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乐白家促进植物健康是实现化肥零增长、农药零

2020-01-06 00:18

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构建土壤健康 助力化肥农药零增长

导 读

矿质营养在植物抗病中具有重要的作用。植物体内平衡且充足的营养是植物自身的抗病的基础。在农业生产过程中,如同前述的自然农法的影片奇迹画面一样,通过植物营养,促进植物健康,从而减少肥料施用的案例和示范不在少数。中国的农业亟待走出依靠农药保产量的怪圈,通过包括植物营养的多条抗病途径来实现农产品的安全。

在营养与植物病害的关系上,种植者可以充分发挥植物营养的遗传特性、根据所种植的作物进行土壤测试、植物分析和病虫害监测来制定和使用最佳的施肥方案,再结合各种农作措施的调控来最大程度地发挥营养在抗病中的作用。

文/陈能场(广东省生态环境与土壤研究所研究员)

导 读

虽然我国粮食有着“十一连增”的纪录,但肥料和农药的施用同步增长,“十一连增”的背后是肥料和农药的力量。

土壤,曾经是一个富有活力的生态系统,已经降低甚至失去了其应有的保肥、保水的功能,变成单纯植物生长的支撑物质。

发布时间:2015-07-02 | 来源:中国科学报

今年农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》。充分利用营养提高植物的抗病能力,构筑土壤健康,促进植物健康是实现化肥零增长、农药零增长的重要途径之一。

文/陈能场(广东省生态环境与土壤研究所研究员)

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但现代农业生产中,对产量的过度追求、土壤缺乏保养、大量化肥的施用带来土壤养分的不平衡和土壤酸化,不仅导致了农产品营养价值的降低,也造成了作物抗病能力的下降,陷入“高产靠肥料,保产靠农药”且对农药、肥料依赖性不断增强的恶性循环。也造成了农残问题到了人人怕的地步,产生了“自己种的自己不吃”或者农民为自己“开小灶”等流行话语,进一步让农业生产陷入不信任的境地。

当前我国农作物亩均化肥用量21.9公斤,远高于世界平均水平,是美国的2.6倍,欧盟的2.5倍,化肥过量施用、盲目施用等问题,带来了成本的增加和环境的污染。而2012~2014年农作物病虫害防治农药年均使用量31.1万吨,比2009 ~2011年增长9.2%。农药的过量使用,不仅造成生产成本增加,也影响农产品质量安全和生态环境安全。

当前我国农作物亩均化肥用量21.9公斤,远高于世界平均水平,是美国的2.6倍,欧盟的2.5倍,化肥过量施用、盲目施用等问题,带来了成本的增加和环境的污染。而2012~2014年农作物病虫害防治农药年均使用量31.1万吨,比2009 ~2011年增长9.2%。农药的过量使用,不仅造成生产成本增加,也影响农产品质量安全和生态环境安全。

笔者对于营养能提高植物的抗病性的思考,源于一部日本的自然农法影片《生きている土》(有生命的土壤)。

现代农业生产中的恶性循环

现代农业生产中的恶性循环

这部影片中有个画面,施用化肥和农药的现代农业耕作下的水稻在收割前遭受严重的稻飞虱虫害,而相隔一小路,利用自然农法耕作的埼玉县上里町的须贺一男家位于右边地块的稻田则几近只虫不染,这个现象一直让我很惊奇,也困惑不已,稻飞虱是以刺吸植株汁液的害虫,难道左边的水稻好吃些?直到我阅读了Don M. Huber(1985)的著作,看到这样一个结论:“最佳营养状态的植物抗病性最强,越偏离最佳营养状态,植物越容易遭受病害”。我才明白过来。

我国人多地少,因此追求产量从来都是我们农业生产的最高目标。自从出现化肥和农药后,这两样物质对于农田自然不吝啬,当作物长得不好时,便向田里加入肥料,且不管是不是施对了肥;而当发现作物长虫时,便对植物喷洒农药,且不管是高毒农药还是低毒农药。

我国人多地少,因此追求产量从来都是我们农业生产的最高目标。自从出现化肥和农药后,这两样物质对于农田自然不吝啬,当作物长得不好时,便向田里加入肥料,且不管是不是施对了肥;而当发现作物长虫时,便对植物喷洒农药,且不管是高毒农药还是低毒农药。长此以往,不管是肥料或者农药便形成了恶性循环,也就是大量施肥造成了土壤板结和酸化,土壤因此不健康,土壤不健康导致作物生病,造成植物的不健康,植物的不健康又需要喷施农药;农药降低甚至杀死很多土壤的微生物和细菌,土壤中很多生物过程减慢或停止,造成土壤的保肥、供肥能力下降,为了提高产量,农民又不得不施用更多的肥料,我国农业生产正陷入这样一个恶性循环中。虽然我国粮食有着“十一连增”的纪录,但肥料和农药的施用同步增长,“十一连增”的背后是肥料和农药的力量。土壤,曾经是一个富有活力的生态系统,已经降低甚至失去了其应有的保肥、保水的功能,变成单纯植物生长的支撑物质。

一、健康的作物不容易得病

长此以往,不管是肥料或者农药便形成了恶性循环,也就是大量施肥造成了土壤板结和酸化,土壤因此不健康,土壤不健康导致作物生病,造成植物的不健康,植物的不健康又需要喷施农药;农药降低甚至杀死很多土壤的微生物和细菌,土壤中很多生物过程减慢或停止,造成土壤的保肥、供肥能力下降,为了提高产量,农民又不得不施用更多的肥料,我国农业生产正陷入这样一个恶性循环中。

