生态农业‍——21世纪的阳光产业

随着现代工业的发展,农业面临着环境污染、土壤退化以及生物多样性减少的严峻挑战。食品质量安全成了当今人们最关注的议题。在这种背景下,生态农业作为一种新型的农业生产模式应运而生。它强调用生态系统的原理来规划设计农业,通过对环境—生物系统进行科学合理的组合,循环利用各种资源,实现资源利用效率的最大化。由于生态农业改变了常规农业对化学肥料和农药的过度依赖,对环境友好,可实现人与自然的和谐共处、农业生产的可持续发展,因此是现代农业发展的重要方向,是21世纪的阳光产业。

要了解什么是生态农业,首先要从生态系统的原理说起。

生态农业的生态原理

在特定的生态系统中,生活着各种特定的植物、动物和微生物,植物利用太阳能光合作用制造有机物,是“生产者”,动物吃植物,动物是“消费者”(动物界是大鱼吃小鱼、小鱼吃米虾的食物链关系),微生物负责分解动植物残体,回归大自然,是“清洁工”。这种能量多级利用和物质循环再生是生态学最基本的原理,它们之间是通过“吃”与“被吃”联系起来的。食物链是生态系统能量流动和物质循环的主渠道,它既是一条能量转换链,也是一条物质传递链,从农业经济上看还是一条价值增值链。

当然,在特定的生态系统中,生物之间除了食物链的关系外,还有时空结构上的关系。比如植物有高有矮,果树可以长得很高大,更多的植物长得很矮小,可以在树的夹缝中生存。小麦在冬春生长,到了初夏就要成熟,水稻主要在夏天生长,稻麦生长可以巧妙利用时间差。这就是农作物轮作、间套种、立体农业的基本原理。动物也一样,鸡可以在空中搭架养殖,鱼只能在水里生活,鸡的粪便可以掉入水中,是鱼的好饲料。植物和动物之间的时空搭配就更多了,比如“猪—沼—菜”、“猪—沼—果”模式,猪粪可以肥田,而农田的尾菜、剩果又可以喂猪。再比如稻田养鱼、稻田养鸭,果园养鸡、果园养鹅等等,也都利用了特定的空间,动物、植物和谐共生的案例。

此外,生物之间还有一种相克相生的关系。所谓相生关系,就是相互之间的互促共生关系,比如豆科植物与根瘤菌就是典型的共生关系,根瘤菌能够固定空气中的氮供豆科植物生长,而豆科植物为根瘤菌生长繁殖提供场所。果园里种植豆科绿肥,可以培肥土壤,促进果树生长。蜜蜂与植物的关系也是相生关系,蜜蜂为植物授粉,植物为蜜蜂提供蜜露和花粉。蚂蚁与蚜虫之间也是共生关系,蚜虫为蚂蚁分泌蜜露,蚂蚁保护蚜虫,蚜虫对于蚂蚁就像人类的畜牧业。

相克关系也很重要,比如病菌会让人畜生病,害虫对植物的危害,动物之间的相互残杀,黑鱼会捕食鱼塘里的鱼类,都是相克现象。植物之间虽然不会你吃我我吃你,但也有相克现象,比如漆树会分泌一种有毒的酚类物质,抑制其他植物的生长,防止其他植物与自己争夺养分。植物这种通过分泌化学物质抑制其他生物的现象,又叫化感作用。像大蒜、葱、生姜等特殊气味的作物对其他生物都会产生一定的影响。在农业生产茬口安排中,可巧妙利用生物的相生相克关系,化解各种矛盾。

生态农业,强调生物的多样性,巧妙运用生物与生物之间的关系、生物与自然环境的关系,合理组织农业生产,实现资源的循环利用和效率最大化。例如,生态农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、养蚯蚓、种蘑菇和种植果树等生产过程合理地组合在一起,形成一个良性循环系统。在这里,种养结合,多种经营,资源循环利用,效益不断提升。

从农业经济角度讲,生态农业,就是按照生态学原理和经济学原理,形成生态上与经济上两个良性循环,实现经济、生态、社会三大效益的统一。

生态农业的特点

综合性:生态农业强调发挥农业生态系统的整体功能,以大农业、大食品观为出发点,按“整体、协调、循环、再生”的原则,全面规划,调整和优化农业结构,使农、林、牧、副、渔各业和农村一、二、三产业综合发展,并使各业之间互相支持,相得益彰,提高综合生产能力。

多样性:生态农业以生物多样性为基础,强调生产模式的多样性,生态农业的多功能性。我国地域辽阔,各地自然条件、资源基础、经济与社会发展水平差异化,生态农业可充分吸收我国传统农业精华,结合现代科学技术,以多种生态模式、生态工程和丰富多彩的技术类型装备农业生产,使各区域都能扬长避短,充分发挥地区优势,根据社会需要与当地实际协调发展。

高效性:生态农业通过物质循环和能量多层次综合利用和系列化深加工,实现经济不断增值。在生态农业中,各种废弃物资源化利用,变废为宝,可降低农业成本,提高农业生产效益。生态农业生产的是生态产品和优美的环境,可以为经营者带来更高的收益。另外,生态农业与国家发展目标相一致,可以获得国家的生态补偿,获得一定的额外收益。

