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1 耕地土壤面源污染来自农药化肥 2010年国务院公布的面源污染普查报告，农业已经超越了工业和城市生活的污染，成为中国面源污染第一大贡献者，也就是说农业造成的污染远大于工业、远大于城市。2014 年发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，土壤污染（点位调查）超标率达到19.4%，其中82.8%为重金属污染。主要是由于过量使用化肥和农药带来的面源污染。特别是近些年，我国用了全球30%的化肥、50%的农药（包含除草剂、人工激素）、50%的抗生素，还种植成规模的含有耐除草剂和抗虫基因的转基因作物。使耕地土壤面源污染进一步漫延。化肥农药中通常含有重金属元素镉（Cd）、砷（As）、汞（Hg）等, 即便是符合国家标准的化肥农药, 在长期施用中土壤也会富集重金属。因为约70%的化肥和农药在雨水淋溶作用下随渗滤水向四周土壤迁移，造成土壤Cd、As、Hg的富集。再加上饲料添加剂砷（As）, 农用地膜含镉（Cd）和铅（Pb），都直接或间接作用于土壤。高浓度化肥加快了土壤酸化，酸化激活了土壤重金属。 几十年的化学农业致使土壤板结、农产品品质下降、风味变差、病虫害加重、化肥利用率低，农民在承受经济损失的同时还对环境造成了巨大危害，成为我国社会可持续发展的重大挑战，涉及国家的粮食安全和农产品质量安全的战略问题。 农药中含有被国际组织确认的40种环境激素，环境激素（外源干扰内分泌）是全世界公认的造成人和生物异常生长发育的主要凶手。重金属通过食物链进入人体后，主要伤害人体的神经组织也伤害有解毒功能的器官。食品安全问题已经不是个例，关系到每一个普通百姓的日常饮食和全人类的健康，成为舆论关注点。 2 对治理土壤面源污染的思考 农业是基础，农业关系到粮食安全和食品安全。化学农业过度依赖化肥和农药造成的面源污染、土壤肥力下降、土壤结构退化已成为世界性难题。世界上发达国家如，荷兰，以色列、美国和日本也同样面临土壤退化的问题。在园艺种植过程中应对面源污染问题所采用技术路线不同，荷兰、以色列和美国采用非土壤的方法，而日本采用的改良土壤、培植土壤肥力的办法。借鉴国外经验，日本的改土方法比较适宜我国国情，而荷兰、以色列、美国的非土壤或者物理治理的方法可作为补充。走一条有中国特色的治理之路，治理污染要从源头抓起。 2.1 对国家政策的建议 建议要严格限制给环境带来负面影响的农业生产物资的生产规模，建议限制发展的范围涉及：氮素化肥、农药、除草剂、人工合成激素、地膜以及含耐除草剂、抗虫和促生长转基因的种子的扩繁，要限制他们的生产规模和市场占有率，这是最有效的从源头控制。 2.2 重新布局生态农业投入品市场 要扩大环境友好型的农业投入品的生产规模和市场布局，主要产品涉及：有机肥类、矿物质肥类、有益微生物菌剂和追施肥料类。有关生态农业投入品清单（见附件1）。要鼓励种植者不使用对环境有害的化学投入品，而用有机质+矿物质+微生物菌剂替代，用胁迫+营养技术提高作物的抗性、产量、品质和风味。上述系列做法可以确保有效地控制农业的面源污染。 3 解决面源污染，推广生态农业高产优质技术 3.1 现代生态农业是对农耕文化的传承 我国的地域宽广、河流纵横、雨热同季、气候类型多样，适宜的自然环境造就了生物的多样性，渐渐形成北方旱作、南方稻作多元化的原生农业格局。我国是全球唯一既有持续五千年的文明又开创现代生态文明的国度五千年农业文明中的阴阳五行、相生相克的辩证观、天人合一的自然观、天下太平的人类观，恰恰是化解当代人类环境危机、文明危机的解药。先民们用顺天时、借地力、精细化、生态化的理念创造财富，这是中华民族生生不息的根源。中国的农耕文化中蕴含东方智慧。 现代生态农业在传承数千年农耕文明基础上发展，同样可以化解由化学农业带来的面源污染和重金属污染。 3.2 生态农业高产优质栽培技术优势 生态农业高产优质栽培技术，就是传统农业加上现代元素的产物。这一技术2013年在中国农科院通过专家组审定（晋科鉴字[2013]第186号），被评为国内行业领先水平。