中药生态农业最新章节_郭兰萍著

第一节
中药生态农业的发展背景和现状

一、生态农业形成的历史背景

毋庸置疑，近一个世纪横扫全球的化学农业不论在病虫草害防治，还是作物产量增加方面都创造了人类农业历史上最辉煌的纪录。时至今日，人类不论在思想上还是行动上，都习惯性地沉迷在化学农业的道路上。人们理所当然地认为，不用化肥农药，农业就会减产，全球70亿人口的生存必须依赖化学农业。

然而，随着化学农业的发展，更大的问题接踵而至。按照工业生产模式打造的化学农业将高投入﹑高产出的理念带入农业生产中，为追求标准化及规模效益，大规模单一作物种植成为常态，化肥﹑农药﹑激素﹑抗生素等化学用品的大量施用，导致土壤毒性增强﹑重金属超标，农业机械化和电气化高度发达导致农业保水保墒等措施消失，病虫的抗药性逐渐增强，农田病虫草害失控，造成农产品质量及安全面临巨大挑战。与此同时，由于植物对化肥﹑农药的利用率很低，大部分化肥﹑农药都流入土壤﹑地下水﹑地表水等自然环境中，造成水土流失﹑土壤退化﹑生态失衡﹑环境污染。

20世纪80年代以来，我国的农业生产迅速走上了一条种植大量施用化肥﹑农药，养殖大量使用激素的化学农业道路。目前，我国是全球最大的化肥使用国。多年来，在耕地面积不断减少的情况下，化肥的使用量一直处于上升态势。使用化肥的强度平均每公顷达400kg，远远超过发达国家为防止水体污染而设置的每公顷225kg的安全标准。我国耕地面积不到世界的1∕10，但是，氮肥使用量占世界的30%，每公顷高出世界平均水平2.05倍；磷肥的使用量占世界的26%，每公顷高出世界平均水平1.86倍。我国化肥的平均施用量是发达国家的2倍，但平均利用率仅40%左右，属于典型的“增肥不增产”类型。每年上百万吨氮肥或以气体形态逸散到大气中或从排水的沟渠流失，造成空气﹑土壤﹑地下水﹑地表水污染。同时，我国也是世界上最大的农药使用国。自1995年起，每年各种制剂的农药使用量就超过100万吨。2011年，全国农药使用量就达到178.7万吨，比1983年（86.2万吨）增加了1倍。在一些高产地区，每年施用农药30多次，每公顷用量高达300kg，有的甚至超过450kg。农药的大量及不当使用导致自然天敌﹑益虫的减少和病虫抗药性的增加，在喷洒的农药中，真正对病虫害起到防治作用的农药仅占喷施量的30%，其余的农药或挥发到大气中，或淋溶流失到土壤和水域中，或残留于作物中，对生态环境及生物多样性产生巨大影响，并最终会影响人类安全。此外，全国农膜使用面积已突破亿亩，每年约有50万吨农膜残留于土壤中，残膜率达40%。大部分农膜不易分解，不但破坏了土壤结构，还造成新的土壤污染。

近年来，随着农业劳动力成本不断提高，传统精耕细作迅速退化。用工较多的南方桑基鱼塘﹑北方区田法正逐步消失；施用有机肥保持地力，土壤中耕除草保水保墒，轮作﹑套作﹑间作提高土地生产力等传统农业技术和措施都在陆续退出生产体系；农业复种指数持续下降，承包制导致农民放弃土壤健康保持和改良，旱涝保收的“海绵田”数量迅速下降；大规模单一栽培导致了土壤退化和病原菌抗药性的出现，大量的灌溉导致土地盐碱化及地下蓄水层的枯竭。中国农业的可持续发展面临前所未有的巨大挑战。

从生态学的角度看，化学农业显然是不可持续的。

二、我国生态农业的发展历程

化学农业在带来增长奇迹的同时，也带来了前所未有的社会和环境问题，且所有化学农业的要素都经历着报酬递减的过程，生态农业正是在这种背景下产生的。1935年，冈田茂吉提到“自然农法”；20世纪40年代J.I.Rodale出版《堆肥农业与园艺》；1962年Rachel Carson的 Silent Spring 等均表达了生态农业的思想；1974年，日本成立国际有机农业运动联盟（IEOAM）；1975年，英国成立国际生物农业研究中心；同年，美国建立了Rodale有机农业实验场；1982年，出现了地区性协作研究机构“东南亚大学农业生态系统研究网（SUAN）”；1987年世界环境和发展委员会提交“我们共同的未来”的报告；1992年里约地球问题首脑会议上通过了《21世纪议程》，提出人类社会可持续发展的行动准则。21世纪以来，生态农业的实践在全球范围内，尤其在德国﹑美国﹑英国﹑日本﹑以色列等很多国家得到飞速发展，如在美国已有2万多个生态农场。

