生態農業科技，現代農業發展的選擇

文/阮曉東

生態農業科技，現代農業發展的選擇

文/阮曉東

合理利用生態系統平衡穩定和動植物生長的內在規律，為農業發展方式轉變與增長動力接續提供廣闊發展路徑

改革開放30多年來，我國農業取得了舉世矚目的成就，也為中國糧食安全做出了重大貢獻，但農業和糧食生產依然是國民經濟最薄弱的環節。目前我國農業的發展日益受到資源與環境因素的制約，特別是農產品安全問題持續增加，削弱了我國農業經濟持續增長賴以維持的根基，我國亟待一種新型的農業發展模式取而代之，這種模式就是生態農業。生態農業不是傳統農業，作為實現我國農業可持續發展的最佳選擇，生態農業更需要科技的支撐。生態農業科技體系是基于現代農業、能量和物質循環、生態學和營養管理等科學技術體系，其合理地利用生態系統平衡穩定和動植物生長的內在規律，為農業發展方式轉變與增長動力接續提供了廣闊發展路徑。

生態農業發展需要技術支撐

近年來，我國頻繁曝出問題農產品安全事件，從“致癌草莓”到“問題西瓜”，從“蛆蟲橘子”、“催熟香蕉”到“毒韭菜”，層出不窮的問題農產品事件讓很多消費者“談之色變”，產地農民遭受損失，給整個產業帶來負面影響。可以說，我國現在已經農產品的生產體系亟待改善。

目前，隨著生活質量的提高，越來越多的人注重食品安全。食品安全問題也屢次成為中國兩會上的焦點問題。于是，我們看到國家對此也越來越重視，2014年“中央一號文件”提出，要強化農產品質量和食品安全監管，建立最嚴格的覆蓋全過程的食品安全監管制度。2015年“中央一號文件”進一步提出，要在資源環境硬約束下保障農產品有效供給和質量安全。

在政策的指引下，發展生態農業，生產生態食品、無公害蔬菜、無污染水果、綠色食品已經成為很多地區優先支持的產業，我國生態食品的市場需求也越來越大，生態農業的經濟價值正在大幅度提高。比如湖北鄂州市是我國著名的優質農產品基地，當地就依靠生態農業迅速致富。據報道，湖北鄂州市已經培育出有機稻、生態雞、綠色茶等無公害農產品84個，綠色食品24個，有機食品26個，生態農業新格局初步顯現。當地的“梁道”牌有機大米“喝”的是山泉水，施的是有機肥，用生物方法殺蟲，2015年預計能產150萬斤大米，價格每斤58到98元，已經預訂一空。當地的 “梁心”牌有機番茄，每斤以近20元的價格，暢銷武漢中百等各大超市，供不應求。

中國農業大學資源環境與糧食安全中心主任張福鎖發言

這是“生態農業”的力量，也源自人們對美好生活的向往。

不過，對于“生態農業”，很多人還存在著誤解，以為生態農業就是不施農藥、化肥、甚至不用機械電力，以為只有這樣才是符合生態學原理的。實際上這只是單純地倒退到傳統農業階段，而不是真正的生態農業。

真正的生態農業不是向原始農業的倒退，不是僅僅不使用化學農藥和肥料，甚至對作物生蟲得病采取聽之任之態度的“靠天吃飯”式的生產，而是基于現代農業、生物、管理等科學技術綜合應用的現代化高科技生產方式，是基于生態保護的理念、充分利用生態系統平衡穩定和動植物生長的內在規律，達到保質保量、穩產高產的農業形式。

生態農業所追求的目標是高效益和無污染，而要實現這個目標就必須更多地利用現代高新技術才能實現，比如種養優化技術、田間管理技術、物質能量多級有效利用技術、環境綜合整治技術等。這些技術的應用不僅能夠保證使生態農業的生產過程有足夠的物質循環強度和能量流動通量，同時避免那些重污染、難以降解的、易于通過食物鏈富集的物質進入到農業生態系統中。

比如種養優化技術就包括利用生物共生原理的間作套種技術、和模擬生態系統的立體結構、充分利用立體空間營養生態位的立體種養技術等。田間管理技術則包括水肥一體的噴灌、微灌、滴灌系統等節水灌溉技術，配方施肥及精確施肥等科學施肥技術，以及病蟲害無公害綜合防治技術。還有物質能量多級有效利用技術，主要是利用循環原理和生態系統“閉路控制”原理，采用廢物再生利用方式，將彼此不相關聯的生產形式整合為循環式無廢物生產形式。

