光合農業:新時代中國農業發展方向和路徑

2020-12-25 中國社會科學網

  光合農業是農業發展的方向,農業發展一定要走光合農業之路。那麼什麼是光合農業呢?凡是通過提高日光能吸收率,增強綠色植物的光合作用,而又不會汙染食品、空氣、土壤和環境,使農業增產、使農作物品質改善的農業就是光合農業。構成光合農業的元素主要有土、肥、水、種、陽光、溫度、二氧化碳。此外,影響植物光合作用的因素還有農作物的密度、農作物的保護和管理。發展光合農業需要從以下方面入手。

  (一)、要從選擇和改良土壤方面下功夫。土壤是植物生長發育的基礎,土壤的好壞至關重要。要想使農業高產、高效就必須選擇適合農作物生長的土壤。不適合的就要進行改造。土壤團粒結構,土壤氣容量,有益微生物賴以生存的食物等都會對綠色植物的日光能利用率,對光合作用產生影響。所以,對不好的土壤必須進行改良。通過改良土壤即可以達到使農作物增產、農民增收、農作物品質改善的目的。

  (二)、要從合理施肥,施好肥方面下功夫。肥料雖然在碳水化合物合成過程中所佔比例僅為4%,但也是不可或缺的。綠色植物生長所需的土壤中的有機質、腐殖質、微量元素的含量,化肥等都會對綠色植物的日光能利用率,對光合作用產生影響。所以,需要適當的增加土壤中的有機質、腐殖質、微量元素的含量。至於化肥儘可能少使或不使。因為,事實證明大量使用化肥有許多弊端,化肥不是好肥。好肥是光合肥。可由光合肥來代替化肥。光合肥可以使綠色植物的日光能利用率提高100%,這是已被事實證明了的。

  (三)、要從保證綠色植物生長所需要的水分方面下功夫。水是生命之源,是綠色植物進行光合作用的重要原料。沒有水,植物就不能進行光合作用。所以水是提高日光能利用率,增強光合作用的不可或缺的條件。人們可以通過適當增加綠色植物所需的水分來提高綠色植物的日光能利用率,增強農作物的光合作用,達到使農業增產增效,使農作物品質改善的目的。

  (四)、要從選擇優良品種方面下功夫。種子是植物之母,種子的好壞對於綠色植物的日光能利用率,對光合作用產生的影響巨大。必須千方百計地選擇適宜於不同土壤、不同氣候、不同環境的優良品種。要通過雜交優化農作物的種子,袁隆平的雜交水稻就是這方面最好的典型。

  (五)、要從增加日光的照射強度,延長日光的照射時間方面下功夫。萬物生長靠太陽。太陽能是大自然賜予人類的無價之寶,它取之不盡,用之不竭。儘管人類已經採用多種辦法來提高對太陽能的利用率,但截止目前被有效利用的太陽能還不到地球吸收總量的1%,對於整個地球和現代化大農業而言,依舊是天大的浪費。依據植物生長的理論,提高日光能利用率才是使綠色植物增加生物產量的必由之路。

  (六)、要從調正農作物生長環境的溫度方面下功夫。農作物生長環境的溫度過高或過低對農作物的生長都不利。過高就會把農作物的葉子燒乾燒焦,農作物就無法正常的進行光合作用。過低就會把農作物凍壞,農作物也無法正常的進行光合作用。

  (七)要從增加空氣中二氧化碳CO2的含量方面下功夫。CO2是光合作用的重要原料,植物對它的需求量遠遠超過目前常用的氮、磷、鉀,為它們的50~250倍,植物產量的三分之二來源於CO2,沒有CO2,植物就會很快餓死。通常CO2在空氣中的含量僅為萬分之三左右,幾乎所有綠色植物實際生長發育對CO2的需求都比大氣可供量要大幾十乃至幾百倍。因此,為綠色植物提供更多的CO2,乃是增強植物光合作用的有效措施。

