生态循环的有机农业

生态循环农业建设——国民经济必须遵循生态循环规律发展中国科学院亚热带农业生态研究所莫继荣新加坡星禾生物动力有限公司周大飞提要大自然进化到人类，完成了自然最为高级的思维进化，为原始人类提供的原生态客观物质世界（有生命与无生命）是物质循环利用，即物质循环利用是大自然进化的最一般规律。国民经济发展必须遵循这一规律，走循环经济发展路线。高楼大厦、汽车、农药、化肥等不是大自然进化产物，而为人类智慧进化，对大自然物质采取物理、化学方法进行提炼、加工、合成的产物。这些被活化的大自然原生态物质与新生成的物质，如不能纳入大自然原生态物质循环利用或不采取再生循环利用模式，势必会超过大自然自净能力，产生环境污染，总会有资源枯竭、人类自取灭亡的末日。工业革命及其带动的以使用化肥、农药为特征的石油农业导致人类生存的空气、水、土壤、食品基本要素遭受污染，严重危害人体生命健康，引发全球气候变暖、土壤自然肥力和保水保肥高产理化性状退化、大批生物物种灭绝等严重生态和食品安全危机。饯行排除化学加工物加入的生态循环农业，不仅能够提供人类现有人口的食品数量安全，而且能遏制农业面源污染，提供人类生存环境与食品质量安全。高效生态循环农业实施方案：在生产者→消费者→分解者→生产者的生态循环链上，生产者：选用粮、油、水果、蔬菜、调料、饲料、农产品加工原料、药材的优良、抗性、非转基因品种，建设病虫害生物防治体系和生物有机肥栽培技术体系，保证高产优质，以农产品高等级质量安全获取市场高价销售；消费者：选用廉价性饲料及其体外发酵；动物粪、便发酵养殖廉价高蛋白蝇蛆、蚯蚓等，养殖高经济价值的鲜活肉食动物；建设动物养殖生物促生长与病虫害生物、生态防治技术体系；以高品质动物产品完成市场高价销售。作物秸秆、动物粪便作成生物有机肥还田。在环境达有机农业标准地区实施生态循环农业就是有机农业，在环境达不到有机农业标准地区实施生态循环农业，环境逐步修复后，最终达到有机农业标准。石油农业引发严重生态与食品安全危机农药、化肥、人禽畜粪便、秸秆、生活垃圾、生活污水、养殖水体七大农业面源污染已成为当代环境治理难题约70%使用量的化肥、人禽畜粪便、生活垃圾、生活污水直接流入水体，造成饮水中硝酸盐、亚硝酸盐增加与水体富营养化后生物污染（蓝、绿、赤藻）。农药残留直接毒害人体；其类似人体激素分子结构，引起幼儿早熟；杀死天敌，破坏生物多样性，虫害越演越烈，农药用量越来越大；农药流失，污染大气、水体、土壤，与物种灭绝关系重大。大量秸秆田间直接焚烧，不仅是资源浪费，而且污染大气，增加温室效应。人禽畜粪便、生活垃圾中生物部分、秸秆资源的浪费，国家氮肥行业年耗天然气、无烟煤、电分别占全国总量的18.7%，22.1%和2.28%（2006年）。农业成为耗能耗资源巨大、加剧全球气候温室效应的产业。农产品数量安全已经得不到充分保证全世界饥民人口超过十亿，除人口增长因素外；与全球温室效应引发的频繁自然灾害；化肥大量使用造成土壤保水、保肥、保土的持续高产性能降低，甚至丧失；农药大量使用造成病虫害难以控制的猖獗危害不无关系。农产品质量安全保证更是无从谈起农业没有从源头抓标准化生产、管理、调控的组织机构，农产品准入市制度没有健全；农产品生产的大气、灌溉水、土壤和动物饲料重金属等污染源得不到有效控制；农产品有毒有害物质含量超标，农药中毒事件时有发生；用化肥种出的农产品与加化学添加剂饲喂的动物水分含量高，有效营养成分降低，口感风味变差；儿童性早熟，食品质量不安全是其重要原因之一。总结：现行石油农业已事关人类生存大计而不可持续发展，当代农业改造已迫在眉睫。石油农业弊端追根溯源生态循环规律概念□大自然进化形成的最一般生态循环规律所有物质（有生命与无生命）均为生态循环利用。即遵循以下生态循环链：□生产者：累计光能、贮藏养分和能量的植物。农业上指现代种植业。农业上的生产者必须选择光能转化率高、产量高、品质优、抗性好的优良品种。生产者消费者分解者□消费者：消费其它动植物累计的养分和能量物质为生的生物。