在全球人口迅速增長和人們飲食結(jié)構(gòu)改變的大背景下,全球農(nóng)業(yè)產(chǎn)量亟待增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),2050年之前,全球農(nóng)業(yè)產(chǎn)量必須在2009年的基礎(chǔ)上再大幅增加70%,才能滿足人類所需。但是,采用何種方式實(shí)現(xiàn)如此大幅度的增產(chǎn)值得深思。很顯然,一種既環(huán)保又能減弱農(nóng)業(yè)依賴氣候變化的方式是大家夢寐以求的。
目前,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)和保護(hù)性農(nóng)業(yè)是最主要的三種農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作為當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)模式,存在于亞洲和美洲的絕大部分地區(qū),其主要特點(diǎn)是精耕細(xì)作、以有機(jī)肥料和化學(xué)肥料為農(nóng)作物生長提供充足的養(yǎng)分、有限的輪作次數(shù)以及使用合成化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行病蟲害的控制等;有機(jī)農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)是不使用農(nóng)藥和化學(xué)肥料、環(huán)保,通過抗病品種的選擇、輪作以及自然天敵等方式進(jìn)行病蟲害的控制;保護(hù)性農(nóng)業(yè)是一種仿自然的生態(tài)發(fā)展模式,其特點(diǎn)在于免耕作,循環(huán)使用作物收獲后剩余的作物殘?jiān)蜕镔|(zhì)實(shí)現(xiàn)完整的土壤覆蓋,以及充分的輪作等,旨在最大程度地降低對土壤的破壞。許多研究表明,從農(nóng)作物產(chǎn)量角度而言,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和保護(hù)性農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物產(chǎn)量水平相近,但都比有機(jī)農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物產(chǎn)量高,比前兩者大約低30%~50%。究其原因,我們不難發(fā)現(xiàn),有機(jī)肥料的有限供應(yīng)是有機(jī)農(nóng)業(yè)低產(chǎn)出率的一個(gè)重要的原因。據(jù)統(tǒng)計(jì),有機(jī)肥料僅提供了全球農(nóng)作物生長所需的30%~35%的氮養(yǎng)分。較之傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè),保護(hù)性農(nóng)業(yè)有助于土壤有機(jī)質(zhì)的形成。作為農(nóng)業(yè)-氣候環(huán)境相適宜的基礎(chǔ),土壤有機(jī)質(zhì)的形成能夠有助于提高土壤的含水量,降低土壤的溫度。研究表明,保護(hù)性農(nóng)業(yè)每公頃土地每年可捕獲碳0.1~1噸,土壤的有機(jī)碳含量得以進(jìn)一步提高。因此,與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)相比,保護(hù)性農(nóng)業(yè)氮元素和溫室氣體的排放相對較少。這三種農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的主要區(qū)別詳見表。
表1 三種不同農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的主要區(qū)別
通過美國和南美地區(qū)保護(hù)性農(nóng)業(yè)的發(fā)展,我們發(fā)現(xiàn)保護(hù)性農(nóng)業(yè)也存在著一個(gè)潛在性的風(fēng)險(xiǎn),即其對于草甘膦的使用存在一定的依賴性。草甘膦除草劑的長期頻繁使用會(huì)導(dǎo)致作物或其種子對于草甘膦具有一定的抵抗性。
未來,農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢是進(jìn)一步減少溫室氣體的排放,減少農(nóng)藥的使用,以盡量少地向環(huán)境中排放氮、磷等農(nóng)作物生長所需的營養(yǎng)元素??偠灾Wo(hù)性農(nóng)業(yè)兼具高產(chǎn)量和環(huán)保雙重優(yōu)勢,有望成為最具潛力的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。但是,受全球各地農(nóng)業(yè)生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件多樣性的影響,保護(hù)性農(nóng)業(yè)的發(fā)展任重而道遠(yuǎn),需要采取多種形式。