立体农业现状概述及发展技术模式应用

立体农业现状概述及发展技术模式应用•向杰元一、立体农业发展现状（一）国外立体农业的发展概况21世纪，在人口不断增加情况下，世界各国都关注农业的发展和科技创新。美国农业部在2008年农业基本计划中提出，加强农业技术和管理能力提高，及时制定生产、价格、贸易一级结构调整等政策，将有利于实现美国国家利益和安全。在当前国际竞争日益家具情况下，立体农业也不可不得加入各国综合实力竞争的行列。国外立体农业的发展在不同国家其发展模式也是不一样的。国外传统的立体农业生产多是单一性，由于许多国家人少地多、现代化水平较高，粮食增产主要是靠扩大种植面积和提高面积产量，靠选用良种、增施肥料、改进灌溉技术、提高机械化水平等措施。农业种植制度特点是清种，即一年一熟或轮作，复种指数较低。如美国的农业复种指数低于100%；日本虽属人多地少的国家，每人耕地面积比我国少，原来的复种指数也比较高，在20世纪60年代时曾达到150%以上。如菲律宾国际水稻研究所进行间套复种的四季稻试验研究，亩产1710kg；美国利用麦茬复种大豆，试种三季豆，亩产650kg；用小麦与苜蓿套种，土壤流失由30%〜40%降到12%。印度、美国等一些主要以棉花田套种的方法，防治病虫害，同时起到水土流失；俄罗斯用豆科与禾本科作物混播，以提高牧草蛋白质含量，利用轮作制，防治病虫害，消灭杂草；意大利在农田种20%的杨树，获林茂粮丰。（二）立体农业趋势发展方向在消费市场方面，现代立体农业生产的大部分都为无公害、绿色甚至有机农产品，在国外有时也被称“生态农产品”。由于这些“生态农产品”可以解除消费者对食品安全的担心，因而得到广大消费者、政府和经营的一致认可，也成为现代立体农业发展的最大市场原动力。在政府方面共同制定，《欧洲共同农业法》用专门条款鼓励欧盟范围内的立体农业的发展，欧盟各国也大都制定了鼓励立体农业发展的专门政策。在经营企业方面，美国有机农业商业联合会主席，凯瑟琳、迪马特奥说：“有机农产品已不再限于健康食品店，现在他们正不断涌进大型超市”。2000年春，英国最大的销售连锁店商冰岛公司宣布：该公司将把货架所有食品都换成生态农产品，而且价格一样，这个举动在整个市场引起强大反应，使许多农业商业企业纷纷跟进，这也是促使许多农业生产企业发展现代立体农业主要作用，开发“生态农产品”及其深加工产品食品已不再是一种时髦，立体农业“生态农产品”是将会成为国内农业的主流和发展方向。二、立体农业概念分析立体农业概念对于“立体农业”这一新时尚技术名词，其实就是说，种植业、畜牧业与加工业有机联系的综合利用方式。其中“立体”意思是：在一定生产单元内建立多物种生物共处、多层次配置、多级质能转化，较好地利用时间与空间光、热、水、气、土肥资源和社会经济技术条件，进行种、养、加工相结合的一种高产、高效益的集约持续的农业生产方式或生产体系。我国的立体农业是在20世纪80年代后期逐步兴起的，它是利用现代农业技术成果，在继承和发展传统农业精华的基础上发展起来的，主要着眼自然环境资源（尤其是光、热、水、土资源）和社会资源的多梯度利用，将可能多的资源转化成生物产品，从而提高农业生态系统的生产能力，改善生态环境。它是实现“高产、优质、高效”的目标之一。在此，立体农业定义为：在单位面积（水域）上、根据不同海、拔高度的地形因地制宜，将各种植物、动物、微生物的特性和生长繁殖特点，充分利用时、空、热、水、土、氧结合资源和物资、资金、劳力的投入，运用现代技术，把种植业、养殖业及加工业科学的结合起来，建立多物种共生、多层次配置、多级质循环利用转化的种养植。三、立体农业的特征立体农业是农业生态系统工程的一种模式，包括立体种养植、庭院种、养等丰产高效的生产形式及配套技术，混合农林业间作的立体农业范畴。立体农业立足于建立互补、互生的立体生物群落；同时起到农、林、牧、渔、并举，对保持水土流失，提高地力，完善人工组装技术，并引入加工环节，以提高立体模式的自身利用率，增强对自然灾害的防御能力。