粮食安全:世纪挑战与应对
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三 现阶段国际上对种植业的关注点

由于粮食供给面临着越来越多的挑战,可持续的农业集约化生产已成为国家政策制定者和国际发展合作伙伴优先考虑的重要方向。自20世纪80年代中期以来,可持续农业的思潮在全球迅速传播,受到了世界各国的关注,并成为当今国际农业发展的主要潮流和方向。联合国粮农组织近期提出的首要战略目标就是作物生产可持续集约化,呼吁全世界粮食系统需要做出重大改变,包括采用可持续集约化方式,同时增加产量,提高投入的使用效率,减轻粮食生产带来的负面环境影响。

通过总结和反思“第一次绿色革命”的经验教训,人们已认识到农业产量和生产力的迅猛增长往往会给农业的自然资源基础造成严重负面影响,以致危及未来的生产潜力。集约化带来的“负外部性”包括土地退化、灌溉区盐碱化、地下水抽取过度、虫害抗药性增强,以及生物多样性受到破坏。同时由于毁林、温室气体排放及水体硝酸盐污染,农业对环境的破坏范围变得更大。这些趋势引发了世界各国对以往集约化模式可持续性的严重关注,并开始寻求有效保持能力和迎接未来粮食安全挑战策略的积极探索。

(一)作物生产可持续集约化

可持续集约化的基本定义为:提高相同面积土地的产出,同时减少给环境带来的消极影响,促进自然资本增加,大量提供环境服务。对发展中国家的评估已经表明,资源保护型的农业实践活动能增加环境服务供给,并提高生产力。可持续发展作为农业发展战略,强调的是当前利益与长远利益的结合。作物生产可持续集约化理念的提出主要基于以下三个方面:一是在提高农业生产力的同时,促进自然资本及生态系统维护;二是提高关键投入效益,包括水、肥料、农药、能源、土地和劳动力的利用效率;三是利用自然和人为管理的生物多样性来增强系统应对来自生物、非生物胁迫及经济方面压力的适应力(见图3)。

图3 1961~2007年全球作物生产集约化指标

作物生产可持续集约化的特点是以更系统化的方法来管理自然资源,以一系列基于科学的环境、体制和社会的原则为基础。FAO, Save and Grow, 2011.

一是环境原则。为了获得最佳生产力和可持续性效果,作物生产可持续集约化需要适用于多种不同的农业系统,适宜于特定的农业生态和社会经济环境。一般认为,适宜的管理措施对于实现生态系统服务效益,减轻农业活动带来的负面影响具有至关重要的作用。

二是制度原则。在要求农民采用可持续生产措施时,仅向他们宣传该措施有利于环境友好是远远不够的,还需要国家和地方的制度支持将环境原则转变为具体行动项目。

三是社会原则。农业可持续集约化是一个“社会性学习”的过程,它对知识的需求往往比大多数传统农业生产方式要求更高。因此,作物生产可持续集约化要求大力加强农技推广服务,同时利用传统和非传统渠道促使农民采取该生产方式。通过培训让农民将可持续的自然资源管理措施融入自身的农业生产系统,农民田间学校是最成功的方法之一。

为实现这一目标,联合国粮农组织提倡和支持在农业管理中使用“生态系统方法”。“生态系统方法”本质上是通过对土地、水、种子、化肥的投入,给支持植物生长的自然过程提供补充,也包括授粉、引入天敌控制害虫数量、利用土壤生物群帮助植物获取养分等。在联合国粮农组织近期对57个低收入国家农业发展项目的评估中发现,提高水资源的利用效率,减少使用杀虫剂,改善土壤,能使平均作物单产增加79%。另一项研究给出的结论是,通过综合作物管理(ICM)或者提高作物管理技术,在农业生产系统能够利用各种措施,如保护性耕作、作物多样化、豆科作物集约化,以及虫害的生物防治来保护生态系统服务,可达到30%的增产效果,几乎与实施高投入的集约型模式一样。

根据联合国粮农组织建议,实施作物生产可持续集约化应建立在以下农业生产系统与管理措施基础之上。

(1)使用经过改良的高产品种,这些品种要具有应对生物与非生物胁迫的适应力,且具有更高的营养品质;

