長期以來，生態農業被一些人斥為“會餓死人的”，仿佛注定是小部分特權人士的專享，其實這是一個嚴重誤區?，F在人們一直是圍繞種子做文章，甚至通過轉基因來改變種子特性，而忽視了生態學原理的應用，農業專家窮其一生不能增產就不可避免了。生態農業不僅需要建構人與自然共生、循環關系，而且需要創造人與人的合作關系。經歷100多年的發展，生態學日益成熟，在我國已經成為與數理化并列的一級學科，一些基本原理應用到農業越來越發揮重要的作用。下面就簡要談談生態農業的基本原理。?一、水熱耦合原理?農田生態系統由氣候、土壤、生物等因子的共同作用所形成。其中,?大氣溫度和降水量占主導地位,對其它因子產生重大影響。農田是在改造自然生態系統而來的，不同植被地理背景下農田的生產力或產量受水熱組合影響最大。自然界最高生產力是熱帶雨林，約45t/ha/a，是在不施肥不打藥基礎上實現的，就是因為熱帶雨林的水熱條件最好，元素循環快。在農田中，光照、CO2都不是限制因子，而水熱條件，尤其水熱組合，最能反應農田生態狀況。我國即使有些農田面臨季節性干旱脅迫，依然比真正的地中?；哪畢^域的農田具有十分有利條件。中國草原是雨熱同期，而地中海附近、非洲的部分草原，雨熱出現的最佳時期是冬夏季分離的。?水利是農業的命脈，在不同氣候帶上水熱組合決定了生態系統生產力，生態農田盡量利用天然降水，適度利用客水或地下水，做到“旱能澆、澇能排”。熱即熱量，地球上的一切熱量來自太陽，熱對植物生長發育乃至群落分布有重要的作用。在陽光不缺少的地方，熱量尤其與水的耦合對農業增產的作用大于化學肥料。生態農田利用自然界的熱量，不搞反季節種植，充分利用我國水熱同期優勢，因地制宜發展適合的作物。高溫的夏季雜草生長也很繁茂，如將雜草作為資源利用起來改良土壤，也是在生態農田利用熱量資源的有效途徑之一。?二、土壤碳氮庫增長原理?碳表現在土壤中即有機質。目前我國耕地有機質普遍很低，平均1%左右。通過有機肥養地，大大幅度提高土壤含碳量。這里的有機肥，指自然界中的所有光合產物及其衍生物，不僅僅是傳統理解的人糞尿和動物排泄物。高效生態農業中的有機肥將以植物源肥料如綠肥、秸稈肥、雜草肥為主。在暖溫帶濕潤地區，當生態農田有機質提高到5%時，在這樣的土壤肥力下，即使空白對照(不施肥)的作物產量，也能超過了噸糧（小麥玉米周年產量）。氮這是生物光合生長必須的元素。自然界可以利用的氮都來自空氣，空氣中氮氣含量78%。生物固氮、雷電固氮、干濕沉降都可以提供氮源。在種植過程中，用以上培育碳庫的辦法，培育土壤氮庫，通過微生物活動固定空氣中的氮，并活化土壤中的氮。氮與碳之間的比例約為1:10，當土壤含碳量增加到5%時，意味著每畝20厘米耕作層中有1.75噸純氮，這些氮不會像化肥那樣流失。因此，人類離開化肥廠，也能夠滿足作物需要的氮。由于土壤磷和鉀基本不缺少，解決了氮的矛盾，鱗鉀和其他大量元素與微量元素的問題迎刃而解。解決這個問題的基本思路是：每年將籽粒帶走的氮雙倍還回土壤，使土壤可利用氮不斷增加。土壤中，碳與氮之間的比例變化在10：1至12：1之間，合理的碳氮比，對生態農田異常重要。增加土壤碳氮庫的辦法有很多，除每年添加有機肥外，秸稈還田、種植或施加綠肥、利用雜草肥都是很好的辦法。生態農田必須每年添加碳和氮，不能依靠化肥替代。我國農區使用了四五千的農田沒有退化，就是有機肥養地的結果。只不過過去動力不足，有機肥來源少，農田產量低。如今，這些問題都已基本解決，通過培育土壤碳氮庫增產技術已非常成熟。?