中国高效生态农业发展设想

　　预计到2050年，世界人口将增加到90亿，这将对世界农业发展提出巨大的挑战。能否生产出足够多的粮食，能否保证粮食安全将是世界各国人民共同关心的问题。几十年来，中国人凭着自己的勤劳智慧，基本实现了“用7%的耕地养育了世界21%的人口”的奇迹。与此同时，中国农业也面临着很多严峻的问题，中国粮食安全问题依然不容乐观。

　　中国发展生态农业的必要性

　　“人多地少”是中国的基本国情。而且最近几年我国的耕地面积处于逐年下降的趋势，从2005年的18.31亿亩减少到2010年的18.26亿亩，预计到2015年和2020年分别减少到17.98亿亩和17.69亿亩。18亿亩左右的耕地要生产出13多亿张嘴吃的食物，这在全球任何国家中都是难度最大的。不仅如此，根据据国土资源部公布的《中国耕地质量等级调查与评定》结果显示，我国耕地优等田地和高等田地仅占32.6%、中等田地占50.6%、低产田地占16.7%，其中西部地区和东北地区耕地平均质量较低。上述结果是综合自然条件、耕作制度、基础设施、农业生产技术及投入等因素得出来的，是比较科学的。由此可知，我国低产田的面积在6亿亩左右。

　　目前，我国粮食产量是以大化肥、大农药、大量消耗地下水为代价的，农业环境污染严重，长期下去是存在严重隐患的。我国耕地总量占世界总量的9%，但所耗用的化肥和农药的总量却分别占世界的35%和20%。单位面积化学农药的平均用量比世界水平高2.5至5倍，每年遭受残留农药污染的作物面积达12亿亩，导致了水源污染、土地流失、河道淤塞、海洋污染、生态变迁和疾病丛生等严重环境问题并造成了大量经济损失。化肥农药的应用虽然使过往40年的农作物的产量增加了一倍，但是近20年发现，在不断增加化肥的使用时，农作物的产量却显示了不断下降的趋势，原因是化肥、农药等合成化学物导致土壤中的固氮根菌及其它有机生物的死亡和它们与植物间的共生作用的下降，继而导致土壤肥力下降。

　　人类之所以能够不断繁衍并有所发明，正是因为人类掌握了生产食物的技术和方法，掌握了一年四季作物生长的规律，这就是农业的发明。畜牧业是人类直接利用动物，而作物需要在合理的水、肥、气、热、光、温条件下，才能够获得粮食，其中害虫与杂草还来与人类争夺资源。农业是一门古老而永恒的话题，没有了农业，人类社会肯定是不可持续的。中华文明上下五千年，加上史前文明，人类与作物打交道的历史有八九千年，中国农业是世界上最先进的。中国耕地连续利用几千年不退化，这本身就是一个奇迹。然而，遗憾的是，自从上世纪70年末以来，我们抛弃了传统的农业技术，引进所谓的第一次绿色革命成果，即使用大量的化肥、农药、除草剂、农膜，“锄禾日当午”式的耕作方式，被机器替代了，人变得懒了，地变得馋了，农田充满了污染物。短短几十年，耕地肥力出现了明显的下降，全国土壤有机质平均不到1%，农田里每年聚集着不可降解的农膜。工业化农业，已经大大动摇了我们农业的根本。

　　从可持续发展的角度看，中国未来农业只能走“用地养地”、“精耕细作”、配合一定现代化设备和生态技术的生态农业。因此，要解决粮食安全问题，必须至少得回到循环性的生态农业上来。这样的农业方式应该是有动物和植物共同参与的，虫害的防治由物理的和生物的方式解决，少用或不用化学的方法解决，动物的粪便成为种粮的有机肥料，建立完整的农业循环生物链。未来中国的农业大量的空间是在秸秆和土壤上做文章，即发展高效生态循环农业。

