生态学概论进展 农业生态 问题及对策

农业生态：问题及对策

Agroecology:ProblemandStrategies提纲一、当今的农业生态安全问题二、农业生产中的生态问题及发展对策三、农业的发展方向：生态农业、持续农业一、中国农业生态安全问题

耕地环境恶化，整体质量变低水环境恶化，农业有效水资源减少不可逆转肥料利用效率低，养分流失造成环境污染“水－土－气－生物”系统污染立体化

环境大背景对农业生态安全构成了巨大威胁代价与挑战耕地环境我国每年耕地减少30～40万hm2加上退耕还林，近年约50万hm2总量人均耕地2003年人均耕地不足0.1hm2相当于世界平均水平的42%庞大的人口压力1/4的新增产值用来养活新增加的人口7%的耕地养活21%的人口1份的世界平均财富养活6倍的人口地力下降大面积缺氮

缺磷

缺钾土壤养分中低产田面积大产地环境污染加剧化肥、农药农业面源污染不合理使用

耕地化肥氮用量240kg/hm2以上（cf:国际上限225）瓜果菜地：570-2000kg/hm2.

菜果地：农药用量高达100－200kg/hm22／3养殖场缺乏必要的防污措施

畜禽养殖污染面积达2000万hm2，占总耕地面积的1/6

农田污染

每年1000万t的塑料残余物农田年残留量在45kg/hm2左右塑料残留秸秆无谓焚烧

占总量的15%左右

人均资源少，水土要素南北错位

人均2220m3，为世界平均水平的1/3－1/4

淮河以南：土地40％，水资源85％淮河以北：土地60％，水资源15％

污染严重河水含沙量大、含污量高

2／3河流和1／2湖泊受到污染农业水环境世界七个水资源总量丰富国家比较468700巴西俄罗斯加拿大美国印度尼西亚中国印度世界0300006000012000090000人均径流量（立方米/人）径流总量（亿立方米）内陆区的盐渍化水土流失严重总面积256万km2水环境恶化水体富养化大气环境

温室、稻田碳排放——CO2，CH4等现代畜牧业——多种臭气、温室气体其他——秸秆、塑料等无谓焚烧，二恶英等《京都议定书》畜牧业污染秸秆无谓焚烧农业立体污染和产地环境

问题受到广泛关注生物污染土壤污染大气污染水体污染农业立体污染全球变暖为核心土地干旱化涝灾频繁图8.考虑CO2和气溶胶共同作用下7个模式预测的我国未来100年温度变化预测结果7个模式预测的我国未来100年温度变化预测结果来自气候变化的挑战全球变化单位：104hm2农田受灾成灾面积增大

总面积270万km2，占国土面积的28.1%

现有耕地约40%发生荒漠化呈递增趋势：

年增10400km250～70年代：沙漠化1560km2/a70年代中～80年代中：2100km2/a90年代：2460km2/a

新世纪初：3436km2/a

边治理，边破坏；局部改善，整体恶化荒漠化构成对农田的极大威胁可持续旅游之路？采矿基本建设植树种草不科学的建设与治理常常造成新的破坏二、农业生产中的生态问题（一）品种选育及作物种植方式

（二）耕作方式：（三）养分管理：（四）水分管理：

（五）病虫害防治：三、农业生产中的生态问题（一）品种选育及种植方式现状：传统育种与现代育种（基因工程、分子育种、设计育种）、单一种植问题：？？？三、农业生产中的生态问题（一）品种选育及种植方式现状：传统育种与现代育种（基因工程、分子育种、设计育种）问题：优良品种的推广，作物的单一种植，使传统品种和农家品种大量丧失，遗传多样性和生物多样性减少；生态系统稳定性低。作物种植单一化三、农业生产中的生态问题（一）品种选育及种植方式对策：作物的多样化种植方式：间作、套作、轮作等马铃薯/玉米韭菜/花生小麦+花生+大豆反思对森林的破坏引起的问题，群众重新把乔灌草引入农业系统中，在生态农业建设中实践了各种各样的农林模式。如胶茶间作、果草间作、林药间种……