持续性:发展生态农业能够保护和改善生态环境,通过培育植被,防止水土流失,对有害生物采取绿色防控,减少化学品投入,杜绝环境污染,维护生态平衡,固碳减排,对环境友好,提高农产品的安全性。生态农业最大程度地保护生物多样性,增强农业的发展韧性,增强农业发展后劲。

构建生态农业的模式类型

时空结构:这是一种根据生物种群的生物学、生态学特征和生物之间的互利共生关系而合理组建的农业生态系统,使处于不同生态位置的生物种群在系统中各得其所,相得益彰,更加充分的利用太阳能、水分和矿物质营养元素,是在时间上多序列、空间上多层次的三维结构,其经济效益和生态效益均佳。具体有果林地立体间套模式、农田立体间套模式、水域立体养殖模式,农户庭院立体种养模式等。

食物链型:这是一种按照农业生态系统的能量流动和物质循环规律而设计的一种良性循环的农业生态系统。系统中一个生产环节的产出是另一个生产环节的投入,使得系统中的废弃物多次循环利用,从而提高能量的转换率和资源利用率,获得较大的经济效益,并有效的防止农业废弃物对农业生态环境的污染。具体有种植业内部物质循环利用模式、养殖业内部物质循环利用模式、种养加三结合的物质循环利用模式等。

综合型:这是时空结构型和食物链型的有机结合,使系统中的物质得以高效生产和多次利用,是一种适度投入、高产出、少废物、无污染、高效益的模式类型。

在生态农业物质循环系统中,沼气是重要的枢纽。沼气其实是个生物反应器、能量转化器。它把系统中的各个部分都有机地联系起来。畜牧生产中的粪便进入沼气池,经发酵后产生沼气,用于农场炊事、照明及取暖,并可用于温室保温。沼气池底的沼渣用于培养食用菌或作肥料用于蔬菜和果园,甚至还可以用于喂猪。沼气池内的沼液可作为优质饵料来喂鱼、喂猪,亦可作为速效肥料,输送到农田。有了沼气,各种农业废料瞬间转变成了有用的资源。

生态农业的兴起历程

生态农业概念最早萌芽于率先工业化的欧美发达国家。

随着工业化的快速推进,农业生产大量使用化肥和农药,发展成为严重依赖化学产品的农业生产模式,这就是化学农业。化学农业使农业环境严重污染,土壤逐渐退化,失去了应有的肥沃,农业生产难以持续发展。

在这种形势下,少数生产者针对小众人群的需求而自发地回归传统农业,生产不使用任何化学产品的“高端”农产品。英国是最早进行有机农业试验和生产的国家之一,但由于有机农业过分强调传统农业,实行自我封闭式的生物循环生产模式,未能得到政府和广大农民的支持,发展极为缓慢。

到了20世纪70年代后,一些发达国家伴随着工业的高速发展,由污染导致的环境恶化也达到了前所未有的程度,尤其是美、欧、日一些国家和地区工业污染已直接危及人类的生命与健康。这些国家感到有必要共同行动,加强环境保护以拯救人类赖以生存的地球,确保人类生活质量和经济健康发展,从而掀起了以保护农业生态环境为主的各种替代农业思潮。生态农业的发展在这时期引起了各国的广泛关注,无论是在发展中国家还是发达国家都认为生态农业是农业可持续发展的重要途径。

90年代后,特别是进入21世纪以来,实施可持续发展战略得到全球的共同响应,可持续农业的地位也得以确立,生态农业作为可持续农业发展的一种实践模式和一支重要力量,进入了一个蓬勃发展的新时期,无论是在规模、速度还是在水平上都有了质的飞跃。即由单一、分散、自发的民间活动转向政府自觉倡导的全球性生产运动。各国大都制定了专门的政策鼓励生态农业的发展。

我国的工业化进程起步较慢,因工业化引起的环境问题也相对滞后,到上个世纪80年代,开始关注生态环境,提出发展生态农业的理念。进入新世纪,特别是党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高瞻远瞩,把握时代发展趋势,把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局,明确提出大力推进生态文明建设,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。这是中国首次把生态文明上升到人类基本文明——物质文明和精神文明同样的高度。而转变农业发展方式,加快推进农业绿色发展,切实保护好农业生态环境,是生态文明建设的核心内容。

为了加快发展生态农业,2022年,国家农业农村部出台关于《推进生态农场的指导意见》,要求到2025年,在全国建设1000家国家级生态农场,各省建设10000家地方生态农场,示范带动全国生态农业的发展。同时,国家和地方也出台了一系列发展生态农场、生态农业的激励措施。拉开了全方位推进生态农业发展的序幕。

当前,各地生态农场如春笋般涌现,形势喜人。可以肯定,随着农业生态化的持续推进,未来农业将打开全新的发展空间。在这里,广大农业从业人员可以尽情发挥自己的聪明才智,在创新创业的征途上,书写新的人生篇章,为建设美丽中国贡献力量。