生态农业：小规模、封闭式循环系统的有机革命

三、生态农业

1.生态农业内涵

什么是生态农业？迄今尚无一个统一的概念。“生态农业”（ecological agriculture）一词最初是由美国土壤学家阿尔布勒奇（W.Albreche）于1970年首先提出的。此后英国农学家伍新顿（M.Worth ington）于1981年将生态农业明确定义为：生态上能自我维持，低输入，经济有生命，在环境、伦理和审美方面可接受的小型农业。由此可见当时西方生态农业或叫有机农业的倡议，其出发点在于追求小规模的、封闭式农业系统的生态循环合理性。这学说对西方盛行的大规模、高投入农业模式具有强烈的针对性和批判性。

追溯历史生态农业始于早期农业，在中国从来没有放弃生态农业的观念，但过去只是缺乏理论系体。生态农业的核心在于农田耕作要施用农家的有机肥而少施或不施化肥与农药，中国几千年的农田保持不衰的土壤肥力，获得粮食，自给自足，养活着自己，就是靠这样的生态农业体系。到了1980年我国学者也提出了现代生态学的观念，要运用现代生态学与经济学原理，将传统农业技术与现代农业生物技术相结合，因地制宜地规划和组织实施综合有效的农业生产体系。

生态农业亦有叫有机农业，这值得说明，这里提的有机农业的用意在对当前西方发达国家过分使用化肥与农药杀虫剂的否定。有机农业提法容易引起误解，认为植物的营养生长全来自有机物质，相反，植物以无机为营养而能吸收有机酸、氨基酸等一些小分子有机物，但不是主要的。关于农业土壤肥力与植物营养问题，早在19世纪有过激烈的争论，即腐殖质学说与矿质营养学说之急，最后以矿质营养学说取胜而告终。植物的自养性对矿物质元素的需求通过无机元素溶液培养的生长发育得到证实。德国化学家李比息提出的矿质营养学说和土壤肥归还定律奠定了现代农业的施肥理论基础并推动了化肥工业的产生。

俄罗斯土壤学家威廉士提出的“土壤肥力要素”观点，它不只决定于矿质元素，而且有赖于植物根系与根际微生物的活动。所以通过“草田轮作制”可以减轻肥力衰退的主张，这实际上是对传统农业耕作的一种科学总结。当今，人们又重提“草田轮作制”和有机肥的作用，由此看来，植物的腐殖质学说与矿质营养学说又可以重新统一，但不是在原来不清楚的施肥理论上的统一。

那么有机物质的作用是什么？它最能改善土壤的理化性能，增加微生物活动，同时也增加了营养元素与可吸收的小分子有机物，这是维持土壤肥力的天然合理性。

1980年，美国农业部的官员曾给有机农业下了一个比较确切定义：有机农业是一种完全不用或基本不用人工合成的肥料、农药、生长调节剂和畜禽饲料添加剂的生产体系。在这一体系中，在最大可能范围内尽可能地采用作物轮作、作物秸秆、畜禽粪肥、豆科作物、绿肥，农场里来的有机废弃物和生物防治病虫害和杂草的一种农业。

2.国际生态农业观

20世纪前半期现代农业在西方国家大发展，这是时代需要。但是，当时有识之士也看到中国和印度用有机农业养活了自己的人民。譬如，美国农业部官员金（King）曾考察过中国农业，于1911年写成《四千年的农民》肯定了有机农家肥的作用。该书对英国霍德华（Sir Albert Howard）产生影响，他在总结中国和印度传统农业经验基础上，于1940年写成了《农业圣典》一书，提出了有机农业概念并进行了小规模生产试验。1975年英国成立了国际生物农业研究所并在1980年召开国际农业生物会议，肯定了有机农业的优点，使之在英国得到了广泛接受和发展。目前，有机农业或生态农业在欧盟国家也得到发展。

国际上生态农业观在日本和美国民间早有自发组织与实践。例如，日本冈田茂吉早在20世纪40年代末就提出自然农法（nature farmig），避免化肥不必要的施用可能引起的土地退化和再生能力削弱。他经过多年的努力，终于在1982年建立起全国性的民间自然农法网络组织，并在静网县建立千亩的自然农法试验农场和畜牧场。在该场，主要研究用绿肥轮作、堆肥、植物性农（兽）药、黑灯光、性诱剂等替代农业化学品和抗生素。

