論生態(tài)農(nóng)業(yè)的邊界、原理與應(yīng)用

【摘要】生態(tài)農(nóng)業(yè)對(duì)于環(huán)境保護(hù)、維護(hù)生物多樣和人類(lèi)健康起著舉足輕重的作用。長(zhǎng)期以來(lái)，由于生態(tài)農(nóng)業(yè)概念不清，沒(méi)有系統(tǒng)的生態(tài)農(nóng)業(yè)科學(xué)原理與技術(shù)總結(jié)，造成了社會(huì)對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的嚴(yán)重誤解，決策者不能旗幟鮮明地發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，而是任由市場(chǎng)調(diào)節(jié)。很多非生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品打著生態(tài)農(nóng)業(yè)的旗號(hào)大行其道，造成了消費(fèi)者對(duì)生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品不信任，嚴(yán)重阻礙了生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。本文重新定義了生態(tài)農(nóng)業(yè)概念，厘清了生態(tài)農(nóng)業(yè)的邊界，并提出了指導(dǎo)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的五大理論體系與八大科學(xué)技術(shù)，為生態(tài)農(nóng)業(yè)健康發(fā)展奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)農(nóng)業(yè)? 科學(xué)原理? 食品安全

【中圖分類(lèi)號(hào)】F304? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2019.19.001

引言

長(zhǎng)期以來(lái)，生態(tài)農(nóng)業(yè)被認(rèn)為是小眾農(nóng)業(yè)，只有少數(shù)人才能夠享用，其實(shí)這是一個(gè)嚴(yán)重誤區(qū)。之所以造成這樣的誤解，是因?yàn)槿藗儗?duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的科技進(jìn)步不了解、傳統(tǒng)生態(tài)農(nóng)業(yè)概念模糊、邊界不清楚等。經(jīng)歷100多年發(fā)展，生態(tài)學(xué)日益成熟，在我國(guó)已經(jīng)成為與數(shù)理化并列的一級(jí)學(xué)科，一些基本原理應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。[1]現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)不僅突破了人們所擔(dān)心的產(chǎn)量低問(wèn)題，而且在環(huán)境保護(hù)、遏制氣候變化、全民大健康工程、鄉(xiāng)村振興、城鄉(xiāng)和諧發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)等重大環(huán)境與健康問(wèn)題上，發(fā)揮著主導(dǎo)作用。

生態(tài)農(nóng)業(yè)，顧名思義農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是生態(tài)的，是在健康的生態(tài)環(huán)境之下，用健康的辦法進(jìn)行管理的農(nóng)業(yè)，以種植谷物、油料作物、中草藥、蔬菜、果樹(shù)、煙草等經(jīng)濟(jì)作物和仿生態(tài)養(yǎng)殖為主。生態(tài)農(nóng)業(yè)所需要的原料盡量就地取材，來(lái)自自然界，不用農(nóng)藥、農(nóng)膜、植物生長(zhǎng)添加劑和轉(zhuǎn)基因種子，盡量不用或使用少量化肥并滿(mǎn)足植物對(duì)水、熱、礦物質(zhì)需求，其產(chǎn)量不低于或高于常規(guī)農(nóng)田。生態(tài)農(nóng)業(yè)具有較高的生物多樣性，尤其土壤微生物多樣性，自然生態(tài)平衡;在必要的時(shí)候用物理+生物方法控制蟲(chóng)害，不用化學(xué)農(nóng)藥滅殺;對(duì)于雜草，則采取機(jī)械處理與人工處理相結(jié)合的辦法，盡量避免使用有害除草劑。生態(tài)農(nóng)業(yè)不僅需要建構(gòu)人與自然共生、循環(huán)的關(guān)系，而且需要構(gòu)建人與人之間的合作關(guān)系。

由于生態(tài)農(nóng)業(yè)邊界不清楚，很多非生態(tài)農(nóng)業(yè)的元素如農(nóng)藥、化肥、地膜、激素、反季節(jié)種植與養(yǎng)殖，都混在生態(tài)農(nóng)業(yè)中，造成了概念混亂;由于對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的可續(xù)原理不清楚，人們將生態(tài)農(nóng)業(yè)簡(jiǎn)單等同于原始農(nóng)業(yè);在錯(cuò)誤的理論指導(dǎo)下，生態(tài)農(nóng)業(yè)所使用的科學(xué)技術(shù)被忽略，轉(zhuǎn)而使用現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)技術(shù)。上述問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)，筆者就生態(tài)農(nóng)業(yè)相關(guān)的概念、邊界、科學(xué)原理與應(yīng)用技術(shù)等熱點(diǎn)問(wèn)題談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念

傳統(tǒng)生態(tài)農(nóng)業(yè)概念如下：生態(tài)農(nóng)業(yè)是從系統(tǒng)理論思想出發(fā)，以生態(tài)學(xué)理論為依據(jù)，綜合運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果和管理手段，在一定區(qū)域范圍內(nèi)，因地制宜地組織、規(guī)劃進(jìn)行的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是無(wú)機(jī)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)的有機(jī)結(jié)合，它是用生態(tài)學(xué)的原則來(lái)管理和建立的生態(tài)上能自我維持、低輸入的、經(jīng)濟(jì)上可行的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，包括農(nóng)、林、牧、副、漁等。生態(tài)農(nóng)業(yè)主要依靠農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)來(lái)發(fā)展農(nóng)業(yè)，這是一種低能耗農(nóng)業(yè)，主要靠太陽(yáng)能和生物資源的充分利用，以盡可能少的能源、化肥、農(nóng)藥投入，求得盡可能多的深加工原料;對(duì)土地精耕細(xì)作，使農(nóng)工貿(mào)一體化、產(chǎn)供銷(xiāo)一體，較為理想地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、能源的節(jié)約和再生利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等綜合統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益雙贏(yíng)，生產(chǎn)和環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)辟了新的前景。[2]

