生態(tài)循環(huán)農(nóng)場(chǎng)的低成本高質(zhì)量打造

一、生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的含義

生態(tài)指生物之間以及生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系與存在狀態(tài)，亦即自然生態(tài)。美國(guó)土壤學(xué)家威廉姆·阿爾伯衛(wèi)奇最早提出農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的概念，簡(jiǎn)稱生態(tài)農(nóng)業(yè)。1981年，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉謙吉教授在國(guó)內(nèi)首次提出生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念。生態(tài)農(nóng)業(yè)有多種叫法，如有機(jī)農(nóng)業(yè)、自然農(nóng)法、循環(huán)農(nóng)業(yè)和永續(xù)農(nóng)業(yè)等，但宗旨和目的是一致的，就是“在潔凈的土地上，用潔凈的生產(chǎn)方式生產(chǎn)潔凈的食品，提高人們的健康水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展”。生態(tài)農(nóng)場(chǎng)的定義取決于生態(tài)農(nóng)業(yè)，意為發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的農(nóng)場(chǎng)。

二、國(guó)內(nèi)外生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展

（一）國(guó)外生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展

二戰(zhàn)以后，美國(guó)大量使用化學(xué)殺蟲劑、大量施用化學(xué)肥料、大量排放工業(yè)廢棄物，導(dǎo)致土壤污染不斷加劇，嚴(yán)重破壞了農(nóng)業(yè)的正常生產(chǎn)環(huán)境。直到1962年，美國(guó)作家蕾切爾·卡森出版了《寂靜的春天》，全方位披露了石油化學(xué)農(nóng)業(yè)的嚴(yán)重危害性，成為現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。在環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)下，美國(guó)相繼制定了《固體廢物處理法》《國(guó)家環(huán)境政策法》等農(nóng)業(yè)法案，推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。歐盟和日本、韓國(guó)等分別頒布相關(guān)法案，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。目前，生態(tài)農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為許多國(guó)家普遍認(rèn)同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展方向。

（二）我國(guó)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展

我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)具有悠久的歷史，通過精耕細(xì)作、循環(huán)利用各種物質(zhì)資源，幾乎使所有農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品最終都回歸農(nóng)田，補(bǔ)充土壤損失的養(yǎng)分，經(jīng)歷幾千年的耕作依然保持了土地肥力。我國(guó)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)就是典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)。

20世紀(jì)80年代初，隨著國(guó)際生態(tài)環(huán)保運(yùn)動(dòng)與有機(jī)農(nóng)業(yè)運(yùn)動(dòng)的蓬勃興起，我國(guó)政府也認(rèn)識(shí)到石油化學(xué)農(nóng)業(yè)的弊端，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，以避免發(fā)達(dá)國(guó)家先污染后治理的農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，推進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。2002年修訂的《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)法》增加了“發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境”的條款。2012年，黨的十八大提出“實(shí)施重大生態(tài)修復(fù)工程，增強(qiáng)生態(tài)產(chǎn)品生產(chǎn)能力”。2015年，國(guó)家頒布《全國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃（2015—2030年）》。2020年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《生態(tài)農(nóng)場(chǎng)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》。2022年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳印發(fā)《推進(jìn)生態(tài)農(nóng)場(chǎng)建設(shè)的指導(dǎo)意見》。發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)、建設(shè)生態(tài)循環(huán)農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)上升到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，成為發(fā)展農(nóng)業(yè)的國(guó)策。

三、發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)對(duì)我國(guó)的特殊意義

（一）解決水資源短缺、利用效率較低的問題

我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，人均占有量約為世界人均水量的28%，在世界排第121位，已被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)貧水國(guó)家之一。由于過度開采地下水，京津冀地區(qū)一度形成了世界最大的地下水“漏斗區(qū)”，面積達(dá)7萬平方公里。我國(guó)水資源利用效率偏低，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)只有0.542，遠(yuǎn)低于0.7～0.8的世界先進(jìn)水平。生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)可較好地節(jié)約水資源，提高利用效率。

