。可以說，我們許多伙伴是帶著遺憾先后離開茶果隊的。一些人參加招工去了，一些人上大學了，一些人參軍了。大學畢業(yè)后，我分配到福建省農(nóng)業(yè)科學院工作，又有機會與農(nóng)業(yè)、農(nóng)民打交道了，現(xiàn)實的山地開發(fā)與傳統(tǒng)的果園改造再一次喚起我的興致。建設山地生態(tài)果園，既要保障山地果業(yè)開發(fā)，又要有效防控水土流失，既要收獲優(yōu)質(zhì)果業(yè)產(chǎn)品，又能實施立體農(nóng)業(yè)開發(fā)。如何選擇相關技術，怎樣優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，這對山地面積占85%的福建省來說，無疑是一個重要的農(nóng)業(yè)科研命題，更是提高農(nóng)業(yè)土地產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率、資源利用率的關鍵切入點。這就是我為何如此關注紅壤山地生態(tài)果園模式與技術研究的出發(fā)點，更是我博士論文研究重點選擇的主要依據(jù)之一。這或許就是一種事業(yè)的傳承，也正是人們常說的職責所在、使命所系吧。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力較低、果品生產(chǎn)尚處于自生自滅狀態(tài)時，果園的外部投入少，果品產(chǎn)量也較低，輸入系統(tǒng)與輸出系統(tǒng)的物質(zhì)能量總量則相近，整個果園生態(tài)系統(tǒng)處于低層次的平衡狀態(tài)。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，水果產(chǎn)量得到了提高，因此增加了果園輸出的物質(zhì)能量，為彌補果園物質(zhì)能量輸入的不足，需要對果園施用水分和化肥等，但由于生產(chǎn)力仍不夠發(fā)達，果園生態(tài)系統(tǒng)依然入不敷出，出現(xiàn)土壤養(yǎng)分缺乏、有機質(zhì)含量下降、果木營養(yǎng)物質(zhì)減少等，從而造成系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)化的失衡。當農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進入產(chǎn)業(yè)化的高級階段，果品產(chǎn)量要進一步提高，果園物質(zhì)和能量輸出量需要激增，為維持系統(tǒng)平衡，人們就需要向果園大量投入化肥、農(nóng)藥等石油產(chǎn)品等方式，提高輸入系統(tǒng)的物質(zhì)和能量。這樣暫時維持了高額產(chǎn)出，但是由于生物系統(tǒng)的復雜性和果實成分的多樣性，輸入物質(zhì)的成分比例與輸出的難相吻合，其結(jié)果是導致果實品質(zhì)下降、系統(tǒng)代謝失調(diào)、資源浪費和環(huán)境惡化等問題[2]。

究其根源，其原因就在于果園輸入系統(tǒng)與輸出系統(tǒng)的物質(zhì)能量不能接近于相等，不能實現(xiàn)系統(tǒng)的生態(tài)平衡。果園生態(tài)系統(tǒng)平衡的維持有賴于系統(tǒng)內(nèi)植物、動物和微生物等的多樣性與和諧性，需要系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)、自我控制和自我完善，而急功近利的果品生產(chǎn)會破壞土壤的持續(xù)生產(chǎn)力和系統(tǒng)的生物多樣性，從而造成系列的生態(tài)環(huán)境問題，影響了果園的持續(xù)發(fā)展。破解這一瓶頸的關鍵在于，需要把果園當成一個完整的生態(tài)系統(tǒng)來看待，并實施科學有效的管理，應用生態(tài)學、系統(tǒng)學的技術和理念來指導果品生產(chǎn)，進行果園的生態(tài)系統(tǒng)建設，構(gòu)建山地生態(tài)果園。

當前，世界農(nóng)業(yè)正面臨著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、自然資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化和全球氣候變化等多種問題困擾。就理論意義認識，在業(yè)已過去的50多年間，以石油農(nóng)業(yè)為主要特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對全球糧食安全、解決饑餓問題做出了巨大貢獻，但也不可避免地帶來了自然資源浪費、產(chǎn)地環(huán)境污染和可持續(xù)發(fā)展乏力等系列問題。因此，在發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎上，吸收傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)善于利用生物多樣性的優(yōu)點，同時將生物多樣性的利用技術與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術結(jié)合，促使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生態(tài)轉(zhuǎn)型，建立可持續(xù)的集約化農(nóng)業(yè)，已成為中國生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。

2 果園生草覆蓋與相關配套技術

在中國，尤其是具有多山特點的福建，發(fā)展果業(yè)是農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和社會主義新農(nóng)村建設的重要途徑，優(yōu)質(zhì)果品也是最具國際競爭力的優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品之一。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，我國現(xiàn)有果樹栽培面積為976.86萬hm2，產(chǎn)量為8394萬t，面積和產(chǎn)量均居世界第一[3]。但是在目前我國水果生產(chǎn)中由于栽培管理技術落后、施肥不盡合理、用藥不太恰當、水土流失加劇，造成果園立體污染與土壤板結(jié)嚴重，導致水果品質(zhì)下降，果品農(nóng)藥殘留現(xiàn)象突出，果園的生態(tài)環(huán)境處于亟待改善的關鍵節(jié)點上。因此，探索適合國情省情的生態(tài)果園發(fā)展模式，改善果園土壤質(zhì)量、提高果品質(zhì)量安全、保護生態(tài)系統(tǒng)平衡、保障果園生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和人類的身體健康具有重要的現(xiàn)實意義。