(2)通过作物轮作及合理使用有机肥与无机肥,增加作物养分,实现土壤健康;

(3)综合治理病虫害和杂草,采取适当措施,保护生物多样性,必要时选择性使用低风险农药;

(4)实施高效用水管理,实现“低灌高产”,同时尽量减少外部干预对土壤质量的影响,保持土壤健康。

总之,无论何种情况,作物生产可持续集约化的实施推广,一方面有赖于国家管理政策与制度间的相互作用,另一方面也有赖于农民的实际经验以及消费者的促进支持。

保护性农业是可持续集约化生产的具体模式,是一种资源保护型农业,旨在保证产量、获得利润的同时保护环境。长期以来,农作物生产多采用传统的干预方式,即通过技术干预手段来控制作物的生产过程,如采用土壤翻耕,利用农药防治病虫草害、使用化肥增加植物养分等。但随着这种传统干预式农业方式的负面影响对农业可持续生产的威胁日益凸显,一种生态保护性农业方式,既能高产又可持续的生产系统,在国际上逐步推行。这种农业生态系统方式的特征是,对生态系统的干扰极少,植物所需养分来自有机和无机两个来源,利用自然和人为管理的生物多样性来生产粮食、原料以及维护生态系统等。基于生态系统方法的作物生产可以保持现用农田的土壤健康,也可以使因过去滥用而处于贫瘠状态的废弃土地重新获得利用价值。迄今为止,全世界约1.17亿公顷的土地已实施保护性农业,约占总作物用地面积的8%。其中澳大利亚、加拿大和南美洲地区有超过50%的作物面积实施了这种生产方式。在非洲、中亚和中国,保护性农业也得到了越来越多的采用。FAO, Save and Grow,2011.

也有学者认为,西方发达国家在可持续农业发展策略与导向上有一定局限性。主要表现在:过分强调环境第一,淡化发展,强调低投入方式的技术,如轮作、豆科固氮、少耕免耕等并夸大其作用。这种导向对于那些土地生产力低下、外部投入原本缺乏的发展中国家或地区而言,弊大于利。如一些非洲国家,因投入不足,尚未享受第一次绿色革命的成果,没有从中受益,就应该加大投入。因此,它们对可持续农业发展模式的普遍性持有疑问。

总体而言,根据目前在一些国家的实践经验,第一次绿色革命发展到一定阶段后,在拥有政策支持和充足资金的情况下,在较短时间内,在一些大型生产区推广作物生产可持续集约化实践是可行的。政府政策制定者所面临的挑战是如何确定促进可持续集约化发展的有效途径。

(二)作物与品种的选用

为了满足日益增长的人口对粮食的需求,加强生产、提高产量是发展中国家的唯一选择,而良种的培育和利用无疑是实现这一目标的重要手段。半个多世纪前发起的第一次绿色革命,曾把大规模推广矮秆、半矮秆、抗倒伏、产量高的适应性强的小麦、水稻等农作物优良品种作为一项重要增产措施。60年后的今天,实现作物可持续集约化生产需要更适应以生态为基础的生产方式的作物和品种。它要求植物拥有更高的生产率,能更有效地利用养分和水分,拥有更强的抵抗病虫害的能力,更加耐旱、耐涝、耐寒、耐高温,并要求品种能适应条件不好的区域和相对落后的生产体系。

实现作物生产可持续集约化不仅意味着开发利用一系列新品种,还包括在拓宽作物品种范围的同时,不断增加品种组合的多样化。品种培育需要经过保护和改良的材料,而新品种的产生速度则需要满足日益变化的需求。至关重要的是,要及时向农民提供价位合理、数量合适、品质良好、适应性好的材料。农民还需要有把这些作物品种应用于不同生产系统中的方法和机会。因此,植物遗传资源的分布和保护、品种培育及种子生产和供给是为农民提供高产和作物生产可持续集约化的重要基础。这三个部分联系得越紧密,整个系统就运行得越顺畅。FAO, Save and Grow, 2011.