土壤健康是跳出恶性循环的关键

现代专业划分极细,在国内的农业大学中土壤营养和植保早就被划分到不相干的院系中,但在现实生产中,土壤与植物营养、营养与植物病害关系极为密切。

虽然我国粮食有着“十一连增”的纪录,但肥料和农药的施用同步增长,“十一连增”的背后是肥料和农药的力量。土壤,曾经是一个富有活力的生态系统,已经降低甚至失去了其应有的保肥、保水的功能,变成单纯植物生长的支撑物质。

土壤是上述的恶性循环的直接受害者,高量超量化肥带来了土壤内部的酸化和板结、大量农药伤害了土壤中固有的庞大的食物网,导致土壤生态系统物质流、能量流和信息流的不畅或者断裂,直接表现在养分循环和供给能力的降低,也破坏了有益生物和有害生物相互间的相生相克能力。

只是时下,农药种类繁多,农家手到擒来,每当作物发生病害,第一想到的便是农药。

土壤健康是跳出恶性循环的关键

在人口不断增长、耕地不断减少、资源日渐短缺、环境恶化日益凸显的现状下,粮食问题也同步严峻。要跳出这样一个恶性循环,唯一的可能是构建土壤健康。

有谁能想到作物生病有可能起因于营养的缺乏或者过剩?或从营养着力构筑植物健康,提高抗病能力,减少农药施用?

土壤是上述的恶性循环的直接受害者,高量超量化肥带来了土壤内部的酸化和板结、大量农药伤害了土壤中固有的庞大的食物网,导致土壤生态系统物质流、能量流和信息流的不畅或者断裂,直接表现在养分循环和供给能力的降低,也破坏了有益生物和有害生物相互间的相生相克能力。

土壤健康能为化肥零增长和农药零增长助力

当一些养分低于某一水平时,植物叶片、茎干或者根系容易泄露或散发出多种化合物,其中含有较多的糖和氨基酸,害虫、细菌和真菌等被吸引、繁殖、侵入而引起病害。而当养分过多,特别是氮素过多时,植物组织中也含有更多的氨基酸和其他含氮化合物,形成有利于病菌存活和繁殖的环境,让植物遭受病害。

在人口不断增长、耕地不断减少、资源日渐短缺、环境恶化日益凸显的现状下,粮食问题也同步严峻。要跳出这样一个恶性循环,唯一的可能是构建土壤健康。

一个健康的土壤具有丰富的有机质,理想的土壤中有机质要达到5%。在一平方米的土壤面积中,不仅应该有从细菌到脊椎动物所有的生物,而且数量也很庞大,如细菌应有10万亿个,而肉眼可见的蚯蚓等也能有数百条到上千条。这些活的生物年生物量需要高达400~470公斤/亩,这样的土壤具有很强的养分储蓄能力和转化能力,也是使各种病菌片面增多的基础。

乐白家,钾是在植物体内合成蛋白、淀粉,和纤维素过程中必不可少的元素。纤维素是细胞壁的主要成分,钾的缺乏导致细胞壁容易营养泄漏、叶片的细胞间隙糖和氨基酸的浓度增高。

土壤健康能为化肥零增长和农药零增长助力

土壤有机质本身就是一个养分库,1%的有机质含各种养分18公斤左右,同时有机质表面的各种负电荷基团是土壤保肥能力的基础。有机质从2%降低到1.5%,土壤的保肥能力将下降14%。土壤有机质是作物生长所需要的良好土壤结构形成的重要胶结物质,并因此大大增强土壤的保水能力。有数据表明,当土壤有机质从1%增加到3%,土壤的保水能力将增加6倍。

钙和硼的缺乏也会导致糖和氨基酸在茎和叶片组织中累积。同样的,当植物缺锌时,叶片表面“泄漏”出更多的糖分,白粉病的侵染率就大大增加,当然这并不意味着锌可以治白粉病,但补充了锌能够降低这类病害的严重程度。

一个健康的土壤具有丰富的有机质,理想的土壤中有机质要达到5%。在一平方米的土壤面积中,不仅应该有从细菌到脊椎动物所有的生物,而且数量也很庞大,如细菌应有10万亿个,而肉眼可见的蚯蚓等也能有数百条到上千条。

足够的土壤养分是植物健壮的基础,有助于植物构建强有力的病虫害防疫体系。当一些养分低于某一水平时,植物散发出多种化合物,其中含的糖和氨基酸含量高,真菌、病菌等等就被吸引、引起病害。作为一个生态系统,土壤直接影响着粮食生产和安全,而均衡足量的养分有助于植物构建良好的机械障碍 和合成天然防御化合物 。矿物质影响着这些污染的合成能力和合成数量。

大多数真菌侵入叶片后释放酶,溶解细胞间粘结的胶层。但这些酶的活性会被钙强烈抑制,因此叶片组织中的钙含量影响对真菌的抗病性。

这些活的生物年生物量需要高达400~470公斤/亩,这样的土壤具有很强的养分储蓄能力和转化能力,也是使各种病菌片面增多的基础。

细菌通过昆虫叮咬的伤口和气孔侵入植物组织,然后在细胞间隙内传播,细菌也会释放出酶溶解植物组织,钙起着相同的抑制作用。

土壤有机质本身就是一个养分库,1%的有机质含各种养分18公斤左右,同时有机质表面的各种负电荷基团是土壤保肥能力的基础。有机质从2%降低到1.5%,土壤的保肥能力将下降14%。

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