2024-6-6 16:14 |个人分类:生态科普|系统分类:科普集锦

中国农业大学学报:试论生态农业的边界与科学技术原理(连载之二)

蒋高明 刘美珍 赵建设

1 当前农业的9种形态

表1梳理了当前可为人类提供食物的9种主要农业形态。集约化农业也叫单一农业，或采取精量播种、化肥深施、秸秆还田、节水灌溉等措施，提高农业资源利用率；或进行抢收抢种、抗旱排涝、大规模病虫害防治；或进行农田水利建设保障作物水分供应；或利用现代生物技术，让病虫害管理变得更简单；或利用信息技术、工程技术、肥料技术等，进一步提高农产品单位产量[28]。其中肥料技术应用最广，具体分类如下：按化学成份可划分为有机肥料、无机肥料(化肥)、有机无机肥等；按养分组成可划分为有单质肥料、复混（合）肥料（多养分肥料）等；按肥效作用方式可划分为可分为速效肥料、缓效肥料等；按肥料物理状况可划分为可区分为固体肥料、液体肥料、气体肥料等；按肥料的化学性质可划分为碱性肥料、酸性肥料、中性肥料等。除此之外，还有生物菌肥、矿物肥、叶面肥等。集约化农业使产量大幅度提高，为典型数量型农业，但在粮食增产的同时，带来环境污染、温室气体排放、生物多样性下降与人类健康隐患等问题。

设施农业是一类人工控制环境的农业模式，属高投入、高污染，资金、技术、劳动力密集型的农业模式。利用人工建造的设施，使传统农业摆脱自然束缚，实现工厂化生产。此农业模式打破了传统农业的季节性，实现农产品反季节供应[30-31]。设施农业包括设施园艺和设施养殖两大部分，前者是遍布世界各地温室蔬菜大棚，其中中国占85%以上；后者即集约化的养殖场。设施养殖主要有水产养殖和畜牧养殖两大类，其中水产养殖包括淡水养殖与海水养殖；畜牧养殖包括集约化养殖牛、羊、猪、鸡、鹅、鸭等，其中鹅和鸭等水禽类养殖在狭小的空间实现。设施农业里还分化出一种特殊类型，即不用土壤而用可吸收养分溶液的物料(如珍珠岩、蛭石、无毒泡沫塑料等)作为植物生长介质的栽培类型，这种不用土壤，不占耕地，通过营养成分有效供给，满足植物生长的技术，被誉为人类种植历史上的一次“大变革”，也称为“植物工厂”[32]。无土栽培不仅不受季节的限制，生长快、产量高，而且把农民从繁重的种植劳动中解放出来，实现植物生产的工厂化、自动化，持续为人们提供更多的食品。常用的无土栽培技术有水培、雾（气）培 、基质栽培等。该类农业模式也是一种典型的数量型农业，其带来的环境与健康问题尚未引起足够重视。

住宅农业是农户或市民在自家居住地发展起来的小型农业模式，该技术可以不用农药、化肥、除草剂、地膜、激素而生产优质蔬菜或瓜果。消费者亲自参与农业劳动解决农药残留问题。农户住宅绝大多数以一层的庭院为主，土地利用效率相对低。城市屋顶与阳台也可发展为安全的蔬菜生产空间，屋顶农业可增加水利用效率，将生活垃圾无害化处理，同时可生产有机食物。另外，住宅农业还可降低市政污水管网压力，增加小区绿地面积。然而，住宅农业通常面积较小，仅可部分满足消费者对优质蔬菜需求。

白色农业是利用微生物资源生产食物。该模式既包括真菌生产，还包括生物工程发酵工程和酶工程[33]。因微生物不需要光线，不能进行光合作用，且蘑菇产品为白色，故得名。另外，白色农业生产环境高度洁净，工人需穿戴白色工作服，故被形象化地称之为“白色农业”。但白色农业易发生“白色污染”。

蓝色农业是在海洋水体中开展的水产农牧化活动，是以海洋为生产场所的农业，包括在近岸浅海海域、潮间带以及潮上带室内外水池水槽内，所开展的海藻、虾、贝、鱼类的养殖等。在水生环境中，单位面积上水生植物光合能力高于陆地，且易于收获，因此水环境被认为是食物生长的理想之地[34-35]。海洋是巨大的资源宝库，开发利用海洋生物资源，可为人类提供大量食物，并为海洋保健品、海洋药物、海洋化工提供丰富的原料[27]。传统农业和畜牧业是除集约化种植和养殖以外的农业、畜牧业，其中种植业不使用农药化肥，以满足农民自身需求为主，极少量产品进入市场流通；传统畜牧业又分为种草养畜、天然放牧、生态草业3种形态，其中生态草业包含了部分生态农业内涵[36]。传统的渔业包括淡水渔业与海洋渔业捕捞，不包括集约化水产养殖。

生态农业是利用生态学原理设计的农业产业模式，多数学者对该种模式十分推崇，并寄予厚望[4, 27, 37-39]。对于生态农业模式，骆世明[28]分别从景观、群落、种群、个体与基因层次划分了景观、循环、立体、食物链、物种与品种搭配、复合等模式。

有机农业是通过第三方有机认证的农业模式，理论上要求不使用人工合成的化学物质，不能用转基因种子，但对反季节种植和集约化养殖没有特殊要求，地膜和除草布也允许使用。一般认为有机农业产量低于常规农业，但可通过多种农业形态弥补，如生物多样性与废弃物的循环利用。另外，有机农产品售价高于普通农产品，可吸引更多的农户参与其中[40]。

其他农业形态包括农林复合体、订单农业等。