1.植物遗传资源的保护及利用

由于任何单一国家都不拥有作物生产可持续集约化所需的各类植物遗传资源,各国积极参与国际机制及计划就显得尤为重要,例如由127个成员国或地区签订的《粮食和农业植物遗传资源国际条约》,管辖包括国际农业研究磋商组织托管的基因库在内的全球粮食和农业植物遗传资源多边系统。“粮食和农业植物遗传资源全球行动计划”及农业生物多样性工作计划也都重点强化了植物遗传资源保护和可持续利用的国际框架。这些国际行动将在推动利用全球植物遗传资源进程中发挥促进作用。目前,国际社会对保护和利用植物遗传资源给予高度重视,一个能为作物生产可持续集约化提供支持的全球体系正在形成。

作物生产可持续集约化能否顺利实施,也取决于能否以一种有效的方式参与并实施植物遗传资源国际条约。目前世界范围的基因库保存了约800万份种质资源,对这些植物遗传资源的保护性改良和合理利用,有赖于国际社会、国家和地方各层面的共同合作和努力。发展中国家需要通过适当形式参与并实施《粮食和农业植物遗传资源国际条约》的规定,制定并完善其国家级植物遗传资源保护和利用规划。

2.开发利用改良后的适应品种

为适应不同的农业生态系统和气候变化,农民需要基因多样化的改良作物品种的组合。实现作物生产可持续集约化,不单意味着开发利用一系列新品种,还包括在拓宽作物品种范围的同时,不断增加品种组合的多样化,以适应不同农业生态系统中种植要求和气候变化的影响,如耐高温、耐寒、耐旱,投入使用率高、抗病虫害能力强等,而这将需要利用更为多样化的育种材料培育出更多的品种来实现。由于新品种需要经过许多年才能培育出来,因此除了拥有丰富的遗传资源作为研究外,育种计划必须是稳定的,并有胜任的人员和足够的资金。公共部门和私营育种企业都会在开发利用这些作物品种中发挥重要作用。其中,公共部门通常关注主要作物,而私营部门会更加关注经济作物。作物育种系统越开放,越具有活力,就越有可能开发出所需的新品种。

为了支持新品种的培育,并保证公共和私营部门的植物育种能得到足够的回报,需要制定相关的政策和法规。这些激励政策可在专利法或以植物新品种权为核心的《国际植物新品种保护公约》等基础上制定,并体现出相应的灵活性,以利于适应作物生产可持续集约化品种的开发利用。目前许多国家在新品种审批阶段耗时过长,会影响优良品种的快速推出。

3.提高种子生产和供给能力

在规划作物生产可持续集约化项目时,要明确国家种子系统的地位,并增加提供给农民优质良种的能力。这首先需要加强与各主要利益相关方的协商,制定出适宜的种子政策以及有关品种推广的法规。应该提供一个更好的促进公共及私营部门合作的政策框架,制订促进种子产业发展的行动计划,满足农民对优质种子的需求。在发展中国家,应当明确农民的自留种是繁殖材料的主要来源。由于地方的种子企业在作物生产中发挥着重要作用,所以有必要为它们创造一个有利环境,如改进种子的生产及运输政策。其他有关法律法规也应当支持新品种的迅速推广。

一些国家的实践证明,在技术、政策及体制多方面采取强有力的措施,有利于确保植物遗传资源和种子繁育供给系统有效运作,支持作物生产可持续集约化的实施。虽然这些举措涉及的机构和运作的规模不同,但只要它们之间相互协调就能发挥最大的作用。

针对以上几个方面,联合国粮农组织有以下一些具体建议。FAO, Save and Grow,2011.