果树+大豆314,368haformixtureplantingin102countiesofChinaLargeScaleFieldTrialsIn2002品种农艺性状优化搭配技术品种株高差异:25-30cm生育期差异：<10天株型株高群体立体结构病害控制效果67-92%生物多样性控制病害(水稻混作）Why?传统农业耕作：翻耕问题？（二）耕作方式So……保护性耕作多蓄天上水保存地下水增加土壤有机质发展旱地农业最经济、最有效、最现实的办法。（二）耕作方式保护性耕作技术什么是保护性耕作技术？

保护性耕作技术是：在能够保证种子发芽的前提下，通过少耕、免耕、化学除草技术措施的应用，尽可能保持作物残茬覆盖地表，减少土壤水蚀、风蚀，实现农业可持续发展的一项农业耕作技术。起源：

19世纪末，美国在西部开发中，过度垦殖，导致20世纪30年代发生了震惊世界的“黑风暴”。“黑风暴”引发了对农业耕作技术的改革，形成了以“少免耕”代替“铧式犁耕翻”、以“秸秆覆盖”代替“裸露休闲”为主要内容的“保护性耕作”

条件不能采用铧式犁翻耕播种后，地表覆盖率应该达到30%以上主要内容免耕或少耕播种施肥技术秸秆残茬与表土处理技术

杂草及病虫害控制和防治

深松技术传统翻耕①清除地面的杂草和作物残茬；②疏松土壤；③平整地表；①破坏了残茬对地面的保护；②消灭土壤中的蚯蚓与生物，使土壤慢慢失去活性；③河流泛滥、沙尘暴日益猖獗、土壤退化、地下水位下降。缺点保护性耕作技术与传统翻耕的特点比较保护性耕作①保护土壤结构，防止水土流失，更适于山坡地。②秸秆还田，增加土壤有机质，保持土壤地力。③利于出苗和作物生长，留在地表的秸杆等具有防风、防晒、防雨、吸水的作用，保护了小苗。④减少劳力需求，提高劳动生产率作业工序

保护性耕作(免耕覆盖）：传统耕作（翻耕）

推广中要注意的问题：（1）播种质量问题

（2）杂草控制问题（3）因地制宜确定作业工艺保护性耕作的关键——免耕播种机除要有普通播种机的功能外，还需有清草排堵功能、破茬入土功能、种肥分施功能和地面仿形等能力。传统用水方式（浪费）

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输水系统节水技术田间灌溉节水技术生物节水技术管理节水技术

节水农业技术

（三）水分利用传统灌溉喷灌滴灌GroundplasticcoverISWC,CAS/MWR,YANGLING,CHINAFish-scalepitsforplantingtrees（四）土壤养分管理

传统方法：过度依赖化肥问题：肥料利用率低、环境污染（四）土壤养分管理

解决方法：无机有机相结合平衡施肥、养分的综合管理（INM)控释肥生物肥料作物秸秆直接和间接循环biogasFoodindustryandcitywastemushroom（四）土壤养分管理

现代土壤养分管理控释肥:不但考虑植物养分需求的横向（N、P、K、微量元素）平衡，还考虑生长过程中供求变化的纵向平衡传统方法：过分依赖农药问题：害虫产生抗药性；农药污染；食品安全造成威胁（动植物残留）；（五）病虫害防治改进方法包括：有害生物综合防治技术（IPM）生态措施。(如堆肥防治效果)生物防治。耕作栽培措施。合理使用化学农药。（五）病虫害防治适当的生物、物理防治措施

释放天敌：如草蛉、瓢虫、寄生蜂、捕食螨等；

喷施植物性农药：苏芸金杆菌制剂、鱼藤酮、印楝、除虫菊素、大蒜制剂等；

生物共生：如稻田养鸭、蟹、鱼、虾等；

利用昆虫的趋光性设置诱虫灯、诱虫网；

土壤接种有益微生物（如木霉）、施用微生物菌肥等①作物抗性②农业措施③植物保护剂④植物杀虫剂⑤微生物杀虫剂⑥寄生性天敌⑦捕食性天敌⑧物理化学诱杀⑨机械措施人工生态控制系统释放天敌设置诱虫灯诱杀害虫生态农业三、农业生产未来的方向：