上述概念過(guò)于冗長(zhǎng)，解釋過(guò)多，存在的問(wèn)題有四個(gè)：一是原則太多，包括系統(tǒng)理論、生態(tài)學(xué)理論、綜合運(yùn)用、因地制宜、規(guī)劃進(jìn)行、無(wú)機(jī)農(nóng)業(yè)與有機(jī)農(nóng)業(yè)結(jié)合、生態(tài)學(xué)原則，等等。二是限制條件太多，如在一定區(qū)域內(nèi)、主要依靠太陽(yáng)能和生物質(zhì)能、盡可能少、盡可能多、較為理想等。三是含糊，如有機(jī)和無(wú)機(jī)結(jié)合，怎么結(jié)合沒(méi)有說(shuō)，經(jīng)濟(jì)上可行也很弱。四是沒(méi)有旗幟鮮明地說(shuō)出生態(tài)農(nóng)業(yè)特點(diǎn)，即杜絕化學(xué)農(nóng)藥等有害化學(xué)物質(zhì)，發(fā)揮農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與健康功能，所生產(chǎn)的是健康食品，其經(jīng)濟(jì)效益高于常規(guī)農(nóng)業(yè)等。至于生態(tài)農(nóng)業(yè)在能源節(jié)約與再生利用，社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，是生態(tài)農(nóng)業(yè)的副產(chǎn)物，只要認(rèn)真發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)就能達(dá)到，不必要刻意強(qiáng)調(diào)。總之，對(duì)于傳統(tǒng)的生態(tài)農(nóng)業(yè)概念，讀后仍然不知道說(shuō)什么。

為此，我們提出生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念如下：生態(tài)農(nóng)業(yè)是在生態(tài)科學(xué)理論指導(dǎo)下，所開(kāi)發(fā)的環(huán)境友好性、耕地固碳固氮型農(nóng)業(yè)，是基本不使用人工合成的化學(xué)物質(zhì)如農(nóng)藥、除草劑、地膜、激素、轉(zhuǎn)基因種子，而滿(mǎn)足植物健康生長(zhǎng)的一類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。長(zhǎng)期堅(jiān)持下去，耕地生產(chǎn)力不斷提高，生產(chǎn)出來(lái)的食物為綠色食物（使用少量化肥，其余化學(xué)物質(zhì)不用）或有機(jī)食物（化肥也不用），在市場(chǎng)上價(jià)位高于常規(guī)農(nóng)產(chǎn)品。

從生態(tài)農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)來(lái)看，生態(tài)農(nóng)業(yè)并不是為落后、低產(chǎn)、低效的代名詞，而是具有十分明顯的生態(tài)、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。生態(tài)農(nóng)業(yè)是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)智慧基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代生態(tài)學(xué)原理和技術(shù)提升的一類(lèi)環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)模式。

生態(tài)農(nóng)業(yè)的邊界

如果僅僅因?yàn)楸Ｗo(hù)環(huán)境而發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，這樣的農(nóng)業(yè)顯然沒(méi)有推廣的必要，生態(tài)農(nóng)業(yè)的首要任務(wù)是提供人類(lèi)豐富的健康食物。生態(tài)農(nóng)業(yè)的邊界在哪里？凡是符合生態(tài)學(xué)做法，完全不用（有機(jī)農(nóng)業(yè)）或極少量使用（綠色）有害化學(xué)物質(zhì)的農(nóng)業(yè)方式，都屬于生態(tài)農(nóng)業(yè)的范疇，包括有機(jī)糧食種植加工與銷(xiāo)售;海洋自然捕撈、天然淡水漁業(yè)、草原放牧的產(chǎn)品、森林食物采集;自由放養(yǎng)的動(dòng)物;不用農(nóng)藥、除草劑、激素、地膜、轉(zhuǎn)基因種植的蔬菜、中草藥、茶、水果等生產(chǎn)、加工與銷(xiāo)售，等等，都屬于生態(tài)農(nóng)業(yè)范疇。這類(lèi)食物與工業(yè)化食物完全不同，從營(yíng)養(yǎng)、農(nóng)藥殘留、口感、價(jià)格上明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)。

下面的農(nóng)業(yè)模式，由于嚴(yán)重違背生態(tài)學(xué)規(guī)律，不屬于生態(tài)農(nóng)業(yè)：一是工廠(chǎng)化養(yǎng)殖;二是集約化與規(guī)模化單一種殖;三是反季節(jié)種植;四是使用大量化學(xué)物質(zhì)投入的農(nóng)業(yè);五是使用轉(zhuǎn)基因種子的農(nóng)業(yè);六是使用大量食品添加劑的加工業(yè);七是僅有認(rèn)證證書(shū)而食品其實(shí)就來(lái)自農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的假有機(jī)農(nóng)業(yè)或綠色農(nóng)業(yè);八是檢測(cè)出多種農(nóng)藥殘留并超標(biāo)的無(wú)公害農(nóng)業(yè);九是高密度水生養(yǎng)殖業(yè)等。需要指出的是，生態(tài)農(nóng)業(yè)并不是萬(wàn)能的，它解決不了所有的問(wèn)題，其范圍的擴(kuò)大取決于消費(fèi)者的需求，生產(chǎn)者的參與，政府的支持。

