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徐恒泳:农业绿色可持续发展需要来一场“蜕变”

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发表于 2020-3-25 13:52:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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徐恒泳(中国科学院大连化学物理研究所,二级研究员,博士生导师)

  大约1万年前,人类焚林开荒,开始种植可食用植物。
  众所周知,化肥可以提高农作物产量,为农业作出了重大贡献。可近年发现,即使持续地增加化肥用量,但产量难以提高,甚至出现绝产迹象。农作物早在人类种植之前就存在了,有些甚至在人类诞生之前就有了。微生物-植物-动物依靠相生相克机制,利用有限的自然资源,亿万年来和谐共存。
  当下,专家和农民普遍认为,如果不用农药就无法防治病虫害。果真如此的话,农作物在没有农药的年代早就灭绝了。而当下值得注意的是,随着农药用量的增加,病虫害越来越严重。
  农业已走到了三岔口,是继续单一施用化肥,还是综合提升地力,全面解决产量控制因素?是继续增加农药用量,还是恢复相生相克的自然机制,从根本上解决病虫害问题?农业面临抉择。
  守护十八亿亩耕地红线固然重要,但能否生产出“安全、好吃、健康、高产”的农产品同样重要。这是农业可持续发展的重大问题,为此,农业需要一场蜕变。可喜的是,一些专家和农民,依靠自然力量,并结合现代科技,已率先实现了农业的新生和蜕变。
产量影响的理论分析
  任何一种农作物,包括水稻、小麦、玉米、蔬菜和水果等,都是由物质构成的。其中任何一种物质都是由原料在酶的催化作用下合成的。
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  空气的作用是提供二氧化碳、水和氮气作为原料,由于空气中的氮气分子结构极其稳定,不能直接被农作物利用,只有通过土壤微生物转化为活泼氮源,才能被农作物利用。土壤的作用一方面提供氮磷钾(肥力)等作为原料,另一方面提供矿物元素作为生物酶的活性组分。在生物酶催化作用下,农作物通过光合作用将原料转化为一系列物质,如碳水化合物、脂类、氨基酸、蛋白质和维生素等。
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  因此,农产品的产量主要取决于原料、肥力和酶力三大基本要素。而这三大要素取决于空气和土壤的物质组成。
化肥农业产量影响因素的变化
  当土壤肥力(氮磷钾)是农作物产量控制因素时,化肥让农作物获得了喜人的高产,在人口持续增长情况下解决了吃饱饭问题,为人类生存和社会发展做出了重大贡献。
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  早在100多年以前,德国化学家李比希就提出植物矿质营养三大学说。
  1. 矿质营养学说:土壤中矿物质是一切绿色植物的唯一养料;
  2. 归还律学说:只有将植物吸收的矿质养分归还给土壤,才能保住土壤的肥力;
  3. 最小养分定律:植物产量决定于最小养分因子。
  土壤矿物质包括几十种矿物元素,因此,只关注氮磷钾而忽视其他矿物元素特别是微量元素,严重地违背了矿质营养学说。
  化肥(氮磷钾)让农作物获得了高产,但几十年来,农民不再把秸秆和动物以及人的排泄物归还土壤,即不再把植物吸收的矿质养分归还土壤,让土壤综合地力严重流失,违背了归还律学说。
  农产品的产量取决于原料、肥力和酶力三大基本要素。几十年来土壤矿物元素特别是微量元素严重流失,让酶力成为最小养分因子,继续单一施用化肥违背了最小养分定律学说。
  那么,为什么农作物高产控制因素由肥力转变为酶力呢?这是因为几十年来,农民不再将秸秆、动物和人的排泄物归还土壤,导致土壤矿物元素严重流失。数据分析表明,农田土壤的钙、铁和锌分别流失了83%、40%和81%,其他矿物元素都流失了50%以上。
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  矿物元素是生物酶的活性组分,土壤矿物元素的严重流失导致农作物酶力下降,造成农产品物质合成障碍,农作物产量下降。
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  另外,几十年秸秆不还田,还导致土壤有机质含量大幅度下降,造成土壤微生物生存和繁殖条件恶化。
  总之,经过几十年的发展,土壤肥力不再是农产品高产的控制因素,而土壤酶力、有机质和微生物成为产量控制因素。这就是为什么农民不断增加化肥用量,但产量不增反降的原因。
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为什么农作物虫害越来越严重?
