朱立志:人与农业的生态逻辑

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朱立志（中国农业科学院研究员）

  ——土壤是健康之本
  一、土壤活了，才能生产出满足健康需求的农产品
  “土地是财富之母”，这是三百多年前英国古典经济学家威廉·配第的名言。然而，人们常常只是把土地当成无生命的财富载体，当成经济活动的场所，而不是有生命的财富之母，这是经济学在农业领域的重大误区。
  农业系统是生态系统，不仅动植物是有生命的，耕地也是有生命的，因为在耕地土壤中含有大量的生物群落，如蚯蚓等有益小动物和枯草芽孢杆菌等有益微生物。如果我们只是从经济学的角度考虑经济效益，不去考虑投入品对土壤中生物群落的不利影响，不去为土壤有效补充被农产品和秸秆带走的矿物营养元素，尤其是中微量矿物元素，长此以往，土壤中的生物群落将衰竭，土壤中的矿物营养结构将失去平衡，土壤也就失去活力，农业的财富之母耕地将失去应有的生命。更为严重的是，在“死的”耕地上作物吸收到的人体紧缺的矿物营养元素十分有限，生产的农产品也就难以满足人体的健康需求，如果作为饲料也难以维持动物营养的合理补充。长期食用这些动植物产品，人体会因为缺少营矿物养元素而疾病缠身。科研工作者们通过对特定的对比样本检测发现，施用化学肥料农药的芹菜和不施用化学肥料农药的芹菜相比，人体必需的矿物营养元素平均降低了近一半，其中钙降低了超过一半，锌降低的比例更多。德国、日本等国科学家也多次做过人员分组对比，结论是食用不施用化学肥料农药蔬菜的一组主要健康指标半个月就有明显好转。
  我们每年施用了大量的化学肥料和化学农药，破坏了土壤中的生物群落和有机团粒结构，土壤酸化板结，变成了真正的“死土疙瘩”。作物的根部就相当于人的胃部，根部环境不好作物的“胃气”就不正常，营养吸收就会受阻。如果只是依靠化学肥料来被动的补充，就像病人依靠打吊水一样维持生命，是不可能健康生长的，就会容易发生病虫害，以致加大化学农药的施用。同时，为了维持高产又进一步加大化学肥料的施用量，这样就形成了恶性循环，耕地就会逐渐地失去活力。此外，失去活力的耕地不仅让作物根部本身不能健康生长，营养吸收不良，导致生产的农产品营养不全，同时“死土疙瘩”很难提供作物全面的矿物营养元素，最终生产出来的农产品也就很难满足人体对紧缺矿物营养元素的需求（这些矿物营养元素和蛋白质结合以后形成酶，是人体健康代谢不可缺少的），食用这样的农产品后人体的健康也会受到不利影响。
  与此相反，在具有良好活性的土壤生态环境中，农作物的根部能有效全面地吸收营养，健康地生长，土壤也能提供全面的营养，最终能生产出营养全面的植物性产品。营养全面的植物性产品在满足人的健康生长需求的同时，又能通过饲料满足动物健康生长的需求，进一步为人体提供了营养全面的动物性产品。这样，从食物的角度，人体得到了基本的健康保障。
  上面所陈述的内容，印证了老祖宗早就警示过我们的一句话：“病从口入”！这个警示其实有两层含义：一是不好的食物是引起人体疾病的重要因素，二是好的食物能让人越吃越健康。
  二、把农业做成生态产业，土壤才能够充满活力
  农业的劳动对象是动物、植物和微生物等生命体，从本质上来说，农业系统是自然生态系统和社会经济系统的耦合形态，是资源生态循环利用和经济再生产的复合体。农业只有形成稳定型自然生态平衡机制与扩张型社会经济增长机制的耦合对接，才能可持续发展。因此，农业是一个生态产业，生态性是根本，经济性必须扎根于其生态性。