美国的罗代儿父子（J.J.Rodale和R.R.Rodeale）的“有机农作”也始于20世纪40年代，60年代成立了“罗代尔再生农业中心”。80年代，R.罗代尔提出了可持续的农业哲学观念，即“人应与自然保持一种和谐和合作的关系，而不是像现代化农业那样的对抗关系。”1990年他率领民间代表团来中国考察可持续农业。在这期间，自发地实践可持续农业的农发及其组织大量涌现，并发挥独特的作用。

作为联合国粮农组织（FAO）一直到20世纪80年代，仍坚持以努力提高各国的农业生产力水平唯一己任。人们指责它只顾生产，不管所造成的资源和环境方面的问题，由此开始转变观念。1991年，在荷兰召开了世界农业发展与环境会议上，开创性地提出必须把可持续农业和农村发展作为同等重要内容，密切关联，才可能使可持续农业在发展中国家真正落到实处。这次荷兰会议还宣布了FAO工作重点的战略转移，将下属的16个国家的农业研究中心，包括总部设在墨西哥的“国际小麦、玉米改良中心，菲律宾的国际水稻研究所”等，均很快地把研究重点从自然条件相对较好的国家和需要较多的投入大宗作物，转移到自然条件较严酷、生态脆弱、贫困农发较多的地区，以及贫困农民的主要食作物，如杂豆、黍、稷、玉米、马铃薯、木薯等。这些机构研究如何用尽可能低的投入，结合发掘当地传统农业的精华使得贫困农民也能享受到现代科学的成果。

1980年美国农业部正式发布关于有机农作报告的作用，强调了从常规现代农作向有机农作转折需要特殊的技术和管理，因而有必要加强有关研究。1987年，美国农业部首次公开发表支持可持续农业的研究，成立了以“低投入可持续农业（low input Sustainable Agriculture，LISA）办公室”，后改名为“可持续农业的研究与教育”（SARE）、每年拨款几千万美元，资助一大批研究项目。进入20世纪后，美国要制定削减农药使用量的法案。

近年来，国际上生态学界主流对致力于生态学的应用性变得更加积极。科学家在政府部门支持下寻求通过能兼顾生态、经济和社会三方面效益的“满意”单产或“亚最高”单产而非常规的“最高”单产，达到减轻农作资源、环境压力的途径，体现了一个“折中”的思路。欧盟国家尤其荷兰、比利时等国家倡导用跨生态学、经济学和社会学的新方法论解决可持续的土地利用问题。亚洲国家也很重视生态农业，印度农学家、世界粮食奖获得者斯瓦米那森1999年倡导的“常青绿色革命”和“生态技术”说主张发展中国家在新技术的开发和扩散时须考虑农业资源综合利用的可持续性问题。

3.中国生态农业观与传统生态农业

虽说我国直到20世纪50年代还是在实行有机生态农业，但缺乏现代的生态农业观点与理论体系。到了1970年代末，我国以马世骏为首的老一辈生态学家才提出要在我国发展和实现生态、经济和社会三大效益相结合的生态农业观点，并建议在全国范围内进行试点研究。叶谦吉（1997）给生态农业下的定义为：生态农业是从系统思想出发，按照生态学原理、经济学原理和生态经济原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来，以其获得较高的经验效益、生态效益和社会效益的现代化的农业发展模式。从以上定义可见，中国的生态农业是把现代科学技术与传统生态农业相结合以获较高的“三利益”，视生态农业是前沿性的现代化的一种农业发展模式。西方的生态农业是反思常规现代农业、倡导者宁可牺牲农业的生产力，也要追求回归自然，当然这种观念随着时代发展而有所改变。

中国传统农业生态观可归纳成以下三点：

（1）土壤养分管理

精耕细作，用地与养地相结合是中国传统农业的实质，以保持千年土地肥力不衰。中国传统农业直到近代不用化肥而全靠自然性的肥料和农业内部物质循环的利用，实施了无废弃物的农业，即生态农业。

肥料是农田增产的主要条件，所以，农民对农田的土壤养分管理是非常看重的。肥料归纳起来有沤制的稻草肥或火烧的草木灰、绿肥（种植的豆科植物和养萍）；人粪尿、牛羊猪、鸡粪或堆制的厩肥；菜、豆籽压榨的饼肥；取自江河、湖泊、池塘的河泥、旧房泥砖和炕坯以及动物骨灰。总之，它们富含有机质、腐植质和N、P、K、Cl、Ca、Mg、Fe、S等各种元素，是农田生态系统中的食物链与物质循环产物。同时，农民通过合理的耕作制度，有利于土壤理化性质的改良，肥力的均衡，病虫病害与杂草的蔓延。如南方用冬季休闲地种豆科绿肥来肥田是很有成效的，而北方则通过麦、棉、豆、谷轮作或套种获一年二熟也是成功的。

