现代与新型农业种类与模式的思考

现代与新型农业种类与模式的思考

1全球新型农业发展现状及趋势现代石油农业以化肥、农药、塑料和石油为原料，投入高油，给人类带来各种破坏。资源和能源消耗巨大，导致水土流失、水质、土壤、生态环境和严重污染等。引起了农业经营模式及经营思想的转变,迫使人们开始寻求替代石油农业的现代新型农业发展途径。20世纪80年代以后,发达国家积极探索各种新型农业发展模式,以应对石油农业带来的弊端,因此国际社会相继提出实践替代常规农业模式的各种类型替代农业,节制土地消耗,减少能源和物质的投入,从此新型农业孕育而生。同时现代农业的发展正在深化,出现多种不同的农业模式。对这些农业类型与模式特点的了解,有利于对未来农业发展趋势的把握,是21世纪农业科学发展的必然要求。2现代农业的类型和特点2.1可持续农业的内涵可持续农业是在可持续发展的框架内构建和提出的,可持续发展是一种新的发展观,指既满足当代人的需求,又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展。为抵制现代农业工业化所产生的消极影响,解决现代农业带来的生态危机、粮食危机、资源环境危机等问题,20世纪80年代形成了可持续农业理念,希望替代现代化农业。其出发点是以保护农业自然资源和环境为基础,农业发展同农业自然资源与环境保护紧密结合起来,使农业发展走上优化结构、资源节约、集约化经营、控制人口和保护生态环境的道路。联合国粮农组织对可持续农业表述为,“管理保护自然资源,调整技术与机构方向,保证获得和持续满足人类世世代代需要,能够保护土壤、水资源、植物和动物遗传资源,而且不会造成环境退化,同时技术上适应、经济上有效”。可持续农业的定义是农业可持续发展理论的高度概括,它包含了所有替代常规农业的模式。可持续农业包括3个方面的内容:1)使用可更新资源(如土壤)的速度不能高于系统的再生速度;2)使用不可再生资源(如石油)的速度不能高于可替代资源的速度;3)产生污染(废物)的速度不能高于系统分解(或同化)的速度。可持续农业有4条原则:1)充分利用太阳能;2)最适宜的使用自然循环;3)阻止过量消费和过量人口;4)促进生物多样性。与可持续农业有关的3要素是土、水、人,立足于生态的观点。科学技术是农业可持续发展的关键因素,信息技术成为可持续农业的最活跃因素。进入20世纪90年代以后,生物、基因工程、计算机、信息和遥感技术为代表的高新技术在农业中渗透和扩散,加强了农业的可持续经营,特别是在农业生产中引入精准化管理,大大提高了资源利用效率,在一定程度上减轻了农业与环境之间的矛盾。2.2生态经济理论生态农业是以保护生态环境为前提的农业生产的一种模式。生态农业强调在尽量减少人工管理条件下进行农业生产,生态上能自我维持,低输入,经济上有生命力,保护土壤肥力和生物群体的多样性,少用或不作化肥,减少环境压力,在环境、伦理和审美方面可接受的小型农业。生态农业的基本内容是模仿自然生态系统,更多地强调人和化学能的低投入原则,把农业生态系统的平衡、衔接和保证资源环境的持续性放在首位;核心是保证农业和社会经济的可持续发展。它的基本特征是在保护生态环境的前提下发展农业生产,恢复农业自然生态系;把生物工程技术引入农业,进行战略性资源替代,最大限度地克服石油农业对农业生产造成的影响,实现农业的可持续发展。生态农业的目标是运用生态学原理和系统科学的方法,把现代科学成果与传统农业技术精华相结合建立起来,具有生态合理性、能良性循环的一种现代农业发展模式。生态农业的最大特点是把农作物从阳光那里得到的能量和物质多次利用,循环使用,这样可以在较少的土地和较小的空间、较短的时间内,以最少的投入得到最大的产出,排出污染环境的废物最少。西方国家在发展生态农业中高新科技的投入力度更大,造就了西方国家在农业资源利用效率一直较高,形成资源节约型农业,在很大程度上是可持续农业发展之路,是现代农业发展的模式,生态农业的最终目标是实现可持续发展,因此生态农业是现代农业发展的重要选择。2.3作物栽培系统有机农业亦称“有机耕作法”,类似的还有“有机园艺”,是总结了东方传统农业发展几千年而长盛不衰的经验后提出的,它是指不使用化肥、农药而代之以有机肥料和病虫害的机械与生物防治,在生产操作上具有特定的精确标准特点的作物栽培系统。