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本文作者:奚振邦 單位:上海市農業科學院
人們關注有機農業,因為它能生產有機農牧產品。人們也議論有機農業,它能在中國大規模發展嗎?其產品真有那么潔凈、健康、物有所值嗎?那么,什么是有機農業?如何從現代視角看待有機農業?本文將擇要討論。
1有機農業辨析
1.1什么是有機農業
什么是有機農業?至今似尚未形成一個能科學表達其內涵和外延并為世人公認的科學定義。追本溯源,早在20世紀20年代,法國和瑞士已出現“有機農業”一詞,但第一個正式使用有機農業一詞于科學著作并倡導實施的當屬英國植物病理學家霍華德(A.Howard),他于1940年出版的《農業圣典》一書中,在總結包括中國傳統農業成就在內的歐亞農業經驗基礎上,明確提出要發展有機農業,為人類生產安全和健康的有機食品。1937/38年度,西歐使用化肥達470萬t養分(N+P2O5+K2O,下同),占當年度世界化肥使用總量的51%。農機和化學農藥的使用也已受到高度重視?;羧A德預見現代農業的發展勢不可擋,因而呼喚和期望回歸傳統經典的農業,反映出的是一種社會心聲。此后半個世紀,由于自然災害和地球人口快速增長對農牧產品需求的持續上升,尤其是二戰以后,在科學技術、現代工業突飛猛進,特別是大批軍事工業轉為民用(如硝化炸藥工業轉產氮肥;坦克、槍械工業轉產農機等)的支持下,促使現代農業飛速發展,農牧產品日益豐富。人們都想在吃飽后能吃得更好、更安全、更健康,因而對農牧產品的生產過程、安全、質量,甚至風味有了更高要求,給予更多關注。于是從20世紀70年代后,回歸傳統農業之潮又起。歐洲于1972年應運而成立了有機農業運動聯合會(InternationalFederationofOrganicAgricultureMovement,IFOAM),總部設在法國,官方語言為英語。至21世紀初,已有105個國家和718個成員單位參加,包括正式會員(有投票權)和非正式會員與支持會員(均無投票權)。
IFOAM負責制定有機農業生產與產品加工的基本規范、出版《生態與農業》等期刊、舉辦國際有機農業博覽交易會等工作。我國也有包括相關政府組織、地方組織和生產企業等70余家單位參加,如國家環??偩钟袡C食品發展中心(OFDC,1989年曾用國家環保局南京環科所農村生態室名義加入,后改現名)、農業部綠色食品發展中心(GFDC,1992年,2002年后改組成中綠華夏有機食品認證中心)等。IFOAM在倡導健康、生態、公正(公平享受公共環境和生存機遇)、關愛(保護人類當前和子孫后代資源)四項基本原則的同時,對有機農業的概念,只有一個用詞簡明、內容寬泛的定義性描述:有機農業是包括所有能促進環境、社會和經濟良性發展的農業生產系統。這似乎與我國當前國民經濟發展中正在倡導和實施的科學發展觀一致。美國有關機構對有機農業的定義性描述較具體:有機農業是一種不用或基本不用人工合成的肥料、農藥、生長調節劑和畜禽飼料添加劑的生產體系。在這個體系中,在最大可行范圍內盡可能采用作物輪作、作物秸稈、畜禽堆肥、豆科作物、綠肥、有機廢棄物和生物防治病蟲害的方法來保持土壤生產力和耕性,供給作物營養并防治病、蟲、草害。這一描述與我國當前有關機構或多數媒體對有機農業的理解和宣傳較為相似,也較能為公眾所接受。聯合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)食品法典委員會(CAC)對有機農業的定義性描述為:它是一個依靠生態系統管理而不是依靠外來農業投入(即不使用化肥、農藥、獸藥、轉基因種子等———筆者注)的農業生產系統。在歐洲,國際有機作物改良協會(OCIA)對有機作物種植有更簡要的表述:有機種植是一種通過使用有機肥料和適當的耕作措施以達到提高土壤長效肥力的生產系統。
