【有机农业】中国有机农业发展研究与创新之路- 大数跨境

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【有机农业】中国有机农业发展研究与创新之路

山东科翔智能科技有限公司

2023-05-04

导读：1990年，浙江临安县东坑村茶园获得荷兰SKAL有机食品认证，这是中国大陆第一个有机食品认证，正式开启了中国

1990年，浙江临安县东坑村茶园获得荷兰SKAL有机食品认证，这是中国大陆第一个有机食品认证，正式开启了中国有机农业发展的序幕。

从1990年至今30年里，中国有机农业经历了怎样的变化？有机农业的研究产生了哪些成果，形成了怎样的认识，具有怎样的特征？

中国有机农业的发展研究

中国传统的可持续农业种植方式已有4000余年的历史。20世纪50代中后期，中国就已经开始启动农业现代化和工业化建设。20世纪70年代后期，生态学家马世骏院士率先提出要以生态平衡、生态系统的观点与视角来指导和看待中国农业的研究与实践。1980年在银川召开的“农业生态经济学术讨论会”上，叶谦吉教授正式提出“生态农业”这一概念。

20世纪80年代关于有机农业的研究主要集中于以下三个方面：

一是持续地关注和讨论生态农业和有机农业的经济效益、生态效益、社会效益；

二是探索和呈现有机农业和生态农业种植的科学原理，如《农业生态学》的编辑出版等；

三是介绍和借鉴海外有机农业、自然农业和生态农业。虽然中国有机食品认证始于1990年，但关于有机农业相关的探索、实践和研究却贯穿整个20世纪80年代。

中国有机农业的研究，既与有机产业的发展紧密相联，也受国家建设议题设置与社会关注话题的深刻影响。2007年国家明确提出建设生态文明的目标，环境保护成为全社会具有高度共识的理念。在经济快速发展和城市人均可支配收入持续提升的同时，食品安全的社会焦虑也在持续增加，人们开始关注并购买安全、健康的有机食物，以此规避食品安全风险。

有机农业亲环境、可持续的种植方式，既能保证生产安全、健康的食物，具有涵育生物多样性、减少甚至遏止农业面源污染的作用；也能助力国家生态文明建设目标的达成，并与整个社会的环境保护关注相一致。

因此，在国家生态文明建设、人们安全健康食物需要和社会环保关注的三重影响之下，2009年之后关于有机农业研究的数量和质量迅速得到扩展与跃升。

综合有机农业产业发展、国家生态文明建设的指挥棒效应、人们安全食物需求和社会环保关注四方面的影响，中国有机农业研究分为以下三个时期：

(1）探索时期（1980—1989）。主要是译介国外有机农业研究与实践，提出本土生态农业概念，对农业及农田生态系统运作进行科学探索和研究。

(2）启动时期（1990—2006）。基于中国第一个有机食品认证所开启的现代有机农业实践，以及有机食品国家标准的颁布实施，本土化的实践探索与知识生产开始同步推进。

(3）发展时期（2007年至今）。随着如自然农法、生物动力农法、酵素农法等多元有机农业实践的展开，有机农业研究的点、面、文献数量及研究队伍都在快速提升。在研究数量之外，研究质量也开始受到关注。如何深入中国社会纹理，提出具有中国意识的问题，建立具有本土特色的有机农业研究风格和倾向，参与全球有机农业研究的知识生产和进步，是有待拓展和提升的问题。

生物农学视角的有机农业研究

从整体上看，生物农学的研究首先用种植比较和科学数据证明有机农业和生态农业种植的经济效益和生态效益。有机水产养殖可以有效降低养殖水体中无机氮和无机磷的浓度，控制并减少农业面源污染。

同时，土壤改良完成后，有机种植蔬菜的长势、产量和经济效益也高于常规种植系统。与常规种植相比，有机种植在防止水土流失、改善土壤环境以及增加生物多样性等方面的生态效应更为明显。

有机种植模式和技术的研究

有机农业和生态农业种植基本类型按照生物组织层次可分为景观布局模式、生态系统循环模式、群落立体模式、种群食物链模式和品种搭配模式。

其中，处于上一层次的有机农业和生态农业模式类型可与下面各个层次模式套叠，形成复合模式。生物农业对于有机种植具体技术有很多研究和探索，同时在有机农业中，“少动土”“少裸露”的保护性耕作可以达到保土、培肥、节水、增产、增效的功能。此外，不同肥料及施肥方式也会对土壤养分、微生物产生不同的影响。

病虫害防治技术的探索

有机种植过程本身保护了某些虫害的天敌，如在有机水稻田中蜘蛛物种数和个体数是常规田埂的4.5倍以上，天敌昆虫物种数和个体数是常规田埂的1.5倍以上，整个生育季节的蛛虱比低于常规稻田。