有机农业准确定义为,一种完全不同化学肥料、农药、生长调节剂、畜禽饲料添加剂等化学合成物质,也不使用基因生物工程及其产物的生产体系。其核心是建立和恢复农业生态系统的生物多样性和良性循环,以维持农业的可持续发展。其特点,一是天然性,有机农业是一种完全不用人工合成的肥料、农药、生长调节剂的农业生产体系,是实现农业可持续发展的重要途径之一;二是安全性,有机农业生产体系的产品,按照规定的程序和标准加工成的有机食品,解决了当前农产品卫生、安全、营养的消费需求。中国有机农业发展始于20世纪80年代,中国有着历史悠久的传统农业,有地域优势和劳动力优势,中国发展有机农业具有潜在的优势和广阔的前景。2.4农业资源高效利用技术现代农业大量使用资源和大量浪费资源,对资源近乎掠夺式的经营,给环境造成难以想象创伤,针对这些问题,20世纪80年代后期至90年代初期,西方发达国家兴起了精准农业。精准农业(数字农业、精细农业、信息农业)是根据作物生长的土壤性质,调节对作物的投入,即一方面查清田块内土壤性质与生产力空间变异;另一方面确定农作物的生产目标,进行定位的系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理,调动土壤生产力,以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,提高农产品质量、降低成本、减少环境污染、节约资源及保护生态环境,高效地利用各类农业资源。精准农业是一种把科学的精确性引进农业生产的方法,是相对于粗放型农业而言。精准农业是当今世界农业发展的新潮流,是由信息技术支持的根据空间变异、定位、定时、定量地实施一套现代化农业操作技术与管理的系统。通过采用先进的生物技术、化工技术、信息技术和航天技术等使农业生产过程更加精确。精准农业核心技术是由全球卫星定位系统、农田地理信息采集系统、农田遥感技术监测系统、农业专家系统,智能化农机具系统、环境监测系统、自动化控制系统、计算机信息管理系统、网络化管理和培训系统等10个系统组成。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统,它将农业带入数字和信息时代,可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。运用这些系统,按照田间每一操作的具体条件,精细准确地调整土壤和作物管理措施,优化农业投入,在达到保护农业自然资源的同时,获取高产量和高效益。精准农业技术包括精准种子工程技术、精准播种技术、精准施肥技术、精准施药技术、精准灌溉技术、精准收获技术、精准田间作物生态监控技术7个方面。精准农业将现代科学技术运用在农业中,减少不必要的投入、避免资源浪费,提高效益,以确保农业可持续发展。精准农业是信息技术发展的必然结果,是农业现代化的必然趋势。2.5设施农业的发展,需要重视设施农业的发展设施农业(设施型及无土型农业),是通过利用人工建造的设施来调节生物体生活的环境,使之最适合进行农业生产。美国农业增产不是靠资源,而是靠技术,随着科学技术的发展,全面克服传统生产方式的局限性,充分、合理、有效利用自然资源,变有土栽培为无土栽培,变季节生产为终年生产,变平面生产为立体生产,最好的形式是发展设施工厂化农业,有劳动强度低、抗灾抗逆能力强等优点,能达到高产、优质、高效的生产目的,现代化温室设施与灌溉设施在单位平方米上的产量相当陆地产量的10倍以上。世界人口的持续增长,土地资源锐减、气候异常等因素,促进了设施农业的发展。特别是人多地少,人均占有资源稀缺的国家,设施型农业显得更为重要。现代设施农业管理可通过计算机将生态环境控制在最合适植物生长发育水平,在寒冷地带、沙漠地带甚至在宇宙空间也能生产新鲜蔬菜,使农业能像工业那样有计划、有规模地生产。我国农业资源短缺,设施农业是高效利用有限资源的重要途径,建立在现代农业与工程科学技术基础上的设施农业将促进我国农业走持续发展之路,实现由传统农业向现代农业的跨跃。2.6白色农业特点白色农业被称为除植物种植和动物养殖两大支柱农业之外的第三农业,是对微生物资源(主要是利用菌类微生物)进行工业化开发而形成的高科技农业,是微生物资源产业化的工业型农业,又称为微生物农业,是微生物发酵工程和酶工程在农业上的应用,由于人们在工厂车间都穿戴白色工作服从事劳动生产,故称为白色农业。