农田病了!生态工程能否治愈?

农田病了!生态工程能否治愈?

发布时间 : 2016-04-14

      [导读] 2015年底,科技部发布国家重点研发计划试点专项2016年度第一批项目申报指南,与“干细胞及转化研究”“新能源汽车”等炙手可热的项目一样,化学肥料和农药减施增效综合技术研发”也赫然在列,成为6个试点专项之一。

      国家缘何如此重视化学肥料和农药的减施增效?“农田生态关系到农业的可持续发展,更关系到子孙后代。”农业部农产品质量安全中心副主任顾宝根一语道破其中玄机。

      现在农田生态系统健康问题受到越来越广泛的关注。由于中国多年长期滥用农药,超量使用化肥,现在问题越来越大,农田生态系统非常不健康,甚至是“病入膏肓”。在主题为“农田生态系统健康修复”的中国科协第106期新观点新学术沙龙上,与会专家为根治农田生态系统的“顽疾”进行了深入探讨。

 ——病症——

      有益生物减少、抗药性增加、病虫害频发

      从今年青岛西瓜中毒事件、草莓除草剂超标致癌事件,到之前的香蕉致癌事件、黄瓜顶花带刺事件……每次农产品安全问题都会引起公众的广泛关注。然而,人们却很少去想,农产品的这些“病”又是从哪儿来的呢?农田生态系统破坏是农产品质量安全的重大隐患。其主要的风险因子是农药残留、重金属和稀土、生物毒素、病原性微生物。

      “农药和化肥的过量使用破坏了农田生态系统,不仅使农业害虫的天敌等有益生物减少,而且农药抗性使农药的使用更加频繁,导致残留的风险更大。”顾宝根说,“最简单的例子,以前我们可以在田里抓泥鳅、捉螃蟹,现在田里这些都没有了,这里面农药起着很大的作用。”

      施洒农药原本是为了减少病虫害,使农业增产增收。但在我国,农药滥用却反而导致病虫害种类不断增加、病虫灾害频繁暴发。浙江大学农学院教授程家安表示,我国病虫草鼠害年平均防治面积从上世纪80年代的1.87亿公顷次,发展到上世纪90年代的2.36亿公顷次,进而发展到本世纪第一个10年的4.67亿公顷次,以及近年的5亿公顷次以上,30余年来防治面积增加了2.5倍。

      “不仅如此,其引发的社会问题可谓是生死之忧。受环境激素影响,上世纪40年代人的精子数是6000多万单位,现在只有2000多万。再就是肿瘤,现在中国每8个人中间就有一个人因为肿瘤死亡,当然肿瘤不完全是农药引起的,但滥用农药也是其中一部分因素。”对此,本身就是肿瘤患者的程家安尤为焦虑。

——处方——

      修复农田系统发展生态工程可双赢

      长期以来,迫于尽快以有限的耕地和水资源,实现众多人口粮食基本自给的压力,我国大力推行通过培育高产品种,提高化肥和农药投入以确保高产的传统集约农业方式。

      “事实证明,这种方式严重破坏了农田生态系统的结构和功能,要实现农业的可持续发展就要修复已经被破坏的系统。在这方面,发展生态工程是关键。”程家安说。

      生态工程是指应用生态系统中物质循环原理,将生物群落内不同物种共生、物质与能量多级利用、环境自净和物质循环等相结合,达到资源多层次利用、循环利用的目的。如利用多层结构的森林生态系统增大吸收光能的面积、利用植物吸附农田土壤中某些微量重金属等。

      “通俗来讲,生态工程就是所谓的win-win(双赢),人与自然和谐共处,达到阴阳平衡。”浙江大学昆虫所教授祝增荣说。

      不用农药也能消灭害虫实现高产 

      农药的历史不足百年,在我国大范围应用不足半个世纪。在此前的几千年中没有农药,我们照样取得了农业文明的辉煌成就,那么如今科技高度发达,不用或者少用农药反到不行了吗?对此科学家们进行了很多有益的尝试。

      如果不用农药对付病虫害,那么就要想办法“以虫治虫”,培育害虫的天敌。在浙江北部的平原地区,科学家发现,生境的多样性越高,相对应的害虫的密度就越低。“这提示我们:植被的多样性是保育害虫天敌的保障或者说是基础。”祝增荣说。 