（2）有害病虫防治

自古以来，民间利用生物间相生相克关系和食物链原理防治病虫草害。据说利用蚕粪、芝麻渣、黄麻梗作基肥可减少稻田病虫害和杂草。民间更懂得保护有益动物，如螳螂、蜻蜓、青蛙、燕子对青虫、蚱蚂和飞虫的捕捉非常有效；家鸭家鸡对庄园、稻田的害虫也有很高的捕食力。

在农田杂草虫害综合防治上有许多经验，如采用人工捕捉，灯光诱杀；冬季深耕翻土，铲除田边草。在江南农田管理制中，有习惯带土根铲下田埂路草，晒干、堆积缓慢焚烧，获取草土灰。草土灰富含营养元素。这种作业既消灭了田边的杂草病虫，又起到积肥作用，是一种非常科学而有效的防治措施。

（3）农业生态系统结构优化与调控

中国传统农业非常讲究农牧结合，注重农林牧副渔全面发展。这是过去小农经济所形成的农业生产方式与生态系统结构。以每户5口为例。有几亩农田和几间泥墙瓦屋，他们房前屋后就会种上几株果木或竹丛，有一块菜地轮种一年四季的瓜菜。每家都要喂养1～2头猪、一群鸡或鸭鹅，有的还会养上一条耕牛；还有在池塘、湖泊养鱼、捕鱼和种水生作物。以此来优化生态系统，提高生产力和经济收入，并推动了人与动植物之间的生物链与食物链的运作。农村的柴薪燃料也取自桔秆、稻草和部分木柴。这样，整个村庄、乡镇与地区就形成生态农业复合结构，乡村集市起到对农副产品的调节作用。

4.中国生态农业工程

1984年和1985年国务院有关部门提出生态农业的试验决定并开始安排。1993年由国家七部委正式成立“全国生态农业县建设领导小组”，从此生态农业被纳入政府工程议程。随之对第一批51个国家生态农业县试验点的工作总结并启动第二批50个生态农业试验点的工作。截至2000年时，我国建立生态农业试验县160个、生态示范区105个，涉及面积66.7万km²，约占全国耕地面积的7％，成为国内外有相当影响的农业可持续发展的示范工程。鉴于各县市和各地域的条件差异性与推广单位的特殊性也就形成了不同层次的生态农业发展类型和具体发展模式。

（1）农户层次农业生态工程模式

农户层次的农业生态工程模式基本上采用了多样化经营的发展方式。除了一般的种植业、畜牧养殖业等产业进行合理的配置和协调外，以户为单位进行生态农业建设还可将资源、废弃物高效利用以及环境保护纳入模式体系。如作物-畜禽-沼气-鱼，食用菌-鱼、牧草-畜-鱼等模式。该层次生态农业发展模式中比较典型的庭院生态经济模式，是生态农户进行生态农业建设活动的重要方面。这种模式已经不是纯传统农业生产结构和产品单一的范围，形成了各种经营的专业化、集约化和商品化的农业生产体系，它较传统手工农业有较多投入和较大的开放格局，使传统生态农业得到较好的发展。

（2）农场层次农业生态工程模式

作为生态农业建设类型之一的农场生态农业层次与农户相比，经营规模明显增加，农业生产条件由于较强的经济实力相对有所改善，生态农业建设项目的选择也更为广阔。例如，西安生态养殖场模式和杭州浮山农场模式较为成功。西安生态养殖场通过运用生态工程技术对传统的种畜生产技术进行改造。其特点是：通过青饲料种植等措施改变过去的饲料喂养结构，实行精、青、粗复合饲料喂养；猪粪尿水实行多级循环利用；场内水面立体开发与养殖结合，即通过养鱼和种植水生饲料，由此取得几项显著效益。

浮山养殖总场所在杭州西湖区转塘镇浮山村。该养殖场的主要构成包括农田（水稻田）、茶园、鱼塘、禽畜养殖等组分。各组分通过建成的沼气池为纽带相连接，其具体的连接方式是：养鸡排除的粪便因富含蛋白质和脂肪等营养物质，经沼气池发酵后，沼液和沼渣用作生猪和鱼的饲料；沼气用作村民生活燃料或养殖场苗禽孵化、鸡舍增温、茶叶炒制的主要能源；以猪粪为原料的沼液可用作农田的有机料，沼渣可进一步加工成再生饲料和颗粒状有机肥等。杭州浮山养殖场由于采用了科学农业生态工程技术，取得了明显的生态、社会和经济效益。