在我国，自古以来劳动人民积累了大量自然的生态农业的经验，例如间作﹑套作﹑轮歇地等农业措施，稻田养殖可以追溯到公元前400年。1908年F.H.King主编的《四千年农夫》和20世纪30年代A.Howard主编的《农业圣典》两本书均提到了中国有机肥保持地力的经验；《吕氏春秋·审时》载“夫稼，为之者人也，生之者地也，养之者天也”；《齐民要术》载“顺天时，量地力，则用少力而成功多。任情返道，劳而无获。入泉伐木，登山求鱼，手必虚；迎风散水，逆坂走丸，其势难”。其核心是因地制宜﹑因时制宜﹑因物制宜的“三宜”原则。20世纪80年代初，国内学者对生态农业进行了理论探讨，并在此基础上组织技术力量开展试验研究。1984年初，我国召开了第二次全国环境保护会议，5月颁布了《国务院关于环境保护工作的决定》，11月召开了全国农业生态环境保护经验交流会。1985年国家颁布了《关于发展生态农业，加强农业生态环境保护工作的意见》，该意见的颁布是我国生态农业发展的里程碑。1991年环保部编著的《中国的生态农业》中指出，中国的生态农业是在总结和吸收各种农业生产实践的成功经验的基础上，根据生态学和经济学的原理，应用现代科学技术方法所建立和发展起来的一种多层次﹑多结构﹑多功能的集约经验管理的综合农业生产体系，表明我国生态农业的理论框架已初步建成。Xinping Chen等。在覆盖我国大米﹑小麦和玉米主产区的153个样地开展了基于土壤-作物系统综合管理的田间试验，证明生态种植在实现氮素高效利用和作物高产的同时，还降低了氮盈余，从而降低了单位产量的活性氮排放和碳足迹。据报道，在改善生态环境，增强农业后劲的同时，我国开展生态农业试点地区的粮食总产平均增幅15%以上，单产较十年前增加10%以上，分别为全国平均增长水平的4.5倍和9.2倍，表明生态农业在我国具有广阔的前景。

三、世界各国生态农业发展现状

根据瑞士有机农业研究所（Forschungsinstitut Für biologischen lanbaU，FiBl）对全球范围内178个国家有机产业发展的最新调研（最新数据截止到2019年年底），国际有机农业联盟（International Federal oF Organic Agriculture Movement，IFOAM）与FiBl共同发布了最新有机产业发展统计年鉴，在全球经济发展动荡不断的形势下，世界有机产业始终保持着持续平稳增长的势头，并展现出勃勃生机。

截至2019年底，全球以有机方式管理的农地面积为7230万公顷（包括处于转换期的土地）。2019年全球有机农地面积比2018年增加了约110万公顷（增长1.6%），几乎是1999年（1100万公顷）的7倍（图1-1）。目前，全球1.5%的农业用地是有机的。有机农业用地面积最大的地区是大洋洲（3 590万公顷，占世界有机农业用地的50%）和欧洲（1650万公顷，占世界有机农业用地的23%）。拉丁美洲有830万公顷（11%），其次是亚洲（590万公顷，8%）﹑北美洲（360万公顷，5%）和非洲（200万公顷，3%）（图1-2）。有机农业用地最多的国家是澳大利亚（3 570万公顷）﹑阿根廷（370万公顷）和西班牙（240万公顷）（图1-3）。

图1-1 1999~2019年有机农地发展情况

图1-2 2019年全球有机农地分布

图1-3 2019年有机农地面积位列前10位的国家

有机农地在总农地中占有率最高的2个洲分别是大洋洲（9.6%）和欧洲（3.3%）。其中，欧盟国家平均有8.1%的农业用地为有机农地。全世界共有16个国家有机农地的比例超过10%。前3个国家或地区分别是列支敦士登（41.0%）﹑奥地利（26.1%）和圣多美与普林西比共和国（24.9%）（图1 4）。然而，在所调查国家中，还有100个国家或地区的有机农地占有率不足1%。

2019年，有机食品和饮料销售额超过1 060亿欧元。2019年有机食品市场规模最大的国家是美国（447亿欧元）﹑德国（120亿欧元）﹑法国（113亿欧元）。最大的单一市场是美国（占全球市场的42%），其次是欧盟（414亿欧元，占39%）和中国（85亿欧元，占8.0%）。2019年人均消费最高的国家是丹麦，为344欧元。有机市场份额最高的国家是丹麦（12.1%）﹑瑞士（10.4%）和奥地利（9.3%）。总体来看，全球社区支持农业（CSA）和参与式保证认证体系（PGS）作为第三方认证方案的替代品正在迅速发展。

