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未来的生态农庄
(中国科学院植物研究所蒋高明)
工业革命以来,人类掌握了改造自然的强大武器,农业也发生了翻天覆地的变化。现代农业以无机能的大量投入为标志,并使用上千上万的化学合成物质;生命科学的尖端成果如转基因技术也“入侵”农业。当前,大农药、大化肥、除草剂、添加剂、农膜、转基因是现代农业的“六大要素”。然而,人类开发的上述技术在提高了一定的粮食产量后,带来了一系列问题:耕地、地下水和空气被污染,食品安全受到严重影响,“六要素”变成现代农业的“六大害”。更严重的是,由于农业生产的少量利润被“六要素”瓜分,农民种地的积极性严重受挫,纷纷进城去打工,农业成为最不受欢迎的产业。
农业生产最尊崇生态学原理,古人所说的“六畜兴旺、五谷丰登”,恰说明农业生产不能离开了植物、动物、微生物与人类之间的密切配合。如果我们换一个角度思考农业,将上述被“六要素”夺走的利润追回来并还给农民,并在此基础上实现土地升值,情景会怎么样呢?有人肯定说你是痴人说梦,但是,如果我们用足了生态学原理,充分调动了人的主动能动性,并不是不能实现的。实际上,据笔者调查,上世纪80年代山东局部地区的小麦亩产就超过500公斤了,那个时候只有一点氨水而已,“六害”远没有今天这样肆虐。下面,我们就以一个1000人、250户、人均耕地1亩的山东中等农村,来设计一个生态农庄,看看这个农庄能否生态循环起来。
一、初级生长区(粮食安全保障区)。生态农庄的重要光合产物来自大田粮食生产,在这方面,C4植物的玉米最具优势。在山东一带,即使小麦、玉米两熟制,在水、肥、管理措施到位的前提下,实现吨粮田已不是什么难事。我们用该村500亩地用于粮食生产,可产出500吨粮和600吨秸秆(均为干重)。由于该区域重点是捕获太能光能,并固定碳,同时生产粮食与秸秆,其效益如果去掉人工等成本效益是不明显的。即使如此,该村如获得500吨粮食,也相当于1000亩平均单产500公斤,超过了均值(300公斤),首先满足了粮食安全。
二、次级生产区(一次升值区)。根据我们的前期试验结果,每7公斤左右秸秆配合2 公斤粮食可转化1 公斤活牛重。这样,大田区产出的600吨秸秆,加上170吨粮食,可转化为85吨活牛重;同时可生产3000多吨鲜牛粪,用于生产能源和有机食物,利用反刍动物实现了秸秆等废弃产物的第一次升值。如将秸秆充分消化,该生态农庄约需200头牛就可成功实现。
三、有机食物生产区(二次升值区)。将剩余的500亩地,利用其中的400亩生产有机蔬菜(洋葱、胡萝卜、马铃薯等适合长距离运输的蔬菜)、100亩用于生产有机水果。因为生态农庄有大量的有机肥,按照国家或者欧盟的标准生产有机食品,优质优价,可实现亩收入过万元。这是重要的升值区域,所需要的大量有机肥来自动物生产。剩余的有机肥,再加上人粪尿、农家肥、沼渣、沼液,大量回到粮食生产区,以保障持续的初级生产。粮食生产区不足的营养元素,还可以通过作物倒茬、休茬、种植豆科牧草等实现“用地养地”。
四、庭院经济区(三次升值区)。山东一带农户,每家约有250-260平方米的农家院,这是非常重要的生活居住区。可充分利用其空间发展庭院经济:种植5-8
株葡萄或樱桃;利用平房屋顶空间养殖50-100平方米左右的蝗虫,将农田里令人头疼的“杂草”转化为昆虫蛋白;再将牲口圈改造,发展2-3头肉牛;利