此套种植技术不使用高浓度化肥、农药、除草剂、激素和化学农膜，生产中不使用转基因材料，大量使用有机肥让碳源充足，就是用秸秆、牛粪等有机物与富含内生固氮菌的复合微生物、土壤调理剂进行有机物土壤耕层发酵，为作物高产打下物质基础。植物氮源主要来自微生物固氮和有机物降解为小分子有机氮，让有益微生物推动土壤养分循环，并均衡提供作物需要的矿质元素；矿物质的补充兼顾作物和土壤的需要。用胁迫加营养的方法，在作物生长全程不断开启作物次生代谢途径，使作物生长早期就有免疫力，进而使作物各个器官都产生抗病虫草害和抗灾害性天气的化感物质，最终生产出产量高、有营养、耐储存、优质农产品。这一技术已经在全国各地广泛应用，对于消除农业面源污染、促使土壤中重金属钝化的作用显著。 4 山东菏泽大舜有机农业产业园成功的范例 2013年陈安生先生带领一个团队，从几百亩被化学农业污染的土地做起，到2020年已经发展成拥有三千六百亩土地的大舜有机农业产业园。短短几年时间，就使得这里的土壤生态环境产生了很大变化。他们是怎样做到了呢？ 在生产中坚决不使用转基因种子、农药、化肥、除草剂、激素、地膜类等对环境有害的投入品，而是使用羊粪、牛粪，秸秆、杂草等有机物，补充缺失的土壤矿物质，让有益微生物占领优势生态位，充分利用大自然的物种间相生相克原理，实施以果树为主体的小麦、大豆、玉米、油菜、薯类以及多种蔬菜的间混套作种植模式，并在短时间内实现作物与鸟类、昆虫、蚯蚓、有益菌共生的生态家园，园中出产的农产品高产、优质、风味足。 大舜有机农业产业园的土壤、农作物和农产品多次进行第三方取样检测分析。土壤农残和重金属检测，全部低于国家规定的最低限量标准。土壤理化性状的分析改土前后变化显著。农产品的品质指标好于化学种植。果树、小麦等多作物获得南京国环有机认证中心的有机认证和有机转换期认证。大舜有机农业产业园在践行生态农业高产优质栽培技术上的成功，说明此技术可以对石化农业进行卓有成效的纠偏，值得推广。下面介绍他们的成功经验。 4.1 拒绝使用转基因种子 大舜有机农业产业园种植的多种作物采用可以留种的种子，即非转基因种子，大舜有机农业产业园种植的5个品种大豆，齐黄34、齐黄35、鲁98012-1、鲁99011-1、鲁99011-4等，经农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心（济南）的检测，判定为阴性（非转基因品种）（见附件2）。 大舜有机农业产业园种植的作物品质都是可以自留种的非转基因品种：大豆品种齐黄34，种子是由山东农科院大豆室主任徐冉提供，自留种已连续种植7年；花生自留种已连续种植7年，其中的花花生、黑花生的种子是由山东省花生首席专家李向东提供的；红薯品种名齐宁18号舜润田，原种是由山东农科院红薯室主任王庆美提供，自留种已连续种植7年；黑小麦品种名称，高筋麦济麦44，种子是由山东农科院小麦室主任王法宏提供的，可以自留种；越冬油菜品种名称垅6和垅7，是由甘肃农科院孙万仓提供，自留种连续种植7年。 种植非转基因作物的好处是，一是可以连年留种，节约了买种子的钱，一是避免用与转基因种子相伴生的除草剂，用人工锄草。杜绝了除草剂对农田的污染。 4.2重视土壤的修复和改良 4.2.1大量使用有机肥 大量使用有机肥是大舜有机农业产业园的基本策略，特别是在新规划到本园的土壤，每亩施用羊粪的量高达3～5吨。羊粪被人们公认是畜禽粪便中最好的肥料，可为农作物提供水溶性有机碳、有机氮，同时还提供给作物经消化过的中草药的成分。大舜有机农业产业园坚持数年，每年都从内蒙古的牧区拉回纯正的羊粪（见图1）。同时注意将秸秆、杂草还田和进行多种矿物质肥料的补充，为土壤改良打下坚实的基础。年年给土壤补充羊粪、秸秆、杂草等有机物，在土壤微生物的作用下分解为小分子有机碳，可被作物直接吸收利用。微生物使土壤中的有机物分解最终形成腐殖质，腐殖质又促进土壤团粒结构形成，使土壤变得松软、透气，pH值趋于中性，使被石化农业积累的农残快速降解和重金属快速钝化（请见后面的第三方检测报告）。
