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后疫情时代 三个技术层面构建种养循环生态链

时间:2020-05-07 来源: 作者:

   中国农业大学农学院副教授 王小芬

    “当前,新型冠状肺炎病毒在世界肆虐,人类尚无有效药物,只能依靠自身免疫力,可以推断在疫情过后,消费者对食材的品质要求将会更高。农业是获得健康食材的产业。但受农药、化肥等污染,未来健康食材的获取将面临挑战。过去40年,集约化农业增加了作物产量,但却抑制了微生物和植物间的关联,并导致农业化学污染、土壤退化和抗性害虫等全球性农业问题,急需可持续战略建设,保证食物品质和产量。”

    面对当前食物系统运行的高资源利用和环境成本的巨大挑战,许多国家共同发起可持续发展的全球运动,特别是将农业作为这一全球运动的重要组成部分。通过微生物工程,将籽粒之外的生物质资源循环到土壤中,构建基于土壤—微生物—植物—人的健康种养循环生态链,实现物质和能量的高效循环,形成结合生态种植技术,为未来农业科学技术的重要战略发展方向。

    防疫是一项长期工作,如何制定长期的农业生产规划,才是促进农业系统健康可持续发展的关键。笔者认为需要从以下几方面来建设。

  微生物生态系统构建层面

    微生物广泛分布于土壤、空气、水源、人体中,与人类关系密切,根据其对人体的影响可分为有益微生物和有害微生物两大类。研究表明,人类疾病的50%由病毒引起,但病毒侵入人体后是否致病,与病毒数量、毒力及人体免疫力等直接相关。由此可见,人类和微生物长期以来形成了共生系统,只是在人体免疫力较低情况下,有害微生物入侵人体,占据优势生态位,才会造成人类疾病。新冠肺炎就是一个案例。

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  新疆和田鑫园金果生态循环农业基地模式—种养结合方式(以种带养,以养促种)

    如何为有益微生物提供良好的环境,让其占据优势生态位抑制有害微生物,也就是环境中有害菌被有益菌控制,这种通过有益菌来管理有害菌的生态解决思路,是比简单的化学消杀方式,更为前沿的思维模式。

    在此方面,民间基层环保组织做出了可贵的实践工作,通过制作环境生态友好的环保酵素,构建起土壤—植物—微生物—人体健康系统。如吉林云凤生态养猪农牧合作社,通过种养小循环,自然界筛选功能微生物实现生物发酵床养猪,构建起土壤—植物—动物—微生物的健康生态大循环,在2019年猪瘟期间,没有一头猪发病。李云凤合作社十几年的实践经验非常宝贵。可以通过这次防疫引起科研工作者对此的重新思考:对于看不到的微生物世界,我们应该是化学消杀还是生态防治?

  废弃物资源化层面

    从健康土壤开始,通过健康的农田管理措施来构建土壤—植物—动物—微生物—人体健康系统,是从源头和问题本质出发来寻求解决方法。

    我国4000年农耕文明耕作下,耕地地力不减,源于我们祖先对粪肥的循环利用,是劳动人民智慧的结晶。进入工业文明时代后,从前被农民视为宝贝的资源,有了一个叫 “废弃物”的新名字,还出现了“废弃物资源利用”的学科,本应该称为养分还田,反被称为农田消纳。

    因此,农业生态文明背景下的农业建设一定是面向农田养分回归土壤的背景,需要解决的科学问题是,如何将大量存在于城市和乡村的“废弃物”以科学正确的方式返还土壤,促进土壤健康、生态循环。而这个科学正确的还田方式基于因地制宜、实用、高效的微生物工程支撑的资源化技术。

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  基于农用酵素调控的健康农田有机生态循环体系构建

    随着城市化率迅速提高,更多的人生活在城市,每日餐前餐后产生的有机垃圾中,含有大量的植物和土壤所需的微量元素、有机质及蛋白质,这些物质对土壤、植物是生态安全且容易吸收的。通过微生物工程,将其转化为肥料,就可以构建出基于城市和乡村的互助合作模式,由城市提供肥料,由乡村提供蔬菜,成为未来城乡融合重要的探索建设内容。

  生产销售模式层面

    农业生态文明中,生产者和消费者,应是彼此信赖的合作者,生产者保证任何一件农产品的质量,而消费者尊重生产者提供的优质农产品,并保证生产者有足够的利润,以保证未来一年提供更优质的农产品,这样的系统既有利于生产者,也有利于消费者。

    在生产模式上,首先要构建包括种植和养殖、稳定的区域性有机循环生态链,在全国兴建种养循环示范生产基地,以生物有机肥工程、沼气工程等资源化手段,重构生态循环链条。

    其次要构建稳定的农产品及其加工品生产—加工—销售系统,这样的系统越完善,对外界依赖就越小,也就越稳定。

    基于微生物工程的种养循环模式,既可保证农业生产投入品安全,同时解决环境污染问题,还缓解了由于物资运输、生产环节断裂而造成的养殖场饲料补给危机,是一举多得的解决方案。

    在销售模式上,结合中国国情,通过建立农民生产合作社及市民消费合作社,建立起基于乡村农民合作社和城市社区农产品供销合作关系,减少中间环节,缓解市场压力,构建起新型、稳定的农产品营销途径。

    未来,需构建以生态循环产业链为基础,实现基于循环经济模式的长期防疫生态机制。

    综上,笔者认为,面对生态环境危机和生化危机的多重压力,迫使我们对建设生态文明进行深刻思考。

    快速进入生态文明时期,需构建基于农田养分回归的种养循环模式,通过微生物工程让有益微生物在“土壤—植物—动物—人—环境”生态链中占据生态位,构建出健康的农业生态系统。该项工作是未来农业生态文明生产技术建设工作的重中之重。

    未来生态文明时期,将没有“废弃物”的概念,废弃物在人们眼中就是资源。构建基于养分回归土壤的,贯穿土壤—植物—动物—微生物—人—环境整个生物系统的微生物工程,将资源转化为和土地生产力相关的农业投入品。构建区域内的种养循环模式,将区域内所有的有机物通过微生物工程实现物质和能量的高效转化,形成物质能量的生态循环。再通过生产者为消费者提供高品质农产品,建立起生产者和消费者之间的信任对接,这个信任对接源于人类对食物最基本的需求,只要农产品出于这个本质,不应该被滞销,而如何构建出好产品的销售网络,让它走得更远,不是包装,不是广告,而是这种信任的对接。通过建立起生产者合作社和消费者合作社的信任对接,实现整个系统经济的循环,生产者回归乡村,成为乡村建设的主力,乡村不再消失,整个食物链系统中的人—环境生态和谐,农业生态文明就会到来。

    【作者简介】王小芬,中国农业大学农学院副教授,教育部新世纪人才,主要从事生物质资源农用转化相关研究。先后在日本东京大学应用微生物研究室、美国耶鲁大学微生物实验室、英国诺丁汉大学都市农业中心进行一年的博士后及访问学者国际合作项目。

  

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