农业生态学课件 第10章-生态农业与循环农业.ppt

第十章第十章生态农业与循环农业生态农业与循环农业本本章章提提要要概念与术语概念与术语生态农业生态农业(Ecological agriculture)循环农业循环农业(Circular agriculture)有机农业有机农业(Organic agriculture)自然农业自然农业(Natural agriculture)生物农业生物农业(Biological agriculture)集约农业集约农业(Intensive agriculture)基本内容基本内容1 1、有机农业、有机农业2 2、自然农业、自然农业3 3、国外生态农业、国外生态农业4 4、中国生态农业、中国生态农业5 5、循环农业、循环农业重要问题重要问题1 1、常规农业的负效应主要表现在哪、常规农业的负效应主要表现在哪些方面？些方面？2 2、中国生态农业与国外生态农业在、中国生态农业与国外生态农业在原理与技术上的区别是什么？原理与技术上的区别是什么？3 3、循环农业的主要原理和技术有哪、循环农业的主要原理和技术有哪些？些？第一节第一节 生态农业与循环农业的产生与发展生态农业与循环农业的产生与发展一、现代常规农业的负效应一、现代常规农业的负效应二、国外二、国外“替代农业替代农业”的兴起的兴起三、中国生态农业三、中国生态农业四、循环农业四、循环农业一、现代常规农业的负效应一、现代常规农业的负效应（一）能源过度消耗（一）能源过度消耗n常规农业发展过程中形成了对不可更新能常规农业发展过程中形成了对不可更新能源的高度依赖，而这些化石能源含量是有源的高度依赖，而这些化石能源含量是有限的，能源短缺问题迟早会出现，会成为限的，能源短缺问题迟早会出现，会成为农业长远发展的重要制约因素。

农业长远发展的重要制约因素中国与世界不同能源预计可使用年限中国与世界不同能源预计可使用年限美国玉米能量投入产出关系（美国玉米能量投入产出关系（1945-19701945-1970） 10109 9 J/hmJ/hm2 2n能量产投效益呈递减趋势，即每千克玉米的生能量产投效益呈递减趋势，即每千克玉米的生产能耗在持续增加产能耗在持续增加年代年代投入无机能投入无机能投入有机能投入有机能投入总能投入总能产出能产出能产投比产投比19453673.51953868.5143253.70197012061.546.512108341252.82中国能量投入产出关系（中国能量投入产出关系（1950-19871950-1987） 10109 9 J/hmJ/hm2 2n无机能量的投入效率显著下降，产品的能量代无机能量的投入效率显著下降，产品的能量代价越来越大价越来越大年代年代投入无机能投入无机能产出能产出能产投比产投比1950355.543873.5123.41198720611.51468117.12（二）水资源紧缺（二）水资源紧缺水资源严重缺乏的国家水资源严重缺乏的国家我国水资源问题尤为突出据水我国水资源问题尤为突出。

据水利部报告，利部报告，20世纪世纪80年代我国水年代我国水资源缺口为资源缺口为400亿亿m3，20世纪世纪90年代末已达年代末已达500亿亿m3，其中北方，其中北方地区的缺水量占地区的缺水量占2/3，华北平原，华北平原水资源供需矛盾最为严重近年水资源供需矛盾最为严重近年来，华北平原浅层地下水平均下来，华北平原浅层地下水平均下降降8-10米，米，漏斗区漏斗区面积达面积达27000km2三）生产成本增加（三）生产成本增加n化肥投入增加化肥投入增加n农药投入增加农药投入增加n灌溉投入增加灌溉投入增加n机械投入增加机械投入增加n能源投入增加能源投入增加o1950-19851950-1985年的年的3535年间，年间，世界世界化肥用量增加了化肥用量增加了8.298.29倍，倍，总能耗增加了总能耗增加了5.95.9倍，而此倍，而此期的谷物仅增加了期的谷物仅增加了1.681.68倍o1965-19901965-1990年，年，我国我国的化的化肥用量增加了肥用量增加了12.312.3倍，各类倍，各类能耗均增加能耗均增加1010余倍，而粮食余倍，而粮食总产量只增加总产量只增加1.31.3倍，单产倍，单产也仅增加也仅增加1.41.4倍。