  生物经过极其漫长的演化,微生物-植物-动物建立了相生相克的机制,维持生态系统的平衡。任何一种农作物需要具备下列三种机制,才能免遭病虫害导致的物种灭绝。
  合成免疫物质抑制病菌过度繁殖;
  合成厌食物质避免虫子贪吃和大量繁殖;
  天敌食用虫子避免虫子成灾。
  土壤矿物元素流失导致土壤酶力下降,造成物质合成障碍,导致一些免疫物质和厌食物质无法有效合成,让农作物免疫力和抗虫力降低。另外,农药杀死虫子的天敌,也是虫子难以控制的重要原因。
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  因此,越来越严重的病虫害,是由于土壤矿物元素的流失和大量使用杀虫剂导致生态系统失衡,破坏了相生相克的自然机制导致的。
为什么农产品越来越没有味道?
  “有小时候的味道”,这是人们吃到优质农产品时的普遍反应。那么,为什么食物失去了小时候的味道?如何找回小时候的味道?能否让农产品比小时候还好吃?这是人们普遍关心的问题。
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  土壤矿物元素流失导致土壤酶力下降,造成农产品物质合成障碍,当一些风味物质无法有效合成时,就让农产品失去了原有的味道。以水果为例,土壤矿物元素流失,让糖类合成酶活性下降,导致光合作用无法合成足够的糖类,从而让水果失去了原有口味。
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  几乎所有人都在抱怨农产品越来越没有味道,但极少有人关注,这些风味物质是合成人体生命物质所需的原料,其缺失必然导致人体生命物质合成不足,造成细胞缺陷和功能障碍。
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慢性病源头致病因素分析-万病归一
  当主流医疗有效预防和治疗各种感染性和传染性疾病时,人们本该健康天年,但遗憾的是又迎来了慢性病爆发的时代。
  1980年,2012年和2013年我国糖尿病患病率分别为0.7%,9.7%和11.6%,1980年以前几十年累计的结果为0.7%,而2012年到2013年1年间就增加了1.9%。可怕的是,各种慢性病都呈爆发态势,而主流医疗治标不治本,只能让患者终生服药控制指标,国人忍受剧痛,死亡率居高不下。
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  人类应对疾病的历史表明,只要找到源头致病因素,疾病就能迎刃而解。那么,是什么原因导致慢性病爆发呢?
  矿物元素是人体生物酶的活性组分,农田矿物元素严重流失,以及在这样的土壤上种植的农作物,无法为人体细胞提供生物酶合成的足够原料和全面平衡的生命原料,导致生命物质合成障碍、代谢障碍和血管淤堵三大类几万种慢性病。
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  尽管慢性病种类千差万别,但有一个共同致病因素,即人体细胞缺酶和生命原料失衡,而这一致病因素是土壤矿物元素严重流失造成的。
  因此,要想从根本上解决慢性病问题,预防和控制慢性病,大幅度降低慢性病风险,让慢性病不治而自愈,需要从土壤的源头致病因素入手。
健康农业的锐变
  只有综合解决土壤肥力(氮磷钾)、酶力(矿物元素)、有机质和微生物四大控制因素,才能让农产品具有“安全、好吃、健康、高产”的四大优点。
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  我们把具有“安全、好吃、健康、高产”四大优点的农业称之为健康农业。很明显,单一施用化肥(氮磷钾)只解决了土壤肥力问题,没有解决其他三大控制因素。那么健康农业如何综合解决土壤肥力(氮磷钾)、酶力(矿物元素)、有机质和微生物四大控制因素呢?
