蒋高明:中国生态农业的倡导者、践行者、引领者


蒋高明,山东平邑人,中国科学院植物研究所研究员、中国科学院大学教授,博士生导师,弘毅生态农场设计师。

1964年9月出生于山东省平邑县,1985年在山东大学生物系植物专业获得学士学位,1988年和1993年在中科院植物研究所获得硕士和博士学位。1991年至1992年在英国的Liverpool University进行访问研究, 1995年至1996年在美国哥伦比亚大学生物圈二号研究中心高访学者。

现任中科院植物所研究员,中国科学院研究生院教授,联合国大学SUMAMAD计划国际咨询专家,中国环境文化促进会理事,中国植物学会植物生态学专业委员会委员,北京植物学会常务理事;《植物生态学报》副主编,《生态学报》《生命世界》《首都食物与医药》编委。曾任联合国教科文组织人与生物圈计划中国委员会副秘书长,《植物学报》副主编等。

迄今发表论著200余篇(部),SCI收录刊物论文80余篇。其中,第一作者和通讯作者论文100余篇。已培养了37名硕士、博士、博士后。毕业生中,10 人出国深造,13 人在中国科学院工作,8 人进入大学任教,3人晋升为教授或研究员,10人晋升副研究员或副教授, 9人获得国家自然科学基金资助。全程培养了中科院植物所第一个外国留学生,并培养了德国、法国、美国、伊朗等进修生5人。目前,正在指导的博士生、硕士生8人。

蒋高明教授是我国生态农业的倡导者、实践者与引领者,2006年7月18日在山东省平邑县蒋家庄设计了弘毅生态农场


弘毅生态农场

弘毅生态农场是由中国科学院植物研究所研究员、博士生导师、中国科学院大学教授、山东省人民政府泰山学者、联合国大学国际咨询专家、著名生态学家蒋高明教授设计,所建立的研究型试验农场,于2006年7月18日在山东省平邑县蒋家庄成立。

其核心思路是充分利用生态学原理,而非单一技术提升农业生态系统生产力,恢复优美的农业生态环境。试验农场摒弃化肥、农药、除草剂、地膜、人工合成激素、转基因种子6项不可持续技术,首创有机农业的生物多样性管理模式(BMOF),即从秸秆、“害”虫、“杂”草综合开发利用入手,种养结合,实现元素循环与能量流动,生产纯正有机食品,为城市市民生产优质安全放心食品。弘毅生态农场以“零污染、零残留、高产、高效”为使命,推动城乡和谐发展,增加农民收入,带动大学生就业,最终实现耕地固碳,实现农业可持续发展。


来农场考察学习的各界人士络绎不绝

实验开展5年来,已带动农场所在地蒋家庄村10户农民,开展秸秆养牛160头,最多的一户养牛103头;带动蒋家庄以及周围村、乡镇等发展林下养鸡30000只;带动4户农民发展有机粮食12亩;带动蒋家庄建设户用沼气130户;带动蒋家庄村容整治街道900米。带动内蒙古、山东、河南、河北、甘肃、浙江、江苏、广东、中国人民解放军总装备部某基地等企业家、农民、军人从事有机农业,充分展示了科研示范作用,在全国累计推广有机农(草)业面积约13万亩。

弘毅生态农场通过过硬的有机食品得到市场认可,最终证明生态学不是软道理。有机食品产业如果做真、做大、做强,既能满足消费者对安全食品的基本需求,又带领农民保护生态环境,还能实现耕地固碳、减少温室气体排放的远期目标。目前,弘毅生态农场已被山东省生态文明研究中心列为研究实践基地; 农场产品通过国家认证; 通过专业销售网络配送到全国各地消费者好评。