倍 粮食生产与化肥的使用粮食生产与化肥的使用 年度年度单位面积肥料单位面积肥料使用量（使用量（kg/ha)每每kg肥料谷物肥料谷物产量（产量（kg)1950n.a.4519602233196542191970531619756314198084121985911319909612收获递收获递减的规减的规律律成长的成长的极限极限几个国家的肥料使用量与谷物产量几个国家的肥料使用量与谷物产量 谷物单产谷物单产肥料使用量肥料使用量欧洲欧洲6115326美国美国475399日本日本5846400非洲非洲10709南美南美198633（单位：（单位：kg/ha）几个国家的农药使用量（几个国家的农药使用量（19911991）使用金额使用金额100万美圆万美圆使用密度美使用密度美圆圆/ha日本日本3456768.0美国美国636033.5加拿大加拿大72515.8法国法国2735142.4英国英国771116.8巴西巴西108218.0世界合计世界合计2680018.6残留农药残留农药寂静的春天寂静的春天Production and ConsumptionChemical Application and Grain ProductFertilizer Ratio of Grains CostUnit Chemical Fertilizer Cost of Grain Production 利用率不高造成资源的浪费利用率不高造成资源的浪费 使用方法不当，造成生态环境恶化使用方法不当，造成生态环境恶化我国农业资源的利用水平还很低。

灌溉水利用率为43%，低于国际先进水平30%；降水利用率约为45%，仅相当于世界先进水平的25%每年化肥施用量超过860亿斤（纯养分），是世界上肥料用量最多的国家，然而氮肥当季利用率仅30%，每年氮肥损失近400亿元，肥料利用效率不高全国农药年产量超过8亿斤（有效成分），居世界第二位，但有效利用率只有30%，农药浪费严重并造成污染以化肥为例以化肥为例（四）污染加剧（四）污染加剧o化肥、农药和农膜造成的面源污染问题严重化肥、农药和农膜造成的面源污染问题严重我国化肥年使用量达到我国化肥年使用量达到44004400多万吨，大部分流多万吨，大部分流失造成地表水富营养化和地下水硝酸盐污染；失造成地表水富营养化和地下水硝酸盐污染；全国农药年使用量近全国农药年使用量近130130万吨，污染的农田面积万吨，污染的农田面积达到达到1.361.36亿亩；地膜覆盖正由亿亩；地膜覆盖正由“白色革命白色革命”演演变为变为“白色污染白色污染”o秸秆焚烧造成环境污染、大气污染，土壤生态秸秆焚烧造成环境污染、大气污染，土壤生态破坏，甚至危及正常交通安全破坏，甚至危及正常交通安全 PollutionPollution1.生物多样性的减少生物多样性的减少（高产量品种的普及）。

高产量品种的普及） 动植物的数量是一种资源，而其多样性也动植物的数量是一种资源，而其多样性也 是一种资源是一种资源 近亲繁殖近亲繁殖-生命力的衰退生命力的衰退 杂交优势杂交优势-新品种，种群的诞生新品种，种群的诞生（五）其他常规农业的负效应（五）其他常规农业的负效应2.大规模单作经营化的倾向大规模单作经营化的倾向 单作经营单作经营-一农场大规模栽培单一作物一农场大规模栽培单一作物 复合经营复合经营-一农场栽培多种作物或饲养一农场栽培多种作物或饲养 多种家畜多种家畜 结果：连作障害；地力低下结果：连作障害；地力低下 -有机农业的再认识有机农业的再认识3.土壤高强度垦殖及用养失调土壤高强度垦殖及用养失调-水土流失水土流失-土壤退化与沙化土壤退化与沙化-草原退化草原退化4.农业生产、生活对环境的污染农业生产、生活对环境的污染-污染生态环境污染生态环境-影响农业生产影响农业生产-影响社会经济长远发展影响社会经济长远发展l农村生活垃圾和污水未经处理随意排放，导致农村生活垃圾和污水未经处理随意排放，导致农村环境卫生状况恶化我国农村每天产生的生农村环境卫生状况恶化我国农村每天产生的生活垃圾达活垃圾达100多万吨，大部分未经处理，成为蚊多万吨，大部分未经处理，成为蚊蝇孳生地和地表水、地下水的重要污染源。

