自然子刊报道我组在有机农业高产攻关研究进展

刘海涛蒋高明

化学农业大量使用化肥、农药、除草剂等化学合成物质，在消耗了大量不可再生能源（如石油）的同时，也破坏了生态环境，导致了严重的生态环境问题。如何在降低化学农业带来污染的同时，保证并增加粮食产量将是摆在我国乃至世界各国面前极为重要的任务，有机农业作为一种替代农业被寄予厚望。但是目前国际社会对有机农业产量存在较大争议，大部分学者认为有机农业产量较常规产量低；也有一部分学者持相反观点，实现有机作物高产且稳产是亟需解决的科学问题。植物研究所蒋高明课题组首次提出“有机农业的生物多样性管理（BMOF）”这一概念，对有机农业粮食产量进行了近十年的攻关试验，并对BMOF和化学农业（CF）的作物产量、土壤有机质和农场尺度经济效益进行长期定位观测和比较分析，取得了重要进展。

课题组近十年的科学试验，实现了对虫害和杂草的有效控制，有机产量、土壤有机质和经济效益得到了大幅度提升。研究发现：BMOF处理冬小麦和夏玉米单位周年产量9年内提高了59%。从9年平均周年产量来看，BMOF处理比CF处理低59 kg ha^-1。但剔除试验开始的前三年转换期产量数据，BMOF处理比CF处理高12%。BMOF模式自2010年开始周年产量稳定达到15 t ha^-1左右，实现由低产田到吨粮田的转换。BMOF处理0-20 cm土壤有机质从2007年的0.7% 增加到2015年的3.5%。2015年BMOF模式的农场净收益较2007年提高了9.6倍，2015年和2007年分别净收益244,639美元和24,423美元。BMOF的单位面积净收益比CF高8倍。试验表明，BMOF模式可以实现作物高产并提高农场经济效益。

该课题组围绕有机农业研究与应用进行了大量的科学研究，截止目前，已发表学术论文100多篇，获国家发明专利或实用新型专利12项，成功将低产田改造成高产稳产的吨粮田。

相关论文于2016年4月1日以“Biodiversitymanagement of organic farming enhances agricultural sustainability”为题在线发表在自然子刊ScientificReports期刊上（DOI:10.1038/srep23816），该文报道了农场的前八年实验成果。研究组博士生刘海涛为论文的第一作者。研究得到了中科院重点部署项目(KSZDEW-Z-012-2)、“十二五”科技支撑重大项目“循环农业科技工程”(2012BAD14B07)、山东省政府“泰山学者”经费(No. 00523902)的共同资助。

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图1 BMOF模型经济效益图

文章链接：http://www.nature.com/articles/srep23816

(刘海涛为中科院植物所博士研究生)