我國平面紙質出版物或電子傳媒對有機農業較通常的描述大體相同,也較易為公眾所接受。這里用百度網站的“有機農業”詞條為例:有機農業是遵照一定的有機農業標準,在生產中不采用基因工程獲得的生物及其產物,不使用化學合成的農藥、化肥、生長調節劑、飼料添加劑等物質,遵循自然規律和生態學原理,協調種植業和養殖業的平衡,采用一系列可持續的農業技術,以保持可持續和穩定的農業生產體系的一種農業生產方式。上述這些定義性描述,雖有簡有繁,用詞稍有差別,但基本目標和內容大同小異。筆者在對其初步理解和思考的基礎上,試圖從有機農業的核心目標出發,擬定一個期望能接近有機農業精髓的簡要定義:“有機農業是一個能最大限度實現生產體系內有機物質再循環,最小程度使用生產體系外投入的生產資料(化肥、農藥、調理劑、添加劑等),能最有效地保護生態環境、自然資源和生物多樣性,能為人類提供充足而安全健康農牧產品的可持續農業生產體系”。這一可持續和健康的農業生產體系,至少應包括下列3個要素:1)保護健康的生態環境和資源,主要是保護土壤、水質和大氣;2)保護栽培、飼養和野生生物的多樣性,尤其要保護健康優良的農、林、牧、漁生產用種質;3)保護并持續提供充足而健康的農、林、牧、漁產品。顯然,有機農業的發展,必然是“五谷豐登、六畜興旺、人壽年豐”的一派繁榮景象,而不僅僅是將有機產品在超市一角陳列,價格奇高,只為少數消費者服務的特殊農牧業。
1.2實施有機農業應做的基礎工作及應具備的基礎條件
由此可見,人們不應將有機農業簡單地理解為“有機肥農業”,或僅僅是不使用化肥農藥就能實施“有機栽培”或“有機耕作”的贏利性商機農業。尤應看到,有機農業與生態農業、綠色農業、環境友好農業、可持續(永續)農業等不同提法之間,就其核心目標(保護生態環境和自然資源,主要使用生物源生產資料,生產潔凈、健康的農牧產品)而言,都極為相似,并無實質差異。這些生產系統的共同基礎是良好的生態環境。因而,要將有機農業的良好理念付諸實施,生產一定規模的有機產品,似應首先具備若干基本條件:
1)具有青山綠水般良好的自然生態環境。
2)處于相對地多人少的國家和地區。一般人均耕地約在0.3hm2以上。如澳大利亞、美國、法國、瑞典等國,我國東北的三江平原、新疆的綠洲農牧區、南方丘陵地區和沿海生態環境較好的農業區等。在這些地區有條件實行農牧結合和一定輪作;復種指數一般較低(100%左右,甚至在60%左右);可輪種或插種一定量豆科綠肥、牧草,獲得餅肥等優質有機肥源;同時也能提供較充足的糧、油、菜等基礎農產品。#p#分頁標題#e#
3)有相對穩定的消費群體(市場),有利于生產者堅持傳統生產方式和保持產品特色,并可獲得一定的盈利。此外,一些經驗表明,可首先選擇那些依賴現代農業生產資料較少的作物,發展如茶葉、油茶、大豆、花生和某些果菜、中草藥等,較易取得成功。而要想在一個現代農業已較發達和成熟的區域內(如易受到工業三廢影響的大城市郊區),建立一個幾公頃地的小規模有機農場,并僅僅靠不使用現代農業常用的化肥等生產資料,而使用那些來源復雜的有機肥,是很難真正達到其核心目標和有機生產要求的。
2現代有機農業展望
2.1現代有機農業的核心目標