生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)

目前，圍繞人類(lèi)食物鏈和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人類(lèi)投入了大量的化學(xué)物質(zhì)，[3][4][5]這些化學(xué)物質(zhì)如果采用生態(tài)農(nóng)業(yè)的辦法，絕大部分可以停止使用。生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及的范圍很廣，農(nóng)、林、牧、副、漁都會(huì)涉及，但在每一個(gè)環(huán)節(jié)都有物種的貢獻(xiàn)，都有從事該行業(yè)農(nóng)民的貢獻(xiàn)。生態(tài)農(nóng)業(yè)的典型特點(diǎn)是：一是優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境、人與自然和諧共生;二是元素循環(huán)再生、生態(tài)平衡;三是多樣化的栽培物種;四是杜絕農(nóng)藥、地膜、除草劑、人工合成激素用量;五是為發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)使用的少量化肥被農(nóng)作物吸收而不是污染環(huán)境。概括起來(lái)，生態(tài)農(nóng)業(yè)具有以下八大優(yōu)勢(shì)。

第一，生態(tài)農(nóng)業(yè)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，告別面源污染。沒(méi)有健康的農(nóng)業(yè)發(fā)展無(wú)從談生態(tài)農(nóng)業(yè)。農(nóng)田中主要害蟲(chóng)和雜草其實(shí)都是自然界正常的物種，能夠用物理方法干擾控制的，盡量不用化學(xué)辦法，能夠恢復(fù)生態(tài)平衡，對(duì)產(chǎn)量不造成明顯影響的，盡量減少人為干預(yù)，既節(jié)約人工成本，還保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。根據(jù)我們的前期研究，如果發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，將目前90%以上的農(nóng)藥和50%以上的化肥停下來(lái)，對(duì)產(chǎn)量影響并不大。[6]

第二，生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的食物質(zhì)量高，很少農(nóng)藥殘留或零農(nóng)殘。由于前期投入的化學(xué)物質(zhì)非常少，且盡量投入可降解的生物類(lèi)農(nóng)藥，再加上自然界的自?xún)裟芰?，以大量的有機(jī)肥為主，這樣的農(nóng)產(chǎn)品基本不存在農(nóng)藥殘留。[7]如果農(nóng)產(chǎn)品后期檢測(cè)出多種農(nóng)藥殘留，根本就不是在生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)里生產(chǎn)的。[8]

第三，生態(tài)農(nóng)業(yè)單位土地經(jīng)濟(jì)效益高。目前由于采取粗放式的化學(xué)辦法種地，雖然產(chǎn)量相對(duì)高，但價(jià)格便宜，有時(shí)市場(chǎng)不好還會(huì)爛在地里，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。提高經(jīng)濟(jì)效益的辦法有兩種，要么繼續(xù)擴(kuò)大土地規(guī)模，使經(jīng)營(yíng)者有利可圖，但質(zhì)量會(huì)下降;要么提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高價(jià)位，再加上生態(tài)農(nóng)業(yè)并不減產(chǎn)，對(duì)于消費(fèi)者和生產(chǎn)者都是好事。[9]前者購(gòu)買(mǎi)了放心食品，保護(hù)了自身與家人健康，后者增加了收入，更愿意向土地中投入優(yōu)質(zhì)勞動(dòng)力。

第四，種養(yǎng)結(jié)合、種植多樣化、間作套種、立體種植。這是生態(tài)農(nóng)業(yè)的最大優(yōu)點(diǎn)。生態(tài)農(nóng)業(yè)的大量肥料來(lái)自系統(tǒng)本身，“六畜興旺”才能“五谷豐登”。在少量土地面積上，可以提供大量食物種類(lèi);豆科與禾本科植物間作套種，可以直接利用空氣中的氮源;立體種植也能夠?qū)崿F(xiàn)。生態(tài)農(nóng)業(yè)中，食物多樣性高，這是其他農(nóng)業(yè)方式所不能做到的。物種多樣性豐富，系統(tǒng)就穩(wěn)定，抗風(fēng)險(xiǎn)能力就高。據(jù)筆者粗略估計(jì)，北方一個(gè)1000人左右的村莊，可以提供的食物種類(lèi)近200種。而美國(guó)農(nóng)業(yè)模式，幾百甚至幾千平方公里內(nèi)只能生產(chǎn)一兩種食物，要么玉米要么小麥。不要說(shuō)搞間作套種，就是聯(lián)茬種植業(yè)也做不到。他們的農(nóng)業(yè)根本就沒(méi)有人氣，幾十平方公里難見(jiàn)到一個(gè)人。[10]

第五，生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量高。生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量并不低，由于用地養(yǎng)地，被帶走的養(yǎng)分通過(guò)有機(jī)肥或少量化肥補(bǔ)充。更關(guān)鍵的是，由于化學(xué)物質(zhì)少，土壤動(dòng)物和土壤微生物豐富，這些生物就間接將土壤中的礦物質(zhì)釋放出來(lái)，供植物根系吸收。在這種模式下，如果堅(jiān)持長(zhǎng)期養(yǎng)地，產(chǎn)量是穩(wěn)步增加的。通過(guò)12年實(shí)踐，我們已經(jīng)成功將低產(chǎn)田改變成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的噸糧田。[11]取得這樣的成績(jī)，我們并沒(méi)有使用農(nóng)藥、化肥、除草劑、激素、地膜、轉(zhuǎn)基因種子。[12]

