摘要：生态农业的技术体系是能够支撑生态农业模式顺利运作并达到预期目标的多个单项技术的组合。构成生态农业技术体系的单项技术来源广泛,包括传统农业、现代农业和高新科技。单项技术与模式之间可能存在配套关系、相容关系或者不兼容关系。单项技术之间可能存在依赖、互补、相容、减效、排斥等关系。

　　单项技术组合成为技术体系时需要选择与模式相配套或相容的技术,技术与技术之间有依赖、互补或者相容的关系,有减效关系时慎重选用。进行技术体系组合时还需针对模式对单项技术进行时间、空间和用量的调整和整合。

　　关键词：生态农业；生态农业模式；生态农业技术体系

　　我国开展生态农业建设已经三十多年。“生态农业技术体系”及其相关概念的使用频率很高。马世骏等在《中国的农业生态工程》中提到:“农业生态工程是由一些按照特定要求加以选择的技术所组合的具有综合功能的技术总体,各种应用技术则是这种工艺系统的基本成分,亦即总体的组成部分。”李文华等认为生态农业技术体系主要体现在“1.依据生态经济学原理进行产业结构调整的技术方法”,“2.运用双赢对策进行农业技术组装”,“3.技术的规范化与标准化”。文化和钱友山在《农业接口工程》中提出生态农业的接口技术“则是将各个学科的多种多样的技术综合集成的有效手段”,提出了按照专业技术→行业技术体系→产业技术体系→生态农业技术工程的组装方式。孙鸿良在《生态农业的理论与方法》中提出:“生态农业技术设计农业生态系统不同层次的设计和管理方案。这里既有对农业生态系统的资源利用及生态循环的整体规划安排,也有针对某些具体生境或亚系统局部结构功能的调控方法。此外还有实施这些方案方法的相应配套技术。”季凤瑚等在《生态农业优化模式与技术》中提到:“生态农业建设技术体系主要构成内容包括生态农业区域现状的调查、分析和评估,制定区域生态农业建设总体发展规划,选定生态农业建设经营模式,推广生态农业建设的生物技术,确定优化农业生态环境的工程技术,增加配套加工增值环节的设备与技术等;当然,还有政策、法规的保障以及科学管理的措施。”显然目前对“生态农业技术体系”的理解从单项技术到整个技术体系组装,从产品生产技术规范到区域规划与经营管理,概念还没有统一,也不规范。为了推动深入开展“生态农业技术体系”相关研究和技术标准的制定,有必要展开讨论。

　　1、生态农业技术体系的概念

　　生态农业是能够协调农业的生态效益、社会效益和经济效益的一种农业方式。生态农业建设需构建农业的生态格局,其核心和关键是进行景观格局的规划、循环系统的设计和生物多样性关系的重建,把工业化农业所分割的分散的、直线化的农业在系统和整体的意义上实现重组。生态农业可以分为生态农业模式与生态农业技术两大部分,假如说生态农业模式是农业在系统和整体意义上重组的硬件部分,生态农业技术则是农业在系统和整体意义上重组的软件部分。这正如作物品种是作物生产的硬件,配套的作物栽培方法就是作物生产的软件,汽车是硬件,开车技术就是软件(表1)。生态农业的技术体系(Technicalpackageofeco-agriculture,Technicalassemblageofeco-agriculture)是能够支撑生态农业模式顺利运作并达到预期目标的多个单项技术的组合。根据生态农业建设的关键工作,即景观生态规划、系统循环设计和生物关系重建,可以把生态农业模式按照层次分为多个可以向下套叠的基本类型。生态农业的技术体系就是推动这些基本模式顺利运行,并获得预期经济、社会和生态环境效益的多项技术集合。由于模式的层次性,因此在不同层次使用的生态农业技术体系也具备相应的层次性,上一层次使用的技术集合包含了下一层次使用的技术集合。