可以說，生態農業發展一定需要技術支撐，隨著生態農業的進一步發展，一些新技術如無土栽培、新能源生產和利用、污水處理等工程技術也正在被廣泛應用于生態農業，這些現代高新技術的應用必將會更大地促進生態農業的發展。

現代農業更強調高新技術的應用

傳統農業主要依賴資源的投入，而現代農業則需要依賴不斷發展的技術與工程投入在保持產量和效益。現代農業突出現代生態農業科技的先導性、農工科貿的一體性、產業開發的多元性和綜合性的基礎上，還強調資源節約、環境保護的綠色性，因而現代農業也是生態農業，發展現代農業也擔負著維護與改善人類生活質量和生存環境的使命。

2015（第三屆）中國糧食與食品安全戰略峰會上，國務院發展研究中心資源與環境政策研究所研究員程會強在“農業生態科技與糧食安全”專題研討會上向大家展示了德青源可持續發展的生態農業模式，引起了參會者廣泛的興趣。

德青源蛋雞的養殖規模增加到300萬只后，每天雞糞的產量得212噸，洗蛋、液蛋加工所產生的廢水產量為300噸。為了解決蛋雞的排泄物問題，2007年，德青源的一期沼氣工程就開始產氣。工程把雞糞、廢水混合發酵，每天產沼氣1.5萬立方米，除廠區自用外，還通過鋪設地下管道，輸送給距離廠區最近的水峪新村使用，村里500多農戶是德青源清潔能源的第一批受益者。

2009年，德青源沼氣二期工程竣工。這一次，德青源利用沼氣發電，建成了世界上第一個以雞糞為原料的沼氣發電工程，將雞糞轉化成為清潔能源，每年可發電1400萬度，輸送到華北電網。德青源作為全球環保基金在中國投資的生態農業項目，不僅開創了可持續發展的生態農業模式，實現了生態養殖、食品加工、清潔能源、裝備制造、有機肥料、訂單農業、有機種植的循環。同時本著“取之自然，回報社會”的原則，通過沼氣發電、污水處理、太陽能利用等生態科技，實現了資源的最大化應用和保護，促進了人與自然的和諧統一。其獨創的“訂單農業—生態養殖—食品加工—清潔能源—裝備制造—有機肥料—有機種植”循環經濟模式，不僅成為國家高新技術產業化現代農業示范基地和全國農業標準化示范區，也是國家發改委認定的首批國家循環經濟教育示范基地。

同時，雞的飼養過程中也非常注重動物福利，這更需要技術的支持。雞如果吃劣質的飼料，在很惡劣的環境下長大，就容易得病，需要用大量的抗生素，導致雞蛋內抗生素超標、農藥殘留超標和激素超標。而德青源對于雞的健康除了重視雞的飼料和成長環境之外，還非常注重雞的免疫，一只蛋雞從出生到第17周，德青源要通過點眼睛、點鼻子等方式，對其進行23次免疫。僅為了防止禽流感，德青源就要對蛋雞進行3次免疫接種。雞蛋生下來之后，蛋殼上有沙門氏菌、大腸桿菌等病菌，德青源是目前中國唯一對蛋殼進行清洗、烘干和消毒的企業。

從德青源的案例可以看到，現代農業是生態科技技術和農業生產的有機結合，是利用具有生物效應的現代技術來操控動植物的生活環境及其生長發育，促使傳統農業逐步擺脫對化學農藥、化學肥料、抗生素等化學品的依賴，以及自然環境的束縛，最終獲取優質、高產、無毒農產品的環境調控型農業。這些新技術的應用，不僅可以提高單位農產品產量，還可以改善農產品品質，減輕勞動強度，節約能耗和改善生態環境。正是新的農業技術的應用，讓現代農業不僅具備較高的綜合生產率，包括較高的土地產出率和勞動生產率，也讓農業成為一個有較高經濟效益和市場競爭力的產業。