一级消费者是草食动物；二级消费者是以草食动物为食的动物，开始列为肉食动物；依次类推，可以划分为多级消费者。一般而言，消费者级别越高，种群数量越稀缺，体内累计毒性也越高。农业上指现代养殖业。大自然进化的奥妙：在生物多样性中安排了消费者种群平衡控制，农业害虫有天敌和其致死寄生微生物；植物病害有其发生发展外部条件控制、寄主抗性抵抗和有益微生物拮抗这是能排除石油农业使用化学农药的理论依据。□分解者：异养微生物降解生产者枯枝、落叶等秸秆和动物粪便、尸体等高分子物质为生产者根系可利用低分子物质养分（有机肥）。农业上指有机肥加工。分解者是大自然的清道夫与环卫工人，没有它们，物质循环利用与土壤熟化无从谈起。它们必须以有机质的碳原子作为自身骨架。所以单纯依靠化肥的石油农业，没有分解者参与，土壤不可避免的淋溶损失得不到补充，团粒结构不能形成，其后果将是土壤土壤板结、耕作层变浅、土壤贫瘠化，最终导致土壤沙漠化。大自然进化的奥妙：在数目巨大的分解者中安排了豆科根瘤固氮菌、从空气中固氮的细菌；从土壤母质中吸取磷钾元素的解磷解钾菌；空气中的氮素取之不尽，用之不绝；据测定：1米深土壤母质磷钾元素够植物生长利用1千年以上。此外，还有植物激素分泌菌、拮抗病原有益菌、害虫选择性寄生菌等。这些意义重大分解者的选择性分离培养，形成优势菌种用于农业，是排除石油农业农药、化肥、激素使用的理论依据，赋予20世纪为生物世纪的重要内容。值得一提的是：在动物的消化系统内存在降解食物成分为低分子可吸收利用养分的分解者，由于食物在动物消化系统内滞留的时间有限，能够被分解者降解的有效养分也有限，因此，现代科学提取动物消化分解者，将动物食物提前在体外发酵，释放更多的有效养分，能显著提高饲料报酬率，降低养殖成本。世界上生产者产量最大的是纤维素（占52%），降解粗纤维转化低分子养分是分解者研究的一个热门科学研究内容，它的意义在于一些高纤维含量的廉价秸秆、糟粕与树皮可以作为动物的食物，能够解决人类食品数量安全危机。日本有一个专门研究白蚁的小组，试图研究出白蚁消化木质粗纤维为高蛋白的机理，实现木纤维转化为高蛋白的人为生物合成但这项研究要取得现实中可利用的成果，任重而道远。□生态循环链上能量物质的合成、传递、利用遵循物质循环利用模式生态循环链上，生产者的光合作用是二氧化碳+水生成能量物质碳水化合，生产者自身生长和消费者、分解者消化利用的能量物质均基于生产者光合作用产物，其消化后最终产物为二氧化碳+水；即二氧化碳+水的循环利用。人类智慧朝追求资本效益最大化进化而忽视自然进化规律人的大脑思维是大自然进化最高级产物，人类凭借自己的智慧能够制造生产工具，能够进行语言沟通与团结协作，战胜了其它猛兽动物，成了自然的主宰。自从人类主宰自然后大自然不再是一种单纯的自然进化过程，而是自然进化与人大脑思维进化相互参合过程。在一片原始森林里也许维持着自然进化多一些原貌，但已经受到全球气候变暖、酸雨、恶劣气候等干扰；而在人群集居的现代社会里，高楼大厦、汽车、农药、化肥等现代文明产物绝非自然进化产物，而是人类智慧进化的产物。纵观人类上下5千年所走过的有历史记录的道路，其中以工业革命200年取得物质文明建设成果最为丰富。工业革命的起点正好成了人类是否遵循生态循环规律的分界岭。原始社会的人类生活在原始森林中，以采摘野果、简单捕食生活，其粪便拉在森林中循环利用，原始社会的大自然理所当然是原生态的。原始社会后期，进入到奴隶社会的初期，人类社会开始出现农业生态与自然原生态的剥离。此期，人类智慧能够进行刀耕火种的简单种植，狩猎活物的简单养殖，原始部落食物供给开始有剩余，原始部落间因抢夺食物地盘的血淋淋杀戮开始转变为用战俘成为劳作的奴隶。奴隶社会的刀耕火种对自然资源有所破坏，但遵循的是耕作与丢荒循环利用模式，加上人类以野外生存方式较多，没有什么采矿业，大自然还是保持原生态。