三、生物多樣性原理?生態農田具有豐富的生物多樣性，尤其是土壤生物多樣性。農田生物多樣性包括種植物種與養殖物種多樣性。在一個多樣性的農業生態系統中，其穩定性也是高的，抗自然災害能力加強，同時延長了農產品貨架期，避免集中上市帶來的農產品滯銷。我們在10畝農田基礎上發展的弘毅生態小院中，經濟物種有73種之多，包括植物、動物與微生物三大類。在這個系統中，害蟲與雜草都變成了資源利用起來。同時我們發現，由于土壤健康，農田生態系統健康，植物病害基本消失。害蟲與雜草本身就是普通的物種，它們的作用也是辯證的。害蟲會吃作物，但也會給一些蟲媒的作物授粉，害蟲是益蟲的食物，害蟲死亡后其尸體可以參與構造土壤中的團粒結構；雜草會與莊稼爭養料，但也會增加土壤碳氮等營養。雜草根系及其分泌物對于土壤中的生物多樣性維持及其保持良好的土壤結構也起到很多的作用。當然，對于害蟲和雜草比較進行管理，農民付出的辛勤工作是管理它們，不使其危害，并變害為寶。?四、生態位原理?農田生態系統中的不同物種都有自己的生態位，在時間空間上所占據的位置，這些物種大部分時間相安無事，只有到生態位重疊是才會發生激勵的競爭或對抗。生態位是生態系統中每種生物生存所必需的生境最小閾值。兩個擁有相似功能生態位、但分布于不同地理區域的生物，在一定程度上可稱為生態等值生物。生態位是與資源利用譜概念等同的，生態位寬度是指被一個生物所利用的各種不同資源的總和。在農田中，因種間競爭，一種生物不可能利用其全部原始生態位，所占據的只是現實生態位。作物的生態位是人為保護的，往往為了高產，人工除草或機械除草，去除競爭者。土壤表面上下一定高度和深度，這是土壤微生物、蚯蚓、線蟲等動物的生態位，一些害蟲的幼蟲也分不再土壤中。利用生態位的空間差異，可以減少雜草控制成本，如果園下面生草，就是喬木與草本的生態位不同；種植高粱也可以控制雜草，因為高粱為高桿作物；利用生態位時間差異可以控制害蟲，如誘蟲燈捕殺的往往是夜行害蟲，而益蟲因為多在白天捕食較少受害。夏季的雜草很難在春季生長，因此可以利用夏季高溫多雨生長雜草，混播豆科植物養地，然后種植越冬小麥，小麥產量可以提高，這也還是利用雜草的生態位。在北方農田，玉米夏季農田雜草以牛筋草等為主，小麥以播娘蒿為主。?五、生態系統原理?生態系統指在自然界的一定的空間內，生物與環境構成的統一整體，在這個統一整體中，生物與環境之間相互影響、相互制約，并在一定時期內處于相對穩定的動態平衡狀態。生態系統是能夠自我維持、自我更新且具有一定恢復能力的。掌握了農田生態因子變化特點、物種組成及其相關關系，人類就可以利用這些生態學知識進行農田生態系統設計，力求獲得最大的產量、生物量或者最高的經濟效益。間作套種、林田互作，林糧食互作，藥糧互作等等,都是利用生態學原理進行的農田生態系統設計。在農田生態系統設計中，最重要的因素是種子。種子是農業的重要“芯片”，人類造不出種子來。除為動物生產飼料利用一部分雜交種外，基本使用老種子。鼓勵農戶自留種子，常年生態育種與自留種，產量有增加趨勢。高效生態農業模式杜絕轉基因種子。在農業生態系統中，農業再也不是現代化學污染源，不是溫室氣體排放源而是溫室氣體庫，從源頭解決了面源污染問題；農田生態環境大幅度改善；農田生物多樣性將逐漸恢復；農產品不再含有人為添加的有害化學物質（目前圍繞食物鏈合法使用的化學物質高達5萬多種）；農產品提供的優質健康能量，重大疾病發生率將大幅度下降；農業將成為附加值很高的產業，大學生二代、農二代等年輕人可以進入農業；優良種子資源可以長期保留下去；病蟲草害發生率基本可控，土地越養越肥，耕地生產力將得到穩定提高。農藝有人傳承農民的勞動力可以在家門口轉變為鈔票，不再進城打工出賣勞動力。