第六，全面提高水分與養(yǎng)分利用效益，節(jié)約資源，不產(chǎn)生浪費(fèi)。由于生態(tài)農(nóng)業(yè)尊重植物生長(zhǎng)規(guī)律，因地制宜，根據(jù)農(nóng)業(yè)的氣候特點(diǎn)安排種植和養(yǎng)殖。與自然規(guī)律相一致，遵守24節(jié)氣的農(nóng)時(shí)，其水分、養(yǎng)分利用效率高，加上飼養(yǎng)動(dòng)物排泄的糞尿，鄉(xiāng)村餐余和農(nóng)作物秸稈都能夠利用，增加了資源利用效率。所有這一切要實(shí)現(xiàn)，必須有人氣，人在其中起到非常大的作用。[13]

第七，生態(tài)農(nóng)業(yè)是耕地固碳型的，由碳排放逆轉(zhuǎn)為碳吸收。目前的農(nóng)業(yè)模式是排放溫室氣體的，高達(dá)44%～57%的溫室氣體來(lái)自現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及其相關(guān)的工業(yè)活動(dòng)。用有機(jī)肥替代化肥可顯著減少溫帶農(nóng)田溫室氣體排放量。[14]我們的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式下，普通農(nóng)田凈釋放溫室氣體，為2.7CO2當(dāng)量ha-1yr-1，而生態(tài)農(nóng)業(yè)凈吸收溫室氣體，達(dá)8.8CO2當(dāng)量ha-1yr-1，兩者相加為11.5tCO2當(dāng)量ha-1yr-1。[15]這就是說(shuō)，減少化肥使用，增加耕地有機(jī)質(zhì)，可將溫室氣體埋藏到地下，這個(gè)功能是生態(tài)農(nóng)業(yè)的副產(chǎn)物。

第八，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)可全面帶動(dòng)農(nóng)民就業(yè)。由于優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，加上生態(tài)環(huán)境優(yōu)美，對(duì)城市人群有很強(qiáng)的吸引力。農(nóng)業(yè)要素容易變成商業(yè)要素，從養(yǎng)殖到種植，從收獲到加工，從加工到銷(xiāo)售，從餐飲到觀(guān)光旅游，從保健到養(yǎng)生再到養(yǎng)老，鄉(xiāng)村可以就地城鎮(zhèn)化，吸引農(nóng)二代、大學(xué)生二代，乃至城市精英就業(yè)。這樣的話(huà)，遍布全國(guó)的400萬(wàn)個(gè)鄉(xiāng)村如發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，非常有可能形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

生態(tài)農(nóng)業(yè)的科學(xué)原理

水熱耦合原理。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)由氣候、土壤、生物等因子所形成。其中，氣候中的大氣溫度和降水占主導(dǎo)地位，對(duì)其他因子產(chǎn)生重大影響。農(nóng)田是由改造自然生態(tài)系統(tǒng)而來(lái)的，在不同植被地理背景下，農(nóng)田生產(chǎn)力或產(chǎn)量受水熱組合影響最大。自然界中，最高生產(chǎn)力是熱帶雨林，約45tha-1a-1，是在不施肥不打藥基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。熱帶雨林的水熱條件最好，元素循環(huán)快。在農(nóng)田中，光照、CO2都不是限制因子，而水熱條件，尤其水熱組合，最能反應(yīng)農(nóng)田生態(tài)狀況。我國(guó)即使有些農(nóng)田面臨季節(jié)性干旱脅迫問(wèn)題，依然比地中海荒漠區(qū)域農(nóng)田具有十分有利條件。中國(guó)草原是雨熱同期，而地中海附近、非洲的部分草原，雨熱出現(xiàn)的最佳時(shí)期是冬夏季分離的。[16]

水利是農(nóng)業(yè)的命脈，在不同氣候帶上水熱組合決定了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力。生態(tài)農(nóng)田盡量利用天然降水，適度利用客水或地下水，做到“旱能澆、澇能排”。熱即熱量，地球上的一切熱量來(lái)自太陽(yáng)，熱對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育乃至群落分布有重要的作用。在陽(yáng)光不缺少的地方，熱量尤其與水的耦合對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的作用大于化學(xué)肥料。生態(tài)農(nóng)田利用自然界的熱量，不搞反季節(jié)種植，充分利用我國(guó)水熱同期優(yōu)勢(shì)，因地制宜發(fā)展適合的作物。高溫的夏季雜草生長(zhǎng)也很繁茂，如將雜草作為資源利用起來(lái)改良土壤，也是在生態(tài)農(nóng)田利用熱量資源的有效途徑之一。

土壤碳氮庫(kù)增長(zhǎng)原理。碳表現(xiàn)在土壤中即有機(jī)質(zhì)。目前我國(guó)耕地有機(jī)質(zhì)普遍偏低，平均1%左右。通過(guò)有機(jī)肥養(yǎng)地，可大幅度提高土壤含碳量。這里的有機(jī)肥，指自然界中的所有光合產(chǎn)物及其衍生物，不僅僅是傳統(tǒng)理解的人糞尿和動(dòng)物排泄物。生態(tài)農(nóng)業(yè)中的有機(jī)肥，以植物源肥料如綠肥、秸稈肥、雜草肥為主，最大限度地利用人與動(dòng)物肥。我們的研究發(fā)現(xiàn)，在暖溫帶濕潤(rùn)地區(qū)，當(dāng)生態(tài)農(nóng)田有機(jī)質(zhì)提高到5%時(shí)，在這樣的土壤肥力下，即使空白對(duì)照（不施肥）的作物產(chǎn)量，也能超過(guò)了噸糧（小麥玉米周年產(chǎn)量）。[17]