（3）村（镇）层次农业生态工程模式

目前，我国已涌现出许多典型的生态村（镇），例如浙江省的奉化腾头村模式值得一提。1993年该村获联合国“全球500佳”生态荣誉村的称号。腾头村生态产业的特点是：以改土为起点，以现代化的沼气工程为核心，有效地解决了农村经济发展过程中农村环境与经济发展之间的矛盾。该村生态农业发展模式的内容包括：①改善农业生产条件，稳定种植基础；②充分发挥资源优势，发展多种经营；③利用技术和市场，实现村级经济和生态持续发展。从总体上说，该模式以农业生产为主导，开发农村能源为目标，实现物质和能量的多级循环利用，将种、养、加、沼各业互补性地扭合在一起，协调产业结构，使农林牧、副、渔、工商、旅游各业相互促进，实现农业生态工程的经济发展和生态环境建设的有效途径。

（4）县市（区）层次农业生产工程模式

第一种类型：总体的自然环境条件比较恶劣，农业生产水平较低，如河南省的兰考县。由于长期深受风沙、盐碱危害，按照总体规划，本着因地制宜，合理利用资源，维护生态平衡的原则，并根据不同生态类型，其治理与建设项目主要包括开发嫩滩，稳定粮食生产，修建工程设施，改善农田生产环境；用地养地结合，培肥地力，改造中低产田及种植防风固沙林带；发展果园，搞好农林、农果间作，控制风沙危害，改善环境质量等方面。其中最为典型的做法是积极发展农林（枣）间作复合生态工程技术，在保持现有林地覆盖面积的基础上，局部增加造林面积，调整树种结构，采用农田林网，以防风固沙，改善小气候，促进农业高产稳产。

第二种类型：农业生产条件已有改善，生态环境不再是农业生产发展的主要限制因子，如北京市大兴县。由于该县在坚持治河、治水、改造农业生态环境的基础上，逐步发展成为现代的郊区型农业生态工程模式。该模式通过现代化的手段促进光热资源利用率的提高。具体的做法是，运用农膜覆盖技术和保护地蔬菜生产工程，进行城市郊区菜篮子建设；针对积温不足的问题改两年三熟制为一年两熟制，提高大田作物产量等。同时，该县还计划通过进一步的环境治理，为发展观光型农业生态工程模式积极创造条件。

第三种类型：农业生产条件较好，农村产业结构初步建成，而经济收益较高，进一步的目标就是要实现农业生态工程产业化。例如，吉林省德惠市实行的“种养加”产业化生态农业建设即是。德惠市位于松辽平原腹地，其种植业和养殖业已经达到很高的水平，但整个经济效益还不够高，为此调整产业结构，大力发展农畜产品的深层加工产业，建立起以农畜产品深加工增值为纽带的农牧复合生产体系。该模式的原理是，使种植业、养殖业、加工业连成一个整体，种植业和养殖业为加工业提供原料，通过加工业，增加商品率，提高商品档次，积累资金，引进技术，扩大再生产，使全村的整体功能得到发挥，形成种、养、加工各产业间的良性循环。

这种模式的主要组成包括经济及作物与粮食作物，鸡舍、猪棚和加工设备等。该模式的主要功能是稳定发展种植业，种植业是第一性生产，是生态农业的基础，以治水改土为重点，有机、无机并重投入，努力提高单位面积产量，以调整内部作物的种植结构为重点，增加单位面积产值，为养殖业、加工业提供充足的、优质的原料；大力发展养殖业，养殖业属第二性生产，它在生态农业系统下把初级的植物性物质转化为高级的动物肉类与蛋白，满足人类消费需要，并为动物产品加工提供原料，加快发展食品加工工业，同时又是种植业所需的有机肥的主要来源。