在现代农业模式下,山东农民种植三季(小麦或大蒜、西瓜、玉米),纯收入不足1000元/亩,而弘毅生态农场的有机农田亩净收入5000元/亩。经过4年有机肥还田,在坚持“六不用”(不用化肥、农药、农膜、除草剂、添加剂、转基因)前提下,该农场已成功将低产田(600公斤/亩,玉米小麦周年产量)改造成吨粮田(1028公斤/亩),充分显示了生态循环农业的强大威力。


弘毅生态农场建立以来,已吸引含1名德国博士生、1名美国博士生、1名韩国博士生、2名法国硕士生、1名乌兹别斯坦留学生在内的40多名中外研究人员在此开展科学研究,国内研究人员来自中国科学院、清华大学、北京大学、山东大学、天津大学、苏州大学、北京师范大学、北京农业大学、北京科技大学、山东农业大学、河北农业大学、临沂大学等。农业部、科技部、环保部、山东省科技厅、农业厅、国务院参事室等多次组织专家现场考察指导。人民日报、新华社、中央电视台、中央人民广播电台、光明日报、新京报、中国青年报、科技日报、中国科学报、中国环境报、第一财经日报、南华早报、农民日报、北京青年报、大众日报、齐鲁晚报、半岛都市报、临沂日报、香港大公报,英国卫报、泰晤士报、今日中国(China Today)、中外对话(ChinaDialogue)、美国洛杉矶时报、德国明镜周刊、法国电视二台等国内外媒体,以及绿色和平国际组织、乌有之乡网、大学网、互动百科网、搜狐网、绿家园、北京绿牛农庄、等先后对试验农场做法进行了采访报道。

截止目前为止,围绕生态农业研究与应用,已发表学术论文145篇,其中SCI论文29篇,IF>5论文8篇,IF>8论文1篇;获国家发明专利或实用新型专利12项;成功将低产田改造成高产稳产的吨粮田。弘毅生态农场技术推广农场(基地)近40家,分布在山东、河南、河北、北京、天津、内蒙古、辽宁、吉林、浙江、江西、甘肃等省市自治区,累计面积达20万亩。基于生态农场所提出的政策建议,多次被中办、国办采纳,并多次获党、国家领导人和山东省委主要领导批示。弘毅生态农场被业界评为中国四大生态农场之一。

弘毅:探索农业新出路

蒋高明(中国科学院植物研究所)

本文载《中华环境》2016年4月号(总第25期):51-53

弘毅生态农场成立于2006年7月18日,地点位于山东省平邑县蒋家庄,是中国科学院植物研究所生理生态过程创新研究组创建的试验农场。其核心思路是充分利用生态学原理,而非单一技术提升农业生态系统生产力,创建“低投入、零污染、高产出”农业,实现农业可持续发展。农场摒弃化肥、农药、除草剂、农膜、添加剂、转基因6项不可持续技术(六不用),从秸秆、“害”虫、“杂”草综合开发利用入手,种养结合,实现元素循环与能量流动,增加生物多样性,恢复生态平衡;生产纯正有机食品,增加农民收入,带动大学生就业;最终实现耕地固碳。

该农场成立是基于以下几个背景因素。

背景之一  我国草原不断退化,而农田秸秆被就地焚烧。我国18亿农田除生产约6亿吨粮外,还生产了约7亿吨秸秆,如果经过一定的技术处理,这些秸秆可变为牲畜的好饲料。遗憾的是,这些牲畜饲料在田间地头被农民焚烧了,造成了严重的环境污染。中国60亿亩广阔的草原,仅生产3亿多吨干物质,这些就是传统意义上的牧草。然而,由于过度利用草原,造成了严重的生态退化,国家不得不投入大量的资金进行治理。而在农区发展禽类养殖业,由于空间小,不得不将动物们压缩到很小的空间内。如果将传统的牧区南移,将草原大量空间用于养殖禽类,则可取得双赢的效果。根据这一设想,我们分别于2005年在内蒙古正蓝旗浑善达克沙地开展了“禽北上”实验,于2006年在山东平邑县开展了本实验,也称“畜南下”实验。


