持久性农业(Sustainable agriculture)通常是对特定农业实践活动的一种概括。由于“持久性”术语的滥用而产生了不少混乱,人们关注的粮食生产与农业系统的各种组合使持久性存在着许多争议之处,包括“粮食充足持久性”、“人员管理持久性”与“社区持久性”。通过确定现代表业系统所必需的各种持久性目标把这三种观点综合成为一种等同的观点。这些持久性目标可以描述为:
· 农学持久性(Agronomic sustainability)——能够长期维持一块土地生产力的能力;
· 微观经济持久性(Microeconomic sustainability)——维持农场作为企业基本经济单位的能力;
· 生态持久性(Ecological sustainability)——生命支持系统保护环境质量的能力;
· 宏观经济持久性(Macroeconomic sustainability)——国家生产系统在国内外市场中竞争的能力。
生态持久性是在农田、农场或国家不同层次上达到长期持久性的必要条件。由于管理措施不善使土壤、水、空气产生了污染,导致环境质量下降,从而阻碍了景观或区域农业系统的生态持久性。在历史上,1985年以前通过的农业法案中几乎没有包括提高生态持久性的条款;这些农业法案集中在农业收入目标和促进国际贸易方面。
《1985年食物安全法》中的草地、沼泽地各保护依从法案普遍认为是把农场收益辅助规划(主要取得微观经济持久性)与环境质量保护(取得生态持久性)结合起来的重要标志。此外,对缓冲地带进行注册的保护区规划的扩展表明人们试图为改善水质提供资助。
一项改善水质的建议就是要鼓励并消除不利低投入农业管理的障碍。这种方法已被收录到威奇福勒参议员等提出的议案中。其中,该议案允许农民试图转移到低投入管理中,以维持其商品作物基地面积。此外,该议案为低投入技术的应用提供了资助和技术援助。成功地实施该方案需要开发出在农田、农场、生态系统以及全国水平上的农业系统,这些生产系统的开发将需要用新的方法来研究美国的农业。
一、一种乐观看法
增强公众的环境质量意识还没有对农业实践产生实质性变化。农业作为一种产业——唯一能供给我们食物的产业,有其特殊的地位。在过去的年代里,农业为我们提供了极大的帮助。也许给予农业这种特殊地位将意味着公民把作为一个产业的农业保持到比其他产业更高的环境质量与更高的安全标准上。未来美国的农业将更注重环境质量。这种趋势在美国部分地区已表现得很明显,在那里农业曾极大地破坏了环境质量尤其是水质。
多数农民和农业专业人员认为农业社区自己能够解决与环境质量有关的问题。解决这些问题意味着农业措施将有所改善以使普通公众相信在不对环境产生不利影响的情况下农民具有生产安全、充足粮食的能力。农业社区的人们一般认为通过对现有研究、教育、推广、技术援助和金融资助体制进行部分变革,就可以消除由于农业措施而产生的环境质量退化问题。如果公众失去了对这种体制解决农业环境质量问题能力的信任,国家将着手制定规章制度以强化管理措施,即便还没有充分认识它们对各水平持久性的影响。
二、两种研究方法
与水质有关的生态持久性体现了如何降低化学制品从农田扩散到环境中。关于这一点,持久性生产系统可被看作是其中能把这些化学制品输出降低到社会可以接受的水平的一套替代技术。可应用两种普通方法达到生态持久性:替代表业系统(Alternative farming system)和替代化学管理(Alternative chemical management)。
替代表业系统方法可以描述为:
· 降低或消除化学制品防治病虫害、化肥对氮素控制的依赖。
· 增加对豆科作物、覆盖作物、作物轮作和肥力调控的牲畜粪肥的依赖程度。
· 增加对作物轮作、耕作、覆盖作物、生物防治与抗昆虫、线虫、病害、杂草危害品种的依赖性。
· 当前面的管理系统对达到农业目标或环境保护没有成功时应当改变轮换作物。
· 根据市场条件、轮作要求、土地性能和虫害强度选择作物。
替代化学管理方法可以描述为:
· 继续依赖防治病虫害对化学制品的需要以及氮素管理对化肥需要量。