      为了留住害虫的天敌,祝增荣想尽办法解决好它们的“食住行”,比如为它们解决吃的花蜜和花粉、行动的通道、住的安乐窝及繁殖问题。通过一系列实验,他将大花六道木种植在水稻田周围,这种植物可以提高生物群落,稳定农田生态系统,有利于天敌生存。有了大花六道木的“守护”,稻田害虫飞虱的数量明显减少。

      据祝增荣介绍,他们位于浙江三门县山区的1000多亩水稻试验田,由于周边良好的生态环境吸引了更多的天敌,在恢复生态平衡的基础上,不用农药,成功防治了水稻稻飞虱、二化螟等害虫,减少了病虫害发生概率,最近10年那里的农民都不给水稻田打农药,虫子都被以蜘蛛为代表的天敌吃掉了。

      像这样的例子还有很多,中国科学院植物所研究员蒋高明说,在山东,他们已进行了9年有机农田实验,在不用化肥、农药、除草剂、地膜的前提下,成功控制了害虫,并实现了小麦、玉米、花生、苹果产量超过周边使用化肥农药的农田产量。

——医嘱——

      修复农田生态系统不能只管田不管人

      “农田生态系统是一个按照人为特定目标所建立起来的生产系统,当前最大的问题在于只讲农田系统,不讲人的行为和管理,这样生态系统怎能改善?因此我认为要改善农田生态系统,亟须建立一种协调管理的机制。”程家安说。

      他表示,建立农田生态协调管理机制离不开3个重要的环节,即生物生产和保护、技术研发和实施、政府管理和监督。

      生物生产和保护是农田生态系统的基础,农作物品种决定了农田生态系统主体生产者的遗传特性和多样性,同样也决定了系统的产量、品质和稳定性。因而,培育高效利用光、水和营养资源,具有多样化抗耐性的高产、优质品种,取代现有品种是修复农田生态系统的前提。在此基础上,建立养分高效循环利用系统,通过提高生境多样性为害虫天敌提供食料和庇护所、人工释放补充有益生物、减少化学农药使用等,为实现可持续集约农业奠定基础。

      技术研发和实施是可持续集约农业发展的保障。科技部门要开发出与可持续集约农业目标一致的技术体系;推广部门在实地将这些技术适用化,使之符合当地的生产实际,并将技术传递给农户,使农户获得更好的收益。

      政府管理和监督是实现可持续集约农业发展的关键,政府需要把对农业的支持从以往围绕确保高产转变为确保可持续集约发展,进一步完善法律法规,加强管理和监督,全力推动农业可持续集约发展。

 

■延伸阅读

      古巴的“复古”农业

      古巴是一个拉丁美洲的小国家,但它拥有全球规模最大的生态农业,都市居民吃的蔬菜、米饭,75%来自方圆10公里内的农地,当有机农业在全世界蔚然成风,古巴农民早在20年前就已不用农药化肥。在气候变迁日益严重、石油资源枯竭的今天,古巴用多样化的耕作方式,为全世界提供了另类的粮食新解。

      在1993年以前,古巴和世界上大多数国家一样以大量的农药化肥换取产量。但上世纪90年代苏联体制崩溃,加上美国对古巴展开新一波经济制裁,禁止石油、各种物资外运,等同宣告机械化农业的死刑,90年代末期,古巴的块茎类作物产量下滑96%、水稻产量重挫六成,让他们不得不另辟蹊径。 

      1993年,古巴开始“复古”农业,学习不用农药化肥、大型农机,以传统牛只、人力耕作,农园除了种菜,还畜养各种牲畜,自家门口就是堆肥场。在1993年以前,古巴使用牛犁的农民只有七八十个,现在几乎每个村落都有牛。牛除了是重要耕作伙伴外,粪便还是田里最佳的肥料来源,自然界中各种昆虫则是农民的好帮手。

      古巴政府确立“生态农业”政策后,要买农药化肥只能在黑市买,而且还很难找,农民也认为作物被虫咬是很正常的事,不会主动使用农药化肥。此外,各个大学也开始进行天敌防治研究,并与农民分享保种、抓害虫心得。经过一连串农业改革,目前古巴的粮食自给率已经达到75%以上。