  (八)、要從合理密植方面下功夫。不同的植物,同一種植物在不同土壤、不同氣候、不同環境中的種植密度是不同的。密度不同對日光能利用率的利用就不同,怎麼才能最大限度的提高日光能利用率,這是合理密植需要研究的。

  (九)、要從加強管理和植物保護方面下功夫。通過加強管理和保護使綠色植物不受病蟲害的侵襲,使之能最大限度地吸收日光能,進行光合反應。

  光合農業與化學農業有著本質的區別:光合農業是靠提高日光能利用率,增強綠色植物的光合作用,來達到使農業增產、使農作物品質改善的目的。化學農業是靠使用化肥、農藥來達到使農作物增產的目的,化學農業在使農業增產的同時造成了農產品、空氣、土壤和環境的汙染。兩者有本質的區別。

  光合農業比化學農業更能使農業增產、農民增收。化學農業與光合農業在使農業增產、農民增收方面的優劣根本無法相比,光合農業比化學農業不知要好多少倍。僅從使用光合膜的光合農業與化學農業比較,使用光合膜比使用化肥、農藥的化學農業疏果產量增產30-60%;糧食產量至少增產15-20%;使用化肥、農藥生產的農產品有農藥殘留、個小、色暗、易腐、不安全,使用光合膜生產的農產品沒有農藥殘留、個大、色鮮、不易腐爛、安全;生產成本使用光合膜比使用化肥、農藥每畝可降低成本200-800元;農民收入使用光合膜比使用化肥、農藥每畝可增加30%以上;使用化肥使土壤板結汙染,使用光合膜可使土壤改良;使用化肥汙染空氣,使用光合膜可使空氣清新;使用化肥汙染環境,使用光合液膜可使環境改善。通過以上比較,可以分出誰優誰劣。

  光合農業生產的農產品是最安全的農產品。光合農業由於不使用化肥、農藥,完全靠提高日光能利用率、增強綠色植物的光合作用來達到增產的目的,所以,它生產的農產品不僅無任何汙染,不含有任何有害成分(這是經過農業部權威部門正式鑑定給出的結論),而且還具有保溼、保鮮和防腐的成分,還可以增加硒的含量,消費者可以放心吃。

  光合農業是未來農業發展的方向。光合農業具有無限的發展潛力。據科學家測算,陽光、二氧化碳、水、肥料在碳水化合物合成過程中所佔比例是:陽光、二氧化碳、水,佔96%;肥料佔4%,也就是說傳統農業開發的是4%的增產因素,而光合農業開發的是96%的增產潛力,換言之,如果沒有了陽光,就是把植物種在肥堆上它也不會生長。而新型、高脂光合膜可使農作物光能利用率提高100%以上,隨著人類對提高日光能利用率認識的不斷深化,光合技術的不斷提升,光能利用率將會極大的提高,資源、食物短缺、環境惡化等世紀難題將可得到極大緩解,光合農業也將由此為全人類做出更大貢獻。

  農業發展要走光合農業之路。綜觀世界農業的發展歷程,由原始的自然農業,發展到近現代的化學農業、生態農業,有機農業,設施農業、富碳農業等等都是一定歷史發展階段和一定環境下的產物,都有合理性,那麼,再向前發展,應該朝什麼方向,走什麼道路呢?我認為應該朝光合農業的方向,走光合農業的發展道路。光合農業的道路,就是通過提高日光能利用率,增強綠色植物光合作用的強度,來達到提高農作物產量和改善農作物品質的道路。為什麼要走光合農業的道路呢?這是因為綠色植物的生長,離不開光合作用,是靠提高日光能利用率,增強綠色植物光合作用的辦法來達到提高農作物產量和改良農作物品質的目的。所以說,發展農業應走光合農業的道路。