· 根据更精确的计算和时间选择来确定化学制品的施用量。
· 依靠化学制品施用新技术的开发,使活性化学物质保留在作物根部。
· 如果前面的化学制品对农学目标或环境保护不利时,应当选择替代化学制品。
· 根据商品规划、市场条件、化学技术的可利用性来选择作物。
三、崭新的研究工作
替代表业系统与替代化学管理方法不能很好地加以结合,也不能用于全面地解决农业产生的水质退化问题。与这些方法相关的两项崭新的研究动议是美国农业部低投入/持久农业(LISA)批准的规划和美国农业部水质研究动议权。低投入持久农业规划是《农业生产力法案》产生的结果,作为《1985年食物安全法》的一部分通过了。《农业生产力法案》可被视为是一项再次授权的综合农业法案。国会于1988财政年度为低投入持久农业拨款3.9百万美元,1989财政年度拨款4.5百万美元。
美国农业部水质研究计划是布什政府的各机构和各部门间动议权的一部分,该机构提议把58.6百万美元的资金划归到为1990财政年度新的水质计划提供资金,其中约80%(46.5百万美元)为美国农业部计划提供的资金。
低投入持久农业的指导原则是生态、农学和经济持久性。这些目标是通过以熟练的管理、农场内资源、生物资源代替从农场外部资源购买的化学和非生物投入。虽然降低对水质产生的影响为低投入持久农业的重要观点,但该项计划与对生态持久性产生潜在威胁的范围有关。如果产生水质问题的化学制品有所降低和消除,那么低投入持$系统对环境质量将产生最大的正效应。至于化肥,我们不能改变这样的事实,两种大量的必要营养元素氮和磷可能对地表水和地下水产生环境质量问题。作物生产系统必须供应相当多的这线营养物质,不使用化肥供应这些营养物质的系统对环境基本上是有益的。例如,应用粪肥提供氮素可能在土壤剖面形成过量淋溶的硝酸盐。如果氮素矿化作用与农作物吸收氮素不相同步,那么豆科覆盖作物能够潜在地导致硝酸盐淋溶。研究认识各种植物营养方案产生的环境质量影响及设计出能提高生态持久性和宏观经济持久性的植物营养系统应当成为低投入持久农业的一部分。
通过降低农药用量的替代表业系统能否有助于改善环境质量取决于有争议的特殊化学物质。某些农药在农田使用时未必可能对环境质量产生影响。如果有关替代表业系统的研究仅仅是降低或消除农药的使用,而这些农药对地下水或地表水污染并不负有责任,那么环境质量将不会有所改善。其他处于农学和微观经济水平上的持久性目标可能满足或土壤质量可能有所改善,但除非研究集中在农药问题上,否则环境质量的改善将不能由新的生产系统产生。
另一方面,美国农业部的水质研究计划强调替代化学管理方法应作为改善环境质量的主要手段。强调农药、化学制品和化肥等的受控释放作用和重点强调农业化学制品的施用,表明这种方法占有优势,尽管它不是例外。认识如何管理现有生产系统目前的化学制品能够带来短期效益。
问题是替代表业系统研究并没有被强调为长期解决办法。替代表业系统方法未必忽视其他持久性目标和有关的负效应。美国农业部,尤其是农研局认为这种方法在解决环境质量问题上起着关键性作用。
四、研究方法
1990年农业法案有可能提供为降低农业对环境质量产生影响的鼓励性条款。地下水已特别引人注目,该项立法可包括把地下水污染的发现同对应用低投入农业技术的鼓励联结起来的条款。在现有的科学知识水平上提出的这种研究方法将促使科学团体迅速而有效地开发出适宜的技术。一般地说,我们并不知道某些替代管理措施将如何影响环境质量。这对于可能应用了改善环境质量的替代表业系统尤为正确。此外,我们也不总是清楚替代方法是如何影响微观经济持久性及农场在企业中的生存能力。所有这些未知事物成为把物质资源提交给替代表业系统方法的理由。
认识替代管理系统如何影响不同水平上的持久性是十分迫切的,因为自然系统和政治系统性质很相似。农业环境污染,尤其是地下水污染将逐年加剧。过去地下水被认为不受污染影响的一个原因是污染物从土壤表面到较深蓄水层可能花费20到40年的时间。
[Journal of Soil and Water Conservation,1990年第1期]