(1)加强植物遗传资源保护与可持续利用之间的联系,通过加强对作物生产可持续集约化相关特性的总结和评估,给予育种以扶持,加强保护及选育相关机构之间的紧密合作。

(2)提高农民在保护和改良品种以及种子供应中的参与度,确保新品种适应农民的需求,加强植物遗传资源的实地保护,壮大农民种子供应系统。

(3)完善有关品种的开发利用和推广以及种子供应方面的政策和立法,包括参与和实施《粮食和农业植物遗传资源国际条约》的相关规定,制定或修订种子政策和种子法。

(4)加强能力建设。通过培养新一代技能娴熟的专门人才,促进育种技术的提高。

(5)振兴公共部门,加强其在开发和推广植物新品种中的作用。通过创造有利于种子部门发展的环境,鼓励其为农民掌握使用新材料提供相关知识和服务。

(6)支持兴办地方、私营部门种子生产企业,通过整合方式,密切生产者组织与市场和资本增值之间的联系。

(7)协调与作物生产可持续集约化等其他重要组成部分之间的联系,如适当的农艺措施、水土管理、病虫害综合治理、信贷和销售。

(三)土地健康的管理

保持健康的土壤是实现农业可持续发展的基础保障。土壤健康关系到土壤的可持续利用,关系到粮食安全和农业可持续发展,关系到人类生存。根据联合国粮农组织确定的土壤健康定义,“土壤作为一个动态生命系统应具有维持其功能的持续能力”。同时认为,具有生物活力和具有功能的土壤,方可定义为健康的土壤。农作物生产必须重新审视土壤健康的重要性,利用天然植物营养,合理施用无机肥,切切实实回归本源。FAO, Save and Grow,2011.

世界各国现行的许多土壤和作物管理方式都不利于土壤健康。一种极端情况是,在欧盟和大部分亚洲地区,由于过度使用化肥,已经导致氮沉积,这将威胁大约70%的自然可持续性。另一种极端情况是,在撒哈拉以南非洲的大部分地区,化肥使用不足,土壤养分得不到重新补充,从而引起土壤退化,导致产量减少。

2012年,在第18个“世界防治荒漠化和干旱日”,联合国秘书长潘基文呼吁,“遏制土地退化,健康土壤维系生命”,并指出,到2050年,我们需要有充足的生产性土地来养活大约90亿人口。而目前每年约有1200万公顷土地消失,110个国家面临着土地退化的危险。如果按当前土壤流失速度,即以每年流失土壤750亿吨计,养活如此众多人口的任务将不可能实现。没有健康的土壤,地球上的生命就不可能持续。

目前,免耕或少耕技术和少施化肥以及平衡施肥技术,是国际上认为比较有效可行的维护和改善土壤健康的技术措施(见专栏1)。

专栏1 免耕增加了拉美地区土地中的土壤有机物

在拉丁美洲的许多地区,尤其是湿润和半湿润地区,通过提供永久的土壤覆盖物,使用富碳物质的覆盖物,确保耕作最小化或者免耕土壤表层,目的是保护甚至是增加土壤中的有机质。这些方法很快为农民所采用,因为它们可以控制土壤侵蚀并通过减少劳动投入而降低成本。通过政府研究机构与推广服务机构、农民协会以及生产农业化学制品、种子和机械的私有公司之间的紧密合作,促进了这些方法的应用。免耕种植迅速得到推广,现已覆盖巴西2600万公顷的氧化土和极育土。

资料来源:联合国粮农组织:《节约与增长》,2011。

1.免耕或少耕技术

事实证明,要实现耕地使用的长期可持续性,必须保证土壤中有机物的损失速度不能高于土壤形成的速度。但是在传统耕作方式下,每次播种前及作物生长期间,通常会不断对农田进行耕犁耙锄,以求促进作物生长。这种对表土不断地干扰,会深埋土壤覆盖物,破坏土壤结构的稳定性,还可能造成土壤硬化,反而不利于作物生长,导致生产率降低。因此,采取少耕或免耕的保护性农业生产方法,有助于改善土壤条件,减缓土壤退化,提高生产率。

与此同时,少耕或免耕可保持土壤有机覆盖物,自然增加土壤肥力,还有利于维护整个农业生态系统。当然,少耕或免耕技术也并非“放之四海而皆准”,还需要根据当地实际农业生产和作物情况决定是否可以采用。