時代在發展,有機農業自然不會停滯在其原教旨概念或固守其傳統,必須謀求能適應時代潮流的發展。我國從1901年(臺灣海關記錄)及1906年(上海海關記錄)開始引進和使用化肥。此前我國也不使用化學農藥和其他農用化學品。所以,我們可以把此前的中國農業稱作經典的有機農業。而且,我國自古以農立國,農業生產一直處于較高水平。但我們必須清醒地看到,當時的農作物平均產量很低,增長也不快,只能勉強養活遠比現在少得多的中國人。據統計,從秦代(公元前221—206年)到20世紀初的清末約2000年期間,我國小麥667m2產量從54.95kg增長到97.65kg,增長77.7%,平均每百年增加2.14kg;水稻單產的增長較快,每百年可增長7.76kg。而留給子孫后代的可耕地,自然只能是養分貯備少、平均肥力低的瘠薄農地。可以說,當時全世界的農業都是這樣傳統、經典的有機農業。當今,在非洲的大部分地區,限于其科技和經濟的發展水平,仍基本保留著這種傳統、經典的農業生產方式。這也是使非洲成為當今世界上承受饑餓人群最為集中(80%以上)地區的重要原因。顯然,當今非洲地區農業所迫切需要的不是如何保持其基本不使用農用化學品和農機的傳統農業,而是要盡快使其農業現代化,以改變其主要依賴進口農牧產品和救濟性援助的局面。
眾所周知,現代農業的最成功之處是其高效率和高產出。一個現代農民生產的農牧產品,大約可以養活十幾個甚至七八十個非農人口(如美國)。而且在充足和豐富的食品背景下,多數國家的人均期望壽命在不斷延長。我國也有一些高度現代化和高生產效率的農業企業。筆者于2010年10月參觀考察過地處江蘇大豐市的上海農場,那里第一線工人的生產效率,大約是一個農工種66.7hm2水稻,一個牧工養500頭豬,其生產效率之高遠遠超出人們的想象。可以這樣說,任何一個農業已現代化的國家或地區,其農業都得到發達的現代科技和強大工業的給力支持和反哺,都毫無例外地廣泛使用化肥等農用化學品和現代農機具。難道在當代實施有機農業,一定要退回到那種低效率的生產方式嗎?更何況,對大多數人來說,日常消費的必需農牧產品,絕不是消費那些看似“健康”、“完美”的概念和理論,而是實實在在、物有所值、多數人都能享用的必需農牧產品。因此,我們不能離開當前所處的時代去理解和實施那種傳統、經典的有機農業,也不可能簡單地回歸傳統農業或祖宗農業,更不應是那種只為小眾服務、過度商業化的特殊農業。有機農業倡導者一直宣稱有機農業是現代農業(或常規農業)的發展方向,那么,就應在現代農業巨大成就的基礎上,謀求在克服現代農業某些偏差或弊病過程中,去實現有機農業的核心目標。這就是:最大限度地保護良好的生態環境和生物多樣性,保持可持續發展的土壤肥力和農牧業生產力,確保農牧產品的安全潔凈和豐富多樣。
2.2現代有機農業生產中可否使用化肥
按有機農業的原教旨概念,要實施有機農業,首先必須排斥作為現代農業重要支柱并廣泛使用的化肥。為此,筆者在此簡要討論有機農業生產可否使用化肥的問題。新中國成立60年來,全國化肥使用量從1949年的0.6萬t養分,增加到2009年的6000萬t以上。這是我國農業實現現代化的一個重要標志,與廣泛的水利建設、品種改良、使用農機具等措施一起,使農作物的產量快速提升,農牧產品日益豐富。我們可以自豪地說,是中國農民養活了全體中國人。那么,化肥為什么會受到有機農業倡導者的誤解和排斥呢?究竟化肥可否在有機農業生產中使用?筆者提出若干看法供共同思考。