中國科學院植物研究所研究員的新著《鄉村振興：選擇與實踐》日前由中國科學技術出版社出版。作為一名植物生態學專家，2006年，作者帶著自己的研究團隊回到家鄉山東平邑縣，建設了弘毅生態農場，開展生態農業試驗示范研究，驗證生態學在維持農業產量、保護生態環境、提高經濟效益中的作用。該團隊對農戶種植與養殖技術等全面指導，并對他們的勞動進行分工與管理。參與實驗的農戶全面停止了農藥、除草劑、化肥、農膜、添加劑，不使用轉基因技術（六不用），恢復耕地，生產優質食物，并以優質的價格銷售到北京、上海、廣州等大城市。經過持續12年科學實驗，團隊成功地將低產田改造為噸糧田（小麥、玉米周年產量）。而”六不用”平臺+農戶農業模式，經過12年研發和試運行，業已取得了重要進展，并在山東、河南、貴州、陜西、內蒙古、遼寧、新疆、海南、四川、江西、安徽、江蘇、廣西、寧夏等省市推廣面積約20萬畝。初步實現了“六不用，三到五倍效益”既定目標?！多l村振興：選擇與實踐》一書記述并總結了作者和他的團隊在開展以上生態農業實驗的具體經驗和成果。本書回溯了中國古代鄉村制度、近代鄉村革命、鄉村建設運動、鄉風民俗等，從鄉村產業著手，分析了中國鄉村問題的由來。作者指出，從生態學角度入手，在農業生產與加工全過程，告別農業成千上萬的有害化學物質的田園綜合體模式，目前尚沒有引起決策者重視。在書中，作者分析了現代農業模式下進入到人類食物鏈中的各種有害化學物質，其嚴重后果就是國民健康的惡化。作者進一步指出，違背農業規律，急功近利，被資本綁架，是造成今天農業亂象的根本原因。作者認為，食物安全與投入到食物生產上的優質人工成正比，與投入的化學物質與激素成反比。因此，凈化食物鏈，將傳統農業提升為健康和諧可持續的農業，提高農民收入，減少市民的醫療投入，實際上是一種高效的可持續的農業。以治蟲和治雜草為例，作者認為采用自然對抗的辦法懶人農業，過度使用化學物質，降低環境質量和生物多樣性，直接造成的后果是生態平衡被打亂，導致害蟲、雜草與病害治理成本更高，并造成了人為病害的發生。針對農產品滯銷的問題，作者在書里提出，關鍵在于提升質量，優質優價，同時注重品牌打造。在政策層面上，國家必須高度重視生態農業，提高農產品附加值，讓農民愿意種地，釋放城市的消費力量。而國家的相關配套政策也應當到位，尤其有機認證。結合個人的成功實踐經驗，作者認為，中國應以鄉村振興和生態文明建設為契機，大力發展高效生態農業，引領人類走可持續發展的農業道路，既滿足糧食安全，又解決環境污染問題，還帶動全民大健康工程實施，從而實現真正意義上的城鄉互動和生態文明建設。

1種植環節質量安全指標糧食種植環節是影響糧食質量安全的關鍵環節。該環節中耕種方式、投入品的使用、環境條件等直接決定糧食的質量。1.1農藥、化肥施用量糧食種植過程中，農民大量使用農藥防治病蟲害、去除雜草，導致了嚴重的農藥殘留，危害糧食質量安全；大量甚至過量施用化肥，導致土壤板結，耕地質量下降，污染灌溉水等，并增加了土壤重金屬含量，導致重金屬超標，威脅食品安全，因此必須從源頭上控制農藥化肥的最大施用量。