建設(shè)山地生態(tài)果園勢(shì)在必行

翁伯琦

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，福建 福州 350013)

山地生態(tài)果園是指在山地丘陵地區(qū)，基于生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)的理論，通過水、熱、土、光、大氣、養(yǎng)分等的科學(xué)利用，動(dòng)物、植物、微生物等生態(tài)結(jié)構(gòu)的合理配置而建立的一種生態(tài)合理、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、經(jīng)濟(jì)高效、環(huán)境優(yōu)美的可持續(xù)發(fā)展的果園生產(chǎn)系統(tǒng)。就整體而言，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)完善、功能完備、物質(zhì)投入少、產(chǎn)品輸出多、生物多樣性較為豐富的綜合生產(chǎn)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)自我調(diào)節(jié)、自我循環(huán)以及生態(tài)平衡，不需要大量的化肥、農(nóng)藥等物質(zhì)投入，就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、持續(xù)、高效地輸出各種農(nóng)產(chǎn)品，通過各分系統(tǒng)相互配合、協(xié)調(diào)共存，使經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益等得到和諧統(tǒng)一[1]。在山地丘陵建設(shè)生態(tài)果園，其意義在于充分利用自然資源，防控山地水土流失，發(fā)揮果園多功能的作用，力求在收獲優(yōu)質(zhì)果品之時(shí)，提高生產(chǎn)力與生態(tài)力，保障山地綜合開發(fā)取得經(jīng)濟(jì)，社會(huì)與生態(tài)效益，使之實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

1 果園生態(tài)平衡與生態(tài)果園建設(shè)

20世紀(jì)70年代，我作為知識(shí)青年上山下鄉(xiāng)在閩東農(nóng)村參加茶果隊(duì)的生產(chǎn)勞動(dòng)，這對(duì)于一個(gè)長期生活在城市的高中畢業(yè)生來說，似乎一切都是新鮮事兒，開山種果、管理茶園，傳統(tǒng)耕作，早出晚歸，真是不亦樂乎。久而久之，在倍感農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與體力勞動(dòng)艱辛之時(shí)，則身心與意志也受到了歷練。可以說，在不經(jīng)意之中培養(yǎng)了我熱愛農(nóng)業(yè)的樸素思想。與此同時(shí)，我們幾個(gè)知青伙伴在勞動(dòng)實(shí)踐中也強(qiáng)烈意識(shí)到，盲目開墾山地果園，常有得不償失之感?？嘤诋?dāng)時(shí)的專業(yè)知識(shí)有限，還不知如何加以系統(tǒng)性的治理。我們也在想方設(shè)法來改造山地果園，力求提高其綜合效益與農(nóng)民收入。但付諸實(shí)踐，卻成效不大，其根本原因在于措施不得法，技術(shù)不到位。可以說，我們?cè)S多伙伴是帶著遺憾先后離開茶果隊(duì)的。一些人參加招工去了，一些人上大學(xué)了，一些人參軍了。大學(xué)畢業(yè)后，我分配到福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院工作，又有機(jī)會(huì)與農(nóng)業(yè)、農(nóng)民打交道了，現(xiàn)實(shí)的山地開發(fā)與傳統(tǒng)的果園改造再一次喚起我的興致。建設(shè)山地生態(tài)果園，既要保障山地果業(yè)開發(fā)，又要有效防控水土流失，既要收獲優(yōu)質(zhì)果業(yè)產(chǎn)品，又能實(shí)施立體農(nóng)業(yè)開發(fā)。如何選擇相關(guān)技術(shù)，怎樣優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，這對(duì)山地面積占85%的福建省來說，無疑是一個(gè)重要的農(nóng)業(yè)科研命題，更是提高農(nóng)業(yè)土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、資源利用率的關(guān)鍵切入點(diǎn)。這就是我為何如此關(guān)注紅壤山地生態(tài)果園模式與技術(shù)研究的出發(fā)點(diǎn)，更是我博士論文研究重點(diǎn)選擇的主要依據(jù)之一。這或許就是一種事業(yè)的傳承，也正是人們常說的職責(zé)所在、使命所系吧。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力較低、果品生產(chǎn)尚處于自生自滅狀態(tài)時(shí)，果園的外部投入少，果品產(chǎn)量也較低，輸入系統(tǒng)與輸出系統(tǒng)的物質(zhì)能量總量則相近，整個(gè)果園生態(tài)系統(tǒng)處于低層次的平衡狀態(tài)。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，水果產(chǎn)量得到了提高，因此增加了果園輸出的物質(zhì)能量，為彌補(bǔ)果園物質(zhì)能量輸入的不足，需要對(duì)果園施用水分和化肥等，但由于生產(chǎn)力仍不夠發(fā)達(dá)，果園生態(tài)系統(tǒng)依然入不敷出，出現(xiàn)土壤養(yǎng)分缺乏、有機(jī)質(zhì)含量下降、果木營養(yǎng)物質(zhì)減少等，從而造成系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)化的失衡。當(dāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的高級(jí)階段，果品產(chǎn)量要進(jìn)一步提高，果園物質(zhì)和能量輸出量需要激增，為維持系統(tǒng)平衡，人們就需要向果園大量投入化肥、農(nóng)藥等石油產(chǎn)品等方式，提高輸入系統(tǒng)的物質(zhì)和能量。這樣暫時(shí)維持了高額產(chǎn)出，但是由于生物系統(tǒng)的復(fù)雜性和果實(shí)成分的多樣性，輸入物質(zhì)的成分比例與輸出的難相吻合，其結(jié)果是導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降、系統(tǒng)代謝失調(diào)、資源浪費(fèi)和環(huán)境惡化等問題[2]。

