有機農業(yè)與傳統(tǒng)農業(yè)相比,在生產過程中可降低土壤養(yǎng)分淋溶,從而既保證了土壤肥力,又降低了養(yǎng)分流失導致水體富營養(yǎng)化等構成的環(huán)境風險;另一方面I有機農業(yè)還有助于避免和控制溫室氣體的排放。文章闡述了有機農業(yè)在控制土壤養(yǎng)分流失和溫室氣體排放方面所起到的生態(tài)環(huán)境保護功能。
有機農業(yè)的本質是實施農業(yè)清潔生產,即在健康的土壤上采用清潔的生產方式生產安全的食物,以滿足人類食物消費的數量和質量的需求。在有機農業(yè)生產系統(tǒng)中,人類、土地、動植物是一個有機結合的多元整體,人類的健康與系統(tǒng)中各個組成部分息息相關。有機農業(yè)基本理念是在維持農業(yè)生產經濟持續(xù)發(fā)展的基礎上,最大限度地減少對環(huán)境的影響,其發(fā)展宗旨之一是有效利用各種自然資源,維持營養(yǎng)物質良性循環(huán),最大限度地減少空氣和水體等物質的損失浪費。
1、土壤肥力與養(yǎng)分損失
土壤氮、磷、鉀元素是表征土壤肥力的重要指標,也是各種農作物生長的主要限制因子。在土壤養(yǎng)分流失所造成的環(huán)境風險中,以氮、磷含量超標為特征的水體富營養(yǎng)化是最重要的一個因此,關注土壤N,P和K元素十分必要。
1.1氮
土壤中氮的形態(tài)分為無機態(tài)和有機態(tài)兩大類,無機態(tài)氮主要為銨態(tài)氮和硝態(tài)氮,一般只占全氮的1%5%左右,而且銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的含量變化較大,易被淋溶。有機氮則以主要的氮形式存在于土壤中,分為半分解的有機質、微生物軀體和腐殖質,其中又以腐殖質為主。大部分有機態(tài)氮在土壤中比較固定,需經土壤微生物的轉化作用變成無機態(tài)氮后才能為植物吸收利用。在常規(guī)農業(yè)生產過程中’農田長期施用化肥,尤其是氮肥可以顯著提高土壤中全氮及硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量,但對土壤有機氮含量的影響很少。有研究表明,施用有機肥既可直接增加土壤全氮及有機氮的數量,其中富里酸氮、氮基糖態(tài)氮和氨基酸態(tài)氮增加較多,從而改善土壤氮素缺乏狀況。
傳統(tǒng)農業(yè)生產過程中長期不合理施用化肥、粗放式管理等造成土壤肥力不斷下降、土壤氮素嚴重流失并引起環(huán)境污染等一系列問題。有機農業(yè)生產體系通過系統(tǒng)內部物質的循環(huán)利用,積極施用有機肥和生物綠肥等培肥土壤,不僅增加了土壤有機質和氮素含量,減少了氮素流失造成的環(huán)境污染,而且有效提高和轉化了土壤養(yǎng)分,實現了土壤肥力的持續(xù)供應和永久利用。此外,許多研究結果表明,長期施用有機肥能夠顯著提高土壤微生物含量,從而提高土壤有機氮含量。
1.2磷
我國土壤中全磷含量在0.02%-0.11%,磷在植物大量營養(yǎng)元素中占有重要地位,然而土壤全磷和有效磷含量變化非常緩慢,而且磷肥的殘效期較長。有機農業(yè)生產體系由于長期施用有機肥(尤其是廄肥)和綠肥,能顯著提高土壤全磷及速效磷含量。
與氮類似,土壤中磷也主要分為無機磷和有機磷兩大類。土壤有機磷是土壤磷肥的重要組成部分,一般約占土壤全磷含量的20%-50%。是植物生長所需磷的一個重要來源。長期施用磷肥或有機肥均可增加土壤中有機磷和無機磷含量,常規(guī)農業(yè)生產中長期施用的磷肥如磷礦石、鈣鎂磷肥、過磷酸鈣和重過磷酸鈣等主要增加無機磷含量,但同時也容易引起養(yǎng)分流失,造成環(huán)境污染。而有機農業(yè)生產中主要投加經1-6個月充分腐熟的有機肥料,有效減少了人工合成化肥造成的自然資源的枯竭及無機磷養(yǎng)分的流失。有機肥的施用主要增加土壤有機磷,其中又以活性有機磷為主。有研究表明,有機農業(yè)生產中,豬糞等有機肥中含有大量微生物,施用后土壤微生物大量繁殖,可吸收固持無機磷,并促進乖機磷向有機磷的轉這對降低磷流失造成的環(huán)境風險有著重要意義。
1.3鉀
有機農業(yè)生產中,鉀是通過糞肥和作物秸秤來提供的。有丹麥學者計算了不同類型的有機農場的鉀平衡,發(fā)現有機作物生產、豬和奶牛養(yǎng)殖場都可能耗竭或積累土壤中的鉀。對于沙性土壤.有機農場如果不通過飼料、糞肥或礦物性鉀肥來補充鉀的話,則不能滿足作物對鉀的需求。通過模型計算,有機生產地塊的鉀剩余量比常規(guī)生產地塊的低70%-90%。
2、溫室氣體排放
在20世紀90年代,全球范圍內大約15%的溫室氣體是農業(yè)用地產生的。其中大約2/3的甲烷和二氧化氮來源于農業(yè)生產。與此同時,有機農業(yè)為減少溫室氣體提供了重要途徑,即降低有害氣體的排放,使得進入大氣的二氧化碳、甲烷和二氧化氮降到最低,系統(tǒng)地螯合了土壤和植物中的二氧化碳。
2.1控制排放量
有機農業(yè)主要是通過控制二氧化碳的釋放來減少溫室氣體排放的。有機農業(yè)在生產過程中,可確保在與常規(guī)農業(yè)相同生產力的情況下,提供了一種固定的種植體系,其使用的石化燃料也比傳統(tǒng)農業(yè)少了很多。主要基于以下三個原因:(1)有機農業(yè)依靠農場內部投入,即可基本保持土壤肥力(有機肥、豆類產品、大范圍的輪作制等);(2)不使用消耗能源的合成肥和保護作物的藥劑;(3)限制需要從外地長途運輸的動物飼料在一個較低的水平。