氮是植物光合生長(zhǎng)必須的元素。自然界可以利用的氮都來(lái)自空氣，空氣中氮?dú)夂?8%。生物固氮、雷電固氮、干濕沉降都可以提供氮源。在種植過(guò)程中，用以上培育碳庫(kù)的辦法，培育土壤氮庫(kù)，通過(guò)微生物活動(dòng)固定空氣中的氮，并活化土壤中的氮。碳與氮之間的比例約為10：1至12：1之間，當(dāng)土壤含碳量增加到5%時(shí)，即使按照碳氮比10：1，也意味著每畝20厘米耕作層中有1.75噸純氮，這些氮不會(huì)像化肥那樣流失。因此，人類(lèi)離開(kāi)化肥廠(chǎng)，也能夠滿(mǎn)足作物需要的氮。由于土壤磷和鉀基本不缺少，解決了氮的問(wèn)題，鱗、鉀和其他大量元素與微量元素的問(wèn)題迎刃而解。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。因此，合理的碳氮比，對(duì)生態(tài)農(nóng)田異常重要。[18]

增加土壤碳氮庫(kù)的辦法有很多，除每年添加有機(jī)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(nóng)田必須每年添加碳和氮，不能依靠化肥替代。我國(guó)農(nóng)區(qū)使用了4000～5000年的農(nóng)田沒(méi)有退化，就是有機(jī)肥養(yǎng)地的結(jié)果。過(guò)去動(dòng)力不足，有機(jī)肥來(lái)源少，農(nóng)田產(chǎn)量低。如今，這些問(wèn)題都已基本解決，通過(guò)培育土壤碳氮庫(kù)增產(chǎn)技術(shù)已非常成熟。[19]

生物多樣性原理。生態(tài)農(nóng)田具有豐富的生物多樣性，尤其是土壤生物多樣性。農(nóng)田生物多樣性包括種植物種（植物、菌物）與養(yǎng)殖物種（動(dòng)物）多樣性。在一個(gè)多樣性的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，其穩(wěn)定性也是高的，抗自然災(zāi)害能力加強(qiáng)，同時(shí)延長(zhǎng)了農(nóng)產(chǎn)品貨架期，避免集中上市帶來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品滯銷(xiāo)。我們?cè)?0畝農(nóng)田基礎(chǔ)上發(fā)展的弘毅生態(tài)小院，經(jīng)濟(jì)物種有73種之多，包括植物、動(dòng)物與微生物三大類(lèi)。[20]在這個(gè)系統(tǒng)中，害蟲(chóng)與雜草都變成了資源利用起來(lái)。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，由于土壤健康，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康，植物病害基本消失。[21]

害蟲(chóng)與雜草本身就是普通的物種，它們的作用也是辯證的。害蟲(chóng)會(huì)吃植物，但也會(huì)給一些蟲(chóng)媒植物授粉，害蟲(chóng)是益蟲(chóng)的食物，害蟲(chóng)死亡后其尸體可以參與構(gòu)造土壤中的團(tuán)粒結(jié)構(gòu);雜草會(huì)與莊稼爭(zhēng)養(yǎng)料，但也會(huì)增加土壤碳氮等營(yíng)養(yǎng)。雜草根系及其分泌物對(duì)于土壤中的生物多樣性維持和保持良好的土壤結(jié)構(gòu)起到十分重要的作用。當(dāng)然，對(duì)于害蟲(chóng)和雜草必須進(jìn)行管理，農(nóng)民付出的辛勤工作是管理它們，不使其危害農(nóng)田，并變害為寶。[22]

生態(tài)位原理。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，不同物種都有自己的生態(tài)位，在時(shí)間空間上所占據(jù)位置不同，大部分時(shí)間物種相安無(wú)事，只有到生態(tài)位重疊時(shí)，才會(huì)發(fā)生激勵(lì)的競(jìng)爭(zhēng)或?qū)埂Ｉ鷳B(tài)位是生態(tài)系統(tǒng)中每種生物生存所必需的生境最小閾值。擁有相似功能生態(tài)位、但分布于不同地理區(qū)域的物種，在一定程度上可稱(chēng)為生態(tài)等值生物。生態(tài)位與資源利用譜相對(duì)應(yīng)，生態(tài)位寬度是指被一個(gè)生物所利用的各種不同資源的總和。

在農(nóng)田中，因種間競(jìng)爭(zhēng)，一種生物不可能利用其全部原始生態(tài)位，所占據(jù)的只是現(xiàn)實(shí)生態(tài)位。作物的生態(tài)位是人為保護(hù)的，往往為了高產(chǎn)，人工除草或機(jī)械除草，去除競(jìng)爭(zhēng)者。土壤表面上下一定高度和深度，這是土壤微生物、蚯蚓、線(xiàn)蟲(chóng)等動(dòng)物的生態(tài)位，一些害蟲(chóng)的幼蟲(chóng)也分布在土壤中。利用生態(tài)位的空間差異，可以減少雜草控制成本，如果果園和葡萄園生草，就是利用喬木（藤本）與草本植物生態(tài)位不同的原理;種植高粱也可以控制雜草，因?yàn)楦吡粸楦邨U作物;利用生態(tài)位時(shí)間差異可以控制害蟲(chóng)，如誘蟲(chóng)燈捕殺的往往是夜行害蟲(chóng)，而益蟲(chóng)因?yàn)槎嘣诎滋觳妒齿^少受害。夏季的雜草很難在春季生長(zhǎng)，因此，可以利用夏季高溫多雨生長(zhǎng)雜草，混播豆科植物養(yǎng)地，然后種植越冬小麥，小麥產(chǎn)量可以提高。這是利用小麥與雜草的時(shí)間生態(tài)位原理，在北方農(nóng)田，玉米夏季農(nóng)田雜草以牛筋草等為主，小麥以播娘蒿為主。