当前，我国非常重视“三农”政策，关心农业生产和农村、农民生活水平提高。自2006年实现农业税免交，并有某些补贴，极大地鼓舞了广大农民种粮的积极性，而有能力的种粮大户不断扩大。在此基础上，农业部将在全国粮食产区有计划地建设4000个优质粮食高产示范区，大力开展“6789”高产示范建设活动，即集中连片创建高产600kg的小麦、700kg的单季稻、800kg的玉米、900kg的双季稻示范区。通过高产示范与竞赛，创造高产典型，大面积推广集成组装配套栽培技术模式，将品种和技术的潜在生产力转化为现实生产力。这种政府的指导思想，将引导农户粮食生产不断地走向现代农业科学生产组织与技术之路，确保我国粮食产量的不断稳步提高。

参考文献(www.xing528.com)

1.中国科学院南京土壤研究所.中国土壤.北京：科学出版社，1978

2.丁颖.中国栽培稻种的起源及其演变.农业学报，1957，8（3）：243—260

3.朱冼.从受精过程讨论动物远缘杂交问题.科学通报，1961，9：1—7

4.童第周.鲤鱼细胞核和鲫鱼细胞质配合而成核质杂种鱼.中国科学，1980，4：376—380

5.马世骏等.中国东南亚飞蝗蝗区的研究.北京：科学出版社，1965

6.沈允钢，王天铎.光合作用——从理论到农业.上海：上海科学技术出版社，1978

7.罗士韦等.植物激素.上海：上海科学技术出版社，1963

8.管康林.2-氯乙基三甲氯化铵（CCC）及其有关化合物对植物生长的抑制作用与应用.植物生理学通讯，1965，1：29—31

9.赵俊，崔微.营养液膜技术的研究和运用.植物生理学通讯，1986，6：15—19

10.管康林.论再生稻.植物生理学通讯，1986，6：9—14

11.邓楠.世界农业科技现状与趋势.北京：中国农业出版社，2001

12.刘志澄.中国农业科技之研究.北京：中国农业科技出版社，1992

13.王璞.农作物概论.北京：中国农业大学出版社，2005

14.王恬等.畜牧学通论.北京：高等教育出版社，2003

15.翟虎渠等.农业概论.北京：高等教育出版社，2006

16.焦彬.中国绿肥.北京：中国农业出版社，1986

17.陈嘉斌.饲料学.北京：化学工业出版社，2004

18.徐柱.中国牧草手册.北京：化学工业出版社，2004

19.中华人民共和国农业部.农业部“十五”重点推广50项技术.北京：中国农业出版社，2001

20.姜平.兽医生物制品学.北京：中国农业出版社，2005

21.汪懋华.农业机械化工程技术.郑州：河南科学技术出版社，2000

22.田志宏等.工厂化农业的发展.北京：中国农业出版社，2004

20.袁隆平.杂交水稻超高产育种.杂交水稻，1997，12（6）：1—6

21.焦德茂等.转PEPC基因水稻具有初级浓缩机制的特点.中国科学C辑，2003，33（1）：33—39

22.张祥喜等.水稻抗性转基因研究进展.生物工程进展，2001，21（2）：15—19

23.邓启运，袁隆平等.超级杂交稻模式株型的光合优势.作物学报，2006，32（9）：1287—1293

24.阎新甫.转基因植物.北京：科学出版社，2003

25.陈品健.动物生物学.北京：科学出版社，2001

26.陈永福.转基因动物.北京：科学出版社，2003

27.沈桂芳，丁仁瑞.现代生物技术与21世纪农业.杭州：浙江科学技术出版社，2000

28.沈海龙.植物组织培养.北京：中国农业大学出版社，2005

29.莽克强.农业生物工程.北京：化学工业出版社，2004

30.吴刚等.Bt杀虫晶体蛋白质基因及其转基因育种研究进展.生物工程进展，2000，20（2）：45—48

31.叶兴国等.主要农作物转基因研究现状和展望.中国生物工程杂志，2006.26（5）：93—100

32.桑润滋.我国奶牛胚胎移植和胚胎工程现状及“十一五”的重点研究领域.农业生物技术学报，2006，14（4）：451—455

33.朱作言等.转基因鱼模型的建立.中国科学B辑，1989，2：147—155

34.黎双飞等.鲤鱼两个cGnRH-H基因的发现及其在成熟个体和表达分析.中国科学C辑，2004，34（1）：88—95

35.王小珂等.转基因禽蛋——新一代基因工程生物反应器。中国生物工程杂志，2003，23（3）：35—38

36.陈万金.21世纪中国农业.南昌：江西科学技术出版社，1988

37.李文华.生态农业.北京：化学工业出版社，2003

38.陈声明，林海萍.有机农业及源头产品.北京：中国环境科学出版社，2004