它不仅致力于提高农业生产能力，向丰产、高质、高效益转化，还要科学地开发自然和社会自然，扩大人们生产和社会经济发展空间，合理化安排种、养、加工和产、供、销及贸、工、农一体化的综合经营，也使立体农业成为推动农村经济发展关键措施。1.科学管理，合理投入，污染少立体农业是利用多方面的现代科学技术成果，在继承和发展传统农业的形成的新型农业。它着眼与自然环境资源的光、热、水、气、土和社会资源的多梯度利用，将尽可能多的资源转化为生物产品，从而扩大土地和空间的利用，提高农业生态系统的生产力，改善生态环境。立体农业可以根据不同的自然和社会经济条件，安排不同的生物结构、技术结构与投入结构，可以通过对自然资源的综合开发与运用，提高资源的产出率，通过种、养、加工业一体化、产供销一条龙，实现农业发展的经济效益、生态效益与社会效益的高度统一。广泛使用免耕覆盖技术、立体种植技术、清洁生产技术，在生产和加工过程中不使用或控制使用化学农药、化肥、化学除草剂等化学合成物质，尽可能的利用当地生态系统中的可再生资源与生物能源，这样就尽可能的减少了环境污染。.空间广泛性和时间的持续性立体农业，在空间上通过间、套作使农业生物共生，以空间换取面积的多层次种植。养殖利用，最大化地提高农业生物产量和社会经济效益；在时间上可以农业生物轮作，不同光温型作物布局，早、种、晚、品种搭配，喜光作物和耐阴作物交错，深根作物和浅根作物轮换，用地作物和养地作物轮种等来提高经济效益。.高效益立体农业包含如下三个方面：第一，是提高农业资源利用率，主要是提高对光能、水分、土地的利用率；第二，是提高物质的转化和利用率，立体农业最大特点是生物种群的多样性和物质转化利用的多次性。立体农业模式作为一个生产系统，常能种植、养殖、加工，组成人工食物链结构，物质多次转化利用，获得系统整体的丰产和高效益；第三，表现在生物学上互补效应，生物间相互创造适宜的生态环境条件，各得其所，有时一种生物一只或协助另一种生物抵抗病虫或杂草危害，有的生物为另一种生物提供营养等，增加了整体效益。.优化生物群落，增加抗灾能力立体农业是传统农业和现代农业科技组合的新发展，是传统农业精华的优化组合。具体来说，立体农业是多种相互协调、相互联系的农业生物（植物、动物、微生物）种群，在空间、时间和功能上的多层次综合利用的优化高效农业结构，这种农业结构可以尽可能地降低自然灾害的损失，是提高"三农"的社会效益。四、立体农业的内涵在我国，立体农业是一种符合的人工生态系统，由单一物种、单一层次、单一产业变为多物种和多层次配置，使相关产业结合经营一种模式。1.立体农业的体现方式是生产模式：也是一个生产单元，这个模式和单元可以看作是一个系统，这个系统包含四个以上的物种或五个一生的生产环节，这是一个生产系统，也是一个技术系统，还是一个经济系统。它在生产方式上是集约的；在经济效益上是良性循环的，是持续的。因而，具备立体农业，高产出、高效益、多就业、高投入、快运转、持久稳定。2.立体农业的内涵十分丰富：它包括农业系统的“广泛度、深度、高度”三个方面。农业的广泛度，指农、林、牧、渔、草、虫、菌等生物生产领域，这归于“生物生产功能维”，表现为门类不同的生产结构；农业深度，只可控制的温度、光照、水分、气候、土壤、肥料（饲料）、劳动力、工具、技术等农业资源和农业生产力，这是“资源开发功能维”，表现为素质不一的资源利用结构；农业的高度，指农、林、牧、渔、加工、贮藏、运输、销售等经济增值环节，这是“经济增值功能维”表现为水平一致经济结构，这种结构组合，是立体农业发展，也是新型农业的系统建设。五、立体农业的功能1.土地持续利用发展农业立体，可以在同一土地平面上统一时段内进行多种农业生物的生产，并能利用各种生物互补、互促效应，实现多层次、多极化生产，能利用大幅度提高单位土地面积的农产品产量，有效提高土地资源和劳动力利用率。.有机物多层次利用由于立体农业是集种植业、养殖业、加工业于一体，而种植业生产的初级产品，经过养殖业（动物）的吸收转变，产生第三级产品。这样经过物质的多级转化的产品是初级产品几倍产量和价值。物种互惠共生在立体农业有多种生物共生的现象，这是长期自然、协同进化结果。