2.控制化肥使用和平衡施肥技术

在过去的100年里,面对增长了4倍的世界人口,粮食生产大幅增产,其中化肥的发展和大规模使用功不可没,尤其是氮肥。因为对所有主要作物而言,氮的供给是决定产量的最重要因素。如第一次绿色革命时期,亚洲地区粮食产量激增的主要原因之一就是密集使用无机肥,以及种子和灌溉技术的改进。1961~2002年,世界化肥产量增加了近350%,从3300万吨增至1.46亿吨(见图4)。联合国粮农组织2011年统计数据,参见http://faostat.fao.org。近40年来,无机肥的使用带来了约40%的粮食增产记录。

图4 2008~2009年矿物肥料平均利用率

资料来源:联合国粮农组织:《节约与增长》,2011。

化肥在对粮食生产做出贡献的同时,也带来了巨大的环境成本。目前,亚洲每公顷土地的无机肥使用率是世界最高,欧洲其次。由于过度使用化肥,已导致这些地区大面积氮沉积,不仅威胁耕地的自然可持续性,还面临一系列严重的环境污染问题,包括土壤和水质酸化,地表和地下水资源污染,导致温室气体排放不断增加。因此,无机肥对环境的影响是一个管理问题。无机肥的用量要以作物输出的数量为参照,或者以使用的方法和时间为参照。化肥使用的有效性,尤其是氮肥和磷肥,决定了土壤管理因素是有利于作物生长,还是会对环境造成负面影响。例如,中国的化肥用量已达5000多万吨,居全球之首,占世界总用量的30%。《中国化肥用量超世界总量30%》,煤炭网,2012年3月13日。中国占世界9%的耕地消耗了全球30%的化肥,化肥消费总量和单位面积施用量已处于较高水平。但化肥的总体利用率仅为35%左右,《中国化肥行业需警惕:产需矛盾日益扩大》,化肥资讯网,2009年7月29日。其中水稻、小麦、玉米的氮吸收有效率只有26% ~28%,而蔬菜作物的吸收率不足20%。过量的化肥导致农业生产的生态要素品质下降,土壤中的有益菌大量减少,土壤质量下降,自净能力减弱。大量没有被利用的化肥流失到环境中造成面源污染,影响农作物的产量与品质,危害人体健康,甚至出现环境报复风险。

联合国粮农组织在总结有关项目经验的基础上,提出了以下改善土壤健康状况、改进传统土地耕作方式的行动建议。FAO, Save and Grow,2011.

(1)制定国家法令实现土地合理耕作。政府应制定政策鼓励农民采用基于土壤健康的可持续农业耕作系统,支持那些改善造成土壤退化或给环境造成严重威胁的农业生产方式,同时以示范作用带动最佳实践措施的推广实施,并促使小农及其所在农区积极参与。

(2)监控土壤健康。政府主管部门需要有监控和核查农耕措施影响的方法和手段。优先考虑的重要指标包括土壤有机物含量、养分平衡、产量差异、土地使用集约程度和多样性,以及地表覆盖物。尚需考虑的指标有土壤质量、土地退化及农业生物多样性(见专栏2)。

(3)加强能力建设。土壤健康管理属于知识密集型方式,其广泛应用需要通过对推广人员和农民进行能力建设方面的培训。另外,与国际和国家相关研究机构合作探索新方法,并将研究成果转化为适用于小农生产者的实践指南,为支持作物生产可持续集约化前提下更好地进行土壤管理提供更多必要的知识和手段。

(4)信息传播和经验交流。任何土壤健康管理方式的大规模实施都需要广泛提供支持性信息,尤其是通过农民和推广人员都熟悉的渠道。信息的传播途径不应局限于国家发行的报纸和广播节目,还应包括现代通信技术,如手机、互联网,这些方式能够使年青一代的农民更有效地接触信息。

专栏2 孟加拉国水稻的“尿素深置法”

