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蔣高明:論生態農業的邊界、科學原理與應用技術(之四)

2020-01-16 09:15:26  來源:作者博客  作者:蔣高明
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  5.3生物多樣性原理

  生態農田具有豐富的生物多樣性,尤其是土壤生物多樣性。農田生物多樣性包括種植物種(植物、菌物)與養殖物種(動物)多樣性。在一個多樣性的農業生態系統中,其穩定性也是高的,抗自然災害能力加強,同時延長了農產品貨架期,避免集中上市帶來的農產品滯銷。我們在10畝農田基礎上發展的弘毅生態小院,經濟物種有73種之多,包括植物、動物與微生物三大類[13]。在這個系統中,害蟲與雜草都變成了資源利用起來。同時我們發現,由于土壤健康,農田生態系統健康,植物病害基本消失[12]。

  害蟲與雜草本身就是普通的物種,它們的作用也是辯證的。害蟲會吃植物,但也會給一些蟲媒植物授粉,害蟲是益蟲的食物,害蟲死亡后其尸體可以參與構造土壤中的團粒結構;雜草會與莊稼爭養料,但也會增加土壤碳氮等營養。雜草根系及其分泌物對于土壤中的生物多樣性維持及其保持良好的土壤結構也起到很多的作用。當然,對于害蟲和雜草必須進行管理,農民付出的辛勤工作是管理它們,不使其危害,并變害為寶[12]。

  5.4生態位原理

  農田生態系統中,不同物種都有自己的生態位,在時間空間上所占據位置不同,大部分時間物種相安無事,只有到生態位重疊時,才會發生激勵的競爭或對抗。生態位是生態系統中每種生物生存所必需的生境最小閾值。擁有相似功能生態位、但分布于不同地理區域的物種,在一定程度上可稱為生態等值生物。生態位與資源利用譜相對應,生態位寬度是指被一個生物所利用的各種不同資源的總和。

  在農田中,因種間競爭,一種生物不可能利用其全部原始生態位,所占據的只是現實生態位。作物的生態位是人為保護的,往往為了高產,人工除草或機械除草,去除競爭者。土壤表面上下一定高度和深度,這是土壤微生物、蚯蚓、線蟲等動物的生態位,一些害蟲的幼蟲也分布在土壤中。利用生態位的空間差異,可以減少雜草控制成本,如果果園和葡萄園生草,就是利用喬木(藤本)與草本植物生態位不同的原理;種植高粱也可以控制雜草,因為高粱為高桿作物;利用生態位時間差異可以控制害蟲,如誘蟲燈捕殺的往往是夜行害蟲,而益蟲因為多在白天捕食較少受害。夏季的雜草很難在春季生長,因此可以利用夏季高溫多雨生長雜草,混播豆科植物養地,然后種植越冬小麥,小麥產量可以提高。這是利用小麥與雜草的時間生態位原理,在北方農田,玉米夏季農田雜草以牛筋草等為主,小麥以播娘蒿為主。

  5.5生態系統原理

  生態系統指在自然界的一定的空間內,生物與環境構成的統一整體,在這個統一整體中,生物與環境之間相互影響、相互制約,并在一定時期內處于相對穩定的動態平衡狀態之中。生態系統能夠自我維持、自我更新,且具有一定的恢復能力。掌握了農田生態因子變化特點、物種組成及其相關關系,人類就可以利用所掌握的生態學知識進行農田生態系統設計,力求獲得最大的產量、生物量或者最高的經濟效益。

  間作套種、林禽互作,果禽互作、林糧互作,藥糧互作、稻田養鴨、稻田養魚、蓮魚共生、魚菜共生等等,都是利用生態學原理進行的農田生態系統設計。在該類設計中,最重要的因素是種子。種子是農業的重要“芯片”,人類造不出種子來。除為動物生產飼料利用一部分雜交種外,基本使用老種子。鼓勵農戶自留種子,常年生態育種與自留種,產量有增加趨勢。生態農業模式杜絕轉基因種子,這是因為轉基因是違背自然規律的。

  在生態農業生態系統中,農業不是現代化學污染源,不是溫室氣體排放源而是溫室氣體庫,從源頭解決了面源污染問題;農田生態環境大幅度改善;農田生物多樣性將逐漸恢復;農產品不再含有人為添加的有害化學物質,目前圍繞食物鏈合法使用的化學物質高達5萬多種[14];農產品提供的優質健康能量,重大疾病發生率將大幅度下降;農業將成為附加值很高的產業,大學生二代、農二代等年輕人可以進入農業;優良種子資源可以長期保留下去;病蟲草害發生率基本可控,土地越養越肥,耕地生產力將得到穩定提高[12]。

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