生態(tài)系統(tǒng)原理。生態(tài)系統(tǒng)指在自然界的一定的空間內(nèi)，生物與環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體，在這個(gè)統(tǒng)一整體中，生物與環(huán)境之間相互影響、相互制約，并在一定時(shí)期內(nèi)處于相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)之中。生態(tài)系統(tǒng)能夠自我維持、自我更新，且具有一定的恢復(fù)能力。掌握了農(nóng)田生態(tài)因子變化特點(diǎn)、物種組成及其相關(guān)關(guān)系，人類(lèi)就可以利用所掌握的生態(tài)學(xué)知識(shí)進(jìn)行農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，力求獲得最大的產(chǎn)量、生物量或者最高的經(jīng)濟(jì)效益。

間作套種、林禽互作，果禽互作、林糧互作，藥糧互作、稻田養(yǎng)鴨、稻田養(yǎng)魚(yú)、蓮魚(yú)共生、魚(yú)菜共生等，都是利用生態(tài)學(xué)原理進(jìn)行的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在該類(lèi)設(shè)計(jì)中，最重要的因素是種子。種子是農(nóng)業(yè)的重要“芯片”，人類(lèi)造不出種子來(lái)。除為動(dòng)物生產(chǎn)飼料利用一部分雜交種外，基本使用老種子。鼓勵(lì)農(nóng)戶(hù)自留種子，常年生態(tài)育種與自留種，產(chǎn)量有增加趨勢(shì)。生態(tài)農(nóng)業(yè)模式杜絕轉(zhuǎn)基因種子，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)基因是違背自然規(guī)律的。

在生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，農(nóng)業(yè)不是現(xiàn)代化學(xué)污染源，不是溫室氣體排放源而是溫室氣體庫(kù)，從源頭解決了面源污染問(wèn)題;農(nóng)田生態(tài)環(huán)境大幅度改善;農(nóng)田生物多樣性將逐漸恢復(fù);農(nóng)產(chǎn)品不再含有人為添加的有害化學(xué)物質(zhì)，目前，圍繞食物鏈合法使用的化學(xué)物質(zhì)高達(dá)5萬(wàn)多種;[23]農(nóng)產(chǎn)品提供的優(yōu)質(zhì)健康能量，重大疾病發(fā)生率將大幅度下降;農(nóng)業(yè)將成為附加值很高的產(chǎn)業(yè)，大學(xué)生二代、農(nóng)二代等年輕人可以進(jìn)入農(nóng)業(yè);優(yōu)良種子資源可以長(zhǎng)期保留下去;病蟲(chóng)草害發(fā)生率基本可控，土地越養(yǎng)越肥，耕地生產(chǎn)力將得到穩(wěn)定提高。[24]

生態(tài)農(nóng)業(yè)主要應(yīng)用技術(shù)

通俗地理解生態(tài)農(nóng)業(yè)，就是在種植過(guò)程中不用農(nóng)藥、化肥、除草劑、地膜、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與轉(zhuǎn)基因種子;在養(yǎng)殖和加工過(guò)程中不使用飼料添加劑（尤其重金屬）和食品添加劑;動(dòng)物有享受陽(yáng)光、新鮮空氣、腳能夠踏地、水禽類(lèi)能有戲水的自由，而不是在傳輸帶上長(zhǎng)大的。這樣的農(nóng)業(yè)模式包括“六不用”和“五不用”兩類(lèi)：做到“六不用”就是實(shí)現(xiàn)了的有機(jī)產(chǎn)品;做到“五不用”（僅用少量化肥，其余不用），就是實(shí)現(xiàn)了的綠色食品。

從理論上講，從小范圍實(shí)踐成功案例來(lái)看，完全不用化肥農(nóng)藥等是能夠產(chǎn)生出足夠的食物來(lái)滿(mǎn)足人類(lèi)可持續(xù)生存的。生態(tài)農(nóng)業(yè)絕對(duì)不是落后、低產(chǎn)、低效的代名詞，而是完全相反，生態(tài)農(nóng)業(yè)是高效的，是高產(chǎn)的、高附加值的，能夠帶動(dòng)農(nóng)民與農(nóng)二代、大學(xué)生二代就業(yè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)除使用機(jī)械、電力和燃油外，其余石化類(lèi)農(nóng)資已基本停用，其主要的投入是勞動(dòng)力。在目前資本市場(chǎng)下，勞動(dòng)力就是金錢(qián)，是最安全的生物生產(chǎn)力。生態(tài)農(nóng)業(yè)不是不需要現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，而是需要很多環(huán)境友好的科學(xué)技術(shù)。生態(tài)農(nóng)業(yè)是對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的革命，而革命就需要武器，農(nóng)民是不可能回到“原始社會(huì)”去出傻力氣的，那么，這些生態(tài)農(nóng)業(yè)的技術(shù)或者武器是什么呢？