成功的實踐業(yè)已表明，果園生草是一種綜合效益較好的農(nóng)林復合生態(tài)系統(tǒng)，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全果品為出發(fā)點，以生態(tài)學、系統(tǒng)學等相關學科的理論為指導，按照整體、循環(huán)、協(xié)調(diào)、再生的生態(tài)農(nóng)業(yè)原理，把水果生產(chǎn)看作一個完整的生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)，其生產(chǎn)技術措施不僅關注優(yōu)質(zhì)水果的生產(chǎn)，還包括系統(tǒng)內(nèi)動物、植物和微生物等的相互作用和共生關系，利用系統(tǒng)內(nèi)光、溫、水、氣、土壤、養(yǎng)分等自然資源，保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性和持續(xù)性，形成多級多層次生態(tài)結(jié)構(gòu)，建立一個投入少、效能高、環(huán)境好、可持續(xù)的生態(tài)果園生產(chǎn)體系，達到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效、安全的有機綠色果品的目標。

山地生態(tài)果園的基本模式就是在果園套種優(yōu)質(zhì)牧草，建立“果-草-牧-(菌)-沼”為主要循環(huán)體系的生態(tài)果園模式。通過牧草種植、草食動物養(yǎng)殖、微生物發(fā)酵等要素的合理配置，一方面可以有效防止果園水土流失，增加綠肥，培肥地力，提高果品的產(chǎn)量與品質(zhì)；另一方面可以利用牧草養(yǎng)殖草食性動物，腐蝕的草可以培植食用菌或者產(chǎn)生沼氣，并由此帶動其他相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過這一低投入、高產(chǎn)出的系統(tǒng)組合模式，整個果園就建立了基于自身系統(tǒng)的良性循環(huán)和運行機制。同時也可以形成“果-草-禽-害蟲”模式，果樹下種植的牧草，可以養(yǎng)雞等禽類，禽類又可以吃掉果園中里的害蟲，家禽的糞便可以成為果園的肥料，減少了化學肥料的使用，使果樹生長增加了氮、磷、鉀等養(yǎng)分，對土壤改良起到良好作用。據(jù)不完全統(tǒng)計，每667 m2果園放養(yǎng)40～50羽成年雞，一般能減少害蟲損失5%～6%，有利于果樹正常生長，同時又能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的雞蛋，經(jīng)濟效益明顯[3]。

果園生草復合生態(tài)系統(tǒng)在運行過程中，通過系統(tǒng)內(nèi)要素、層次、結(jié)構(gòu)和功能等優(yōu)化配置，通過果樹栽培、果樹生物學、果園生態(tài)學與果樹工程技術等的運用，一方面可以提高系統(tǒng)內(nèi)部能量的利用率或循環(huán)利用率，實現(xiàn)系統(tǒng)本身的物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)化與生物種群之間的和諧穩(wěn)定與生態(tài)平衡，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力；另一方面在外部介入復合系統(tǒng)條件下，系統(tǒng)能夠基本實現(xiàn)自身運轉(zhuǎn)的無廢棄物循環(huán)，實現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)化效率。多年的研究表明，果園生草是維持和保護土壤肥力的有效手段，在改善土壤理化特性和生物學特性，維持土壤養(yǎng)分平衡和循環(huán)、增加生物多樣性、降低病蟲害發(fā)生幾率等方面具有重要的作用[5]。

20世紀50年代，歐洲、美國、日本、意大利、波蘭、前蘇聯(lián)等國家，開始實行果園生草的栽培。日本青森蘋果試驗場自1931年就開始實施果園生草的栽培措施，1952年后在蘋果種植中大力推廣應用，現(xiàn)在蘋果園生草率已經(jīng)近100%。波蘭幾乎全部采用果園生草法，并且有行間、全園兩種類型[4]。美國的果園也普遍實行行間生草，而株間、樹盤噴采用灑除草劑的方法?？梢哉f，果園生草技術是世界發(fā)達國家普遍采用并被成功實踐所證明的一項果園管理技術，因為它符合生態(tài)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的原理與趨勢。