　　原则上并不存在单项的生态农业技术,但是有一些单项技术在生态农业建设中使用的频率高,甚至是在生态农业建设中研发出来的,这些技术常常被冠以生态农业技术的名称。在生态农业中为了建立食物链或者循环体系,常常需要把不同组分连接起来。在这过程中经常使用的这些技术又被称为生态农业“接口技术”。尽管这些表述没有严格的内涵,但是可以作为习惯用语。

　　2、生态农业技术体系的技术来源

　　生态农业技术体系是一组由多个单项技术组成的有机整体,这些单项技术来源十分广泛而多样,可以来自传统农业、现代农业或高新科技等。

　　2.1传统农业技术

　　传统农业技术一般是在基本无大规模工业投入的背景下,农民在长达数千年长期与自然打交道的过程中,通过无数次失败与成功的试错过程累积而成。这些传统农业技术深植于民间,且随着现代技术的推广而在迅速消失。这些传统农业技术背后的深奥科学道理仅仅到了近代才被逐步揭开。例如有关传统珠江三角洲的桑基鱼塘,不同鱼种搭配技术实际上包含了生物的生态位差异利用,蚕沙投放鱼塘与塘泥回到塘基技术实际上构建了物质循环体系等。我国传统的豆科作物与禾本科作物间作,不仅在固氮方面有互利关系,近年的研究表明在磷营养和微量元素方面也能够互利。应当说有更多传统农业技术背后的秘密到现在还没有被揭示。等待这些规律完全被揭示后才接纳显然是被动的,因此对传统农业技术应当采取积极的态度,广泛收集、积极筛选、深入挖掘,从传统农业的经验中筛选出适应生态农业的技术元素。联合国粮农组织启动了一个全球重要农业文化遗产的保护与适应性管理项目,这显然是及时的。

　　2.2现代农业技术

　　生态农业技术体系使用的大量单项技术无疑是来自目前普遍使用的农业技术。例如作物栽培技术、畜禽饲养技术、水产养殖技术、病虫控制技术、沼气生产技术、食用菌养殖技术、蚯蚓养殖技术、果园覆盖技术、节水灌溉技术、堆肥生产技术、免耕少耕技术、水土流失控制技术、防护林带营造技术、盐碱治理技术、天敌饲养与释放技术等。现代农业技术中广谱性农药、危害人类健康的动物添加剂等正被陆续淘汰。生态农业需要特别注意不能够选取那些危害生态系统健康及人类健康、危及资源环境安全的单项技术。

　　2.3高新农业技术

　　随着信息技术、生物技术、材料技术、空间技术的发展,高新农业技术也日新月异地展现在人们的面前,例如生物技术支持下的分子育种技术、全球卫星定位支持的精确农业技术、可降解塑料生产的农用薄膜、害虫的性引诱技术、新型纳米材料制作的控释肥生产、新型微生物制剂等。只要确认有关技术不对资源、环境、生态和人群健康的安全性构成威胁,生态农业都应当积极考虑吸纳。目前有关转基因生物的食物安全性和生态安全性还在研究与争论之中,由于具体基因的差异以及转入位点的作用差异,各国都十分审慎地对每个转基因事件进行个案研究和检定。

　　3、生态农业技术体系的组合成型

　　生态农业技术体系是由单项技术组合而成的,但是如何筛选单项技术、如何组合单项技术是形成完整的技术体系,并推动生态农业模式运转的关键。

　　3.1单项技术与模式的匹配

　　生态农业技术体系所采纳的各项单项技术必须是生态农业模式需要和匹配的。单项技术与模式并不总是匹配的,它们之间的关系可以分为配套、相容和不兼容几种类型。

　　与生态农业模式配套的技术是指不能与生态农业模式相分离的配套技术。例如猪.沼.果模式,必然要有配套的沼气建造和沼气使用技术,基塘模式必然有配套的塘鱼养殖技术。

　　与生态农业模式相容的技术是指与生态农业模式运行无矛盾的技术。这些技术是生态农业模式运行中可以供选择的技术,例如猪.沼.果模式中不同类型果树的有机栽培技术,基塘系统中塘基上蔬菜、牧草、水果、甘蔗、蚕桑的绿色栽培技术都是与系统模式相容的。