白色农业依靠人工能源不受气象和季节的限制,可常年在工厂进行大规模生产。白色农业的优势,一是原料丰富和保护生态环境,可以利用传统农业有机废弃物、农业副产品加工的下脚料、工业废料等进行生产,变废为宝,极大地保护了生态环境;二是生长迅速,微生物合成蛋白质的能力要高于动植物数十倍、上百倍,进行工厂化生产生物,能够在短期内获得大量的生物量;三是可以节省大量的土地资源。白色农业目前已形成微生物食品、微生物饲料、微生物肥料、微生物药物、微生物能源及微生物生态环境保护剂等6大领域的产业。因此,大力发展“白色农业”,实现农业微生物资源的合理开发利用和产业化,创建节土、节水、不污染环境及资源可循环利用的新型工业化农业,将给21世纪的农业带来崭新的局面。3新型农业的类型和特点3.1农业科技的重要作用城市农业(都市农业)是指处在大城市及其周边的地区充分利用大城市提供的资本、科技成果及现代化设备进行生产,并紧密服务于城市的现代化农业,以满足城市消费者需求为主要目的,采用集约方式利用自然资源和城市废弃物(垃圾和污水),在分散于城市或郊区各个角落的土地和水体里种养各种农产品(作物、花卉、草坪、药材、木材和燃料),并进行加工和销售的农业活动。城市农业建设的主要内容表现为农业高新科技园、工厂化农业、庄园农业、观光农业等等。主要功能是具有推进资源优化配置和农业产业化进程,促进农业产品结构调整,增加城郊就业机会,不断提高农民收入;为城市居民提供优质鲜活的农产品、接触自然、体验农业以及观光、休闲与休憩的场所与机会;营造优美宜人的绿色景观,保持清新、宁静的生活环境的生态功能;依托大城市科技、信息、经济和社会力量的辐射,带动持续高效农业乃至农业现代化发展的示范。城市农业的产品分为物质和精神产品,在物质产品中,除了食品,还有用来美化环境及改善生态条件的花卉、草坪、园林和绿色隔离带,观赏的鱼、鸟,供人玩耍的宠物等;精神产品是参与城市农业的人从中获得的精神上的满足。城市农业有净、美、绿的特色,出发点是建立人与自然和谐的生态环境,而绿色食品生产和生态环境建设是其中的重要内容,也是作为经济中心的城市高速发展不可缺少的两个重要的支撑点。3.2质量农业内涵质量农业(精致农业),是一种技术密集、资金密集型农业,是以农产品品质高级化和农业生产结构高度化为核心、以追求更高的经济回报为目标,以技术和管理创新为推动力的开放性农业。质量农业以数量农业为基础,是在传统数量农业受到严峻挑战的现实背景下提出来的;但其内涵却远远超出了数量农业的范畴,注重农产品质量的提高、农产品安全是质量农业发展的基本要求,主要体现在:1)农产品品质,如适口性、色泽、营养成分、保健等各个方面的高级化;2)改进生产设施,改进加工技术和储运技术;3)严格在卫生、检疫及商品检验等方面的质量标准,实行“从田间到餐桌”的全程质量管理,确保没有污染;4)以科技和管理创新为动力,提高农产品的质量。无公害食品、绿色食品、有机食品是农产品安全化的重要标志,都是质量农业的产品。3.3海洋是生物多样性的需要蓝色农业(海洋农业)是利用海域种植或捕捞海洋生物资源,进行农业生产,发展海洋农业、海洋种植、海洋养殖和海洋捕捞,开发海洋食用蛋白等。现代人类所需要的动物蛋白质,其总量的20%来源于海洋生物资源。人口不断增加、资源减少和粮食短缺的现实,使得人类重视海洋生物资源的开发与利用,农业产业向海洋广泛延伸,形成蓝色农业。蓝色农业的设想是一方面依靠微生物发酵工程利用海洋植物生产单细胞蛋白质;另一方面利用浅海和滩涂搞海水养殖和放牧;以养殖生态学理论和现代工程技术为基础,大力开发利用海洋农业资源,提高“海力”,营造“海洋农场”、“海洋牧场”、“海洋林场”,实现“蓝色革命”。海洋作为人类生命的摇篮,占地球表面积的71%,生物资源非常丰富,据测算海洋中的生物资源可养活地球300亿人口。海洋将成为人类21世纪的第二粮仓。3.4自然农业和其他自然农业自然农业(自然农法),以尊重自然、顺应自然为宗旨,在理论上强调返朴归真,与自然和谐一致,尽量减少人类对自然的干预,排斥现代化农业科学技术中的人工合成化学品与生物工程技术。在指导思想上以有利于保护自然环境和生态平衡,不污染环境和农产品为原则。