  光合農業是個新概念、新命題。它與植物的光合作用不是一個概念。光合作用說的是綠色植物本身具有的功能。光合農業說的是採用提高日光能利用率,增強光合作用的辦法來使農業增產、農民增收,使農產品品質改善的農業。光合農業的提出,標誌農業的發展進入了一個新階段,即自覺利用提高日光能利用率,增強光合作用的辦法來發展農業的新階段。光合農業是在化學農業的弊端充分暴露的情況下提出來的。化學農業為現代農業的發展做出了巨大貢獻,但隨著化肥、農藥的大量使用,它的弊端越來越明顯,於是,人們就在找尋新的辦法,來取代化肥、農藥。在這種情況下,人們便把發展農業的注意力集中到了如何採用不汙染空氣、土壤和環境的辦法來提高農作物產量,改善農作物的品質。有什麼辦法呢?就想到用提高日光能利用率,增強光合作用的辦法來達到提高農作物產量,改善農作物品質的目的。這樣光合農業便應運而生。

  光合農業是對農業本質的科學表述。什麼是農業?農業的本質是什麼?對於這個問題,有各種各樣的回答。有人說,農業是利用動植物的生長發育規律,通過人工培育來獲得產品的產業。農業是指國民經濟中一個重要的產業部門,是以土地資源為生產對象的部門,它是通過培育動植物產品從而生產食品及工業原料的產業。上述回答沒有什麼不對,但我認為它沒有抓住真正的要害,我認為農業是利用植物的光合作用生產人們最基本的生活資料和工業原料的產業。植物的光合作用才是它的要害。農業的本質有人說,是自然再生產和經濟再生產。有人說,是弱質性、公共產品屬性和外部性。我認為農業的本質是通過植物的光合作用生產人類生存和發展所需要的最基本的生活和生存資料。沒有光合作用人類就無法生存,更談不上發展。所以說,光合作用才是農業的本質。在這個意義上,我把農業稱之為光合農業。光合農業是對農業本質的科學表述。光合農業的表述對於人們認識農業,對於促進農業產業的發展具有十分重要的意義。因為單從這個表述就可以使人們認識到農業的本質,就可以使人們認識到如何才能促進農業產業的發展,勁要往那些方面去使。光合農業命題的提出,可以使農業工作者有明確的努力方向和奮鬥目標。農業工作者一聽說光合農業就知道是通過提高日光能利用率,增強綠色植物的光合作用來發展農業。要發展光合農業就必須研究光合作用,就必須在如何增強綠色植物的光合作用上下功夫。光合農業命題涵蓋的面全面概括。光合農業可以涵蓋有機農業、設施農業、富碳農業、生態農業等。有機農業、設施農業、富碳農業、生態農業都可以稱為光合農業,它們是光合農業的一個側面,而不是它的全部和整體,例如富碳農業只是通過增加綠色植物在進行光合作用過程中所需要的二氧化碳(CO2)來達到增產增效的目的,而光合農業則是從更多方面通過增強綠色植物光合作用來達到增產增效的目的。 光合農業的提法可使農業生產者、組織者、科技工作者的任務更明確更具體。農業生產者、組織者、科技工作者是幹什麼的呢?他們是在各自不同的崗位上通過千方百計地提高日光能利用率,增強光合作用來達到使農業增產、農民增收,使農作物的品質改善的目的。這樣做就是功,否則,就是過。

  光合農業這個概念、命題並不是憑空提出的,它是在光合膜成功問世的啟發下提出來的。光合膜在國內各種農作物上的反覆施用試驗證明,結合施用其他農作物生長要素,使用光合膜可以代替絕大部分化肥、農藥;可以使日光能利用率提高一倍以上。使用它可以使農業增產;可以降低生產成本,使農民增收;可以提高農產品品質,保證食品安全;可以改良土壤、防治病蟲害;可以治理環境汙染,令大氣清新。在它的啟發下我才提出了光合農業這個概念、命題。