　　与生态农业模式不兼容的技术是指会破坏生态农业模式正常运行的技术。例如猪.沼.果模式中使用含铜浓度高的饲料,很容易使系统累积的铜超标,这些饲料是不能够运用的;基塘系统使用农药须考虑到农药对鱼的毒性,有关研究表明高效氯氰菊酯和高效氯氰菊酯的甲维盐对鱼类属于剧毒,对斑马鱼96h的致死中量LC50分别为8.58×10.4g·L.1和1.506×10.3g·L.1;氟虫腈、丁草胺、毒死蜱、三唑磷·阿维菌素及乙草胺对鱼类属于高毒,其96hLC50分别为0.206mg·L.1、0.288mg·L.1、0.518mg·L.1、0.591mg·L.1和0.730mg·L.1,这些农药的使用与基塘模式不兼容。

　　一个生态农业模式所运用的技术只能选择“配套技术”与“相容技术”,不能选择“不兼容技术”。

　　3.2单项技术之间的匹配

　　生态农业采用的技术不仅需要考虑技术与模式间的关系,还要考虑单项技术之间的匹配关系。单项技术之间的关系可以分为依赖、互补、相容、排斥和减效5类。

　　技术间的依赖关系:一个技术的使用必须同时使用另外一个技术,这两个技术之间的关系为依赖关系。例如稻田养鸭模式中使用的鸭以体型小、食谱广的农家品种为合适,这样一方面鸭在农田水稻之间穿梭而不会影响水稻生长,另一方面鸭又可依赖稻田杂草、昆虫、落叶等为食物。稻田养鸭的饲料投放要减少,保持半饥饿状态的鸭子才能增加田间搜索距离,这些技术之间形成了依赖关系。又如南方荔枝高产需要借助蜜蜂的传粉,因此荔枝的高产栽培技术与高产养蜂技术是相互依赖的。作物的免耕技术通常与田间除草技术相配套,因为免耕田常会有更多杂草,可以通过田间覆盖、生物防除等方法减少草害。

　　技术间的互补关系:一个技术的使用会补充另外一个技术的不足,从而产生更好的整体效益,这两个技术间存在互补关系。例如防治害虫中,利用昆虫趋光性采用的诱虫灯和黄板诱虫技术,与利用性激素的性引诱剂技术之间就是互补关系;稻田通过养鸭除虫技术与诱虫灯技术之间也是互补的;在坡地果园采用的滴灌节水灌溉技术与地表覆盖技术对减少水分散失起互补作用。

　　技术间的相容关系:一个技术的使用不会影响另外一个技术的效果发挥时,技术之间是相容的。例如:节水滴灌技术与因土配方施肥技术之间是相容的,稻田养鸭与稻田繁殖红萍技术之间是相容的,蚯蚓养殖和食用菌养殖技术与有机栽培技术是相容的。

　　技术间的排斥关系:使用一个技术必然导致另外一个技术不能够使用时,这些技术之间是排斥关系。例如害虫的天敌释放技术与对天敌有害的农药使用技术之间是排斥的,稻田养鸭技术与稻田养蛙技术之间一般来说也是排斥的,翻耕技术与免耕技术是排斥的,有机栽培技术与化肥使用技术也是排斥的,生物覆盖与农膜覆盖之间也是排斥的。

　　技术间的减效关系:使用一个技术会导致另外一个技术的失效或者效果下降时,这些技术之间存在减效关系。例如大量使用氮肥会使根瘤菌的固氮能力下降,它们之间存在减效关系;稻田养鸭模式稻田化学除草减少了稻田鸭的食物来源,它们之间也存在减效关系。