封建社会农业生产力走向发达，人类智慧懂得以人畜粪便给作物施肥，增加产量，小农经济兴起，农业生态与自然原生态完全剥离，农业以生态循环链的模式进行；后期出现自然经济式加工小作坊，对自然生态影响不大；少量铁、铜、金、银开采与加工，对自然生态有局部影响，大自然基本保持原生态。18世纪60年代，人类进入工业革命时期，开始大批砍伐原始森林，大量开采矿石，冶炼钢铁，加工机械，进行原始资本的疯狂累计，自然灾害频繁涌现。恩克斯总结工业革命始期不正常的生态环境破坏指出:“我们不要过分陶醉于我们对自然的胜利。对每一次这样的胜利,自然界都报复了我们”。工业革命的开始，人类步入资本主义社会，人类智慧受追求资本效益最大化刺激，对自然发展规律还没有透彻的了解情况下，盲目地发展了对大自然破坏甚大的采矿业、冶炼业、机械制造业、化学合成加工业、能源业、建材建筑业，这些对自然污染甚大的产业，从一开始很长一段时期，是完全开放式操作，其废渣、废水、废气直接向大自然空间排放，违背了大自然物质循环利用的一般规律，以至于沉睡于地下的许多元素被活化，超过了大自然自净的能力，形成了万劫不复的污染。比如，能源的过度开采与利用，全球气候变暖，引发洪涝、干旱、冰雹、台风、龙卷风、酸雨、沙尘暴等自然灾害加剧发生；人类赖以生存的空气、水、土地、食品受到污染，直接危害人体生命健康安全，许多人体古怪病害层出不穷；为人类分担有害物质承受量的朋友，许多生物物种绝世而去，大自然进化几十亿年进化成果被人类废于一旦。自然生态受到人为破坏和干扰非常大。发达工业国家意识到工业污染对大自然生态的破坏后，上世纪60年代，工业点源污染治理取得了成效，但其整体环境质量没有得到明显改观，主要是石油农业的面源污染没有得到很好的遏制。因此，发达国家在上世纪70年代提出了对石油农业的有机改造，支持有机农业的理论基础就是大自然生态循环规律。目前，瑞典、德国已经明令禁止化肥、化学农药生产，日本、美国也制定了近年取消化肥、化学农药生产的计划。石油农业违背大自然生态循环规律，带来人类生存危机单纯依靠化肥的石油农业切断了生态循环链中生产者→消费者→分解者→生产者，人畜粪便与作物秸秆由分解者降解腐熟返回到生产者利用的循环链条。人畜粪便和70%化肥使用量流失到水体，对水体造成直接污染和水体富营养化后的间接生物污染。而且土壤没有分解者的参与，土壤熟化不可能完成，农业栽培土壤不可避免的淋溶损失得不到补充，团粒结构不能形成，造成土壤板结，耕作层变浅，土壤自然肥力和保水保肥高产理化性状退化。另外，靠化肥生长的作物组织结构疏松，抗逆性差；内部游离氨基酸浓度高有利病虫害发生发展；作物体内硝酸盐、亚硝酸盐浓度提高；植物体内水分增加，可溶性固形物浓度降低，有效营养成分降低，口感、风味变差。依靠化学农药防治病虫害的石油农业，杀虫剂打破了生态循环链上生物多样性的生态平衡控制，与生物物种灭绝关系重大；杀菌剂打破了生态循环链上分解者的自然微生物群落平衡，另外对土壤益生菌：固氮、解磷、解钾、病害拮抗菌等造成致命伤害。生态循环农业能够保证现行食品数量安全生态循环农业的概念杜绝化学加工物和转基因品种作为农业投入物，按自然规律的生态循环链组织生产的农业。转基因品种不能作为农业投入物，是因为：它是人工合成的生化品种是违反自然进化规律的人造物种，引起自然基因库的混乱，其人为导入基因片段的不确切性，及其表达的复杂行，引发的副作用在漫长时间难以确定。生态循环农业能够确保生态环境和食品质量安全是毋容置疑人们普遍关心的是能否保证现行的食品数量安全。生态循环农业能够保证现行食品数量安全食品数量安全事关国计民生和社会稳定大计，马虎不得，推行不用化学加工物的生态循环农业必须首先作到保证食品数量安全。□生态循环农业能够依靠自身循环，不使用化肥能保证产量大田生产者的产出分为两个部分，一个是供动物消费的食物，另一个是秸秆部分。草食动物和肉食动物供作人的食品，如果人和草食动物、肉食动物的粪便+秸秆制作成生物有机肥还田，那么大田的营养损耗就只有构成人体物质带走的养分没有还田，这部分人体物质的损耗，大自然的生物固氮、解磷、解