究其根源，其原因就在于果園輸入系統(tǒng)與輸出系統(tǒng)的物質(zhì)能量不能接近于相等，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的生態(tài)平衡。果園生態(tài)系統(tǒng)平衡的維持有賴于系統(tǒng)內(nèi)植物、動(dòng)物和微生物等的多樣性與和諧性，需要系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)、自我控制和自我完善，而急功近利的果品生產(chǎn)會(huì)破壞土壤的持續(xù)生產(chǎn)力和系統(tǒng)的生物多樣性，從而造成系列的生態(tài)環(huán)境問題，影響了果園的持續(xù)發(fā)展。破解這一瓶頸的關(guān)鍵在于，需要把果園當(dāng)成一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)來看待，并實(shí)施科學(xué)有效的管理，應(yīng)用生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)的技術(shù)和理念來指導(dǎo)果品生產(chǎn)，進(jìn)行果園的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建山地生態(tài)果園。

當(dāng)前，世界農(nóng)業(yè)正面臨著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、自然資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化和全球氣候變化等多種問題困擾。就理論意義認(rèn)識(shí)，在業(yè)已過去的50多年間，以石油農(nóng)業(yè)為主要特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)全球糧食安全、解決饑餓問題做出了巨大貢獻(xiàn)，但也不可避免地帶來了自然資源浪費(fèi)、產(chǎn)地環(huán)境污染和可持續(xù)發(fā)展乏力等系列問題。因此，在發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上，吸收傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)善于利用生物多樣性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)將生物多樣性的利用技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合，促使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生態(tài)轉(zhuǎn)型，建立可持續(xù)的集約化農(nóng)業(yè)，已成為中國生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。

2 果園生草覆蓋與相關(guān)配套技術(shù)

在中國，尤其是具有多山特點(diǎn)的福建，發(fā)展果業(yè)是農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的重要途徑，優(yōu)質(zhì)果品也是最具國際競爭力的優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品之一。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有果樹栽培面積為976.86萬hm2，產(chǎn)量為8394萬t，面積和產(chǎn)量均居世界第一[3]。但是在目前我國水果生產(chǎn)中由于栽培管理技術(shù)落后、施肥不盡合理、用藥不太恰當(dāng)、水土流失加劇，造成果園立體污染與土壤板結(jié)嚴(yán)重，導(dǎo)致水果品質(zhì)下降，果品農(nóng)藥殘留現(xiàn)象突出，果園的生態(tài)環(huán)境處于亟待改善的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上。因此，探索適合國情省情的生態(tài)果園發(fā)展模式，改善果園土壤質(zhì)量、提高果品質(zhì)量安全、保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡、保障果園生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和人類的身體健康具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

成功的實(shí)踐業(yè)已表明，果園生草是一種綜合效益較好的農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全果品為出發(fā)點(diǎn)，以生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論為指導(dǎo)，按照整體、循環(huán)、協(xié)調(diào)、再生的生態(tài)農(nóng)業(yè)原理，把水果生產(chǎn)看作一個(gè)完整的生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)，其生產(chǎn)技術(shù)措施不僅關(guān)注優(yōu)質(zhì)水果的生產(chǎn)，還包括系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)物、植物和微生物等的相互作用和共生關(guān)系，利用系統(tǒng)內(nèi)光、溫、水、氣、土壤、養(yǎng)分等自然資源，保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性和持續(xù)性，形成多級(jí)多層次生態(tài)結(jié)構(gòu)，建立一個(gè)投入少、效能高、環(huán)境好、可持續(xù)的生態(tài)果園生產(chǎn)體系，達(dá)到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效、安全的有機(jī)綠色果品的目標(biāo)。