  “我们每走一步都要记住：我们决不像征服者统治异族人那样支配自然界，决不像站在自然界之外的人似的去支配自然界”，恩格斯的《自然辩证法》对当时社会的生态问题进行了关注和剖析，全面分析了人与自然的辩证关系，高瞻远瞩地看到了人与自然关系恶化后的生态危机，包含着丰富、深刻的生态哲学思想。
  然而长期以来，我们只是把农业产业当成一般性经济产业，把耕地当成了无生命的承载经济活动的场所，通过大量的化学投入品和机械化操作，获得有生命的产品。这就是常规化学农业，妄想通过无生命的工业模式来实现有生命的农业现代化。常规化学农业不遵循生态法则，只能导致土壤活性丧失，最终导致农产品的品质指标和健康功能指标下降。
  把农业当成生态产业，“走高效生态的新型农业现代化道路”（习近平主席人民日报文章标题），才能真正挽救农业。
  常规化学农业主要围绕着如何通过增加化学投入品提高产量，即所谓的“数量农业”，而不是“质量农业”，以至于对资源管理、环境治理和生态护理方面关注不够，尤其是对最宝贵的农业资源耕地的生命特性关注不够，没有科学完整的措施体系保障农业可持续发展。
  要突破当前常规化学农业的困境，让农业可持续发展，就必须全面实行农业生态转型。但是，这并不是要走传统生态农业的老路，仅仅注重生态，而是要走现代生态农业“质”与“量”兼顾的高效生态道路。只有这样，才能真正实现我国农业现代化。
  在实际生产中，把种植、养殖作为一个有机整体，让种植业的秸秆和养殖业的粪污等有机废弃物通过肥料化还田，或通过饲料化过腹还田，或通过基料化让食用菌分解后还田，最后农业系统中从土壤拿走的大部分养分又能地回到土壤。科研工作者们通过对特定的土壤对比样本检测发现，长期利用生态循环耕作方式的农田比常规化学农业方式耕作的农田中的铁增加三分之一左右，锰增加二分之一左右，钙、锌、硫、磷、铜增加近一倍。
  当前人们普遍关注的是地上生产量，今后要更多地关注地下生产力。“藏力于地，心有底气。” 如果我们充分发挥生态农业措施体系的重大作用，土壤的理化性状就会越来越好，有机质含量、团粒结构、生物群落就会不断恢复，土壤才能够充满活力。
  土壤中对农作物有利的有益菌群很多，必须通过农业生态转型有效恢复。例如，枯草芽孢杆菌能增加作物抗逆性、固氮；巨大芽孢杆菌能解磷（磷细菌），具有很好的降解土壤中有机磷的功效；胶冻样芽孢杆菌能解钾，释放出可溶磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素；地衣芽孢杆菌能抗病、杀灭有害菌；苏云金芽孢杆菌能杀虫（包括根结线虫），对鳞翅目等节肢动物有特异性的毒杀活性；侧孢芽孢杆菌能促根、杀菌及降解重金属；胶质芽孢杆菌：有溶磷、释钾和固氮功能，分泌多种酶，增强作物对一些病害的抵抗力；泾阳链霉菌能具有增强土壤肥力、刺激作物生长的能力；菌根真菌能扩大根系吸收面，增加对原根毛吸收范围外的元素（特别是磷）的吸收能力；棕色固氮菌能固定空气中的游离氮，增产；光合菌群是肥沃土壤和促进动植物生长的主力部队；凝结芽孢杆菌可降低环境中的氨气、硫化氢等有害气体；提高果实中氨基酸的含量；米曲霉使秸秆中的有机质成为作物生长所需的营养，提高土壤有机质，改善土壤结构；淡紫拟青霉对多种线虫都有防治效能，是防治根结线虫最有前途的生防制剂。此外，多种复合菌相互促进、相互补充，相互协同，共同作用效果远远大于单一菌种。
  更值得关注的是，土壤微生物对作物所需营养元素的转化作用也十分重要。例如，许多微生物能产生一类称为铁载体的特异铁结合物，能螯合铁并输入细胞内部，当它进入细胞后，铁被释放出来，铁载体可再进行铁的运转，这是作物吸收铁素的一种机制。