GB/T8321.1~8321.7《農藥合理使用準則》中，規定了幾種常用農藥的施用劑量；《農藥安全使用標準》甚至明確禁止使用幾種高毒農藥，詳見附表1。NY/T496-2010《肥料合理使用準則：通則》。2收獲環節質量安全指標前期的種植環節直接影響糧食的營養品質狀況，農藥化肥的大量使用，造成了收獲糧食中的高殘留農藥和重金屬含量。2.1農藥殘留量?農殘能夠加劇多種癌癥的發生幾率，如肺癌、直腸癌、骨髓瘤、乳腺癌以及白血病等，農藥導致的癌癥病人占全部癌癥病人的10%。另外，農殘也會嚴重影響兒童智力發育，增加了患帕金森綜合征的幾率。根據《食品安全法》規定，經食品安全國家標準審評委員會審查通過，發布了《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量》，自2014年8月1日起實施。GB2763—2014制定387種農藥在317種食品中的3650項限量指標，并為這387種農藥在相關食品中的檢測配套制定了162個檢測方法標準，基本覆蓋了我國主要農產品品種及農業生產中常用的農藥品種，并對稻谷、小麥、玉米、高粱等糧食作物的農殘最大限量有比較完善的指標和規定。2.2重金屬及其他污染物重金屬一旦隨糧食進入人體，就會在體內產生蓄積性，還可轉變成高度毒性的化合物，引起人們神經系統受損、智力下降、骨質疏松，甚至細胞癌變。GB2762-2012《食品安全國家標準食品中污染物限量》中，明確規定了食品中Pb、Cd、Hg、As、Cr等重金屬污染物的限量指標，其中包括谷物及其制品。2.3營養成分含量糧食作為人們日常飲食的重要部分，是人類營養物質，如蛋白質、糖類物質和礦質元素等的重要來源，是滿足人類營養需求的必需品，人體中所需的營養物質有90%以上來源于糧食。不同糧食種類，同一種類的不同品種分別有不同的營養物質含量，但都需要滿足人們最基本的營養需求。附表4是常見糧食種類的營養成分含量表。3儲存環節質量安全指標糧食的儲存分為個體農戶儲存和國家糧倉儲存，國家糧庫對儲存環節的質量監管有硬性要求，但個體農戶則難以監管。農戶的糧食最終進入國家糧庫，因此需要對水分及霉爛率嚴格監管。3.1真菌毒素量真菌毒素對人畜表現出致癌性、遺傳毒性、致畸性，還會引起腎中毒、肝中毒、生殖異常以及抑制免疫反應，尤其是黃曲霉毒素，劇毒，能急性損傷肝臟，慢性中毒可引發肝癌。糧食儲存過程中，由于農戶個人缺乏科學儲糧知識，導致糧食生霉發熱，或國家的糧倉管理不當，引起糧食霉變，從而導致真菌毒素的超標。食品安全國家標準GB2761-2011《食品中真菌毒素限量》，已于2011年4月20日發布，2011年10月20日實施，其規定食品中黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素M1、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、展青霉素、赭曲霉毒素A及玉米赤霉烯酮的限量指標。3.2儲糧藥劑殘留國家糧庫儲糧過程中，為了防止霉變，使用大量熏蒸劑進行熏蒸，會造成一定的藥劑殘留，如殘留超標則會影響糧食的質量安全。中華人民共和國國家標準GB5127-85中規定馬拉硫磷在原糧中的允許殘留量為3mg/kg，我國原糧食品衛生標準規定磷化物在原糧中的允許殘留量為0.05mg/kg。