背景之二  农田生态环境充满了大量化学污染物质。由于现代农业严重违背了自然规律,养分得不得循环, 生态平衡被打乱,不得不依靠大量化学物质投入,甚至有人试图通过转基因办法让植物自己生产农药,并抵抗草甘膦除草剂。这样的农业模式造成了耕地严重退化,农业生物多样性严重下降。为了恢复农业生态平衡,我们摒弃化肥、农药、除草剂、农膜、添加剂、转基因6项不可持续技术,从源头杜绝化学物质和转基因生物污染。

背景之三  食物安全问题突出,净化食物链迫在眉睫。我国不同地区、不同农作物生产中经常使用的农药品种为近千种,人们吃的食物,农民是离不开农药来生产的。除了农药,有人还对食物链添加了激素物质。当年植物生理学的研究成果五大激素,全部都用到了农业生产,分别是生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯。动物食品中也难逃脱激素的身影,对于很多鸡、鸭、牛、猪、鱼、蟹、黄鳝等养殖过程中使用动物激素。针对食物链污染的严酷现实,开展了利用生态学的办法种植和养殖,开展“零添加、零农残”探索。



背景之四  耕地严重退化,很多高产田已不高产。由于用地不养地,全国各地农田出现了不同程度的退化,如东北的黑土层消失了近半米,内地的土壤有机质由30年前的2%左右下降到不足0.7%,大量化肥与农膜使用,已使的耕地出现板结、酸化、化学化,原本的高产田下降到中产田或低产田。针对这一严酷的现实,弘毅生态农场采取生态学的办法,恢复地力,恢复土壤生物多样性,将低产田提升为高产稳产的吨粮田。

背景之五  温室气体增加,现代农业变成重要的排放源。在化学农业或转基因所谓现代农业模式下,农业由碳汇变成了碳源。生产化肥、农药、农膜,在源头就造成温室气体排放,运输和使用这些物质也排放温室气体,人类排放的温室气体之中的三分之一来自农业。弘毅生态农场充分发挥耕地潜能,增加土壤有机质,将耕地由碳源逆转为碳汇。据我们测算,如果将全国的18亿亩农田的土壤有机质提高1%,可实现耕地固碳301亿吨,这个潜力丝毫不亚于在草原造林或其他碳汇形式,且耕地固碳是有机农业的副产品。如果打通了城市消费环节,市民消费大大促进的环境保护与耕地固碳。



背景之六  城乡发展极不均衡,农村空心化问题严重。为国家贡献了70%以上粮食的800个种粮大县中有110多个是贫困县。谁种地,谁吃亏。农民大量进城,造成了农村空心化,造成了非常不人道的农村“三留守”(妇女、老人、儿童)现状。生态农业如果市场前景看好,农二代、大学生二代等优质劳动力会进入生态农业领域,粮食生产潜力会进一步释放。中国涉农与环保方面的资金,即健康保障、社会服务的资金应向广大农村倾斜,吸引年轻人回乡创业,盘活农村市场,实现精准扶贫。

克服的主要困难

弘毅生态农场基于以上几个基本考虑,进行了长达十年的高效生态农业实践,验证了生态学的强大威力,取得了理想的实验效果。在弘毅生态农场十年实践中,我们主要克服了以下几方面的困难。

秸秆转化为优质饲料  肉牛养殖秸秆饲料加工与储备是关键。在秸秆转化为饲料之前,我们走过的弯路包括:引进“面包草”加工设备;购买了所谓促进秸秆分解的微生物菌种;用大型青储池养鱼。后来我们自主研发了大型遮雨式分室青贮池,实现了“微储鲜秸草”1000吨的年生产能力,将秸秆变废为宝,并申请了发明专利1项。我们研发的鲜秸草营养好,饲料转化率高。据跟踪研究,肉牛10个月累计体重增加量约为600斤,每7斤秸秆转化1斤活牛重,同时需2斤精料。