（二）解決礦產(chǎn)資源匱乏、肥料利用率較低的問題

我國(guó)鉀礦資源十分短缺，約50%依靠進(jìn)口。磷礦資源存在貧礦多、富礦少、開采難，專家預(yù)測(cè)磷礦儲(chǔ)量只夠開采30年。生產(chǎn)氮素原料的煤炭，按照2023年全國(guó)原煤產(chǎn)量推算，煤炭經(jīng)濟(jì)可開采時(shí)間僅為31.13年。我國(guó)存在肥料使用量大、利用率低的問題。在過去的60年間，化肥施用量增加了100倍，而糧食產(chǎn)量只增加了4倍多。農(nóng)作物利用化肥的效率不足40%，不當(dāng)?shù)氖┓史椒▽?dǎo)致了肥料的浪費(fèi)。我國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為1.8%，遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國(guó)家3.5%的水平。生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)可減少化學(xué)肥料使用，減少浪費(fèi)，提高利用效率。

（三）提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全例行監(jiān)測(cè)（風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)）結(jié)果，2018—2022年，5年間農(nóng)產(chǎn)品例行監(jiān)測(cè)合格率在97.4%～97.8%，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全狀況總體保持穩(wěn)定，但從食品安全更高要求的角度看，農(nóng)產(chǎn)品依然存在質(zhì)量安全隱患，生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)可大力提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

四、生態(tài)循環(huán)農(nóng)場(chǎng)低成本高質(zhì)量打造的技術(shù)路徑

生態(tài)循環(huán)農(nóng)場(chǎng)表現(xiàn)為最小外界資源輸入、最小農(nóng)業(yè)廢棄物的排放、最大生物產(chǎn)量、最和諧平衡的生態(tài)和循環(huán)可持續(xù)的特點(diǎn)。因此，生態(tài)農(nóng)場(chǎng)涉及的相關(guān)技術(shù)很多，《推進(jìn)生態(tài)農(nóng)場(chǎng)建設(shè)的指導(dǎo)意見》列出了10余類技術(shù)。以下從土、肥、水和病蟲綠色防控等方面介紹生態(tài)循環(huán)農(nóng)場(chǎng)低成本高質(zhì)量打造的技術(shù)路徑。

（一）升級(jí)灌溉設(shè)備，推廣水肥一體化技術(shù)

大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，以灌溉機(jī)器人為代表的第四代現(xiàn)代灌溉技術(shù)，克服了卷盤式灌溉機(jī)不適宜小麥、玉米作物孕穗期、灌漿期灌溉的不足，是大田高桿農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉的新技術(shù)。滴灌技術(shù)也適宜大田農(nóng)作物灌溉。

微灌技術(shù)是園藝作物精準(zhǔn)灌溉的先進(jìn)技術(shù)。果樹可采用涌泉灌溉，綠葉蔬菜可采用噴灌，根菜類和果菜類蔬菜可采用滴灌或滲灌。在缺乏灌溉管網(wǎng)的地區(qū)，可采用微孔膜實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉、定量施肥。特別是采用廢舊農(nóng)膜制作微孔膜，可以實(shí)現(xiàn)水肥一體化設(shè)備的零投入，是解決沒有灌溉管網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉的好方法。

（二）增施有機(jī)肥，科學(xué)使用有機(jī)肥

增施有機(jī)肥是提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、提高土壤肥力的根本途徑。第一，要選用和制備高質(zhì)量的有機(jī)肥。高質(zhì)量有機(jī)肥一定要通過微生物發(fā)酵充分腐熟、一定要富含腐殖質(zhì)和腐殖酸。有機(jī)肥制備，不但要調(diào)整碳氮比、發(fā)酵物料含水量和酸堿度，重視添加雞糞、豆粕等有機(jī)氮源，還要添加3%～5%的白云石粉和1%～3%的風(fēng)化煤，提高有機(jī)肥鈣鎂和腐殖酸的含量。第二，要科學(xué)使用有機(jī)肥。有機(jī)肥不宜全園撒施，宜采用溝施、穴施等集中施肥的方法，這是提高有機(jī)肥肥效的好方法。