物理+生物防蟲(chóng)技術(shù)。這是中國(guó)人自主發(fā)明的技術(shù)，是利用害蟲(chóng)的趨光特點(diǎn)吸引害蟲(chóng)進(jìn)行誘捕，同時(shí)恢復(fù)天敵控制“害蟲(chóng)”。該技術(shù)來(lái)自物理學(xué)和生態(tài)學(xué)的貢獻(xiàn)，即從源頭控制雌蟲(chóng)數(shù)量，將交配后的雌蟲(chóng)連同雄蟲(chóng)通過(guò)物理方法控制，因害蟲(chóng)雌蟲(chóng)不能回到土地產(chǎn)卵，留下的后代越來(lái)越少，再加上天敵恢復(fù)，“害蟲(chóng)”不至于產(chǎn)生危害?！昂οx(chóng)”這些物種還在，但危害卻基本得到控制了。

有機(jī)肥養(yǎng)地技術(shù)。這是來(lái)自生態(tài)學(xué)的直接貢獻(xiàn)。地球上所有的光合產(chǎn)物及其衍生物均可以做肥料，這些物質(zhì)包括植物枯落物、秸稈、人與動(dòng)物排泄物、動(dòng)植物死亡物、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物、菌類(lèi)養(yǎng)殖廢棄物、可降解生活垃圾等。我國(guó)僅大型養(yǎng)殖場(chǎng)糞便折合化肥就達(dá)7000萬(wàn)噸以上，超過(guò)化肥使用量5900萬(wàn)噸，秸稈、可降解生活垃圾、餐余中含有的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量也很大。停止向農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)投入化肥、農(nóng)藥、除草劑、地膜等之后，土壤微生物和動(dòng)物得到休養(yǎng)生息、物種消失得到遏制;持續(xù)投入有機(jī)肥、綠肥、雜草肥等生物質(zhì)肥料，可實(shí)現(xiàn)耕地碳庫(kù)與氮庫(kù)雙增加，人們擔(dān)心的產(chǎn)量問(wèn)題也會(huì)得到合理解決。

生物與機(jī)械控草技術(shù)。這是來(lái)自生態(tài)學(xué)與物理學(xué)的貢獻(xiàn)。除草是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最辛苦的環(huán)節(jié)，采用生物、機(jī)械、人工等辦法，根據(jù)不同生態(tài)位，該除草的除草，該養(yǎng)草的養(yǎng)草，利用動(dòng)物和草治草，發(fā)展小型除草機(jī)械。鼓勵(lì)農(nóng)民多付出勞動(dòng)，其勞動(dòng)強(qiáng)度比在城市打工低，但收入?yún)s高于在城市打工。當(dāng)農(nóng)業(yè)管理的收入超過(guò)進(jìn)城打工的收入時(shí)，年輕農(nóng)民陸續(xù)回鄉(xiāng)，農(nóng)業(yè)后繼有人，一些傳統(tǒng)農(nóng)藝就有人繼承。

生物控病技術(shù)。這是來(lái)自生態(tài)學(xué)的貢獻(xiàn)。該技術(shù)充分發(fā)揮物種尤其微生物的作用，盡量不讓莊稼、蔬菜、果樹(shù)生病，從源頭停止各種防治植物生病農(nóng)藥的使用。該技術(shù)與有機(jī)肥養(yǎng)的技術(shù)配合使用，會(huì)發(fā)揮更重要的作用。在自然界中，熱帶雨林、草原、濕地、海洋、森林都是不生病的。在生物控病技術(shù)中，微生物制劑、中草藥提取液、沼液等也可發(fā)揮有效的補(bǔ)充治理作用。

動(dòng)力與灌溉技術(shù)。這是來(lái)自物理學(xué)的貢獻(xiàn)。為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，收獲、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、灌溉、盡量采取機(jī)械措施，農(nóng)機(jī)部門(mén)應(yīng)多研發(fā)一些實(shí)用性農(nóng)業(yè)機(jī)械。目前的動(dòng)力很足，大型設(shè)備可用作整地、耕地和中耕除草，自動(dòng)噴灌設(shè)備可布局到田間地頭，大幅度提高勞動(dòng)效率，同時(shí)減少勞動(dòng)強(qiáng)度，讓農(nóng)業(yè)變得不那么辛苦。

農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)。農(nóng)產(chǎn)品加工是使農(nóng)產(chǎn)品升值的重要渠道。利用物理或生態(tài)的辦法替代幾萬(wàn)種有害化學(xué)添加劑，進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品加工，提升農(nóng)產(chǎn)品附加值。農(nóng)產(chǎn)品加工應(yīng)以小型化、家庭化、多元化為主，帶動(dòng)農(nóng)民專(zhuān)業(yè)化分工，帶動(dòng)更大范圍內(nèi)的就業(yè)。盡量不采用規(guī)?；龇?，從而避免市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的食品加工工藝，在高效生態(tài)農(nóng)業(yè)體系中將發(fā)揮巨大的作用。以白酒為例，那些動(dòng)輒上百上千乃至上萬(wàn)的白酒，其實(shí)糧食和瓶子等成本只有區(qū)區(qū)十幾元或幾十元。生態(tài)農(nóng)業(yè)食品加工，要停止使用防腐劑和形形色色的工業(yè)食品調(diào)節(jié)劑。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?；蛘咝畔⒓夹g(shù)，是來(lái)自數(shù)學(xué)的貢獻(xiàn)。沒(méi)有銷(xiāo)售渠道的農(nóng)業(yè)要少搞，優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品銷(xiāo)售是關(guān)鍵，高效生態(tài)農(nóng)業(yè)必須有自己的定價(jià)權(quán)。要發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，線(xiàn)上與線(xiàn)下相結(jié)合，網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)與現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)相結(jié)合，將優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品以?xún)?yōu)質(zhì)價(jià)格銷(xiāo)售出去。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)保障了順季節(jié)多種經(jīng)營(yíng)，延長(zhǎng)了貨架期，避免集中上市帶來(lái)的農(nóng)副產(chǎn)品滯銷(xiāo)風(fēng)險(xiǎn)。