害虫控制 停止农药后害虫控制是很大的难题,为此研究人员反复实践,冒着粮食绝产的危险,成功摸索出害虫防治的物理+生物方法,获得国家发明专利3项。通过脉冲式杀虫灯、鸡、天敌昆虫、野生鸟类、人工除草控制越冬害虫,多项防治有效控制有机农田虫害。在研发的害虫防治模式下,连续7年(2009-2015),害虫年捕获总量和金龟甲类害虫被捕获量均明显降低,分别降低原来的4.7%和1.5%;生长季每盏灯捕获的害虫数量由2009年的450克下降到2015年的12克。后来,该模式又成功用于苹果园害虫防治,彻底停止了果园里喷洒的20多遍农药。

杂草控制  人工除草是一件很麻烦的事,耗时费力。尽管除草剂对人和土壤有不好的影响,农民还是愿意用,因为既省事又便宜,一亩地只需要2.4元的除草剂成本。为从源头停止除草剂污染,弘毅生态农场推行物理除草,聘请经验丰富的农民承包除草的工作,每亩两季除草费用降至240元以内,这对当地农民很有吸引力。物理方法锄草,杂草越来越少,因为种源减少了。除控制田间自生杂草,还要围堵从外面飞进来的草籽。采用乔灌草相结合的隔离带防护,外来的草籽就很难吹进来。在在果园杂草方面,采取“以草治草”策略,即种植一些高覆盖且有固氮固碳功能的本地草本植物,形成单优种群,占据杂草生态位。早农田杂草和果园杂草控制方面,申请国家发明专利2项。


弘毅农场实拍

低产田变高产田 在很多人印象里,有机农业或生态农业就是产量低的,我们采取的“六不用”种植模式,是最严格的有机农业,能够保持产量不降低就很难得了。保障有机模式不降低产量反而增产是我们常年努力的目标,最终获得了很大成功。经堆肥、深翻、人工+生物除草、物理+生物法防治病虫害、保墒等措施,实现了粮食增产。2015年,弘毅生态农场玉米小麦周年产量2324斤/亩、春花生807斤/亩、夏大豆433斤/亩、苹果9126斤/亩,均高于周围村民的产量。从2011年起,就成功将低产田改造为高产稳产的吨粮田(小麦、玉米周年产量)。

生态效益与经济效益双赢

农田生态环境改善  我们租用的农民土地是低产田,且农民连续30多年向土壤里施加大量化肥、农药和地膜,地力退化严重,益鸟益虫丧失殆尽。这样的生态环境能否恢复是我们面临的很大难题,且过去从无成功经验可以借鉴。针对严重的农田退化,尤其地力下降问题,我们首先停止农药、化肥、除草剂、地膜使用,不再添加新的污染物;为吸引鸟类,我们在农田周围建立乔、灌、草相结合,由本地物种组成的防护林,还为满足鸟类饮水,恢复了部分湿地。大量有机肥还田,促进了退化耕地恢复。耕地有机质从0.7%提升到3.54%;有机果园蚯蚓数量317条/平方米,而普通果园只有16条/平方米。湿地里芦苇、菖蒲群落得以更新,蚯蚓、青蜓、燕子、青蛙、蟾蜍、蛇、蜥蜴、屎壳郎等有益生物都回来了。农田生物多样性恢复后,生态平衡重新出现。



耕地固碳  中国18亿亩耕地除了满足粮食安全外,还对温室气体排放与固持起到重要的作用。目前的化学化农业是温室气体释放型的,而采取有机种植模式可将作为当年捕捉的二氧化碳通过有机肥放在固定在土壤中,尽管部分碳还会释放出来被作物吸收,但年年增加有机肥可有效增加耕地固碳功能。目前,弘毅生态农场围绕该领域取得了明显的进展,将传统的温室气体排放成功逆转为净吸收,实现耕地固碳潜力11.5吨CO2当量/年/公顷。