生態農業，顧名思義農業生產方式是生態的，是在健康的生態環境之下，用健康的辦法進行管理的農業，以種植谷物、油料作物與經濟作物和仿生態養殖為主。生態農業所需要的原料盡量就地取材，來自自然界，不用農藥、農膜、植物生長添加劑和轉基因種子，盡量不用或使用少量化肥而并滿足作物對水、熱、礦物質需求，其產量不低于或略高于常規農田。生態農業具有較高的生物多樣性，尤其土壤微生物多樣性，自然生態平衡；在必要的時候用物理+生物方法控制蟲害，不用化學農藥滅殺；對于雜草，則采取機械處理與人工處理相結合的辦法，盡量避免使用有害除草劑。生態農業是在生態科學理論指導下，所開發的環境友好性、耕地固碳固氮型農業。長期堅持下去，耕地生產力不斷提高，生產出來的食物為綠色食物或有機食物。因此，生態農業不是為落后、低產、低效的代名詞，而具有十分明顯的生態、社會與經濟效益。如果僅僅因為環境保護而發展生態農業，不能滿足日益增長的人口需求，這樣的農業顯然沒有推廣的必要。實際上，生態農業是在傳統農業智慧基礎上，利用現代生態學原理和技術提升的一類環境友好型農業模式。生態農業涉及的范圍很廣，農林牧副漁都會涉及，但在每一個環節都有物種的貢獻，都有從事該行業農民的貢獻。生態農業的典型特點是：?①優美的農業生態環境、人與自然和諧共生；②元素循環再生、生態平衡；③多樣性的栽培物種；④大大減少乃至杜絕農藥、化肥、人工合成激素用量；⑤大部分化肥被作物吸收而不是污染環境。概括起來，生態農業具有以下八大優勢：第一，生態農業保護生態環境，沒有面源污染。沒有健康的生態農業無從談生態農業。農田中主要害蟲和雜草其實都是自然界正常的物種，能夠用物理方法干擾控制的，盡量不用化學辦法，能夠恢復生態平衡，對產量不造成明顯影響的，盡量減少人為干預，既節約了人工成本，還保護了農田生態環境。生態農業可以用少量的農藥，主要是應急之用?？梢杂蒙倭康幕?，但化肥利用效率高、用量少。根據我們的前期研究，如果發展生態農業，將目前90%以上的農藥和50%以上的化肥停下來，對產量影響并不大。第二，生態農業產出的食物質量高，很少農藥殘留或零農殘。由于前期投入的化學物質非常少，且盡量投入可降解的生物農藥或低毒農藥，再加上自然界的自凈能力，以大量的有機肥為主，這樣的農產品口感是好的，即很多上世紀50-70出生的年代小時候的味道。最終產品是經得起農藥殘留檢測的。如果農產品后期檢測出多種農藥殘留，就不是在生態農業里生產的。第三，生態農業單位土地經濟效益高。目前由于采取粗放式的化學辦法種地，雖然產量相對高，但價格便宜，有時市場不好還會爛在地里，資源浪費嚴重。提高經濟效益的辦法有兩種，要么繼續擴大土地規模，但質量不提高價格不變，使經營者有利可圖；要么提高產品質量，價位提高，加上生態農業不減產，一畝效益等于幾畝，這樣的話，對于消費者和生產者都是好事。前者購買了放心食品，保護了自身與家人健康，后者增加了收入，更愿意向土地中投入優質勞動。第四，種養結合、種植多樣化、間作套種、立體種植。這是生態農業的最大優點。生態農業的大量肥料來自系統本身，“六畜興旺”才能“五谷豐登”。在少量的土地面積上，可以提供大量的食物種類，豆科與禾本科植物間作套種，可以直接利用空氣中的氮源，立體種植也能夠實現。生態農業的食物多樣性是其他農業方式做不能比擬的。物種多樣性豐富，系統就穩定，抗風險能力就高。據筆者粗略估計，在北方一個1000人左右的村莊，可以提供的食物種類近200種，而美國農業模式，幾百甚至幾千平方公里內只能生產一兩種食物，要么玉米要么小麥。不要說搞間作套種，就是聯茬種植業做不到。他們的農業根本就沒有人氣，幾十平方公里難見到一個人。