  农业生态转型要求合理选择农业生态系统构成内容，提高空间和光能的利用率，多层次利用物质和能量，增加生物质生产量，达到高效综合利用自然禀赋，充分利用和发挥他们所具有的互补、调节、促进功能，让耕地土壤的养分良性循环补充，实现单位面积耕地农业综合效益最大化。农业生态转型可以增加农业本身的自净能力，减轻生产活动对生态系统的干扰，包括对地下土壤生态系统的干扰。农业生态转型有利于恢复和提高天然生产能力，减少化学肥药等化学投入品的使用量，能够有效控制耕地资源破坏、环境污染和生态退化，并使其持续得到改善。
  可以看出，常规化学农业不仅使土壤耕作层被污染，有机质减少、团粒结构退化，甚至犁底层也被污染，更严重的是土壤中的有益小动物和有益微生物群落受到破坏，土壤失去活性，逐渐死去。只有尽快实现农业生态转型，才能让土壤恢复活性。
  三、发展中医农业，还土壤真正的生命
  当前农业正处在从常规高耗石油农业向现代高效生态农业转变的关键时期。随着基本理念和时间空间、产业链条、技术创新等不同维度的不断融合交叉，生态农业形成了多种机制模式、理论方法，如韩国的亲环境农业、日本的自然农业、澳州的永续农业、欧美的有机农业以及我国的中医农业等。
  中医农业依据中医原理和方法改变常规化学农业的生产方式，用中草药作为基本原料生产“两药、两料”（农药、兽药、肥料和饲料），或用中草药活体（在田间或养殖场空隙处种植中草药）优化动植物生长环境，以减少化学农药、化学肥料、化学饲料添加剂以及各种抗生素、激素的使用，促进动植物健康生长、实现病虫害绿色防控。
  中医农业是2016年中国农业科学院章力建和朱立志两位研究员通过大量科技文献分析、生态农业理论研究和生产实践验证提出的高效生态农业方式，也是中国特色现代生态农业方式，其运作机理主要体现在三个方面：利用中草药保护动植物生长，利用中草药+微生物+天然矿物营养元素的组合促进动植物生长，利用中草药与其他生物群落之间的相生相克机理优化动植物生长。中医农业具有三个方面的特点：一是系统性，即着重农业生态系统以及生物间的内在联系，这是农业内部保持各组成部分之间相对稳定和谐的本质要求；二是综合性，即形成多方面、多层次的复合效应，通过综合的手段，达到综合的效果；三是整体性，即作用范围是整个的、全部的，覆盖所有生产单元和种养循环链。
  从表面看生态农业有各种类型，但其实基本理念是一致的，就是遵循人与农业的生态逻辑。例如，日本的自然农业与我国的中医农业有很多相似之处。首先，都是尊重自然、顺应自然、保护自然。其次，日本自然农业中的自然农法投入品“汉方营养液”与中医农业投入品“中药肥”都是从自然生长的中药材中提取，富含活性物质和一般耕地紧缺的中微量元素，是一种有机活性肥。有机活性肥可以让土壤恢复活性，蚯蚓等有益生物重新活跃，尤其是土著微生物迅速恢复，根系健康，营养吸收全面。尤其是根系周围的菌丝体得到有效恢复后，可以帮助作物吸收土壤中的水分和营养物质，有利于农作物生长。与其相反，化肥会破坏作物的菌丝体，农药会进一步杀死菌丝体。有机活性肥能有效替代化肥，同时由于提升了植株的次生代谢，从而能够促进植株抗逆性和抗病虫害的能力，减少农药的使用，能显著减少农业生产成本，真正达到了节本增效，提高品质。日本在中国的几十个中草药生产基地按照自然农法生产出了高品质的中药材，这也是日本汉方在世界中草药市场上占绝对优势的根本原因。展望未来，随着中医农业的实施，我国的农业也必将迎来一个辉煌的时期。