图1-4 有机农地占有率超过10%的国家和地区

有机产品因其品质优良，即使售价高出普通产品的20%~50%或更高，却依然广受消费者欢迎。因此，各国都很重视有机产品的生产，不少国家制定了有机农产品的认证标准和法律法规，北美洲﹑欧洲以及亚洲的日本等发达地区及国家都设有专门的有机食品检测机构。通过对生产﹑加工﹑储藏﹑运输到销售每一环节都实行严格的质量控制，来保证产品的质量。换言之，在过去的20年中，全球有机产品认证的热潮，极大地促进了全球生态农业的发展。

四、我国生态农业发展现状

作为生态强烈干预下的开发系统，农业生态系统具有明显地域性，受自然生态规律和社会经济规律的双重制约。我国地域广阔，自然条件复杂，民族众多，文化习俗多样，即使在现代农业得到大规模发展的今天，传统农业在我国很多地方仍然是重要的农业生产方式。人口众多，水资源缺乏和生态环境脆弱，决定了我国既不能全面推行美国﹑加拿大等国的大规模机械化现代农业模式，也不能模仿日韩等国依靠高补贴维护农户高收入的做法。因此，中国生态农业在强调系统整体功能的发挥和多元化发展，体现社会﹑经济﹑生态三大效益高效循环统一，重视传统农业技术和现代科技成果相结合的同时，表现出丰富的区域特色。

近年来，国内中药生态种植开始走上规模道路。2019年，我国以有机方式管理的农田面积达到221.6万公顷，位于世界第七；我国有机产品市场增长迅速，销售额为85亿欧元，也位于世界第四位。我国有机市场约占国际有机市场份额的0.08%，人均消费有机产品约6欧元（约43人民币），市场潜力很大。中国科学院生态学家蒋高明在山东弘毅生态农场开展生态种植示范，在坚持“六不用”，即不使用化肥﹑农药﹑农膜﹑除草剂﹑激素和转基因种子的基础上，连续5年中低产田小麦玉米周年产量过吨，为中国生态农业提供了典范。张福锁等人以科技校园为平台，以“土壤-作物系统综合管理”为理论，整合科研机构﹑政府以及市场等多方面力量，结果表明不仅可以确保国家粮食安全和生态环境安全，对推进我国农业转型具有重要意义，而且对其他发展中国家也具有重要借鉴意义。

实际上，国家对生态农业的发展一直很重视。早在2007年《中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》中，就提出“鼓励发展循环农业﹑生态农业，有条件的地方可加快发展有机农业”。2014年中央一号文件《关于全面深化农村改革加快推进农业现代化的若干意见》指出“努力走出一条生产技术先进﹑经营规模适度﹑市场竞争力强﹑生态环境可持续的中国特色新型农业现代化道路”。2015年国务院《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》要求“必须尽快从主要追求产量和依赖资源消耗的粗放经营转到数量质量效益并重，走产出高效﹑产品安全﹑资源节约﹑环境友好的现代农业发展道路”。2016年国务院《关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》指出“在资源环境约束趋紧背景下，如何加快转变农业发展方式，确保粮食等重要农产品有效供给，实现绿色发展和资源永续利用，是必须破解的现实难题”。而实现资源与环境友好的绿色发展和资源永续利用的本质，就是大力发展现代生态农业。2017年中央一号文件《关于深入推进农业供给侧结构性改革加快培育农业农村发展新动能的若干意见》明确提出“提高农业质量效益”“加强资源保护和生态修复”等关键要求，更是从优化产品产业结构﹑推进农业提质增效﹑推行绿色生产﹑推动现代农业加速发展等方面对农业发展进行了部署，这也被视为发展生态农业的又一重大利好。2018年中央一号文件《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》中提出“大力推行农业绿色生产方式，开展农业绿色发展行动，发展资源节约型﹑环境友好型农业，实现投入品减量化﹑生产清洁化﹑废弃物资源化﹑产业模式生态化，逐步把农业资源环境压力降下来，把农业面源污染加重的趋势缓下来”。