提倡无施肥、无耕作、无农药、无除草的自然农法。自然农业建立在有机农业原理基础上,充分强调利用自然生态系统机制和过程培育健康、生产力高的土壤,并最大限度地利用农业生态系统内部资源。具体操作上主张低投入,绝对禁止使用农药、化肥、除草剂等化学物质,利用轮作、天敌生物、天然物质和物理、机械、作物覆盖等方法防治病虫草害,用经过腐熟、净化的人畜粪尿、绿肥、秸秆等生态系统内部物质循环利用培肥地力,维持农业生产,少耕或免耕,管理上主张小型、自给自足、强调农场内闭合物质循环,排斥农场外的投入。自然农法具有节约能源、减少水土流失、改善生态环境、保护自然资源和提高农产品品质等优点。自然农法已在果树、蔬菜和粮食作物上得到应用。以自然农业生产方式生产出的产品称为自然食品。生态农业、有机农业、生物农业等均是自然农业思潮的派生。随着自然农业理论和实践的逐步完善与推广普及工作的深入开展,这一技术正日益受到农业生产的重视。3.5生物和安全生物农业就是利用自然条件,采用多种农作物轮作肥田、天然杀虫、生物多样化等科学方法种植农作物,在不使用化肥、除草剂和杀虫剂条件下,建立农业开发管理体系,生产出接近天然植物的农产品。利用生物工程技术修复被工业废弃物污染的土壤,扩大农业的种植面积,提高土地的有效利用和经济价值,是生物农业的一项内容。生物农业发展目标是生产不合残留任何化学品、高质量的农业产品,尊重自然环境,应用先进的耕作技术,不断增加和保持土壤的肥力。其研究领域有多个方面,如新植物品种和新的有机体的特性评价和生产,扩大耕作,多样化耕作,强化生产,降低成本,以及乡村环境保护等。生物农业强调农事和园艺操作中生物、技术、经济和社会诸方面的协调。3.6能力指导思想生物动力农业是澳大利亚科学家RudolfSteiner于1924年发起的,其基本指导思想基本上与有机农业和生态农业一致,但由于它受印度神秘哲学思想影响,主张播种、耕作、收获等农事作业应选择良晨吉日。认为一些特殊处理会使土壤和植物更易于接受地球外的力量。3.7改变经营方式集约农业是通过向有限的土地面积上高投入获得高产出的一种经营方式。不属于替代农业范畴,它是石油农业的产物,在地少人多的发达国家、农业技术发展迅速的国家主要采取这种农业经营方式。在不增加耕地面积的条件下,通过提高耕地的生产能力,可以养活更多的人口。在人多地少、人均资源匮乏的地区实行集约农业是不可避免的,集约农业将消耗较多能源、资源。把集约农业与可持续农业有机地结合起来,可以达到农业集约农作、高效增收、持久发展的目标。为了在有限的土地上获得大量高新产品,集约化农业与传统生产方式相比,已发生转变,主要由“两面式”向“立体式”、“自然式”向“设施式”、“机械化”向“自动化”、“化学化”向“生物化”转变。3.8根据农业的类型分类伴随农业科技的进步,人们生活水平的提高,在满足人们对高质量标准食物需求的同时,要求农业能够提供丰富多彩的精神享受,因此许多新型农业应运而生,并将在21世纪得到深入发展。超级型农业,面对全球严峻的粮食问题,科学家正在不断探索培育更优良高产的作物和畜禽新品种,实现超高产、超优质。利用新技术大幅度提高农作物和畜禽的产量和品质,保护和利用丰富的农作物资源。立体高效型农业,是多层次配置、多时序、多级质能循环利用的主体种养结构,构建高效复合生态系统。扩大对空间、时间、自然资源的有效利用,使群体光合性能有效提高,生产出高产优质的农产品。快速型农业,指高新技术用于植物和动物,使动、植物快速生长,提早成熟。如生物调节剂、添加剂、促长剂、埋植技术等的应用,促进早熟,快速增长和育肥。保健型农业,以生产保健型、营养型、鲜嫩型、食疗型等食品为主的农业生产体系。培育出美味可口、营养丰富、又有疗效的农产品,如抗癌粮、富硒蔬菜、大米、防病瓜、长寿果、健脑鸡、保肝蛋等。工艺型农业,是以生产既可以食用又具有欣赏功能给人们带来赏心悦目效果的农产品为目的的农业。如白茄子、方形西瓜、黑辣椒、球型胡萝卜、方形树、彩色棉、鹌鹑鸡、猪肉狗,水果遮光的化妆水果。观光型农业,为满足城里人农业观光旅游需求的农业。生产与旅游相结合,花、草、树木五颜六色,瓜菜相互点缀,鱼、虾、猪、牛、羊、禽类相依,青山绿水,鸟语花香,使游人回到大自然怀抱。使农业生态系统在发挥其生产功能的同时,也发