在亚洲,农民对水稻施用氮肥十分普遍。插秧前,他们会向湿润的土壤和积水里播撒一遍尿素基肥,然后在插秧之后的几个星期直到开花期,追施一次或多次尿素。这种实践的农艺经济效率低,且对环境有害。水稻作物只吸收了所施肥料的1/3左右,大多数则残留下来,通过挥发和地表水流散失到空气中。一种减少氮损失的方法是压缩颗粒尿素,使之形成大颗粒尿素。它可以深插在作物间7~10厘米处的土壤中,也就是通常所说的尿素深层施肥(UDP)技术。这种实践使植物的氮吸收率翻了一番,减少了进入空气和地表水流中的氮损失,并使农田平均产量提高18%。在孟加拉国全境,国际肥料开发中心和美国国际开发署都在帮助小自耕农采用尿素深层施肥技术,目标是在五年内推广到200万农民中使用。目前这一技术在孟加拉国推广迅速,另外还有15个国家正在研究审查这项技术,主要是撒哈拉以南的非洲国家。

资料来源:联合国粮农组织:《节约与增长》,2011。

(四)农田水资源管理

水是决定粮食生产的基本要素之一。在全球水资源匮乏的情况下,加强农田水资源管理、提高水资源利用效率、提升农田产出水平,是世界公认的有效举措。当前,世界耕地中约有20%属于灌溉地,其产出占农业总产出的40%左右。联合国粮农组织:《世界粮食和农业领域土地及水资源状况》,2011。全球大部分发展中国家主要实施灌溉农业,特别是在大江大河两岸,如北美洲的密西西比河、南美洲的亚马孙河、亚洲的长江、非洲的尼罗河流域,都发展了灌溉农业(见表2)。灌溉是按照作物生长的需要,利用水利工程设施将水送到田间,以补充农田水分的人工措施。水利部:《农田水利技术术语》(SL56-93)。相对于雨养农业而言,灌溉农业就是利用人工灌溉设施,补充天然降水不足的农业。其有以下几个特点:一是通过灌溉措施,满足植物对水分的需要,调节土地的温度和土壤的养分,以提高土地生产率。二是通过各种农用水利灌溉设施,满足农作物对水分的需要,调节土地温度、湿度和土壤空气、养分,提高土地生产能力。三是通过控制作物用水的数量和时间,灌溉推动和促进了集中投入,提高了土地生产率。从全球看,灌溉比旱作产量高2~3倍。

表2 主要土地利用类型及净变化

资料来源:联合国粮农组织:《世界粮食和农业领域土地及水资源状况》,2011。

灌溉虽然能提高产量,但也会带来一些负面影响,如减少环境流,改变下游水的供应量,或缩小湿地范围等,这种负面影响有时甚至大于对产量产生的积极影响。因此,在可持续集约化生产方式下,农田水资源利用需要因地制宜,充分考虑灌溉生产和雨养生产在不同种植环境条件下的区别,准确评估雨养生产和灌溉生产的相应作用。

在雨养生产系统下,通过改良作物品种可使作物利用储存在根区的水分;运用轮作深根作物,使作物适应后形成更强的深根习性,增加土壤蓄水能力;利用有机覆盖物改善渗水能力,减少水蒸发等。在大规模雨养系统中,实施作物生产可持续集约化所需投资较少,在完全灌溉系统中需要的投资多,这两者各自的优点需要在社会经济层面结合发展目标认真进行评估。目前,在全球16亿公顷的耕地中,约有80%是雨养地,其产出约占全球农业总产出的60%(见图5)。而全球灌溉系统的土地面积目前总计3亿多公顷,其中亚洲的灌溉发展较为迅速,大约8000万公顷农田进行水稻生产,平均每公顷产出5吨(与之相比,5400万公顷雨养低地的水稻平均每公顷产出2.3吨)。而非洲由于财政投资不足,灌溉农业只占耕地面积的4%。联合国粮农组织:《世界粮食和农业领域土地及水资源状况》,2011。近年来,在水资源日益紧张缺乏的形势下,节水灌溉被当作一项革命性措施在许多国家加以推广应用。改进作物栽培传统习惯,提倡鼓励高效用水,节水灌溉,精准灌溉,实现低灌高产是当今世界公认的农业可持续发展策略。

图5 全球灌溉耕地及雨养耕地的演化过程(1961~2008年)

