農田生物多樣性在有機農業的應用

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摘要：食品安全、健康已成為城鄉居民食物消費的重要考慮因素，大力發展有機農業是有效解決食品安全問題的有效途徑之一。農田生物多樣性是有機農業生產的重要組成部分，對于農田病蟲害的生態防控、保持農田生態平衡具有重要作用。實施生物多樣性是否能夠平衡生態與生產關系，以及大面積實施的防控效果，需要進一步的實踐驗證。河南鑫貞德有機農業有限公司經過多年大面積有機農業生產，農田生物多樣性效果良好，筆者對此進行了分析總結，以供參考。

關鍵詞：農田生物多樣性；有機農業；應用

進入21世紀以來，我國有機農業發展迅速。有機農業在滿足人民群眾對食品安全、美好生活需求、生態環境保護及農業發展綠色轉型等方面具有重要作用，是我國今后農業生產的一個重要方向。有機農業生產對生產環境有嚴格要求，農田生物多樣性對有機農業生產環境影響巨大。

1農田生物多樣性研究現狀

隨著改革開放40年來經濟的快速發展，黃淮海地區農業種植結構發生了極大變化，而農業機械化程度的不斷提高，使種植結構逐漸趨向單一化，農田里的作物多樣性、遺傳多樣性和生態系統多樣性極度匱乏。紅薯、高粱、大豆、谷子、棉花等作物，由于機械化程度低、經濟效益差，種植面積極大萎縮。黃淮海地區作為全國主要商品糧供應基地，小麥—玉米模式占生產比例的92％～95%，農業生產植保措施以化學農藥為主?；瘜W農藥的大量不合理使用，不僅給人類自身的健康造成威脅，而且使得很多害蟲產生了嚴重的抗藥性，引發害蟲的再增猖獗，導致農藥越用越多、蟲害愈演愈烈的惡性循環不斷頻繁出現；同時，農藥殘留引起土壤和水資源污染，破壞農田生物多樣性等一系列的生態、環境和社會問題[7]。農藥濫用也造成授粉昆蟲及腐生性節肢動物大量消失，阻礙農田生態系統演進。農田生物多樣性是以自然生物多樣性為基礎，以人類的生存和發展為動力而形成的人與自然相互作用的生物多樣性系統。主要指農田生態系統中的農作物、雜草、動物、微生物等生物多樣性，是生物多樣性的重要組成部分，同時受到地理環境、人類活動、社會經濟等因素的影響[1]。農田生物多樣性的保持對于養分積累與循環、土壤結構和肥力、空氣過濾、傳粉、增加天敵數量、保持生態平衡等均有重要作用,它既是生態系統過程的調節者,也是生態系統提供的最終服務之一[2]。周海波等研究了農田生物多樣性對昆蟲的生態調控作用[3]，尤民生等研究了農田生物多樣性與害蟲綜合治理[4]，周艷飛等研究了農田生物多樣性快速評價方法及應用[2]，鄭曉明等研究了中國農業生物多樣性保護進展概述[5]，席運官研究了有機農業的環境保護功能[6]。

2有機農業發展現狀

食品安全問題已越來越被廣大民眾重視，社會對綠色優質農產品的需求越來越多。不斷擴大的對安全健康食品的需求推動了中國有機農業的快速發展，大力發展有機農業是有效解決食品安全問題有效途徑之一。在有機農業生產過程，以生物農藥加物理方法替代化學農藥，雖然減少了環境損害，但綜合效能低于化學農藥。生物農藥替代仍以毒殺病蟲為目的，屬于后端治理的方法。通過合理利用生物之間相生相克原理，構建生物多樣性體系，來實現對病蟲害的前端治理，將是有機農業持續發展的最佳選擇。理論上的不確定性、實施生物多樣性是否能夠平衡生態與生產關系，以及大面積實施的防控效果，無疑都是需要進一步攻關的命題，進而優化構建并不斷完善有效替代技術體系，保障有機農業的健康與有效發展[8]。2019年國內認證的有機食品企業總數11835家,獲得了依據《有機產品》國家標準頒發的認證證書18330張；據相關報道數據顯示,有機農地面積最大的3個國家分別是澳大利亞（3560萬hm2）、阿根廷（340萬hm2）和中國（300萬hm2）。我國地域廣闊，不同區域根據資源稟賦和特色有序推進有機農業產業，在發展規模上與發達國家相比發展潛力巨大[9]。

3有機農業生產中生物多樣性應用案例分析

河南鑫貞德有機農業股份有限公司經過多年有機生產，農田生物多樣性建設取得了良好效果。公司位于湯陰縣宜溝鎮尚家庵村，成立于2010年，流轉土地467hm2，按照“GB/T19630.1-4”有機規范進行管理，從事有機農業產供銷一體化經營業務。進行有機農業生產11年來，農業生態系統生物多樣性得到良好恢復與保持，保證了在未使用化學農藥情況下沒有發生嚴重病蟲災害。在2018年華北地區冬小麥主產區受早春氣候影響減產30%～40%、個別品種造成絕收的生產大環境中，公司當年小麥產量創有機生產以來的最高單產，顯示出了有機農田生物多樣性的良好效果。在鑫貞德有機農業有限公司有機農業生產中，安陽市農業科學院生態農業技術團隊人員提供全程技術服務，跟蹤指導農田生物多樣性恢復與建設計劃及實施維護。主要技術措施有以下幾方面。