但病虫害本身处在动态变化过程中，仍然需要探索切实可行的病虫害防治新方法。如使用物理、生物技术形成的“全能杀虫平台”与“稻鸭共育”模式相结合，可以有效提高有机稻的病虫害防治效果。

同时，在有机种植中控草也是一个重要的问题，当下已形成农业防治、物理机械防治、生物防治以及生态防治等方法。不过，在有机农业的病虫害防治技术上，不仅要治，还需着重于防，如以选用优良品种、多样化种植和合理轮作、微生物平衡等方法来预防病虫害。病虫害本身处在动态变化过程中，应对措施也需要治理和预防相结合。病虫害自身的特性及其防治原则，也使有机种植中的病虫害防治技术依然处于一个持续探索的过程中。

生物多样性的维持和促进

有机种植稻田中动物物种和数量均显著高于常规稻田。同时，有机农田中节肢动物、鞘翅目和步甲科的生物多样性比常规农田更高；从而形成了一个相对平衡（能够相生相克）的生物多样性体系。

有一种观点认为，有机农业维持或提高农田生态系统生物多样性可能受到多种因素的影响，如研究地点、气候条件、田间作物类型、生物类群以及一些具体农田管理措施等。

因此，有机种植与生物多样性的研究需要从关注种植模式逐步拓展到不同尺度或景观复杂性层面，从而在不同尺度间说明有机种植与生物多样性的因果过程。

有机种植对土壤的影响和作用

土壤是农业种植的基础。与常规种植相比，有机种植降低了土壤体积质量，提高了土壤中水稳性大团聚体数量，提升了土壤抗侵蚀的能力。在有机种植方式下，土壤有机质含量相比常规种植提高了20%-80%，碱解氮和全氮、全磷等养分含量有显著提高，速效磷、速效钾等养分含量提高了18.52%-53.5%。

同时，与常规种植相比，有机种植土壤微生物碳含量分别提高了32.84%和109.30%，增强了土壤脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性，提高了微生物多样性，真菌、放线菌菌落数显著高于常规种植方式。

另外，土壤动物数量与土壤肥力存在着显著的相关性。有机种植方式下土壤动物显著多于常规种植，显著高于常规种植的748条/100g干土，食细菌线虫的数量也显著高于常规种植。

同时，有机种植使土壤物理结构得到改善，在保水、保湿、保肥能力显著提升的情况下，对盐碱土也具有改良效果，与常规耕作相比明显提高了土壤质量。

有机种植科学机理的探索

有机种植的生物农学研究已有很多科学知识积累，但仍有许多未知或不被注意的领域有待探索和发现。

例如，有机肥料供应通过改变根际细菌群落组成调控不结球白菜抗氧化物的积累，其中枯草芽孢杆菌上调酚类代谢合成关键基因，从而促进不结球白菜抗氧化物质积累，证实了芽孢杆菌具有调控不结球白菜抗氧化物合成的功能。这类研究属于有机农业生物农学研究的基础部分，对于有机种植过程具有极为重要的意义和作用。目前这类研究仍处于探索过程中。

在有机农业的生物农学研究中，有两个特别值得注意的争论。

有机农业究竟是小众农业还是大众农业？有机农业产量这么低，究竟能不能养活大多数人口？

一是关于产量。有机种植净货币收入为常规模式的3.8倍，能值产出率和系统产出率分别为常规模式的1.7倍和7.5倍。投入相同量的能值，有机模式比常规模式产生更多的支持与服务功能，表现出“低投入、高产出”的农业特点。一般认为有机种植只要把握住充足的碳源，来自微生物固氮和有机物降解氮的氮源，丰富的矿物质元素，以及不断创造逆境激活免疫力四方面技术，就能种出产量高、品质优、风味好的农产品。

二是关于品质。有机种植增加水稻粒宽，提高糙米率、精米率、整精米率，减少垩白（也有加工品质小幅下降的报道），增加胶稠度，降低直链淀粉和蛋白质含量，改善稻米食味性。有机栽培苹果具有较多的香气成分，比常规栽培者多出13种成分，特征芳香物质乙酸己酯相对含量比常规栽培苹果高出近10个百分点。有机种植农产品品质普遍高于常规种植农产品。

三是关于综合效益。以稻鱼共生系统和常规稻作系统比较为例。就直接经济收入而言，前者的净收入比常规稻作系统每公顷高2184元，若考虑生态、经济和社会的综合效益，稻鱼共生系统的生态系统服务价值比常规稻作每公顷高7447元，平均每公顷的综合价值高9631元，其投入产出比和投资利润率优于常规稻作系统。有机农业在资源利用效率方面优于常规农业，随着种植年限的不断增加，有机种植在资源利用方面的优势逐步显现。就此而言，作为生物农业的有机种植不仅具有经济效益，也具有经济、生态和社会三者相加的综合效益。