（三）合理調(diào)整土壤酸堿度

不同作物要求不同的土壤酸堿度，在偏酸性土壤條件下，許多礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)具有更高的有效性。據(jù)調(diào)查，中牟縣日光溫室土壤pH值均高于8.0。汝南縣62.5%的日光管溫室土壤偏堿性，pH值高于7.5；37%日光管溫室土壤偏酸性，pH值4～5。應(yīng)根據(jù)土壤酸堿性和種植的作物特性，采用石膏、硫酸亞鐵、生石灰等合理調(diào)整土壤酸堿性，提高土壤供肥能力。

（四）采用科學(xué)的種植制度

合理的種植制度是種地養(yǎng)地的重要措施。采用玉米與花生間作，能明顯改善花生缺磷現(xiàn)象；采用蠶豆與花生間作，可以顯著促進(jìn)花生對(duì)鐵的吸收。在設(shè)施栽培條件下，利用夏季換茬空檔種植禾本科作物掩青或者與禾本科植物輪作，可以有效緩解設(shè)施土壤的次生鹽漬化問題?？茖W(xué)進(jìn)行間作套種，比如玉米-大豆帶狀種植、小麥-辣椒套種、大蒜-西瓜套種等間套作模式，具有高產(chǎn)高效的特點(diǎn)。需要注意的是，受新疆小辣椒種植面積擴(kuò)大的影響，河南小麥-辣椒套種模式的優(yōu)勢(shì)有變?nèi)踮厔?shì)。菜-菜、菜-菌、菌-菌、果-菌、果-菌立體種植，也是高效種植的重要途徑。

（五）利用有機(jī)液肥和植物酵素促進(jìn)作物生長(zhǎng)

用水浸泡、淋洗固體有機(jī)肥，制備液體有機(jī)肥滿足作物生長(zhǎng)期對(duì)追肥的需求。以作物秸稈為原料，添加相關(guān)發(fā)酵菌，如放線菌、枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌及相關(guān)礦物粉或黏土進(jìn)行發(fā)酵，可提高固態(tài)有機(jī)肥氮、磷、鉀的含量，制取高營(yíng)養(yǎng)含量有機(jī)液肥。

植物酵素是近年來發(fā)展很快的一種農(nóng)業(yè)投入品，多采用鮮嫩的植物材料、紅糖或糖漿、水和發(fā)酵菌制備，制備的植物酵素進(jìn)行土壤澆施或葉面噴施，均能顯著促進(jìn)作物生長(zhǎng)，改善營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、提高抗病性。發(fā)酵材料可以是番茄、辣椒的側(cè)枝，也可是殘次的果實(shí)，還可以是田間雜草，是田園清潔生產(chǎn)、廢物利用的好途徑。

（六）采用綠色防控技術(shù)防治病蟲害

采用生態(tài)、物理、生物方法和無機(jī)物化合物材料進(jìn)行病蟲害綠色防控。如高溫悶棚防治黃瓜霜霉病、降低環(huán)境濕度防治蔬菜灰霉??；防蟲網(wǎng)物理隔離防蟲、黃板和藍(lán)板誘殺害蟲、植物油和表面活性劑封閉殺蟲；淡紫擬青霉防治根結(jié)線蟲、撲食螨防治紅蜘蛛、哈茨木霉防治真菌病害、嫁接防治蔬菜土傳病害；采用小蘇打噴霧、硫磺熏蒸防治作物白粉病，采用波爾多、石硫合劑、銅氨合劑防治作物病害，這些都是成本低、行之有效的病蟲害綠色防控技術(shù)。

（七）高強(qiáng)度使用葉面肥

綜合當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源投入，很難再通過增加土壤施肥量和優(yōu)化灌溉條件實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)作物進(jìn)一步增產(chǎn)可從3個(gè)方面著手，一是選用高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病新品種，二是土壤增施有機(jī)肥，三是高強(qiáng)度使用葉面肥。受新品種培育周期和有機(jī)肥源所限，高強(qiáng)度使用葉面肥是當(dāng)下實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)的有效途徑。選用礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、碳源、植物酵素、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等類型的葉面肥，增加使用頻次，是提高肥料利用率、增加植物營(yíng)養(yǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)較為經(jīng)濟(jì)快速的手段。

[責(zé)任編輯：王 麗]

作者簡(jiǎn)介：王吉慶（1963—），男，河南汝州人，教授，博士，研究方向：蔬菜水肥高效利用。