  回到早期的地球,陆地没有土壤,只有风化岩石形成的沙砾或沙子。
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  当草和树诞生以后,草原和森林大火的灰烬以及微生物对枯草和树的残枝落叶分解形成的腐殖质,与地球表面沙砾或沙子混合才逐渐形成土壤。因此,土壤矿物元素和有机质主要来源于枯草和树的残枝落叶。
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  土壤微生物将不溶于水的矿物元素分解为水溶性矿物元素,加速了土壤的演化历程。
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  因此,当土壤有效成分特别是矿物元素和有机质流失后,我们选择枯草、树的残枝落叶、废弃树皮、植物秸秆等为原料,通过生物发酵制作草木腐殖质。
  这种草木腐殖质既有农作物需要的大量氮磷钾,又有丰富的矿物元素以利于合成足够的生物酶,还有大量的有机质。
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  在没有国家和行业标准情况下,我们以无癌村土壤作为标准,通过合理使用草木腐殖质补偿农田流失的矿物元素,重构土壤对健康的物质基础。
  而富含氮磷钾、矿物元素和有机质的土壤,可以让微生物有效繁殖,于是综合解决了土壤肥力(氮磷钾)、酶力(矿物元素)、有机质和微生物四大控制因素,实现了健康农业“安全、好吃、健康和高产”的四大优点。
高产优质农业
  只有综合解决土壤地力包括肥力、酶力、有机质和微生物四大因素,才能让农作物合成足够的生物酶,从而促进农产品物质合成,确保产量比单一施用化肥还高。同时促进免疫物质和厌食物质的合成,在不用(极少用)农药情况下,从根本上防治病虫害。在丰富的生物酶催化作用下,促进风味物质合成,确保农产品好吃,甚至比小时候还好吃。
  例如,综合提升土壤地力,可以让茄子种植一次采摘一年半,其间不需要施肥和不用任何农药,可见茄子生命力之强大和产量之高。
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  综合提升土壤地力,不用任何农药,西红柿难寻病虫害叶片,而普通农田种植的西红柿,即使使用农药,也难达到这样的效果。
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  采摘半年后,上层的叶片依然繁茂,好吃的西红柿层出不穷,产量明显高于单一施用化肥的产量。
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  即使使用农药,通常夏季的叶菜在长大之前病虫害就会泛滥。而综合提升地力后,多年实践证明,不用农药完全可以防止病虫害,可见免疫物质和厌食物质的神奇作用,可以从根本上解决病虫害问题。
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  虫子喜欢吃的小白菜,在综合提升地力的土壤种植,这种有虫无害的现象很普遍。尽管还不清楚是什么厌食物质让虫子不喜欢吃,但抗虫效果显而易见。
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  不用任何农药,在大面积石榴园难觅病虫害叶片,同样在3200亩苹果园也难觅病虫害叶片。因此,土壤强大的酶力所合成的足够免疫物质和厌食物质,可以从根本上防止病虫害。这也许是农作物自古以来,与病菌和虫子和谐共生的自然机制。人类破坏了相生相克的自然机制,让农作物病虫害泛滥。
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  土壤强大的酶力所合成的足够风味物质让这样好吃看得见的地瓜,比小时候还好吃的多。几乎所有人都会成为回头客。
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  综合提升地力的土壤种植的小麦,不仅产量高于单一施用化肥(氮磷钾)的产量,而且不用任何农药几乎没有病虫害。这种面粉蒸的馒头让整个房间充满香味。
  在我国南方地区,单一施用化肥(氮磷钾),不考虑土壤其他矿物元素流失和补充,四季不断种植已导致土壤酶力严重不足,不仅造成农产品产量下降,而且已经出现绝产迹象,这为化肥农业敲响了警钟。
  对于那些香蕉树大面积死亡和绝产,果树越来越严重的黄龙病,大面积农作物减产和绝产,通过合理使用草木腐殖质补偿农田流失的矿物元素和有机质,综合提升土壤地力,可以从根本上解决问题。
万物源于自然
  道生一,一生二,二生三,三生万物。
  ——老子《道德经》
  早在2500多年前,老子以其超人的智慧探讨万物起源,指出,万物源于一,一生于道。但人们拘泥于“一二三”的具体含义,而迷失了深邃的中华智慧。
  那么,如何理解“道”和“一”呢?
  老子曰:“有物混成,先天地生,寂兮廖兮,独立而不改,周行而不殆,可以为天地母,吾不知其名,字之曰道”。可见,“道”先于天地,先于自然,道是自然法则。
  “一”指自然,“二”指天地。
  万物自然法则:万物的源头是自然天地。万物由物质构成,物质由原料在生物酶催化作用下合成。万物的物质基础是生命原料和生物酶。万物依自然法则运行。
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  人类改变了自然天地,即改变了人体原料和生物酶的物质基础,违背了自然法则,让自身罹患疾病。只有回到天地的源头,顺应自然法则,才能从根本上彻底解决问题,这就是老子智慧的现代意义。
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健康中国战略与行动
  几十年来,我国流行病谱发生了变化,慢性病逐渐取代了感染性快病,并发展成爆发态势。
  几百万年以来,人类从未遇到过繁衍问题,40年前,不孕不育极其罕见,但近年来呈快速上升趋势。需要关注的是,如果这种态势不尽快逆转,再过40年,人类面临的繁衍问题将不堪设想。不孕不育症爆发,说明人类制造了一些致病因素,严重地影响了生殖健康,而对此我们还缺乏认知。
  40年前,癌症是个稀有名词,而今天癌症已呈爆发态势。我国慢性非传染性疾病导致的死亡人数占总死亡人数的88%,导致的疾病负担占疾病总负担的70%以上。
  但是现在一个以治病为中心的时代已经结束,一个以人民健康为中心的新时代已经来临。人民健康的核心是关口前移,采取有效干预措施,使群众不生病、少生病,提高生活质量。
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健康农业与人民健康
  主流医疗聚焦细胞、组织、器官、系统和人体,诊断和治疗疾病。
  人体是个极其复杂的系统,由大约60万亿个细胞构成,每个细胞含有几千种生命物质。需要反思的是,越来越细化的分科,能从整体上把握复杂的生命吗?