——生态农业（持续农业）生态农业模式充分利用自然资源合理化的外部投入整体协调循环再生社会可接受的输出（数量*质量*价格）最大化（数量*环境危害性*价格）最小化（空间利用率*时间利用率）最大化废物输出量最小化或无害化处理与资源化利用率最大化生态链或产业链适度，并且可以分离广义上的生态农业的内涵与外延

生态农业：在生态学和经济学原理的指导下，遵循‘整体、协调、循环、再生’的原则，通过优化农业生产结构、功能与配套技术，使农业生产与资源保护和资源增殖相结合，使农业三大效益最佳的一种持续农业。简言之：是把农业生产增长、农村发展和生态环境的治理与保护融为一体的现代化农业生产体系。中国生态农业的定义和内涵生态农业概述生态农业用农民通俗的话说：“生态农业”是相对于“死态农业”来说的生态农业概述生态农业的手段大量使用信息和知识的投入，用聪明才智替代大量低效率或有害的物质投入，从大系统相互联系的角度理解和安排农业内部和外部的各种联系，尽量利用自然本身的调控机制，做到“事半功倍”

生态农业常用技术1.立体种植、养殖技术

指为了提高土地生产力，通过农业生物组合，从空间和时间上利用土地，充分发挥土地所承载的农业自然资源潜力。作物间套作农林、林菌间作

春冬瓜+秋冬瓜/荷兰豆2、物质能量多级利用及有机废弃物转化再生技术

利用食物链原理，采用食物链加环的办法组建新的食物链，使物质能量通过食物链中的不同生物以多级多次转化利用，形成无废弃物的生产体系。

作物秸秆蘑菇粮食废料灵芝子实体饲料养蝇蛆喂鸡粪沼气能源沼渣菌渣子实体作肥料秸秆还田多级利用示意图温室（种菜、保温）厕所沼气池猪畜舍猪粪原料肥料肥料保温、肥料保暖饲料家畜产品蔬菜“四位一体”的家庭能源生态模式相思柑橘鱼塘广东鹤山的“林下农”模式花基鱼塘珠江三角洲地区著名的基塘生态农业模式蕉基鱼塘基塘系统模式

随着社会经济、人们生活需求的变化，基塘生态农业模式也正在不断地演变。桑基鱼塘蕉基鱼塘菜基鱼塘果基鱼塘草基鱼塘花基鱼塘丝厂养蚕业植桑业桑基糖厂种甘蔗蔗基养鱼业

鱼塘塘泥蔗叶蚕沙塘泥滤泥蚕蛹、废水珠江三角洲的基塘生产连环图丝厂养蚕业植桑业养鱼业花果草蔗蕉、柑、橙水葫芦、红萍鸭鲈鱼、鳗鱼、桂鱼、草、鲢、鲤、鲫莲藕、马蹄、茭白、慈姑蔬菜花、果甘蔗水浮莲、红萍鱼工作通道在大型企业内部实现综合生产（企业内部）3、物质良性循环技术

包括：生物养地技术农牧结合，共同发展水土保持技术科学合理使用化肥4、有害生物综合防治技术（见第三部分）

包括：生态措施。生物防治。耕作栽培措施。合理使用化学农药。5.生物能及再生能源的开发利用技术

生物再生能源包括：植物有机质、太阳能、风能、水能、地热能等。沼气池能源的开发利用技术。因地制宜开发薪碳林。太阳能、风能、水利能等再生资源的利用猪--沼--果生态农业模式果园养猪用猪粪制作沼气用沼液喷施果树，用沼渣做肥料。硕果累累！沼气通常是许多生态农业模式的中心环节和纽带沼肥沼气灯沼肥种黄瓜

沼气可用作照明、生活能源、农产品保鲜等沼渣可用作肥料、饲料、养蚯蚓、种植食用菌等。沼液可用作肥料、饲料、杀虫剂、浸种、生长调节剂等沼气全身都是宝！6.生产自净技术沼气池发酵技术处理粪肥污染农业生态系统对污水的净化作用污水灌溉

全球500佳（生态农业试点）北京留民营村浙江萧山山一村江苏泰县河横村