物流技術(shù)。目前物流技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)非常成熟。該技術(shù)可使自然界中適合人類(lèi)食用的食物，從深山老林或者遠(yuǎn)洋進(jìn)入人類(lèi)的餐桌，滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的人口需求。收獲或捕撈各種自然來(lái)源（如海洋、草原、森林、濕地、荒漠等）的食物都是生態(tài)農(nóng)業(yè)的范疇，且提供的是無(wú)需認(rèn)證的有機(jī)食品。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技是以追求產(chǎn)量為主要目標(biāo)的，為此而獲得了很多的科技成果。然而，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染，并造成了人類(lèi)健康隱患，導(dǎo)致了氣候變化與物種消失等嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。利用人類(lèi)積累的百年以上的生態(tài)學(xué)科學(xué)知識(shí)，人類(lèi)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)基本不用農(nóng)藥化肥等有害化學(xué)物質(zhì)來(lái)生產(chǎn)足夠的食物，并滿(mǎn)足人類(lèi)需求。生態(tài)農(nóng)業(yè)附加值高，能夠吸引農(nóng)民二代和大學(xué)生二代圍繞生態(tài)農(nóng)業(yè)就業(yè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)的邊界必須確定，必須讓公眾知道生態(tài)農(nóng)業(yè)是一類(lèi)健康保障型與環(huán)境保護(hù)型的農(nóng)業(yè)，其應(yīng)用的科學(xué)原理與技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有很大的區(qū)別，其產(chǎn)品基本不含農(nóng)藥、激素、重金屬、抗生素、塑化劑、微塑料等殘留，食物口感與現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品具有明顯的區(qū)別。生態(tài)農(nóng)業(yè)是可持續(xù)的，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)能夠大幅度提高農(nóng)產(chǎn)品附加值，增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，讓農(nóng)民在家門(mén)口就能夠就業(yè)，從源頭減少面源污染，并遏制溫室氣體排放，保護(hù)生物多樣性。大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，對(duì)于我國(guó)這樣人多地少的國(guó)家具有十分重要的意義。

注釋

[1]蔣高明：《不用農(nóng)藥化肥是能夠生產(chǎn)出足夠食物的》，《金融博覽》，2019年第6期。

[2]趙玉蘭：《發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展》，《內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)》，2014年第13期。

[3]《農(nóng)藥市場(chǎng)未來(lái)走勢(shì)如何》，中國(guó)農(nóng)藥網(wǎng)，2018年5月21日。

[4]《〈飼料添加劑品種目錄（2013）〉修訂列表（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第21號(hào)）》，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部網(wǎng)站，2018年4月27日。

[5]高艷春、馬蘇、熊劍勝、于靖：《我國(guó)獸藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析》，《中國(guó)畜牧雜志》，2013年第18期。

[6]蔣高明、鄭延海、吳光磊等：《產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益共贏(yíng)的高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式：以弘毅生態(tài)農(nóng)場(chǎng)為例》，《科學(xué)通報(bào)》，2017年第4期。

[7]Yu XF.， Guo LY.， Jiang GM.， Song YJ.， Muminov MA.， "Advances of organic products over conventional productions with respect to nutritional quality and food security"， Acta Ecologica Sinica，? 2018， 38（1）.

[8][9][10][12][13][14]蔣高明：《生態(tài)農(nóng)業(yè)的邊界在哪里？》，科學(xué)網(wǎng)，2019年3月6日。

[11]Liu H.， Meng J.， Bo W.， Cheng D.， Li Y.， Guo L.， Li CH.， Zheng YH.， Liu Z.， Ning TY.， WU GL.， Yu XF.， Feng SF.， Wuyun TA.， L J.， Li LJ.， Zeng Y.， Liu SV.， Jiang GM.， "Biodiversity management of organic farming enhances agricultural sustainability"， Scientific Reports， 2016.

[15]Liu HT.， Li J.， Li X.， Zheng YH.， Feng S.F.， Jiang G.M.， "Mitigating greenhouse gas emissions through replacement of chemical fertilizer with organic manure in a temperate farmland"， Science Bulletin， 2015，60（6）.

[16][17][18][19][21][22][24]蔣高明：《談?wù)勆鷳B(tài)農(nóng)業(yè)的基本原理》，科學(xué)網(wǎng)，2019年4月7日。

[20]徐子雯：《有機(jī)管理模式下農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量與穩(wěn)定性初步探究：以弘毅生態(tài)農(nóng)場(chǎng)為例》，碩士學(xué)位論文，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，2019年，第6～8頁(yè)。

[23]蔣高明：《鄉(xiāng)村振興：選擇與實(shí)踐》，北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2019年，第101～103頁(yè)。

責(zé) 編/肖晗題