4.2.2 自制苹果酵素增加土壤酶的活性 大舜有机农业产业园每年都自制苹果酵素数百吨，酵素含有丰富的氨基酸和各种酶，酶是蛋白质或者RNA，是由活细胞产生的，是一类极为重要的生物催化剂，使生物体内的化学反应是在极为温和的条件下高效进行的。酶是植物体内的活性蛋白，植物的很多生理过程都需要酶的参与，酶为生命体提供能量，制造新细胞修复老化细胞，缺少酶植物体的代谢就会停怠、乃至凋亡。土壤酶参与土壤的发生和发育以及土壤肥力的形成和演化的全过程。土壤酶的活性标志着土壤作为类生命体的活性。酶是土壤和农作物都需要的营养物质（见图2）。酵素生产与使用显著地提高了大舜有机农业产业园的土壤肥力，促进消除以往化学农业积累下来的土壤面源污染。
图2.大舜有机农业产业园每年都自制苹果酵素数百吨用来滋养作物和土壤 4.3 实行多种经营，营造生态多样性家园 4.3.1果树行间实行间混套作 大舜有机农业产业园在果树行间种植功能性特色小麦、大豆、油菜、红薯等，充分利用生物间的相生相克原理，大舜有机农业产业园在人为的参与下，建立起间混套作的种植体系，使果树和粮食、蔬菜、野草相得益彰。大舜有机农业产业园创造出油菜一种四次收获；高效经济林下的粮、油、果、蔬、茶一种八收等间混套作模式（见图3、图4）。
图3. 果树间隙套种小麦、大豆等作物
4.3.2 让生态多样性展现在农田 生物多样性是生态农业的重要组成部分，也是评价一个地区生态建设的重要指标。大舜有机农业产业园是以果树为主体的多种作物、蚯蚓、虫群、有益菌、鸟类共生的果园（见图5）。
图5. 大舜有机农业产业园的苹果树上可随处看到益虫与害虫的战斗 大舜有机农业产业园的一草一木、一树一果、一虫一鸟，皆是人类的朋友，成为草木虫鸟共生和谐世界，服务人类健康。大舜有机农业产业园所生产的各类农产品的产量高、品质优、口感风味足，现已成为很多消费者追求的目标。 科学家梦寐以求的土壤生态系统正在大舜有机农业产业园变为现实（见图6）。
图6. 科学家描绘的生态土壤生物多样性示意图 4.3.3让杂草为生态系统服务 在大舜有机农业产业园中有意识地适当保留一些杂草，让杂草顺应自然生长，只拔强草留弱草，除高草留矮草。野草是虫群、菌群栖息地和多样化的美食，更是鸟类觅食的重要场所，因为鸟是冲着草丛中虫子来的，而不是果树上的果子，野草制造了很多有机营养，还田后又给土壤增加了营养，促使土壤中蚯蚓、虫群、益生菌大量繁殖，形成鸟与虫、虫与草、草与树、树与禾互生互助的良性生态系统（见图7）。
图7. 让杂草为生态农业作出贡献 4.3.4 提高作物抵抗病虫害和逆境天气的能力 大舜有机农业产业园对于病虫害的防治，主要是以预防为主，采用中草药制剂、有益微生物制剂和鳌合态的矿物质，可以摆脱使用化学农药带来的危害（见图8）。注意对中微量元素的补充，作物对于微量元素的很少但不可或缺。微量元素是很多种酶的金属辅基，植物的很多抗逆反应需要酶参与。均衡的营养是提高作物抗击病虫侵扰和对应异常天气的有效方法。主动防御可以减少过量使用农药所引发的面源污染。
图8.大舜有机农业产业园对付病虫害使用中草药制剂 4.4第三方检测报结果令人惊喜 4.4.1土壤检测营养状况向好 大舜有机农业产业园土壤在几年的时间内，有了向好的趋势。土壤pH值从以前的8.4盐渍化的碱性土恢复到最佳范畴7.48，土壤有机质从以前的14.8g/kg发展到现在的22.4g/kg的水平有明显提高，达到高的水平，土壤碱解氮的含量也高出其他土样约三分之一，达到131.67mg/kg，土壤有效磷的含量,从以前的15.1 mg/kg增加到43.2mg/kg达到很高的水平，土壤速效钾从以前的62mg/kg超过了一般高钾土壤的含量达到583.2mg/kg很高（见表1）。 表1. 大舜有机农业产业园土壤改良前后的样品检测对比（单位：mg/kg）
检测单位：地方政府农业局 取土地点：彭楼镇王集
4.4.2 重金属检测结果好于国家一级土壤 大舜有机农业产业园2013年开始建设，经过5年的土壤修复和地力培肥，2018年舜田创新果园的土壤样品经谱尼检测公司的检测，重金属含量数据都已经低于国家一级土壤规定的标准（见附件3、表2）。 表2. 2018年检测土壤重金属含量比较表（单位：mg/kg）