　　生态农业的力量

　　要实现高效生态循环农业，就要充分利用作物秸秆饲养牲畜，用牲畜的粪便堆制有机肥回归大地，培肥地力。根据估算，我国年产秸秆6-7亿吨，折合鲜重达18-21亿吨。如果充分利用起来如养牛养羊等反刍动物，则相当于得到1亿吨的活牛重，以54%的出肉率计算，等于5400万吨纯牛肉，或2.7亿吨粮食（1斤肉等于5斤粮的营养和热量），扣除育肥过程中消耗的1亿吨粮，净增加1.7亿吨粮食。另外，每头牛还产出了约5吨牛粪,  这些牛粪施加到大田里，即使使用一半的化肥，还可带来10-20%的增产效应。如果有效利用秸秆资源，那么牛羊这些流动的“化肥厂”所制造的有机肥量将十分巨大。试想，什么样的技术有如此强大的威力？生态学的解决方案是从牲畜嘴里夺出粮食来。当然，上述是理论计算值，在具体实践中，我们能够将50%的秸秆利用起来就是很不错的增产计划了。初步计算，如将全国50%的秸秆利用起来，就可以支撑3.6-4.2亿头牛，增加牛粪32.8-38.3亿吨，折合2835-3310万吨硫酸胺。而且有机肥的大量使用对土壤地力的提高作用很大，根据我们在山东长达八年的有机肥还田实验，在一块低产田上每年每亩施用五吨牛粪，土壤有机质从0.7%恢复到了2%。

　　1亩地的秸秆生物量相当于10亩草原生物量，所以还要考虑60亿亩草原恢复生产力带来的粮食节约。我们做过“极端”的试验，如果草原自由散养柴鸡，即使没有任何饲料补充，1亩草原上的草籽、草叶、昆虫等也能够满足至少1只鸡生存，且对草原基本没有破坏。这笔账算下来，全国还可以增加31.5亿公斤纯有机鸡肉，相当于0.158亿吨粮食。加上上述秸秆养牛净增粮食产量，两项之和就有1.858亿吨，等于全国粮食在现有基础上增加37%。没有任何一项常规农业技术技术能够达到如此高的增产效果。有了这些增加的“大粮食”，中国人不仅能够吃饱，还能够吃好。

　　另外，生态农业生产的食品是健康安全的食品，具有很好的经济效益，能够吸引农民返乡务农，理性回归。与此同时，生态农业使农业从业人员得到应有的尊重，并可带动大学生就业和科技推广。

　　“畜南下，禽北上”恢复草原并提高耕地生产力

　　要实现关于未来生态农业的整体布局，需要用到我们较早之前提出的一个战略思路，即“畜南下，禽北上”。该思路主要针对减少牧区牲畜、恢复草原和解决农区秸秆污染、大量化肥造成地力下降等问题。我国有各类草地约60亿亩，是农田的三倍多，占整个国土面积的41%。但是如此广阔的草原并没有喂饱数量仅为1/3的牧区牛羊。连续多年的放牧造成了我国90%的草原出现不同程度的退化。而全国18亿亩农田每年能产7亿吨秸秆，这些秸秆是优良的牧草。与此同时，中国平均每人每年需求3.7只鸡，目前鸡主要在农区养殖，人禽争粮。简单地说，“畜南下，禽北上”，就是将牧区的牲畜转移到秸秆过剩的农区饲养，将农区集中饲养的家禽转移到草原牧区散养。因此，牲畜的主产区应由内蒙古草原、西藏、新疆、青海等低光合生产的传统牧区进入山东、河南、河北、四川、湖南等的粮食生产大省，即畜要“南下”；而禽类应进入草原的传统牧区，即禽“北上”。

　　生态农业初步布局

　　我们的整体思路是在不影响粮食数量安全格局的前提下，利用我国18亿亩耕地中的6亿亩低产田和生态保护区域发展符合国情的“高效生态农业”，实现双重的“粮食安全”，增产增收，保护环境。用生态学的办法，用大量有机肥培育地力，加之配套的生态关键技术，把低产田变成高产田，实现吨粮田；生态保护区域本身环境质量非常高，非常适宜规划生态农业，利用环境资源优势和现代生态农业技术，生产优质健康食品；由于1亩地生产的秸秆生物量相当于10亩草原生物量，在农区养牛等牲畜，这样就解放了草原的放牧压力，换之在草原放养鸡禽，并用生态养殖的方法养殖少量牛羊，起到保护60亿亩的草原的目的，同时增加效益；加上24亿亩的森林，9.9亿亩的湿地，和300万平方公里海洋，这些区域完全可以告别现在农业流动危害要素，生产安全的食物。使将近70%的国土环境得到严格保护，远离化学污染，减少环境治理费用和医疗费用，国民经济整体效益大幅提高。

　　（作者系中国科学院植物研究所博士研究生）