几十年来，我国农业生产遵循生态规律，结合我国传统农业的优点，保护农业生态环境，取得了一定成绩。我国生态农业技术的主要措施包括以下几点。

（1）加速太阳能向生物能转化，充分利用太阳能﹑风能和地热能等资源。

（2）在大力提高种植业第一级生产的基础上，积极发展畜牧﹑水产养殖和其他养殖业，大力发展饲料和农畜产品加工业，加强各种残余物的综合利用。

（3）因地制宜地发展沼气﹑节柴灶，积极开发小水电。

（4）积极推进林下种植﹑立体种植。

（5）促进有机质还田。

（6）大力推行作物病虫害综合防治，科学施用农药和化肥，防止农药﹑化肥对土壤和农产品的污染，提高农畜产品的品质。

（7）积极推进多种经营和综合利用的农业结构等。

以上做法都有较为显著的经济效益，使自然资源得到合理开发，植被得到有效保护，生态环境得到显著改善。

五、中药生态农业的发展现状

中药农业是我国现代农业的重要组成部分，更是整个中药产业的源头。历史上，中药材栽培一直处于小农经济的种植模式，多数品种种植历史短﹑规模小，产区局限，栽培技术落后。近年来，伴随着大健康产业的快速发展，中药材需求量剧增，为了满足不断增长的医疗需求，之前很多以野生或少量栽培为主的中药材开始大面积种植。据估计，2019年，全国中药材常见栽培品种达到300多种，栽培面积达7000万亩，其中云南省中药材种植面积达756万亩，甘肃省种植面积约460万亩，山东省种植面积超过260万亩。目前已实现人工栽培的药用植物中，95%以上具有连作障碍。中药材的连作障碍不仅表现为重茬，还表现为多年生同种药用植物随栽培年限增加自毒作用显著加剧，如栽培4~5年后的人参随栽培年限增加发病率显著上升。连作障碍导致中药材产量和质量下降，病虫害高发甚至绝收。为克服连作障碍，中药材生产中大量使用化肥农药，但事实证明，这种做法不但不能有效改善中药材生长状况，还会造成土壤和药材中农残及重金属超标，既危害人民的用药安全，又污染生态环境。

中药生态农业的理念及生产实践正是在这种背景下产生的。由于中药栽培具有明显的地域性，其种植和研究主要集中在国内，2004年，郭兰萍﹑黄璐琦等发表文章，提出了中药资源生态学的概念。国家“十一五”科技支撑计划“有效恢复中药材生产立地条件与土壤微生态环境修复技术”首次支持中药生态农业相关的研究。该课题针对当前中药材栽培中普遍存在的土壤退化，连作障碍严重及土壤农残﹑重金属超标的现象，选择栽培生产立地条件要求高﹑适宜用地紧张﹑土壤退化严重﹑连作障碍突出的大宗常用中药材，开展中药生态种植研究及土壤立地条件综合治理，初步形成了中药生态种植的技术体系。

2004年，郭兰萍﹑黄璐琦等发表文章，总结了中药材规范化生产（GAP）10年的成果和存在的问题，并提出建议，认为大力推行生态种植和精细农业将展现出更大的潜力和更广阔的前景。

2015年，郭兰萍﹑黄璐琦等发表题为《中药生态农业——中药材GAP的未来》的文章，介绍了生态农业的起源﹑概念﹑特点及实用技术，总结了我国生态农业的起源和常用技术及特点，梳理了我国在景观﹑生态系统﹑群落﹑种群﹑个体和基因等不同生物层次上的生态农业模式，分析了中药生态农业的背景及现状，并在此基础上提出了中药生态农业的发展思路及重点任务。

2017年，郭兰萍﹑黄璐琦等发表题为《生态农业——中药农业的必由之路》的文章，分析了生态农业和有机农业的区别和联系﹑生态农业与化学农业的区别及其特点，指出生态农业必将替代化学农业。结合我国农业生产现状和问题，从中药材具有独特的品质特征﹑中药农业生产中独特的生境要求以及中药农业具有独特的应用及市场特性三个方面，分析了中药生态农业的独特优势，提出生态农业是中药农业的必由之路。

“十三五”期间，国家科技部重点研发计划支持了“中药材生态种植技术研究及应用”项目。该项目以品种和生态层次为研究对象，首次在单个品种和不同生态层次两个方面展现了中药材个性及共性的生态种植的产品和技术，表明中药生态农业已成为世界生态农业的崭新且活跃的领域。

2018年，《中国现代中药》杂志设立了“中药生态农业”专栏，介绍了中药生态农业的最新研究成果。同年，《中药材生态种植技术规范编制通则》和《200种中药生态种植技术规范》获得中华中医药学会立项。2020年，《中国中药杂志》设立中药生态农业专栏，专栏内容包括《药用植物适应环境胁迫的策略及道地药材“拟境栽培”》《基于系统层次的常见中药材生态种植模式及其配套技术》《基于区域分布的常见中药材生态种植模式》《中药生态农业发展的土地利用策略》《道地药材生态农业集群品牌培育策略》《药用植物次生代谢在中药材生态种植中的作用及利用》《复合胁迫对药用植物次生代谢的影响及机制》《间套作体系下种间互作对药用植物影响的研究进展》《药用植物与根际微生物互作的研究进展与展望》《凹凸棒石的土壤生态效应及其在中药材生态种植中的应用前景》《天麻种植生产的生态循环利用模式分析》《金钗石斛拟境栽培技术评价与原理分析》《以生态农业指导理论为基础探讨黄柏间套作药用植物种植模式分析》《栽培西洋参根系丛枝菌根初步调查》《不同种植时期对麻城菊花生长﹑产量及其品质的影响》等共15篇文章，代表了中药生态农业的最新进展。