资料来源:联合国粮农组织统计数据库。

精准灌溉是以大田耕作为基础,按照作物生长过程的要求,通过现代化监测手段,对作物的每一个生长发育状态过程以及环境要素的现状实现数字化、网络化、智能化监控,采用最精确的灌溉设施对作物进行严格有效的施肥灌水,以确保作物在生长过程中的需要,从而实现高产、优质、高效和节水的农业灌溉设施。农业精准灌溉系统包括自动化、智能化,由地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS),遥感和遥测以及农田信息采集与处理等组成。《精准灌溉技术及应用前景分析》,中国灌溉在线,2011年1月7日。虽然精准灌溉目前尚处于研究阶段,但对园艺和田间作物来说,利用灌溉水进行精准灌溉和精准施肥在未来都可能成为现实。

微灌常作为土地灌溉效果不佳情况下的节水应对技术。尽管它的资金成本高,但越来越多的发达国家和发展中国家的商业性园艺生产还是采用这种技术。非充分灌溉及其类似方式如调亏灌溉,常用于果树的商业化种植和一些在关键生长期极易受到水分胁迫影响的田间作物。调亏灌溉往往与微灌和灌溉施肥结合使用,中国把这种方法运用于更加简单的沟灌,但使用这种方法的前提是要有可靠供水。

从长远来看,结合使用常规灌溉或水培、雾培法,高集约度的封闭循环生产系统将会变得日趋普及。

据联合国粮农组织有关专家预见,未来灌溉施肥技术(包括液体肥料的使用)、调亏灌溉和废水重复利用将会更好地纳入灌溉系统。尽管在引进新技术初期所需成本较高,还需要有配套的运行和维护体系,但精准灌溉已在全球范围内使用。一些发展中国家在高价值作物,如园艺作物生产上,已采用滴灌装置。联合国粮农组织:《世界粮食和农业领域土地和水资源状况》,2011。

(五)植物保护

据联合国粮农组织估计,每年病虫草害造成全世界粮食总收成减少30% ~40%,其中因病害损失约10%,因虫害损失14%,因草害损失11%。联合国粮农组织:《节约与增长》,2011。长期以来,农药作为重要的农业生产资料,一直被用作植物保护、防治农作物病、虫、草、鼠害的主要措施,尤其是在发展中国家。有资料表明,阿联酋是单位面积农药用量最高的国家之一,每公顷土地农药用量高达9.86千克,而欧洲1.9千克,美国1.5千克。根据统计比较,自1950年以来,全世界农药的使用增加了50倍。2011年,全球农药市场销售总额为469.80亿美元,其中除草剂销售额占42%。与2011年比较,大部分地区增长幅度超过14%。其中在拉丁美洲的销售增长强劲(18%),亚洲(17%)继续超过欧洲(15%)和北美(6%)。从农药种类看,除草剂增长超过15%。杀虫剂、杀菌剂分别增长了约13%。

化学农药在保证种植业生产方面发挥了重要作用,但由于农药的利用率一般只有大约30%,剩余的则会进入空气、土壤和水源造成污染。因农药的大量使用造成农产品中农药残留超标和对环境生态产生的负面影响,越来越引起公众关注和担忧。同时,过分依赖使用农药会加剧害虫抗药性的恶性循环,不仅不能减少虫害造成的损失,还将导致新农药开发利用投资的不断增加。

联合国粮农组织植保专家认为,将植物虫害当成一个影响作物产量的外在诱因,是一种错误看法。因为在大多数情况下,农业生态系统中出现害虫是自然现象。害虫及伴随物种,如害虫天敌、寄生生物、传粉者等都是与作物相关的农业生物多样性的组成部分,对生态系统功能的发挥起到很大作用。尽管大量害虫潜存于农田中,但在一定水平下,一些非农药常规措施通常能够控制其危害。实际上,全面清剿害虫会减少该害虫天敌的食物供给,破坏生态系统自然调控能力而使害虫数量猛增或虫灾爆发,导致杀虫剂使用呈螺旋式上升。因此,有害生物与农业生产不应该是“有你没我”的完全对立,不应该是消灭与被消灭的关系。他们呼吁人们应彻底改变对有害生物的认识,从生态学的角度去重新认识有害生物的害与益。