山地生態(tài)果園的基本模式就是在果園套種優(yōu)質(zhì)牧草，建立“果-草-牧-(菌)-沼”為主要循環(huán)體系的生態(tài)果園模式。通過牧草種植、草食動(dòng)物養(yǎng)殖、微生物發(fā)酵等要素的合理配置，一方面可以有效防止果園水土流失，增加綠肥，培肥地力，提高果品的產(chǎn)量與品質(zhì)；另一方面可以利用牧草養(yǎng)殖草食性動(dòng)物，腐蝕的草可以培植食用菌或者產(chǎn)生沼氣，并由此帶動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過這一低投入、高產(chǎn)出的系統(tǒng)組合模式，整個(gè)果園就建立了基于自身系統(tǒng)的良性循環(huán)和運(yùn)行機(jī)制。同時(shí)也可以形成“果-草-禽-害蟲”模式，果樹下種植的牧草，可以養(yǎng)雞等禽類，禽類又可以吃掉果園中里的害蟲，家禽的糞便可以成為果園的肥料，減少了化學(xué)肥料的使用，使果樹生長增加了氮、磷、鉀等養(yǎng)分，對(duì)土壤改良起到良好作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每667 m2果園放養(yǎng)40～50羽成年雞，一般能減少害蟲損失5%～6%，有利于果樹正常生長，同時(shí)又能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的雞蛋，經(jīng)濟(jì)效益明顯[3]。

果園生草復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，通過系統(tǒng)內(nèi)要素、層次、結(jié)構(gòu)和功能等優(yōu)化配置，通過果樹栽培、果樹生物學(xué)、果園生態(tài)學(xué)與果樹工程技術(shù)等的運(yùn)用，一方面可以提高系統(tǒng)內(nèi)部能量的利用率或循環(huán)利用率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本身的物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)化與生物種群之間的和諧穩(wěn)定與生態(tài)平衡，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力；另一方面在外部介入復(fù)合系統(tǒng)條件下，系統(tǒng)能夠基本實(shí)現(xiàn)自身運(yùn)轉(zhuǎn)的無廢棄物循環(huán)，實(shí)現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)化效率。多年的研究表明，果園生草是維持和保護(hù)土壤肥力的有效手段，在改善土壤理化特性和生物學(xué)特性，維持土壤養(yǎng)分平衡和循環(huán)、增加生物多樣性、降低病蟲害發(fā)生幾率等方面具有重要的作用[5]。

20世紀(jì)50年代，歐洲、美國、日本、意大利、波蘭、前蘇聯(lián)等國家，開始實(shí)行果園生草的栽培。日本青森蘋果試驗(yàn)場自1931年就開始實(shí)施果園生草的栽培措施，1952年后在蘋果種植中大力推廣應(yīng)用，現(xiàn)在蘋果園生草率已經(jīng)近100%。波蘭幾乎全部采用果園生草法，并且有行間、全園兩種類型[4]。美國的果園也普遍實(shí)行行間生草，而株間、樹盤噴采用灑除草劑的方法。可以說，果園生草技術(shù)是世界發(fā)達(dá)國家普遍采用并被成功實(shí)踐所證明的一項(xiàng)果園管理技術(shù)，因?yàn)樗仙鷳B(tài)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的原理與趨勢(shì)。

我國自20世紀(jì)80年代開始引入生草制，率先在福建、廣東、山東等省市的果園中試驗(yàn)應(yīng)用，然而由于各個(gè)地區(qū)氣候條件、立地條件等情況有很大的差異，在牧草品種選擇和推廣利用上缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的技術(shù)，許多農(nóng)民受大田耕作“除草務(wù)盡”、“與果爭肥”等傳統(tǒng)理念影響，對(duì)果園生草缺乏基本的認(rèn)識(shí)，未能得到很好的推廣應(yīng)用。目前，我國對(duì)果園生草技術(shù)的研究囊括了多數(shù)常見果樹樹種，但是相關(guān)的研究多是基于單因素處理而且生草年限較短，側(cè)重于果園生草后對(duì)生態(tài)環(huán)境與果實(shí)品質(zhì)的影響，而對(duì)其產(chǎn)生的生理機(jī)理和調(diào)控措施等方面則研究不夠。很顯然，需要重點(diǎn)從適生牧草引進(jìn)、品種選育、綜合利用等方面著手，加強(qiáng)生草對(duì)果園養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)的綜合效應(yīng)機(jī)制研究，集成果、草、牧等有機(jī)結(jié)合的生態(tài)果園技術(shù)體系，并系統(tǒng)評(píng)價(jià)果園生草在生物生產(chǎn)、涵養(yǎng)水源、改土培肥、固碳增匯與生物多樣性等方面的生態(tài)服務(wù)功能，為更好改善果園土壤、調(diào)節(jié)樹體的生長發(fā)育提供技術(shù)支持，為果園生草的優(yōu)化管理和推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)[6]。