蝇孳生地和地表水、地下水的重要污染源 l畜禽粪便造成的污染问题日益突出我国猪、畜禽粪便造成的污染问题日益突出我国猪、牛、鸡三大类畜禽粪便年排放化学需氧量牛、鸡三大类畜禽粪便年排放化学需氧量（COD）6900多万吨，是全国工业和生活污水多万吨，是全国工业和生活污水COD的的5倍以上，成为首要污染源倍以上，成为首要污染源 二、国外二、国外“替代农业替代农业”的兴起的兴起 要为子孙后代着想，决不能吃要为子孙后代着想，决不能吃祖宗饭，断子孙路祖宗饭，断子孙路alternative agriculturesustainable agriculture绿色农业有机农业有机农业是一种完全不用或基本不用人工合成的是一种完全不用或基本不用人工合成的化肥、农药、生长调节剂和家畜饲料添加剂的农化肥、农药、生长调节剂和家畜饲料添加剂的农业生产体系业生产体系利用农牧结合、轮作、堆肥等保持土壤养分平衡利用农牧结合、轮作、堆肥等保持土壤养分平衡用生物防治控制病虫害用生物防治控制病虫害通过土壤耕作调节其结构性能通过土壤耕作调节其结构性能降低成本与能耗降低成本与能耗保护环境和提高产品质量保护环境和提高产品质量（一）有机农业（一）有机农业自然农业自然农业主张农业生产应该顺应自然，尽可能减主张农业生产应该顺应自然，尽可能减少人为对自然的干预，要最大限度地利用自然作少人为对自然的干预，要最大限度地利用自然作用和过程使农业生产持续发展。

用和过程使农业生产持续发展不翻耕土地，依靠生物活动自然疏松不翻耕土地，依靠生物活动自然疏松不施化肥，靠秸秆、绿肥及粪肥等维持土壤肥力不施化肥，靠秸秆、绿肥及粪肥等维持土壤肥力不除草，通过秸秆覆盖和作物生长抑制杂草不除草，通过秸秆覆盖和作物生长抑制杂草不用化学农药，靠自然平衡机制控制病虫害不用化学农药，靠自然平衡机制控制病虫害（二）自然农业（二）自然农业生物农业生物农业是根据生物学原理建立的农业生产体系，是根据生物学原理建立的农业生产体系，靠各种生物学过程维持土壤肥力，使作物营养得靠各种生物学过程维持土壤肥力，使作物营养得到满足，并建立起有效的生物防治杂草和病虫害到满足，并建立起有效的生物防治杂草和病虫害的体系将腐烂的有机物作为土壤改良剂将腐烂的有机物作为土壤改良剂通过豆科作物自身固氮及烘肥合理使用调控农田养分平衡通过豆科作物自身固氮及烘肥合理使用调控农田养分平衡废弃物的再循环利用废弃物的再循环利用充分发挥各种生物作用，包括土壤中生物如蚯蚓等的改土充分发挥各种生物作用，包括土壤中生物如蚯蚓等的改土作用作用（三）生物农业（三）生物农业生态农业生态农业是生态上能自我维持，低投入，经济上是生态上能自我维持，低投入，经济上有生命力，有利于长远发展，并在环境方面、伦有生命力，有利于长远发展，并在环境方面、伦理道德及美学上能接受的小型农业。

理道德及美学上能接受的小型农业必须是一个自我维持系统，一切副产品都需要再循环必须是一个自我维持系统，一切副产品都需要再循环提倡使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术，保持土壤肥力提倡使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术，保持土壤肥力生物群落多样性，种植业与畜牧业比例恰当，使系统能够稳定、自我维持生物群落多样性，种植业与畜牧业比例恰当，使系统能够稳定、自我维持单位面积的净产量必须是高的单位面积的净产量必须是高的继获得高产，农场规模应该是较小的继获得高产，农场规模应该是较小的经济上必须是可行的，目标是在没有政府补贴。