我國自20世紀80年代開始引入生草制，率先在福建、廣東、山東等省市的果園中試驗應用，然而由于各個地區(qū)氣候條件、立地條件等情況有很大的差異，在牧草品種選擇和推廣利用上缺乏標準化、規(guī)范化的技術，許多農(nóng)民受大田耕作“除草務盡”、“與果爭肥”等傳統(tǒng)理念影響，對果園生草缺乏基本的認識，未能得到很好的推廣應用。目前，我國對果園生草技術的研究囊括了多數(shù)常見果樹樹種，但是相關的研究多是基于單因素處理而且生草年限較短，側(cè)重于果園生草后對生態(tài)環(huán)境與果實品質(zhì)的影響，而對其產(chǎn)生的生理機理和調(diào)控措施等方面則研究不夠。很顯然，需要重點從適生牧草引進、品種選育、綜合利用等方面著手，加強生草對果園養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)的綜合效應機制研究，集成果、草、牧等有機結(jié)合的生態(tài)果園技術體系，并系統(tǒng)評價果園生草在生物生產(chǎn)、涵養(yǎng)水源、改土培肥、固碳增匯與生物多樣性等方面的生態(tài)服務功能，為更好改善果園土壤、調(diào)節(jié)樹體的生長發(fā)育提供技術支持，為果園生草的優(yōu)化管理和推廣應用提供科學依據(jù)[6]。

3 建設山地生態(tài)果園的關鍵環(huán)節(jié)

20世紀90年代中期，我作為科技人員曾經(jīng)幾度到閩北山區(qū)工作或掛職鍛煉，與基層農(nóng)業(yè)科技推廣工作者一道，走鄉(xiāng)村、訪果場、定站點、搞示范，改果園套種草，建基地樹樣板。幾多辛勤，幾多艱苦，仿佛又回到了知青勞動創(chuàng)業(yè)的年代，所不同是我們可以應用新的科技與研究成果來改造傳統(tǒng)果園，使之充滿活力，造就新的體系，實現(xiàn)開發(fā)與保護的統(tǒng)一，是極富有成就感的?？萍寂c生產(chǎn)結(jié)合，理論與實際結(jié)合，研究與推廣結(jié)合，有利于科技成果生成與有效轉(zhuǎn)化。人們常說實踐出真知，農(nóng)業(yè)科研工作更是如此。只有通過反復的實踐，才能不斷完善研究，才能不斷豐富內(nèi)容；只有通過反復改進，才能不斷提升水平，也才能不斷取得實效。

發(fā)展山地生態(tài)果園，其技術應用和科學管理強化以下幾個關鍵環(huán)節(jié)：一是推廣生草免耕技術。即在果木行間或樹盤除外的全園種植牧草等作物作為覆蓋，并對果園土壤進行免耕，待草長高后，把草割下鋪墊在樹盤，任其腐敗成肥料。這樣具有提高土壤有機質(zhì)含量、防控果園水土流失、調(diào)節(jié)果園小氣候、改善水果著色和品質(zhì)等作用。以生草免耕技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)深耕法，是果園耕作制度的一大改革。二是綠色防治病蟲危害。生態(tài)果園強調(diào)推廣生物防治、物理防治等綠色防控技術，從嚴控制化學農(nóng)藥的施用。按照無公害農(nóng)產(chǎn)品和綠色食品的生產(chǎn)要求，進行標準化生產(chǎn)，嚴格控制并解決產(chǎn)地環(huán)境污染等問題。三是注意耕作質(zhì)量管理?？茖W地對果木進行修剪整形，形成層次分明、透光通風、立體化結(jié)構(gòu)的豐產(chǎn)樹群；制定并實施嚴格的管理制度，強化有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)技術等管理，強化果品質(zhì)量安全監(jiān)管，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)安全的果品。四是完善生態(tài)保育體系。強化生態(tài)果園的產(chǎn)后服務體系建設，圍繞促進果業(yè)建設和開發(fā)，培育生態(tài)果品產(chǎn)業(yè)經(jīng)營體系，實現(xiàn)產(chǎn)品增產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)增值和農(nóng)民增收。

實際上，山地生態(tài)果園模式縱有多種，形式各異，但核心在于技術的優(yōu)化組合與便捷的設施配置，構(gòu)建以果業(yè)開發(fā)為主，實施并營造果-草-牧-沼-肥的優(yōu)化統(tǒng)籌與循環(huán)利用的新格局，著力提升山地資源利用率與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)出率。山地果園轉(zhuǎn)型升級的關鍵在于因地制宜建模式，充滿生機創(chuàng)機制；發(fā)揮優(yōu)勢成特色，優(yōu)化結(jié)構(gòu)求實效；同時更要有利于生態(tài)保護，農(nóng)民增收，持續(xù)發(fā)展。就此，人們在研發(fā)過程與實踐應用方面都取得了相當進展，但仍然還有許多知識與環(huán)節(jié)亟待改進與完善，例如新品種的更新?lián)Q代，信息技術開發(fā)應用，專業(yè)生產(chǎn)機械研發(fā)，農(nóng)牧結(jié)合有效方式，山地紅壤培肥地力，果園生草綜合利用等方面都有待于深化攻關，解決其有效匹配和高效利用技術、管理與機制問題。

我們相信，通過不斷努力與不斷完善，山地生態(tài)果園與生草覆蓋技術，將結(jié)出更加豐碩的成果，為實現(xiàn)百姓富與生態(tài)美的宏偉目標做出新的更大的貢獻。

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