20世纪60年代,国际上首次提出了有害生物综合治理(IPM)的植保战略,把植物保护目标确定为将害虫数量控制在一定水平(危害水平之下),同时将因虫害造成的作物损失控制在可接受的最小范围内,以达到控制害虫危害和保持生态系统平衡的双重目的。在过去的50年中,有害生物综合治理已成为并依然是当前世界领先的植物保护综合战略。

病虫害综合治理强调采用一系列综合措施,如生态治理、农业防治、生物控制、物理诱杀和使用低毒对环境友好的农药等,通过对生产环境因素的影响达到有效控制危害,增加产量,提高可持续性的效果,同时减少投入成本。目前,有害生物综合治理战略已在60多个国家大规模开展实施,包括在巴西、中国、印度和大多数发达国家,在世界农业发展中取得了显著成绩。

在以往“预防为主,综合防治”植保方针的基础上,中国还于2006年提出了公共植保和绿色植保的新理念。公共植保就是把植保工作作为农业和农村公共事业的重要组成部分,突出其社会管理和公共服务职能。例如,由于农作物病虫具有迁飞性、流行性和暴发性,其监测和防控必须由政府组织跨区域的统一监测和防治(见专栏4)。绿色植保就是把植保工作作为人与自然和谐系统的重要组成部分,突出其对高产、优质、高效、生态、安全农业的保障和支撑作用。几年来,中国通过实施这项新的植保策略,不仅有效防治了有害生物对作物的危害,确保了粮食生产安全,还促进了农产品质量安全,维护了环境和生态安全。

专栏3 绿色防控有效减少中国水稻上杀虫剂使用

农作物病虫害绿色防控是指采取生态调控、生物防治、物理防治和科学用药等环境友好型措施控制农作物病虫危害的植物保护措施。推进绿色防控是贯彻“预防为主、综合防治”植保方针,实施绿色植保战略的重要举措。

水稻是中国的主要粮食作物之一,每年虫害发生面积为10亿~12亿亩。2002~2006年,水稻上施用的杀虫剂逐年增加,而其对产量的贡献增加却不明显。如2006年,杀虫剂用量增加了37%,而增产幅度却只有1%。2007~2011年,中国推广实施绿色防控理念,采取综合治理措施,大幅减少了水稻生产中杀虫剂的使用,水稻产量反而有了明显增长。如2008年,杀虫剂用量减少45%,产量增幅达到6%。

资料来源:农业部全国农业技术推广服务中心,2012年。

因此,政府主管部门要及时总结成功经验,使农民充分认识减少农药使用对于保护人类健康和环境以及改进农业生态系统,避免虫灾爆发的重要性和必要性。还要在政策和制度上做相应调整以支持和鼓励有害生物综合治理战略的实施,如取消农药补助、加强农药法规执行力度、增加对病虫害综合治理具体措施的投入;如支持生物农药研发、建立自然捕食性天敌的养虫室等。

另外,强化农药登记制度,也是一项鼓励和支持害物综合治理的有效措施。国家有关部门在审批登记农药产品时应优先考虑危害较小的农药,还应确保在充分了解生态信息的基础上做出决策。还有一项措施就是收取农药使用费或农药税。印度于1994年率先实行农药使用费或农药税政策,用于资助开发其他虫害管理措施,并为之提供补贴。

当然,害物综合治理技术能否在生产实践中成功应用,最终还要依靠农民。因为在控制病虫害时,是农民做出关键性的防治决定。因此,政策制定者应该充分调动农民的积极性,从政策和技术手段上给予支持。同时,要及时提供有效培训和咨询服务,而农民田间学校一直被公认为是在地方层面提高农民知识水平最有效的方法之一。政府还需要为农民提供快速获取相关信息的渠道和能力。例如,通过利用移动电话和网络拓宽传统服务范围,以加快农民掌握使用有害生物综合治理(IPM)技术。此外,给IPM或类似农产品贴上特有标签,确保该类产品进入市场,使农民从中得到实际利益,从而激励他们实施IPM战略。