　　生态农业模式及其配套的关键技术选定之后,其他配套的单项技术主要在与其具有依赖、互补和相容关系的技术范畴内筛选,减效技术要慎用,排斥技术不能够选用。

　　3.3单项技术的适应性整合

　　为了使各单项技术间更好配合,使模式运作产生预期效果,单项技术选定后还需对其进行适应性调整,对各项技术进行整合。这包括对各项技术的使用时间、空间和量的调整与整合。

　　使用时间的整合:在农田轮间套作的耕作制度中,作物的先后次序安排很重要;农林体系中,作物生长时间与树叶遮挡时间的错峰也至关重要;食物链利用模式中各种物流链连接都有时间顺序。在模式设计的作物施肥时间、用水时间、天敌释放时间、作物种植时间、动物喂饲时间、养殖周期等,都需要根据生态农业模式的整体需要做出适当的调整,配合成一个体系。如,稻田养鸭模式的放鸭时间需要在稻田秧苗回青、根系扎稳之后进行,否则易引起秧苗被踩踏缺苗;稻田养鸭也需要在水稻抽穗之后赶鸭上田,否则易发生鸭吃稻谷的现象。

　　使用空间的整合:模式各组分的空间位置是模式的重要内容,各项技术自然也有使用的空间关系。实行免耕的地段、作物间作最优空间配置确定、节水灌溉的部位、有机肥施用的深度、病虫挑治的田块、果园覆盖的位置、林牧结合的放牧位置、害虫陷阱植物或驱赶植物的种植位置、天敌释放位置、生态廊道安排等都需要整合。如,稻田养鸭需要根据鸭子觅食空间范围在0.2~0.4hm2左右的空间形成一个围闭小区,以增加觅食效率,减少漏觅空间。

　　使用量的整合:生态农业模式中各组分的量比关系是决定模式成败的关键,因此在模式中使用的各项技术的量比关系同样需要整合。施肥量、用药量、灌溉量、饲料量、种植量、养殖量都需要根据系统的能物流关系、生态位关系、食物链关系确定。

　　例如稻田养鸭的实施过程中,化学肥料的使用减少了,或者索性不用了,养鸭的饲料比一般养鸭减少了,甚至不用了。稻田养鱼的稻田灌溉量需要依据鱼的需要做出调整,通常不能够落干晒田。循环体系中使用的秸秆、粪便与垃圾必须与最终使用的农田、果园、林地的容量之间取得量的平衡关系,也必须与中间转化的沼气池、蚯蚓、食用菌规模之间取得协调。

　　徐国祥等报道在湖南桃源县通过龙头企业带动把稻田养鸭、猪.沼.稻、频振式杀虫灯的相关技术组装起来形成猪.沼.灯.稻.鸭模式及其配套的水稻生态生产技术体系。在组配这套技术体系的时候,他们注意了单项技术在时间、空间和量上的整合。

　　例如在时间上注意了改变早晨投放鸭料的习惯,增加鸭子在田间觅食的动力。在量方面每3.3hm2稻田安装1盏频振灯,每0.067hm2稻田投放12子鸭子,每0.2hm2稻田配1个沼气池和2头肉猪。在空间上安排鸭棚下的水凼与稻田的丰产沟相通相连,让肥水自动流入稻田。该项生态农业技术体系推广后取得了良好的社会经济效益和生态环境效益。这是一个对技术进行适应性整合的典型例子。

　　在生态农业建设中,农业管理和经营人员根据各地实际情况开展农业区域生态规划、农业系统循环体系建设和农业生物多样性利用,明确当地的生态农业模式基本类型,并构建相应的农业技术体系是促进各地生态农业建设的重要内部措施。政府在管理政策、法律规范、基础设施以及教育推广等的配合和支持则是推动生态农业建设的重要外部措施。