  光合作用決定了農業的基礎地位。農業是發展國民經濟的基礎,世界上一切國家,概莫能外。這是大家都知道的。那麼,農業的這個基礎地位是由什麼決定的呢?是由光合作用決定的。光合作用是地球上最重要的化學反應,沒有光合作用就不可能有人類社會的產生,它是人類社會存在和發展的基礎。光合作用是植物利用太陽能把二氧化碳和水等無機物合成有機物並放出氧氣的過程。它為幾乎所有的生命活動提供有機物、能量和氧氣。如果沒有植物的光合作用,就不可能有人類社會的生存,當然就更談不上發展。人類要生存,就要吃飯穿衣。沒有光合作用,人類就不可能有飯吃有衣穿,當然就更談不上其他的享受了。這就是說,如果沒有植物的光合作用,就不可能有人類社會的生存和持續發展。當然,也就沒有現在的一切。正是植物通過光合作用製造的有機物 ,養活了人類和地球上所有的異養生物。作為人類生存需要的糧食、蔬菜、肉類以及作為家畜飼料的有機物是植物的光合產物,人類生活所需的木材、纖維、棉、麻、橡膠以及糖等也是植物的光合產物。由此可見,光合作用與農業生產有十分密切的關係。可以說光合作用是農業生產的基礎,農作物的產量和質量均取決於光合作用的狀況。沒有綠色植物的光合作用就沒有農業。所以說是光合作用決定了農業的基礎地位。

  農業的根本任務是增強植物的光合作用。農業是幹什麼的呢?一句話,農業就是搞光合作用的。離開光合作用就沒有農業。農業的根本任務就是增強日光能利用率,增強綠色植物的光合作用,所以,我把農業稱之為光合農業。光合農業的任務是最大限度的利用太陽能把二氧化碳和水等無機物合成有機物並放出氧氣,而這正是光合作用的過程。正是它為地球上所有的生命活動提供了有機物、能量和氧氣。

  我們農業戰線的根本任務就是要研究如何才能最大限度地利用太陽能來製造更多更好的有機物,釋放更多的氧氣。農業生產的目的是為了以較少的投入,獲得較高的產量。農業工作者的根本任務就是千方百計地最大限度的增強綠色植物的光合作用,提高光合作用強度(指植物在單位時間內通過光合作用製造糖的數量)。根據光合作用的原理,這就要改變光合作用的條件,調控光合作用的環境因素。這些條件主要是陽光,葉綠體、二氧化碳和水。如何通過調控使植物得到最適宜的陽光照射,使植物生長出健康的葉綠體,合理增加大氣中的二氧化碳濃度和水的含量就成為增強光合作用,提高光合作用強度的主要課題。我們搞農業就要研究這些課題,把它們研究透了,農業增產和農作物品質的改善就有把握了。

  光合農業現在不僅有了相對成熟的理論,而且更有了成功的實踐。珠海潤農科技有限公司從2017年開始就在雲南,四川,湖南,廣西,江西,廣東等地進行光合農業的實驗示範。實驗示範的結果表明:一、光合農業技術至少可以取代70%的農藥和部分化肥,有技術的種植戶可以完全取代農藥和大部分化肥。二、農作物的產量明顯增加,農產品品質和品相明顯提升。三、果樹,對比增產的比例在10%-100%以上,一般都在30%以上。四、品質的提升最直接的直觀對比:稻穀(米飯)更香、口感更好。瓜果蔬菜更香甜,菜味兒更足。光合水果對比普遍提高兩個點的果糖度數。葉菜、青瓜、涼瓜、西瓜、香瓜、柑橘橙類、桃李、水稻、玉米、地瓜等,凡全程使用他們的產品和技術方案進行種植的品種,產量和品質都有明顯的提升。化學農藥使用量至少減少50%以上。同時。所有全程使用光合種植技術方案種植的農產品,可以明顯的延長農產品的保質期。目前,他們和隆平高科、湖南糧食集團三方正在合作研究,希望為國家戰略儲備糧儲存提供更好的支持。現有條件下,能延長一年的戰略儲備糧保質期。

  因此,通過以上理論與實踐研究認為,光合農業才是新時代中國農業發展的方向和路徑。

  (作者系農業農村部原辦公廳主任)

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