第五，生態農業產量高。生態農業產量并不低，由于用地養地，被帶走的養分通過有機肥或少量化肥補充。更關鍵的是，由于化學物質少，土壤動物和土壤微生物豐富，這些生物就間接將土壤中的礦物質釋放出來，供植物根系吸收。這樣模式下，如果堅持長期樣地，產量是穩步增加的。12年實踐，我們已經成功將低產田改變成高產穩產的噸糧田，取得這樣的成績我們沒有使用農藥、化肥、除草劑、激素、地膜、轉基因種子。第六，全面提高水分與養分利用效益，節約資源，不產生浪費。由于生態農業尊重植物生長規律，因地制宜，根據農業的氣候特點安排種植和養殖，重在與自然規律相一致，遵守24節氣的農時，其水分、養分利用效率高，加上有飼養的動物，鄉村餐余和作物秸稈都能夠利用，增加了資源利用效率。所有這一切要實現，必須有人氣，人在其中起到非常大的作用。第七，生態農業是耕地固碳型的，由碳排放逆轉為碳吸收。目前的農業模式是排放溫室氣體的，高達44%-57%的溫室氣體來自現代農業及其相關的工業活動。用有機肥替代化肥可顯著減少溫帶農田溫室氣體排放量。我們的長期研究發現，現代農業模式下，普通農田凈釋放溫室氣體，為2.7CO2當量?ha-1yr-1，而生態農業凈吸收溫室氣體，達8.8CO2當量?ha-1yr-1，兩者相加為11.5tCO2當量?ha-1yr-1。這就是說，減少化肥使用，增加耕地有機質，可將溫室氣體埋藏到地下，這個功能是生態農業的副產物。第八，發展生態農業可全面帶動農民就業。由于優質優價，加上生態環境優美，對城市人群有很強的吸引力。農業要素容易變成商業要素，從養殖到種植，從收獲到加工，從加工到銷售，從餐飲到觀光旅游，從保健到養生到養老，鄉村可以就地城鎮化，吸引農二代、大學生二代，乃至城市精英就業。這樣的話，遍布全國的400萬個鄉村如發展生態農業，可能成為新的經濟增長點。生態農業的缺點是要花費的勞動力多，農忙季節活重活累，農民多不愿意采用。生態學家需要研究一些方法，減少勞動力投入，如打農藥的活基本可以停了，用機械播種與收獲等。不過，只要比較效益高，農民就會投入勞動。如果進城打工不如在地里刨得多，他們就不愿進城打工。而集約化單一種植。這類就是美國式家庭大農場模式，每戶農民經營土地幾千乃至幾萬英畝，但種植多樣性下降，投入的機械、化肥、農藥、除草劑少，環境代價大，產品口感差，周圍鳥類都停止了叫聲。這樣的農田是沒有人氣的農田，適合為動物生產飼料。美國用化學化農田生產的糧食多用于出口、做飼料、或做工業原料。?生態農業的邊界在哪里？凡是符合生態學做法，完全不用（有機農業）或極少量使用（綠色）有害化學物質的，都屬于生態農業的范疇，包括有機糧食種植加工與銷售；海洋自然捕撈、天然的淡水漁業、草原放牧的產品、森林食物采集；自由放養的動物；不用、農藥、化肥、激素、地膜、轉基因種植的蔬菜、中草藥、茶等生產、加工與銷售等等，都屬于生態農業的范疇，這類食物與工業化食物完全不同，從營養、農藥殘留、口感、價格上明顯區分開來。當然，生態農業不是萬能的，它解決不了所有的問題，其范圍的擴大取決于消費者的需求，生產者的參與，政府的支持。下面的農業模式，由于嚴重違背生態規律與經濟規律，不屬于生態農業：工廠化養殖、集約化、規?；N單一養殖、反季節種植、使用大量化學物質投入的農業、使用轉基因種子的農業、使用大量食品添加劑的加工業、僅有認證證書而食品其實就來自農貿市場的假有機農業或綠色農業、檢測出多種農藥殘留并超標的無公害農業、高密度水生養殖業等等。