“蒋高明：论生态农业的边界、科学原理与应用技术（之三）”

第六，全面提高水分和养分利用效率，节约资源，不浪费。 由于生态农业尊重植物生长规律，因地制宜，根据农业的气候优势安排种植和养殖。 符合自然规律，遵守24节气的农业季节，水分、养分利用效率高，除了饲养动物排泄的粪尿外，还能充分利用乡村饮食的剩余和作物的秸秆，增加了资源利用效率。 要实现这一切，必须受到欢迎，人在其中起非常大的作用碳在土壤中表现为有机质。 目前，我国耕地有机质普遍偏低，平均为1%左右。 用有机肥料培育土地可以大大提高土壤的碳含量。 这里的有机肥是指自然界所有的光合产物及其衍生物，不仅仅是以前流传和理解的人粪尿和动物排泄物。 生态农业有机肥以绿肥、秸秆肥、杂草肥等植物源肥为主，最大限度地利用人、动物肥料[4]。 我们的研究表明，在暖温带湿润地区，生态农田有机质上升5%，在这样的土壤肥力下，空白对照(不施肥)作物的产量也将超过吨粮食(小麦玉米周年产量( 12 )。

第七，生态农业是耕地碳固定型，由碳排放逆转为碳吸收。 目前的农业模式排放温室气体，44%-57%的温室气体来自现代农业及其相关的工业活动。 有机肥代替化肥可以大大减少温带农田的温室气体排放量[9] 根据我们漫长的研究，在现代农业模式下，普通农田以2.7 co2当量ha-1yr-1释放温室气体，生态农业以8.8 co2当量ha-1yr-1吸收温室气体，两者合起来为11.5t co2当量ha-1yr-1增加土壤碳氮库的方法有很多，但每年除添加有机肥外，将秸秆还田、种植绿肥、利用杂草肥料也是不错的方法。 生态农田必须每年添加碳和氮，不能依赖化肥代替。 农区采用4000-5000年农田未退化，是有机肥种植地的结果。 以前动力不足，有机肥来源少，农田产量低。 目前，这些问题都已基本处理完毕，通过培育土壤碳氮库增产技术已经非常成熟[12]。 也就是说，通过减少化肥的采用，增加耕地有机质，可以将温室气体埋在地下，该功能是生态农业的副产品。

第八，快速发展生态农业可以全面带动农民就业。 由于高质量优良的价格，生态环境优美，对城市生活的人们有很强的吸引力。 农业因素容易成为商业因素，从养殖到栽培、从收获到加工、从加工到销售、从餐饮到观光旅游、从保健到养生到养老，乡村就地城市化，可以吸引农二代、大学生二代甚至城市精英就业。 这样，如果遍布全国的400万乡村迅速发展生态农业，形成新的经济增长点的可能性非常高。

农田生态系统由气候、土壤、生物等因子形成。 其中，气候中的大气温度和降水占主导地位，对其他因子影响较大。 农田是由自然生态系统改造而成的，在不同的植被地理背景下，农田生产力或产量受水热组合的影响最大。 在自然界中，最高生产力是热带雨林，约45t ha-1 a-1，不施肥也不投药的基础上实现。 热带雨林的水热条件最好，元素循环迅速。 在农田中，光照、co2都不是限制因子，水热条件，特别是水热组合对农田生态状况的反应最大。 尽管我国部分农田面临季节性干旱压力问题，但仍然比地中海沙漠地区的农田具备非常有利的条件。 中国草原与雨热同期，但地中海附近、非洲部分草原出现雨热的最佳时期为冬季和夏季分离[12]。

水利是农业的命脉，在不同的气候带，水和热的组合决定了生态系统的生产力。 生态农田尽量利用天然降水，适当利用客水或地下水，使干旱能浇水、浇水。 热即热，地球上所有的热都来自太阳，热对植物的生长乃至群落分布起着重要的作用。 在阳光不足的地方，热量特别是与水的结合对农业增产的作用大于化肥。 生态农田应利用自然界的热量，不进行反季节栽培，完全利用我国水热同步的特点，因地制宜地快速发展适宜的作物。 高温夏季杂草繁茂，利用杂草作为资源改良土壤，也是生态农田利用热资源的有效方法之一。

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氮是植物光合作用生长必需的元素。 自然界中可用的氮均来源于空气体，空气体中的氮含量为78%。 生物固氮、雷电固氮、干湿沉降均提供氮源。 在栽培过程中，采用以上碳库培育方法培育土壤氮库，通过微生物活动固定空气体中的氮，活化土壤中的氮。 碳与氮的比例约在10:1至12:1之间，土壤碳含量增加到5%时，即使碳氮比为10:1，也意味着每亩20厘米的耕作层中有1.75吨纯氮，这些氮不会像化肥一样流失。 因此，人类可以离开化肥厂，满足作物所需的氮。 由于土壤几乎不缺磷和钾，处理了氮的问题，解决了鳞、钾等大量元素和微量元素的问题。 基本的想法是，每年将籽粒带走的氮加倍，放回土壤中，增加土壤的可利用氮。 因此，合理的碳氮比对生态农田非常重要[12]。

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