3.1農田生物多樣性維護

農田中作物與邊界樹籬面積比例為6∶1～23∶1，地塊面積3000～22700m2，多為長條形地塊，寬50～200m，栽培作物有小麥、谷子、大豆、玉米等，非作物生境植物主要有構樹、錦雞兒、苦苣菜、泥胡菜、泡桐花、莧菜、狗尾草、榆樹、酸棗、楊樹、楝等。經過多年農田邊界植物多樣性維護，有益生物種類和數量也豐富起來，主要有瓢蟲、蜘蛛、食蚜蠅、蝽類、步甲、青蛙等，其中瓢蟲、蜘蛛數量顯著增加。蜘蛛作為農田生物多樣性的組分之一,種類豐富,一般以農業害蟲為食,而且食量大、食性雜、繁殖快、維持時間長、捕食力強,是農作物害蟲重要的天敵類群。蜘蛛在生物控制中起著重要的作用,利用農田蜘蛛控制農業害蟲,還可以避免化學藥劑對環境造成污染。但它們對耕作、播種、收獲、農藥施用等耕作管理措施都很敏感。蜘蛛多樣性的變化還可以反映土地利用的變化，以及其他土壤生物群落的組成、豐度和豐富度的變化。因此，蜘蛛常被選作農田生物多樣性指示類群進行研究[10]。有機管理下的玉米地蜘蛛物種稀疏指數顯著高于常規管理下的玉米地,有植物籬的玉米地蜘蛛的物種稀疏指數高于無植物籬的玉米地；且有植物籬與無植物籬、有機和常規管理下蜘蛛群落結構顯著不同[11]。3.2病蟲草害生態防控對農田生物多樣性進行保護對病蟲草害以物理的、生物的、機械的方式進行綜合防控。杜絕使用轉基因材料、化學農藥、除草劑、激素、抗生素等。2011-2016年每年5月上旬使用沼液防控小麥蚜蟲2次，2017年至今已經連續5年不需要對小麥蚜蟲進行人工干預，依靠農田生態系統自我調控，豐富的天敵種群防控效果良好。利用“生物導彈”殺蟲卡防治害蟲?！吧飳棥笔怯芍袊茖W院病毒研究所研制，其技術原理是利用赤眼蜂攜帶苜蓿銀紋夜蛾核多角病毒傳遞到玉米螟卵塊表面，使初孵幼蟲感病死亡，達到控制目標害蟲為害的目的。因其寄生蜂寄生的靶標性極強，又攜帶病毒傳播，故稱為“生物導彈”[12]。2012年利用“生物導彈”殺蟲卡防治害蟲，結果表明“生物導彈”對二代玉米螟防治效果達到了85.71%，并且2個月后三代玉米螟仍有42.53%的蟲口減退率，這充分體現了“生物導彈”綠色防控的優勢[13]。中耕除草機械化。利用自己改進的中耕除草機進行除草，提高效率近百倍，中耕費用由75元/畝降到10元/畝以內。降低了勞動強度，提高了生產效率，實現了有機農田輕簡化栽培管理。

3.3鑫貞德模式分析

3.3.1注重生態環境保護，增強農田生物多樣性農田邊界草灌喬交替生長，形成穩定的自然生態廊道，為天敵提供良好棲息地，促進了農田天敵多樣性的維持。邊界較高的草本層蓋度和較低的喬木層蓋度有利于增加農田中某些步甲優勢種的多樣性;而較高的草本層蓋度有利于增加皿蛛科蜘蛛的多樣性。半自然生境的存在可以通過天敵在農田和邊界之間的遷移運動促進農田天敵多樣性的維持[14]，縱橫交錯的農田邊界網絡成為鑫貞德有機農田的典型特征，具有維系生態系統彈性的重要生態功能。鑫貞德有機農田中作物與邊界樹籬面積比例為6∶1～23∶1，這與上述有關研究結果基本相符，即在樹籬面積在9%～16%時，瓢甲科天敵就可對蚜蟲進行有效控制[15]。3.3.2生態化管理措施長期施用有機肥，提高土壤肥力，改善土壤微生態系統，形成健康土壤。病蟲草害生態防控，11年未使用化學農藥，未發生病蟲害暴發，有利于增強農田生物多樣性的穩定可持續發展。農田生物多樣性建設，增強了農業生態系統的穩定性和自我調節功能。自2017年以來，由于長期不使用殺蟲劑，園區自然植物籬恢復良好，對荒坡、溝壑植被進行保護，生物多樣性豐富，天敵與害蟲形成平衡，蚜蟲出現1周后以瓢蟲為代表的天敵就大量繁衍，通過生產監測，連續五年沒有對小麥蚜蟲進行人工干預，農業生態系統內部生態制衡可以有效控制害蟲得到了生產實踐檢驗。2012年、2013年、2014年連續投放赤眼蜂攜苜蓿銀紋夜蛾多角體病毒，防控玉米螟和棉鈴蟲，目前生產上玉米螟和棉鈴蟲對秋糧危害也控制在可以接受范圍，幾乎不造成經濟損失。

4思考與展望

農田生物多樣性是有機農業生產的重要條件之一，對于有機農業生產過程中病蟲害的綠色防控和產地環境起著十分重要的作用，能夠保障有機農業生產可持續發展。筆者以自然生境為基礎，結合生態農業理論對農田生物多樣性進行保護、建設和利用，利用生態制衡，成為有機糧食生產大面積成功的案例。實現了有機糧食生產產量不降低、抵抗氣候變化能力加強的有機生產水平，展現了有機農業良好的發展潛力。

參考文獻

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[15]尤士駿，張杰，李金玉，等.利用生物多樣性控制作物害蟲的理論與實踐[J].應用昆蟲學報,2019,56（6）:1126-1136.

作者：劉慶生 郭智勇 謝利芬 韓文君 單位：安陽市農業科學院