第二期可持续农业杂志|农田生态系统的能量流动与物质循环

引子

生态农业应该怎么做？大家听到说农药、化肥不好，对环境污染，不能用，就开始想用什么代替化肥、农药，使用大量的有机肥、生物农药来代替，这是生态农业的正确思路吗？显然不是，我们当今很多有机农场的经历表明，只是单纯用有机肥代替化肥，生物农药代替化学农药，是不能解决农业可持续发展问题的，反而可能带来更大的危害。生态农业是一个整体的生态系统，要按照自然的规律，通过系统设计，使得系统内物质与能量高效循环，获得生态系统最大的产出，实现生态、经济、社会效益的统一，才能实现农业的可持续发展。

世界是一个相互联系的整体，有其内在的一套自然规律，循环运转，生生不息。当我们把一个事物当做一个系统或者作为一个系统的一部分考虑的时候，很多问题就会迎刃而解，或者问题就变成了资源。

生态系统是活的有机体及其无机环境之间相互作用的完整系统。生态系统的组成包括生产者（植物和光合细菌）、消费者（人和动物）、分解者（微生物）和环境四部分。农业生态系统以人类的活动为中心，在一定条件下，以农作物、家畜、鱼类、林木、昆虫、微生物等农业生物为基础，与气候、土壤、水等相结合的非闭合能量、物质转化的体系。其中，人类的活动是否遵从了其系统本身的规律决定了这个系统的运转效率及其可持续性。

一、农业生态系统的组成及特点

农业生态系统由农业环境因素、生产者、消费者和分解者四大基本要素构成。农业环境因素一般包括光能、温度、水分、空气、土壤和生物种群，以及人的生产活动等。

（一）、农业生态系统的环境因素

1、光

光，农业系统的本质是植物利用太阳能合成有机物的过程。光是农业生态系统的根本的能量来源，光被植物进行光合作用合成有机物，是人类食物的最终来源；被空气、水、土壤吸收，转为热量。有了光，一切生物才可以生存。

光的生态作用是由光照强度、长度和成分等的对比关系构成。光能促进组织器官的分化、制约着器官的生长和发育速度。同一种植物在阳光下正常生长，而在无光下生长则产生黄化现象，叶黄、茎秆细弱，节间距离拉长，干物重下降。比如大蒜在阳光下可以长成蒜苗，在遮光条件下就长成蒜黄。

只能在强光下生长的植物为阳生植物，在弱光下才能生长良好的植物为阴生植物。比如柠檬树为阳生植物，柠檬树下长的菌菇就是阴生植物。这就是我们为什么要根据作物的喜光特性安排作物的种植位置与间作搭配了。

另外，需要指出的一点是，即使是喜光植物，光照强度过强的情况下也会出现伤害，如夏日露地番茄上日灼果。但人们可以通过营造小气候环境来避免伤害。比如西安的田客农场通过保留杂草，减少地面光照反射，相对降低了光照强度，而成功减少了日灼果的产生。

日灼果

西安田客农场通过保留杂草降低番茄日灼果

光的成分对作物的影响体现在植物光合作用吸收的光谱范围，植物光合作用吸收的光主要是红橙光与蓝紫光（少部分）。

光的日照长短对植物的开花有决定性作用，植物对日照长度昼夜变化反应成为“光周期性”，共分为四类：

①长日照作物，仅在长于临界光期范围内及连续光照下，才能迅速开花的植物。如冬小麦、大麦、油菜、甜菜、萝卜等。

②短日照植物，仅在短于临界光期范围内及连续光照下，才能迅速开花的植物。如菊花、水稻、玉米、麻、烟草等。

③中日照植物，要求昼夜长短比例接近相等的照射条件下才能开花的植物，如甘蔗。

④日中性植物。开花受日照长短影响较小，只要其他条件合适，不同日照长度下都能开花，如蒲公英、番茄、黄瓜、四季豆、早稻等。

《可持续农业》杂志第三期

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