产品销往大城市  如果弘毅生态农场仅实现了环境保护、增加产量、耕地固碳的目的,这还只成功了一半。该技术的核心问题是,这样的产品必须经得起市场检验,即以高价位出售到城市中高端消费人群,实现优质优价,否则农民不会向土地多投入哪怕一点劳动力。好产品能够以好的价格销售出去,这是所有农场中面临的最大的瓶颈问题,在市场经济、诚信严重下降的今天,这个问题尤其突出。我们也走过不少弯路,直接损失经费约20万元。经总结经验,科学宣传,加上农场产品过硬,口感好,没有农药残留,获得了京、津、沪、穗、深等大城市消费者青睐,目前弘毅农场较稳定的会员已增加到1800人,且以每月150-200人的速度增加。城里人在花钱保障自己身体健康的同时,有力支援了生态农业和农村环境保护,带动了农民致富,实现了真正意义上的“先富带后富”。


弘毅农场实拍

对农民的带动作用

弘毅生态农场对当地农民的带动作用是非常大的。蒋庆礼是该村最大的种粮户,是40岁以后能够在村里坚守的少数壮年劳动力之一,种植土地曾达100亩左右。多年来他一直沿用小麦-玉米轮作办法,大量使用化肥、农药、除草剂,生产普通粮食,按照市场价销售,两口子忙碌一年后的净收入只有5万元左右。自2013年起,蒋庆礼就与弘毅农场全面合作,严格不用化肥、农药、除草剂、地膜、人工合成激素、转基因(六不用),合作三年后取得了较大的经济回报,不仅还上了所有的欠款,还购买了一辆价值12万元的北京现代轿车,1部5万元的拖拉机等。

蒋庆礼的成功对当地农民的带动作用非常大。如今支部书记周京林等几个村干部和刘召存、蒋盛林、蒋建强、蒋建起等几户农民,主动加入了弘毅生产体系,产品扩大到小麦、玉米、花生、大豆、绿豆、姜、蒜、葱、毛芋头等作物或蔬菜,猪、牛、鸡、鸡蛋、鸭蛋等畜禽蛋,苹果等水果,以及加工产品花生油、桃酥、苹果干、水饺、山东煎饼、锅饼、豆腐皮、酱油、醋等。


弘毅农场科研楼

弘毅生态农场创建10年来,仅支付给本村农民的人工费就达100万,修路费和太阳能诱虫灯10万元,这些额外增加的收入都是生态科技带来的。除此之外,我们还帮村里申请到环保部“以奖代治”农村污水处理专项资金93万;合作引进政府开发办农田基本改造850万(包括周围五个村庄),充分显示了科技强大的示范作用。

秸秆养牛基本杜绝了当地的秸秆焚烧现象。2005年,蒋家庄仅有1.1%的秸秆作为饲料,38.5%的秸秆用来做饭取暖,24.5%的秸秆被丢弃掉,还有29.7%的秸秆直接在地里焚烧掉,而到2009年,通过农场肉牛养殖带动,该村用于饲料的秸秆比例增加到了62.5%,而丢弃和在地里焚烧掉的秸秆比例分别减少到了9.2%和9.8%。

除此之外,弘毅生态农场还带动山东、河南、河北、内蒙古、甘肃、浙江、江苏、广东、中国人民解放军总装备部某基地等企业家、农民、军人从事有机农业,充分展示了科研示范作用,在全国累计推广有机农(草)业面积约14.5万亩。


人与自然高度和谐(农场已连续十年告别化肥、农药、农膜、除草剂、人工合成激素和转基因)


本地森林群落与农田及建筑


农田周围的防护林带为天敌提供庇护所同时兼防杂草侵入


生态 * 农业 * 环保 * 健康 * 人文

蒋高明主编


蒋高明,山东平邑人,中国科学院植物研究所研究员、中国科学院大学教授。



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