1)肥料是作物的糧食?;适欠柿?,為作物提供的正是與有機肥或土壤提供給作物一樣的養分。任何作物的生長發育都要不斷從土壤中吸收必需的養分,目前已知有17種,如氮、磷、鉀等。所有這些養分都可由化肥提供,而且化肥提供的養分形態與有機肥或土壤中含有的養分形態相同。目前廣泛使用的氮化肥尿素,天然土壤或人畜糞尿中都含有,且形態相同,只是含量遠比化肥低。如化肥尿素w(N)46%,糞尿中w(尿素)只有0.2%左右(或w(N)0.092%左右)。其他如銨態氮(NH4+)、硝態氮(NO3-)、鉀素(K+)等,在化肥、有機肥或土壤中也同樣含有。而且作物根系吸收不同來源、形態相同養分的生理機制相同,都主要吸收養分的無機態離子。因而對同樣是離子態的養分如NH4+或K+,根系是不可能區分哪個養分離子來自化肥或有機肥,或來自土壤中。作物不會優先吸收某個特定來源的養分離子。因此,只要哪個養分離作物的根近、養分離子濃度夠,就會先被作物吸收;作物更不會優先吸收有機肥提供的養分。也就是說,相同的離子態養分,對作物的肥效等價,無優劣之分。事實上,在滿足作物必需的養分上,化肥已可完全替代有機肥,使其成為現代農業的肥料主體。人們在設施內只使用化肥營養液進行無土水耕栽培,同樣能收獲較高產量的花、果、瓜、菜等產品,就是明證。
2)化肥會破壞土壤嗎?迄今仍有不少人認為這是肯定的,因為化肥不含有機質。其實,這是從20世紀化肥發展初期留下的對化肥認識不全面的誤解。的確,化肥中不含有機物質,但化肥可經由增加作物產量或被土壤微生物吸收等途徑,增加土壤的有機質。一些理解這種過程的人形象地稱之為以“無機”換“有機”。茲舉例說明,若有同樣面積的兩塊地(各為667m2),都種植玉米,一塊地只施常規量有機肥,另一塊地在等量有機肥基礎上增施20kg化肥(如15kg尿素加5kg磷酸二銨),兩塊地最終分別產400kg和525kg玉米粒。因增施化肥而多收的125kg玉米可用作飼料,另外施化肥區還可多收約130kg秸稈和多殘留約30kg玉米根茬在土壤中(很重要)。這些多生產的有機物,均可轉化為第二年的糞肥和秸稈肥,施入土壤后與根茬一起都能增加土壤的有機質。雖然從種植玉米的當季看,投入了不同形態的肥料,化肥是無機的,但若連年種植,長期采用增施化肥以增加作物單產的施肥體制,化肥成分不斷參與生物體有機物循環,就會每年有一部分因化肥增加的有機物質加富土壤,提高土壤中有機質的含量。而且這種效應會疊加,土壤就會越種越肥。表1列出由中國農科院土肥所于20世紀80年代支持完成的一組10年期試驗結果。由表1中對比數據可見,在不同熟制下,對施用NPK化肥和適量有機肥的處理,10年后土壤中的有機質和速效養分都明顯增加。有機質增加8%~18%,速效養分增加20%到兩倍左右。近30年來,全國不同地區在不同作物上獲得的中長期試驗結果都相似。#p#分頁標題#e#
3)化肥有毒嗎?化肥不是農藥,不含有能殺滅病、蟲、草或為害其他生物的毒素。而且,在現代科技水平下,化肥產品的純度越來越高,已將可能夾帶的鎘、鉛等有害元素嚴格控制在國家允許標準以下,可確保對人畜安全。即使極微量的有害物質隨化肥施入土壤,也易在土壤中被化學沉淀,或因作物根系的選擇性吸收等因素而被阻隔在作物體外。而化肥原料磷礦石,磨成磷礦粉后被許可在有機種植中使用,但與經工藝加工后生產的磷化肥相比,鎘等有害物質含量反而較高。另一方面,在現代農業中廣泛使用的有機肥,由于不斷混入農牧業生產過程中使用的農藥、獸藥、消毒劑、添加劑、抗生素以及工業三廢(廢渣、廢液和廢氣)的污染而成分復雜,含有較多的有害物質(見表3),使現代農牧業產生的有機肥總體安全質量并不樂觀。尤其難以控制的是由大型養殖場產生的畜禽糞。還須注意,經常有媒體甚至專業人員將化肥混同農藥對待,既易引起混亂,也易影響到對農藥的嚴格管理。