4.4.3 多种农产品的农残均未检出 大舜有机农业产业园第5基地的小麦第一年种植，生长240天成熟，2020年7月17日经谱尼测试公司检测215项农残未检出（见附件4）。大舜有机农业产业园第5基地的黄豆第一年种植，生长到 78 天2019年9月26日取样本经谱尼检测公司检测208项农残未检出（见附件5）。大舜有机农业产业园第5基地的红薯第一年种植，生长到 73 天2019年8月8日取样本，经谱尼检测公司检测179项农残未检出（见附件6）。大舜有机农业产业园第6基地种植的大豆，2019年10月23日经谱尼检测公司检测217项农残未检出（见附件7）。大舜有机农业产业园第6基地种植的黑麦，2020年7月16日经谱尼检测公司检测215项农残未检出（见附件8）。 4.4.4 黑小麦和小麦品质指标检测好于普通种植 大舜有机农业产业园的舜净田家庭农场2020年8月对所生产的小麦（见附件9）和黑小麦（见附件10）籽粒经谱尼测试公司检测，营养指标膳食纤维、维生素b1、维生素b2、以及钙的含量远远高于普通小麦的检测结果（见表3）。 表3. 大舜有机农业产业园黑小麦和小麦与常规小麦的营养成分对比
4.4.5 通过权威部门的有机认证资质 大舜有机农业产业园2013年建园的10.2公顷苹果园，自2015年起开始申请南京国环有机产品认证中心的认证，2015年12月获得有机转换产品认证证书，2017年获得国环的有机产品认证证书，2018年继续获得国环的有机认证证书，有效期到2019年10月30日。之后又获得中绿华夏有机食品认证中心的有机产品认证证书有效期到2020年12月2日（见附件11）。 大舜有机农业产业园第二基地小麦20公顷，苹果81.4公顷，2020年7月获得南京国环有机产品认证中心的有机转换认证证书，有效期到2021年7月19日（见附件12）。 大舜有机农业产业园应用生态农业高产优质栽培技术，可以实现在短时间里，让大自然的生态多样性再现，半年内新生野蚯蚓每亩20～60万条，通过种植农作物净化土壤的效果显著，土壤中各种农药残留均未检出，重金属检测达到了国家一级土壤的标准，让有益微生物占领优势生态位，恢复土壤成为类生命体，建设生态多样性的家园。大舜有机农业产业园的农产品正在逐项拿到国家权威部门的有机认证证书。 5 主要结论 从生产的源头控制做起，从拒绝使用转基因种子、化学肥料、农药、除草剂、激素、地膜等有害物质入手，而用环境友好型的有机肥料、矿物质肥料和有益菌替代，面源污染可以一点一点、一片一片地消除。大舜有机农业产业园是一个很好的范例，此模式不但一家一户的小农经济可以应用，成规模的农业企业也可以从中找到成功的方法。 附件：(如需要下面资料请联系大舜有机农业产业园 陈安生先生18811029111)
附件1 表A. 生态农业高产优质栽培的投入品清单
表B. 生态农业高产优质栽培用于防治病虫害的制剂和材料清单
吴文良，生态学二级教授、博士生导师；原中国农业大学教务处长、资源与环境学院院长，国务院学位委员会生态学科评议组联合召集人。从事农业生态系统碳氮调控，有机农业、生态农业、富硒农业、区域发展与乡村振兴跨学科战略研究，兼任教育部自然资源保护与环境生态类教指委副主任，“生物多样性与有机农业”北京市重点实验室主任。连任两届国际有机农业研究学会（ISOFAR）理事，联合国全球农业文化遗产中国专家委员会委员，全国农业文化遗产专家委员会委员。担任中国生态学会、中国自然资源学会、中国农业资源与区划学会、中国国土经济学会、中国农学会和中国生态经济学会等专业学会副理事长、常务理事职务，为中国国情论坛成员。主持完成国家科技研发三十多项，各类农业规划30多项。获省部级以上科技奖6项，省部级以上教学成果奖4项，发表论文100多篇，国家发明专利10余项，出版专著、合著8部。 梁鸣早，中国农业科学院农业资源与农业区划所副研究员（退休）。研究领域：植物营养和生理，作物高产优质栽培、植物次生代谢在农业上的应用。曾获两个国家科技进步奖、两个省部级科技进步奖。发表学术论文50多篇。编制20种作物营养失衡挂图。2部国家星火计划丛书任主编。 |
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