在全球人口迅速增长和人们饮食结构改变的大背景下,全球农业产量亟待增加。据统计,2050年之前,全球农业产量必须在2009年的基础上再大幅增加70%,才能满足人类所需。但是,采用何种方式实现如此大幅度的增产值得深思。很显然,一种既环保又能减弱农业依赖气候变化的方式是大家梦寐以求的。
目前,传统农业、有机农业和保护性农业是最主要的三种农业发展模式。传统农业作为当今农业发展的主导模式,存在于亚洲和美洲的绝大部分地区,其主要特点是精耕细作、以有机肥料和化学肥料为农作物生长提供充足的养分、有限的轮作次数以及使用合成化学物质进行病虫害的控制等;有机农业的特点是不使用农药和化学肥料、环保,通过抗病品种的选择、轮作以及自然天敌等方式进行病虫害的控制;保护性农业是一种仿自然的生态发展模式,其特点在于免耕作,循环使用作物收获后剩余的作物残渣和生物质实现完整的土壤覆盖,以及充分的轮作等,旨在最大程度地降低对土壤的破坏。许多研究表明,从农作物产量角度而言,传统农业和保护性农业的农作物产量水平相近,但都比有机农业的农作物产量高,比前两者大约低30%~50%。究其原因,我们不难发现,有机肥料的有限供应是有机农业低产出率的一个重要的原因。据统计,有机肥料仅提供了全球农作物生长所需的30%~35%的氮养分。较之传统农业和有机农业,保护性农业有助于土壤有机质的形成。作为农业-气候环境相适宜的基础,土壤有机质的形成能够有助于提高土壤的含水量,降低土壤的温度。研究表明,保护性农业每公顷土地每年可捕获碳0.1~1吨,土壤的有机碳含量得以进一步提高。因此,与传统农业和有机农业相比,保护性农业氮元素和温室气体的排放相对较少。这三种农业发展模式的主要区别详见表。
表1 三种不同农业发展模式的主要区别
通过美国和南美地区保护性农业的发展,我们发现保护性农业也存在着一个潜在性的风险,即其对于草甘膦的使用存在一定的依赖性。草甘膦除草剂的长期频繁使用会导致作物或其种子对于草甘膦具有一定的抵抗性。
未来,农业的发展趋势是进一步减少温室气体的排放,减少农药的使用,以尽量少地向环境中排放氮、磷等农作物生长所需的营养元素。总而言之,保护性农业兼具高产量和环保双重优势,有望成为最具潜力的农业发展模式。但是,受全球各地农业生态和社会经济条件多样性的影响,保护性农业的发展任重而道远,需要采取多种形式。