《生态农田实践与展望》连载之五十四：弘毅生态农场主要技术创新

蒋高明 郭立月

自 20 世纪 80 年代以来，我国粮食产量得到显著提高，但农田大量使用化肥、农药和除草剂等化学物质，已经造成严重的土壤酸化、地下水和空气污染、温室气体排放增加、元素不能有效循环、生物多样性丧失等环境问题，食品安全也受到严重威胁。在这一背景下，人们开始探索农业可持续发展的道路。生态农业作为替代农业模式被寄予了厚望。本项目经过 18年研发与田间大规模试验验证，创造性地开发和推广了循环型高效生态农业模式，集成种养结合、改善土壤、产量提高、品质提升的综合技术体系，创立了“六不用”生产与销售技术体系，解决了一系列农业、环境、健康与产品信任社会问题。

1）揭示了土壤肥力提高的关键技术和养地的规律，探明了农田土壤有机质和氮肥高效利用的关系。4 年内将低产田改良为高产田，实现粮食高产的目标通过高效堆肥技术生产有机肥，添加适量矿物质如磷矿石等，添加虾蟹壳粉起到抗生作用，堆肥 3 个月，或经过蚯蚓处理有机肥（甄珍，2014）。这种有机肥保温保墒，实现了由低产田向高产吨粮田（小麦-玉米周年产量）转变（Liu et al.，2016）。为我国退化农田恢复和改良提供了科学可靠的方法。

2）构建了高效生态农业土壤固碳技术，通过养分资源再利用，实现了农田土壤有机质提升和农田固碳减排的目标。通过长期定位试验和多地示范研究，系统阐述了农田土壤碳固定、释放规律，明确了保证高产且固碳酸生态农业模式的有机肥施用量，建立了精准施肥固碳减氮技术，再加上深耕翻技术，暖温带农田耕地固碳潜力实现了 11.5 吨二氧化碳当量/（公顷·年）（Liu et al.，2015），为我国实现农田碳减排、从源头控制过量施用氮肥造成的污染提供了科学理论基础和技术保障。

3）创建了农业生产中害虫防治的技术体系，实现了生产环节完全杜绝有害化学物质投入，净化了食物链。系统研究了农田害虫的种类和活动规律，采用“四道防线”（诱虫灯诱捕、天敌控制、诱集植物保护、作物抵抗力提升）防治技术、“人工＋生物”除草等措施，从源头杜绝有害化学物质进入农业生态系统，消除了面源污染，保护了生态环境。

利用生态平衡的原理管理农田生物多样性，探明害虫活动规律和防控的关键技术，杜绝了生产环节有害化学投入物使用，净化了食物链，实现生态农业产品“零农残”的目标。首次提出“有机农业的生物多样性管理”概念（Liu et al.，2016）；所产农产品不含农药残留、激素和抗生素等，全部达到欧盟有机标准。

4）提出“六不用”高效生态农业的生产、销售一体化的长效运行机制，消除中间环节，实现了生产者和消费者之间的相互信任。生态农产品实现“六不用”，附加值高，带动了农民种地养地的积极性，促进了大学生就业。生态产品不使用有害物质，不添加激素，不使用防腐剂，不使用保鲜剂等，提高了消费者对产品和生产者的信任度，促进了社会和谐。

5）创新性地提出“畜南下、禽北上”，构建了种养有机结合的循环型高效生态农业模式。充分利用农区作物制造的光合产物和草原的空间优势，实现了退化草地恢复和农业资源高效利用的双赢。将传统牧业向长城以南转移，将农区废弃的秸秆经过一定技术处理，发酵青储后养牛，生产有机肥还田，发展高效生态农业，增加粮食产量；将禽类（鸡、鹅等）养殖放在北方的草原，既可减少大型牲畜数量，又可保证牧民经济收入不减少，同时促进退化草地的自然恢复，已取得了双赢的效果（蒋高明 等，2011；蒋高明 等，2016）。

6）创建了一整套生产高效有机肥的技术体系，解决了生态农业中关键的制约因素，即有机肥来源问题。本团队首次提出地球上所有的光合产物及其衍生物均可以做肥料，这些生物质包括植物枯落物、秸秆、人与动物排泄物、动植物死亡物、农产品加工废弃物、菌类养殖废弃物、可降解生活垃圾等。阐明了我国 2009～2018 年 12 种生物质资源的氮库潜力，每年产生的固体生物质资源量（干重）约为 15.27 亿吨，动物尿液（湿重）约为 8.79 亿吨，共含 2 553 万吨纯氮，是全国农业栽培植物实际吸收化学合成氮的 4.12 倍（Cui et al.，2021），大大丰富了有机肥来源。停止向农业生态系统投入化肥、农药、除草剂和地膜等之后，土壤微生物和动物得到休养生息、物种消失得到遏制；持续投入有机肥、绿肥、杂草肥等生物质肥料，可实现耕地碳库与氮库双增加，人们担心的产量问题也会得到合理解决。