3 建設(shè)山地生態(tài)果園的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

20世紀(jì)90年代中期，我作為科技人員曾經(jīng)幾度到閩北山區(qū)工作或掛職鍛煉，與基層農(nóng)業(yè)科技推廣工作者一道，走鄉(xiāng)村、訪果場、定站點(diǎn)、搞示范，改果園套種草，建基地樹樣板。幾多辛勤，幾多艱苦，仿佛又回到了知青勞動(dòng)創(chuàng)業(yè)的年代，所不同是我們可以應(yīng)用新的科技與研究成果來改造傳統(tǒng)果園，使之充滿活力，造就新的體系，實(shí)現(xiàn)開發(fā)與保護(hù)的統(tǒng)一，是極富有成就感的?？萍寂c生產(chǎn)結(jié)合，理論與實(shí)際結(jié)合，研究與推廣結(jié)合，有利于科技成果生成與有效轉(zhuǎn)化。人們常說實(shí)踐出真知，農(nóng)業(yè)科研工作更是如此。只有通過反復(fù)的實(shí)踐，才能不斷完善研究，才能不斷豐富內(nèi)容；只有通過反復(fù)改進(jìn)，才能不斷提升水平，也才能不斷取得實(shí)效。

發(fā)展山地生態(tài)果園，其技術(shù)應(yīng)用和科學(xué)管理強(qiáng)化以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是推廣生草免耕技術(shù)。即在果木行間或樹盤除外的全園種植牧草等作物作為覆蓋，并對(duì)果園土壤進(jìn)行免耕，待草長高后，把草割下鋪墊在樹盤，任其腐敗成肥料。這樣具有提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、防控果園水土流失、調(diào)節(jié)果園小氣候、改善水果著色和品質(zhì)等作用。以生草免耕技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)深耕法，是果園耕作制度的一大改革。二是綠色防治病蟲危害。生態(tài)果園強(qiáng)調(diào)推廣生物防治、物理防治等綠色防控技術(shù)，從嚴(yán)控制化學(xué)農(nóng)藥的施用。按照無公害農(nóng)產(chǎn)品和綠色食品的生產(chǎn)要求，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，嚴(yán)格控制并解決產(chǎn)地環(huán)境污染等問題。三是注意耕作質(zhì)量管理?？茖W(xué)地對(duì)果木進(jìn)行修剪整形，形成層次分明、透光通風(fēng)、立體化結(jié)構(gòu)的豐產(chǎn)樹群；制定并實(shí)施嚴(yán)格的管理制度，強(qiáng)化有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)技術(shù)等管理，強(qiáng)化果品質(zhì)量安全監(jiān)管，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)安全的果品。四是完善生態(tài)保育體系。強(qiáng)化生態(tài)果園的產(chǎn)后服務(wù)體系建設(shè)，圍繞促進(jìn)果業(yè)建設(shè)和開發(fā)，培育生態(tài)果品產(chǎn)業(yè)經(jīng)營體系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)增值和農(nóng)民增收。

實(shí)際上，山地生態(tài)果園模式縱有多種，形式各異，但核心在于技術(shù)的優(yōu)化組合與便捷的設(shè)施配置，構(gòu)建以果業(yè)開發(fā)為主，實(shí)施并營造果-草-牧-沼-肥的優(yōu)化統(tǒng)籌與循環(huán)利用的新格局，著力提升山地資源利用率與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)出率。山地果園轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵在于因地制宜建模式，充滿生機(jī)創(chuàng)機(jī)制；發(fā)揮優(yōu)勢(shì)成特色，優(yōu)化結(jié)構(gòu)求實(shí)效；同時(shí)更要有利于生態(tài)保護(hù)，農(nóng)民增收，持續(xù)發(fā)展。就此，人們?cè)谘邪l(fā)過程與實(shí)踐應(yīng)用方面都取得了相當(dāng)進(jìn)展，但仍然還有許多知識(shí)與環(huán)節(jié)亟待改進(jìn)與完善，例如新品種的更新?lián)Q代，信息技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，專業(yè)生產(chǎn)機(jī)械研發(fā)，農(nóng)牧結(jié)合有效方式，山地紅壤培肥地力，果園生草綜合利用等方面都有待于深化攻關(guān)，解決其有效匹配和高效利用技術(shù)、管理與機(jī)制問題。

我們相信，通過不斷努力與不斷完善，山地生態(tài)果園與生草覆蓋技術(shù)，將結(jié)出更加豐碩的成果，為實(shí)現(xiàn)百姓富與生態(tài)美的宏偉目標(biāo)做出新的更大的貢獻(xiàn)。

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