有机农业究竟是适应并改善还是加剧了气候变化？

农业生态系统中的碳库是全球碳库中最活跃的部分，与常规农业相比，有机农业是低碳农业，有机肥及循环农业的种植方式能够提高土壤有机质、促进土壤团粒结构形成，增加土壤中的碳贮量，对极端气候具有更强的适应性，并降低大气中的二氧化碳浓度。

因此，有机农业在节能减排和土壤固碳方面所具有的机理和功能，对中国的减排和固碳具有极大的帮助作用。国际有机农业运动组织在较早时期就明确宣布，有机农业有助于控制全球气候变化。

与此相反，在国际著名科学杂志《自然》（Nature）上发表的一篇论文却认为，有机农业需要更大的种植面积，导致更多的碳排放，因此它不是有助于控制气候变化，而是加剧了气候变化。

不过，有机农业究竟是适应并改善了气候变化还是加剧了气候变化，需要回到它本身来看。如果有机农业在单产上接近常规农业，看法就会有所翻转。同时，有机农业也是一个发展中的事业，其自身处于变化之中，需要更多的研究来验证这一争论。

社会农学视角的有机农业研究

有机农业与传统农业

中国传统农业亦被称之为传统有机农业，其中蕴含着丰富的生态耕作思想，如物质循环利用、生态施肥、掌握和利用物种关系等。在哲学和生态观上，中国传统农业以天人合一的整体论自然观为基础，形成以可持续循环为主要特点的农业种植模式。

虽然全球有机农业的起源受到中国传统农业的启发，并吸收了众多中国传统农耕经验，但有机农业与中国传统农业也存在着时代背景不同、科学基础不同和生产条件不同等方面的差异。现代有机农业在利用传统农业实践方式时，如何进行判别和甄选就成为一个问题。对传统农业实践方式进行严格的效果筛选和深入的机理研究，是现代有机农业和生态农业利用、发展传统农业实践方式的一个重要途径。

此外，当代的农业文化遗产中有着丰富的包括积制有机肥、用地养地结合、生物防治等传统农业耕作技术和思想，因而需要在保护活态农业文化遗产的基础上促进有机农业发展。

当代中国有机农业发展的社会背景、理念及其话语

与常规农业相比，有机农业种植能够培肥土壤，降低养分淋溶，提高养分和能量的利用率以及农业生产系统的生物多样性，解决农业面源污染问题，具有良好的环境保护功能，有助于农业可持续发展。

对于农民而言，发展有机农业是增加收入的有效途径，同时还可以提高农业生产效率，保护农村生态环境，提升农民的自我价值感、尊严感和认同感。对于农业、农村而言，有机农业实现了农业生产方式的重大变革，是农业现代化的重要内容和明智选择。有机农业的发展，可化解农村环境保护与经济发展之间的矛盾，促进农村经济、生态和社会综合发展，是解决“三农”问题的重要方式。

对于中国来说，发展有机农业有出口导向型经济的驱动，但更重要的推动力则来自国内市场食品安全的刚需。有机农业在全球的兴起加剧了农产品竞争，减少了本国常规农产品的出口需求，但也为本国提高农产品质量提供了支持，并在农产品出口障碍形成时优化本国农产品出口市场结构。

不过，当食品安全担忧弥散为整个社会的共同焦虑时，随着中国中等收入群体的兴起和扩大，以及老龄化社会背景下养生与健康成为社会的主流追求，以有机食物的方式提高食品安全性成为社会各阶层的共同认知。随着国民人均收入的提高，消费者对有机食物的偏好将持续增加，机食品消费需求还将进一步扩大。

因此，在环境污染和食品安全日益严峻的情势下，加快发展有机农业，使之逐步成为农业发展的主导模式，既有自上而下的国家行政力量在推动，也有自下而上的社会需求在参与；既是中国14亿人口食品安全和营养改善的根本保障，也是农业可持续发展的必然选择。

山东科大集团

山东科大集团成立于1996年，属国家高新技术企业、双软企业，参与国家标准、团体标准、行业标准起草二十多项，已获国家发明专利近二十项实用新型专利近百项，致力于“智慧农业、智能农机（北斗导航自动驾驶系统、无人驾驶系统）等项目的研发、生产，携手山东理工大学共建【数字农业技术研究院】。

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来源：对话酵素、3O有机农业、农业行业观察

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