立体农业系统中数量种群间，由人工诱导多种共生互利关系，加强了物质内循环作用，即提高生态效益，又提高社会经济效益。4.有利于新农村建设立体农业可在社会主义新农村建设的五大内容中的三个一一生产发展、生活宽裕、村容整洁等方面发挥主要作用。体现重要价值。立体农业承担着提高农业综合生产能力。提高土地集约化水平。提高土地利用率和土地产出率，推进以农产品加工为龙头的农业产业化经营多重任务。以循环经济为理念的立体农业生产模式，为农民起到了增收节支效果。六、立体农业的主要作用利用农业资源，其基本立体农业的显著特征是立体开发，其基本原理利用不同生物共生互补、促进关系，结合现代科学技术，把多农业生物进行组配，形成一个资源多级循环利用，多集生产复合体，从而提高单位资源在单位时间内的产品总量和收益总产，实现资源的利用和农业生产经营的高产高效目标。具体地说，立体农业主要作用有以下四个方面。1.提高农业资源利用率，节约土地资源发展立体农业，可在同一土地平面上的同一时间段内进行多种农业生物产品的生产，并能大幅度提高单位土地面积上农产品产量，有效提高资源利用率。2.降低生产成本，提高农业生产效益立体农业利用生物的食物链原理进行生产，即可以提高不同生物排泄的互相利用，达到物资一次投入，多次利用的效果，大幅度提高生产的协议，充分利用土壤养分和施肥供给的养分。3.有利于农业持续增产增收立体农业由于多层次种养。多生物共生，形成一个多种生物互补、互促及物质和能量转化在较高水平上相对平衡的复合种养系统。这样的系统比较单一结构的作物更有利于与防止水土流失保持或增进土壤肥力，能较好地解决用地和养地矛盾。同时，有选择配比的多种生物共生群体，有利于不同生物产生的有害物质相互综合转换利用，变害为利，保持物质和能量的良性循环，维持生态系统的永续利用。4.有利于丰富农产品供给，适应市场方面的需求立体农业种养由于在同一块地上同时套种多种作物或养殖几种畜牧，可收获多种农产品，因而可丰富“菜篮子”多元化品种工程，优化产品结构，满足人民生活和加工业对各种农产品需要，是农业生产更适应市场需求，体现更好经济效益。七、立体农业的原理和类型（一）立体农业的原理1.系统工程原理立体农业是一个综合系统，是一个统一的整体，为实现整体的最优化，必须科学、巧妙地对农业多种生物进行组合，实现整体效益，同时还应注意系统整体功能的一致性，注重农业系统的平衡，建立合理的农业生产结构，实丰产、优质、高效、低消耗，而农、林、牧结合则是实现综合效益的最佳途径。.可持续发展原理以资源的持续利用和良好的生态环境基础，以经济可持续发展为前提，以谋求农村进步为目标，这既是可持续发展的基本原理，也是立体农业必须遵循的原理，这是要求实现种植业和养殖业有机结合，还应通过组合，建立高层次的生态平衡。.生态系统原理立体农业是充分利用生物资源，建立农业、畜牧业、微生物的三维结构，使能量在转化过程中得到多层次、多途径的利用，形成新的食物链，是各个生物种群之间建立互相混合、相辅相成、协调发展的高效能转化系统和生态的良性循环系统。.气象直用原理立体农业要求在合理利用气候资源，避免气象灾害，调节小气候的前提下，采用农业增加技术，达到增加产量、改善品质和实现经济、生态效益统一的目的。.系统科学原理立体农业要按照农业科学范围广、门类多和相互渗透交叉的特点，既要实现的最优化，建立新的组合，又要充分利用农业新技术，尤其是农业高新技术，以丰富和优化农业生物之间的组合，使其成为新进科学技术的综合体。（二）立体农业类型立体农业，归根结底就是不同模式，也就是这里说的类别。所谓“模式，”是指各种生物（植物、动物、微生物等）的组合方式，包括他们种类、数量、位置、时间、和相互之间的关系，这几个方面组合在一起形成一个多物种组成的有机整体，就叫“模式”。然而要想构建立体农业模式，要遵守以下原则：因地制宜原则、实用性与先进性相结合的原则、传统方法与现代方发现结合的原则。根据这些原则，立体农业在我国的发展有以下几种模式：1.在我国华北地区，立体种业主要表现在以粮食作物小麦为主的间、套、混、再生等；以经济作物棉花为主的粮食、棉、菜、瓜、果、豆、甘蔗等立体种植模式。在华中地区大部分以水稻种