核心是實現能量和物質循環利用

生態農業科技發展到現在，已經包括生物技術、信息技術、耕作技術、節水灌溉技術等農業高新技術，這些技術使現代農業成為技術高度密集的產業。不過縱觀這些技術的作用方式，可以發現主要是通過生態技術的改進和科學應用，緩解資源的有限性與農業生產發展的資源需要增長之間的矛盾，有效提高資源利用率和產出率。其中的核心理念則是實現能量和物質循環利用，減少能源和資源的浪費和污染的產生。

這里以三個案例來說明農業生產中能量和物質循環利用的主要過程。

第一個案例來自北京通州區宋莊奶牛合作社。兩年前，這個合作社外的牛糞堆積如山，一公里外都能聞到臭味；現在這里每天產生的牛糞生產的沼氣卻可以直接用來發電，剛好滿足 500 頭牛擠奶的用電消耗，發電后的糞渣也變成了無污染高效能的肥料。此外，沼氣發酵需要溫度，在冬天發電機產生的熱可以傳導回沼氣池，為池內不斷加溫，保證冬天照常供應沼氣。在歐洲，很多國家都對牛糞排放收重稅，北京目前也規劃將養牛場遷出六環外。不過，隨著沼氣發電技術的不斷成熟，養牛場達到一定規模后，大量的牛糞是可以通過內部循環達到低排放的，事實證明此技術可以在京郊推廣，養牛場利用牛糞發電進行微循環使用的方法也逐步被更多的企業采納。

第二個案例則是江蘇金太陽奶業公司。同樣是奶牛飼養企業，這里的240多頭奶牛每天產生的牛糞超過3噸，牛糞污染一直是公司經營中的一大難題。為了處理好牛糞，該公司引進了“農業固體廢棄物無公害化處理技術”，用蚯蚓“吃”牛糞。不過，牛糞并不能直接給蚯蚓食用，而是需要經過漚制無害化處理。“漚制過的牛糞，更有利于蚯蚓消化。奶牛場每天產出的3噸牛糞被它們消化后，就轉化成1.5噸左右的蚯蚓糞。”于是，金太陽奶業公司又多出了一個重要的增收環節，即用蚯蚓糞種植葡萄。由于蚯蚓糞是上好的肥料，種出的葡萄口感非常好，也是絕對的綠色食品。葡萄上市后，每畝收益將達萬元。

第三個案例是遼寧田園實業有限公司。我國每年產生秸稈近八億噸，主要作物包括玉米、水稻、小麥、棉花和油菜五大類。近年來，由于大量燃燒秸稈，我國每年入秋以后華北、華東、華中地區都會經歷一場大范圍的霧霾天氣。秸稈的多渠道、多模式綜合利用就成為我國農業生產實現可循環和可持續發展的一項重要工作。遼寧田園實業有限公司近年來大力發展食用菌生態農業，在食用菌的核心作用下，秸稈資源被多級利用、多級產出。遼寧田園在實踐中總結形成了“秸稈、畜禽糞→蘑菇菌料→蘑菇→廢菌料→有機肥→還田”的循環經濟模式，主要是通過蘑菇等真菌菌絲體將農作物秸稈中的纖維素、半纖維素、木質素等分解成葡萄糖等小分子化合物，生產出美味營養的雙孢菇產品。十年來，遼寧田園累計轉化利用畜禽糞80萬余噸，轉化利用秸稈50萬余噸，生產鮮菇17萬余噸，生產有機肥50萬余噸，有力改善了當地生態環境。遼寧田園的發展過程，證實了工廠化生產食用菌循環經濟產業有非常廣闊的前景和生命力。

從以上的案例可看出，實現生態農業的發展，關鍵是將食物鏈理論、生態位原理、資源稀缺性序列替代理論等滲透于農業生產過程，提高資源配置中生物資源比重，以多層次的資源配置充分利用空間，實現勞動投入更密集、能源利用更有效、土地生產力發揮更充分，提高資源配置效率。這樣就能最大限度地減少能源和資源消耗，充分利用自然規律，在保護和提升生態系統健康、穩定和活力的基礎上，獲得更多的糧食和農業產品，從而達到區域生態的良性循環，讓農業本身成為一個良好的可循環的生態系統。

以更低的代價來實現農業增產增收

“悠悠萬事，吃飯為大”。習近平總書記指出，中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上，中國人的飯碗應該主要裝中國糧。但是，我們要看到，中國是有十幾億人口的人口大國，而且人口還在增加，消費水平還在提高，糧食需求也在不斷增加。中國糧食產量實現“十三連增”的背后，是拼投入、拼資源、拼消耗，過度開發農業資源，大量使用化肥、農藥、農膜等化學投入品的結果，這也付出了很大的資源環境代價。