4)化肥與有機肥的真正不同是其養分較單一和含量(濃度)高。如尿素w(N)46%,磷酸二銨w(N)18%和w(P2O5)46%總養分高達64%,氮、磷養分含量都幾十倍于有機肥中氮、磷養分的含量。因此,若將單一養分化肥較大量集中施用,往往會使土壤中一兩種速效養分的濃度過高,既易導致養分損失,也易使作物吸入的養分比例不平衡,可能出現生長過快過旺,貪青晚熟,甚至罹病或發生倒伏,進而影響作物的產量和產品質量。因此,必須科學地把握化肥的使用,選擇適宜的施用量、施肥期和施用方法,以盡量避免和減少施用化肥的副作用。顯然,我們不應將施用化肥有可能產生、也可以避免的副作用無限放大,甚至由此認為化肥有毒而將其徹底否定,完全排除出有機農業之外。當然,要在有機農業中使用一定量的化肥理應制定更高的標準和更嚴格的管理措施,如限定化肥品種,限定對不同作物和不同生育階段的化肥施用量,只能采用推薦的施用方法(如與有機肥一起作基肥)等,以保證有機農業施用化肥的有效性和安全性。
5)有機農業實踐者如果只能使用有機肥而又無法找到足夠的有機肥源,那么有機作物的產量將明顯降低,產品的質量也無法保證。因為我們既無法將20世紀三四十年代前傳統潔凈的有機肥保存到當今使用,也很難在當今現代農業普及和潔凈、優質有機肥源(綠肥、餅肥、傳統秸稈堆肥等)急劇減少的條件下,找到由從未使用過化肥的農作物材料轉化的有機肥。所有當今開始的有機農業,除極少量使用新墾地外,都很難例外地只能在使用過幾十年化肥的農地上,由收獲的含有大量化肥成分在其中循環的農作物轉化的有機肥源,開始其有機耕作。而此前每年每季種植作物時施入農地的化肥,不僅被當季作物吸收,還在作物收獲后有相當比例化肥養分殘留在土壤中(N約30%;P約70%;K約40%),能被后續種植的幾季作物吸收,這就是化肥的后效。
這種后效的連續疊加,將不斷強化有機物中化肥成分的含量和在生物鏈中的循環。因此,不論人們認可還是不認可,當今的有機農作物生產,已無法與化肥成分絕然切割開??梢哉f,當今無論從哪個國家或地區,哪個市場買來的有機農產品,都或多或少含有在不斷循環中的化肥成分,尤其是那些來自地處大城市郊區的有機農場近幾年才開始生產的有機產品,其所含的化肥成分也許更多。有機農業還涉及使用生物農藥等生物手段以替代化學農藥防治病、蟲、草,以及對有機農牧產品的營養價值和風味、品質的比較評價等問題。這些問題也許更復雜。筆者不是這些領域的專業人員,很難提供中肯的看法。而農藥也是農用化學品,經常被人將其與化肥并列一起看作孿生毒物。因而筆者也較關注,謹提出若干常識性的看法。是藥三分毒,對人使用的中草藥如此,生物農藥也很難例外。從早期使用的植物性農藥魚藤酮(能殺蟲,也能殺魚)、煙草水,到現在廣泛使用的微生物農藥如蘇云菌桿菌(B.T)、阿維菌素、井崗霉素等。與其他所有藥物一樣,目前還沒有一種生物農藥能殺滅所有危害作物的病、蟲、草,今后也不可能有。那么,生物農藥不僅需要不斷研發新產品和產品的升級換代,而且要盡快研發出幾百種安全有效的新產品以替代目前各司其效的化學農藥。當然,也很難讓有機種植區不發生病蟲草害,或限定只發生那些能用生物農藥可有效防治的病蟲草害。且若長期使用同一種生物農藥,效果也可能降低,而靶標生物也同樣會產生抗藥性;一旦突發某種病蟲草害時,生物農藥更難勝任救急要求。而且有人估計,一旦生物農藥使用比例占到農藥總量的20%~30%以上時,其毒副作用也許會更突出。因此,有機農業中能否在作物的早期或安全期內有控制地使用若干高效低毒、并能在產品收獲前徹底分解而無殘留的化學農藥,似乎也是有機業者和管理部門面對的一個實際問題。
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有機農業能否在充分科學論證和嚴格控制的基礎上,對使用一定量化肥開禁,是有機農業能否保持作物較高產量、產品有較合理的價格并能較大規模健康發展的重要課題。