  人类应对疾病的历史表明,只要找到病因,就没有治不好的病,癌症等慢性病之所以难治,是因为缺乏对病源和病因的认知。
  未来,健康的核心是关口前移,把健康关口前移到细胞之前,关注如何为健康的细胞、组织、器官、系统和人体提供保障,主动有效地预防和控制疾病。
  人体细胞是由生命物质构成的,不管人的细胞和人体结构多么复杂,其生命过程的核心是生命物质合成的化学过程。把复杂的生命过程分解为一个个单一的化学过程,有可能认清生命的化学本质。
  从化学角度分析,生命物质是由生命原料在生物酶的催化作用下合成的。
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  因此,全面平衡的生命原料和高活性的生物酶,确保细胞所需生命物质有效合成,保障细胞组成完整和功能正常,人则健康。否则,就会出现细胞缺陷和功能障碍,人则罹患疾病。
  人的生命由人体和生命过程构成。人体由生命物质构成。生命过程的核心是生命原料在生物酶催化作用下合成生命物质的过程。
  人类改变了自然天地的物质组成,特别是让农田矿物元素严重流失,让植物、动物和人体严重缺乏生物酶,正在给依赖于农田的农作物、动物和人带来一场浩劫!而野生植物和动物得以幸免。
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  大量实践证明,补足土壤流失的矿物元素,以健康农业生产的健康食物为基础,配合天然植物和野生真菌产品,补充人体缺失的矿物元素,恢复生物酶的活力,促进生命物质合成,修复细胞缺陷,恢复细胞功能,提升免疫力和自愈力,强化代谢,化瘀疏堵,可以有效预防、控制和治愈由合成障碍、代谢障碍和血管淤堵导致的三大类慢性病,包括高血脂、高血压、糖尿病、痛风、失眠、便秘、胃胀、胃炎、过敏、心衰、气短、眩晕、不孕不育症、自闭症、抑郁症、恶性肿瘤等。已形成大量案例。
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健康农业与乡村振兴
  1982年—1986年,一号文件连续5年提出“三农”问题。2004年—2019年,又连续16年以一号文件形式把“三农问题”摆在工作重要位置予以重视。
  把乡村振兴提升为国家战略,报告中提出,农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题,必须始终把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重,实施乡村振兴战略。
  2018年1月2日,公布了2018年中央一号文件,即《关于实施乡村振兴战略的意见》。2018年5月31日,会议审议《国家乡村振兴战略规划(2018—2022年)》。2018年9月,印发了《乡村振兴战略规划(2018—2022年)》,并发出通知,要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。
  明确提出实施质量兴农战略。制定和实施国家质量兴农战略规划,建立健全质量兴农评价体系、政策体系、工作体系和考核体系。深入推进农业绿色化、优质化、特色化、品牌化,调整优化农业生产力布局,推动农业由增产导向转向提质导向。
  我国是农业大国,农村和农民是社会结构的主要构成。长期以来,城乡发展的不平衡让农村失去了活力,农民纷纷选择进城打工。
  利用农村的土地和劳动力资源,发展健康农业,发挥优质农产品的健康促进作用,提升农产品安全、好吃、健康和高产的四大优点,大幅度提升农产品价值,让农民获得可靠的稳定增收,实现农民精准扶贫,自愿从城里返回家乡务农,是解决“三农”问题的关键,也是落实乡村振兴战略的核心与关键。
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结束语

  化肥曾经让农作物获得了喜人的高产。土壤矿物元素严重流失导致产量控制因素从肥力转变为酶力,未来的农业发展急需矿质元素的补充。
  补足农田几十年流失的矿质元素,恢复土壤的完整性,综合提升地力,实现健康农业蜕变,可以从根本上解决农业诸多问题,不仅让农产品安全、好吃和高产,而且在预防控制疾病方面发挥不可替代的健康作用,助力健康中国、精准扶贫和乡村振兴。

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