那么，能不能以生態農業科技的應用來代替農藥和化肥的巨大投入，并解決糧食增產速率明顯變緩及資源環境代價越來越高的雙重挑戰呢？

答案來自中國的農業科研工作者，他們已經用實際行動證實了舍棄農藥和化肥的巨大投入也能實現農業的增產增收。

2014年9月4日，國際頂級刊物《自然》（Nature）發表研究論文《以更低的環境代價獲得更高的作物產量》。這篇文章重點介紹了中國農業大學張福鎖教授研究團隊聯合農科院、中科院等科研單位，共同破解我國農業高產高效的理論與技術問題。文章指出，依靠測土配方施肥技術，高產栽培與高效養分管理技術，土壤-作物系統綜合管理技術，農產品套種技術等，可以在農藥和化肥投入較小的情況下實現糧食的穩定高產和經濟效益最大化。

比如測土配方施肥技術，可以提高化肥利用率5%-10%，增產率一般為10%-15%，高的可達20%以上。實行測土配方施肥不但能提高化肥利用率，獲得穩產高產，還能改善農產品質量，是一項增產節肥、節支增收的技術措施。

應用土壤-作物系統綜合管理技術，可以使水稻、小麥、玉米單產平均分別達到8.5、8.9、14.2噸/公頃，實現了最高產量的97-99%，這一產量水平與國際上當前生產水平最高的區域相當。研究證明，土壤-作物系統綜合管理在大幅度增產的同時，能夠大幅提高氮肥效率。

根據這些可靠的數據，也讓我們看到了科技的魅力。相關專家分析指出，到2030年，我國農業只要在保持2012年種植面積的基礎上，實現這一產量水平的80%，不僅能保證直接的口糧消費，而且保證不斷增長的飼料糧需求。同時可減少活性氮損失30%、減少溫室氣體排放11%。

與此同時，我們也看到更多的生態農業技術正在被越來越多地推廣。比如作物套種技術，已經發展成為上千種套種模式在神州大地上推廣。廣西金穗農業集團有限公司是我國著名的香蕉生產企業。金穗集團將火龍果和柑橘與香蕉進行套種，使土質結構得到改善，也會讓土地在一定程度上得到休整，最大限度抑制“香蕉巴拿馬病”的發生和蔓延。云南玉溪市發展種植芒果套種三月瓜、芒果套種豇豆、青棗套種茄子、青棗套種辣椒、青棗套種毛豆等多種套種模式，取得了穩定的收入和效益。在浙江誕生的武義油茶套種山稻模式試驗成功后，引起浙江省政協、省林業廳等部門高度重視，這種技術無需澆水施肥，更不使用除草劑、農藥，生長中期只拔一次草，每畝居然能收獲200公斤以上山稻。武義山稻套種技術已推向江西、福建、四川、湖南、湖北、河南、北京等15個省市及浙江省內25個縣市。

還有近來發展迅速的水肥一體化技術。目前正逐步由棉花、果樹、蔬菜等經濟作物擴展到小麥、玉米、馬鈴薯等糧食作物，每年推廣應用面積3000多萬畝。與傳統灌溉施肥方式相比，水肥一體化技術可實現每畝節水150方以上，水分利用效率提高20%—50%，節肥20%—30%，肥料利用率提高20個百分點。發展水肥一體化技術可大幅提高水肥利用效率，突破水肥資源約束，促進農業由資源消耗型向資源高效型轉變。

總之，中國生態農業立足于我國國情和農業發展現狀，與當前國內的經濟發展水平相適應，被譽為“21世紀農業的最佳生產模式”。 農業生態技術雖然有技術理性的一面，但是在農業生產過程中更充分體現對自然生態系統的人文關懷，體現對動植物自然生長規律的充分尊重，體現對生態系統各要素之間關系的深刻理解，體現對人與自然和諧共處、依靠自然、保護自然、永續地利用自然規律更高水平的駕馭和把握，從這個角度上看，以農業生態技術為根本的中國現代農業和生態農業，將真正實現“持續”與“發展”有機結合，并將成為實現我國農業可持續發展目標的最佳選擇。