科学通报在线发表我组十年科研成果:高效生态农业模式获重要突破

最近,科学通报在线发表我组十年科研成果《产量与经济效益共赢的高效生态农业模式:以弘毅生态农场为例》。

http://engine.scichina.com/doi/10.1360/N972016-00646

  针对我国农田环境污染、耕地生产力下降、食品安全等问题, 笔者研究团队于2006年在山东省平邑县蒋家庄村创建弘毅生态农场, 进行了长达10年的高效生态农业实践, 以期寻找产量、经济效益、环境效益与社会效益均大幅度提高的农业模式。我们的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”农业模式;从秸秆综合开发利用入手, 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;生产有机食品, 撬动城市中高端消费市场;增加农民收入;同时实现耕地固碳。

通过十年科研攻关,我们破解了农业生产中农药、化肥、地膜大量使用难题,采用六不同生态技术,生产优质食物,并利用互联网+进行销售,取得了理想的效果。本研究从低产田开始, 通过秸秆养牛、腐熟牛粪还田恢复地力; 以物理+生物方法控制虫害; 以人工+机械管理杂草, 停用农药、化肥和除草剂, 同时不用地膜、人工合成激素、转基因种子生产优质安全食品, 并在线上与线下销售. 10年的长期实验结果表明, 所在村庄农田生态环境改善, 减少农药用量58.3%; 物理+生物控虫效果明显, 每盏灯年捕获量从2009年的33 kg下降到2014年的2.1 kg, 下降93.8%; 年消耗秸秆1000 t, 秸秆利用率从1.1%提高到62.5%. 有机肥还田提高了土壤生物多样性, 有机果园蚯蚓数量317 m2, 而普通果园只有16 m2; 大量有机肥还田(75 t hm-2), 土壤有机质从实验初期的0.7%提高到2.4%. 粮食产量从最初的11.43 t hm-2提高到目前的17.43 t hm-2, 其中冬小麦、夏玉米、大豆和花生产量分别超出山东省平均水平42.6%, 60.9%, 32.2%38.1%. 由于质量好, 产品已销售往除西藏以外的30个省、市、自治区, 经济效益明显, 带动所在村庄67户农民从事高效生态农业。

十年来,围绕高效生态农业产量和经济效益提高问题,本研究先后投入8家科研单位(中科院植物所、中科院大学、山东农业大学、河北农业大学、中国农业大学等)和1家生产单位共49名科研人员和生产人员,包括来自德国、法国、乌兹别克斯坦3国的留学生和进修生,涉及秸秆养殖、病虫草害防治、耕地质量改善、有机肥还田、耕地固碳等等。令人欣喜的是,在没有添加外来化学物质的前提下,仅利用自然界中的要素和生物多样性,配合一定的人力和机械动力,实现了低产田到高产稳产田的转化,亩经济效益为原来的3-5倍,告别了农药与化肥除草剂农膜污染,实现了在环境保护前提下,产量与经济效益双赢,社会效益也非常明显。本研究成果可为国家制定生态农业发展规划、精准扶贫、农村环境保护等提供科学依据。

本研究获山东省人民政府泰山学者专项经费、中国科学院重点部署项目、科技部科技支撑项目黄淮海有机农业综合增产技术与德国大使馆生物能源项目等经费资助。

上述科研成果以中文发表在中国科学院主办的《科学通报》上。







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