传统农业科技多样性研究

传统农业科技多样性研究

本文作者:李琦珂 惠富平 单位:南京农业大学人文学院

生物多样性是指一定范围内多种多样活的有机体有规律地结合所构成的稳定生态综合体。它包括动物、植物以及微生物物种之间的多样性、物种内部的多样性及生态系统的多样性等3个层次①。对于农业生态系统来说,生物多样性在这3个层次中都发挥着重要的作用。因而建立在生物多样性基础之上的农业生物多样性,概念也十分宽泛,是指与农业生产相关所有生物的总称。农业生物多样性产生和存在的现实基础是农业生物的差异性、联系性和发展性。实现多样农业生物之间的协调与和谐,使多样生物与多样环境适应乃至平衡,乃是生物多样性概念的实质和精髓。传统农业正是巧妙利用了这些关系,合理安排种植制度,积极防虫治病,实行多种经营,从而实现了农业系统经济效益、生态效益以及社会效益的最大化。

1种植制度中的生物多样性运用

在西方实验科学传入中国之前,古人往往把“阴阳”和“五行”思想作为认识世界的重要方法。其中的“五行”学说,主要是阐明万物构成及其相互关系的。古人认为,金、木、水、火、土,是构成万物的5种最基本元素,这5种元素之间有相生相克的关系。人们很早就把“五谷”与“五行”相对应,认为麦呈木性,菽呈火性,稷呈土性,麻呈金性,黍呈水性,这“五谷”之间也存在着相生相克关系。这种认识反映在农业生产中,就是要合理安排种植制度,充分发挥作物互利功效,巧妙避免作物互相妨害。农业系统中多样的生物、复杂的关系②,构成了古代轮作复种和间作套种的基础。农业生物生长发育所需的环境条件,包括土壤和气候条件在内,会影响到生物多样性的表现:不同生物要求不同的生态环境,即使同一生物的不同品种,所要求的环境条件也不尽相同,无疑会形成多样生物与多样环境的生态关系。生物种类繁多、形态各异、结构迥异,对环境的适应方式也会千差万别。古代的人们很早就懂得充分利用多样环境条件,合理安排种植制度,或轮作,或复种,或间作,或套种。传统农业时期,我国古代虽然没有明确的多样生物种间关系利用观念,但古人在长期种植经验积累的基础上,还是总结出了一套技术措施,不仅把作物之间的互害作用控制到最小程度,而且能把互利作用发挥到了极致。陈旉《农书》在总结桑苎间作的经验时说:“若桑圃近家,即可作墙篱,仍更疏植桑,令畦垄差阔,其下偏栽苎。因粪苎,即桑亦获肥益矣,是两得之也”。

古人在农业生产实践中,逐步认识到单种某一作物时,特别是连作条件下,容易导致病虫杂草猖獗;实行多种作物间作套种,有利于控制病虫灾害。如《齐民要术》认为谷子连作就会“莠多而收薄”;麻连作就会有“点、叶夭折之患”;水稻连作就会“草稗俱生,芟亦不死弦”。因此,“谷田必须岁易”,“麻,欲得良田,不用故墟”;“稻无所缘,唯岁易为良”。作物种间既有互利关系,也有互抑关系。因此,古人注意到,在安排种植制度时要充分利用互利关系,尽量避免互抑关系。北魏贾思勰《齐民要术》强调:“慎勿于大豆地中杂种芝麻,扇地两损,而收菲薄”;《农桑辑要》也认为,桑间不宜间作蜀黍,因为“若种蜀黍,其枝叶与桑等,如此丛杂,桑亦不茂”,这是避免作物间互害作用的极好例子。值得注意的是,有些种类作物间、套种比较合适,相互促进;另一些作物相互抑制,不宜间、套种在一起。对于哪些作物相互促进,哪些作物相互抑制,古人虽然没有从科学的角度做出归纳和解释,但已经积累了不少事实,总结出了许多经验。《齐民要术》认为谷、黍、稷等作物的前作,都以豆类作物为最好。如“凡谷田,绿豆、小豆底为上……凡黍稷田,新开荒为上,大豆底次之……种瓜,……良田小豆底佳”,均说明当时人们已对豆类作物作为谷类前作的好处有所认识,并最终将豆谷轮作确立为种植模式之一〔1〕。从科学的角度来分析,古代的轮作复种、间作套种,就是要寻求多样生物之间的最佳生态关系,实现生物互利作用的最大化、互害作用的最小化。《齐民要术•杂说》曾详细记述了在“灼然良沃”之地中穿插种植瓜、萝卜、茄子、葱、葵、莴苣、蔓菁、芥、白豆、小豆等十种作物的技术措施。中国古代栽培的作物种类多种多样,其中,既有耗地作物,又有养地作物;既有喜阳作物,也有喜阴作物。为了实现多样作物间的互利功效,避免多样作物间的相互妨害,古人总结形成了一套成熟的作物种植制度。

2虫害防治中的生物多样性运用

虫螟之害的发生,实际上由于环境多变,人类着意利用的作物来不及调整适应,有害于其利用作物的生物潜滋暗长,甚至肆意扩张。从人类利用农作物的角度来看,这些“有害”生物无疑具有极大的危害性。除环境的影响之外,害虫发生的另一重要原因就是系统生物多样性的缺失。人类每一次有意识的“良种”选育,每一作物品种的增加,尽管能在一定程度内能够弥补因物种减少而导致的生态位的缺失,但人类的品种选育使农业生物呈种类不断减少的趋势,使得生物种间关系大为简化。种间关系的简化,往往会导致农业微系统生物链松弛,一些有害生物种群迅速膨胀,对其它作物生长构成威胁甚至危害。这个时候,往往需要外界手段的介入,才能使农业生态经常保持平衡。基于以上的认识,要防止病虫危害,就是要从根本上保持农业系统生物多样性,并使之在结构和功能上不断更新自我。不要试图彻底消灭某一物种(这恰恰是人类已经犯过并且现在一直在犯的毛病,功利的人类正在消灭自己认为有害的生物物种,一味地单向培育自己认为有益的生物物种,而且愈往后,这种情形愈严重),应该对农业系统进行合理的干预和调节,使多样物种之间保持适当的制约和平衡关系。古人从天敌食灭害虫的观察中受到启发,开始自觉地运用多样生物之间的天敌关系,进行害虫防治。古籍中有很多这样的记载,如《礼记•郊特牲》的“腊”祭典中有“迎猫,为其食田鼠也;迎虎,为其食田深也”的说法;《尔雅•释鸟》载:“蜘蛛吐丝网虫,维螂张臂捕蝉,守宫食互,蝇虎捕蝇”;《南史》记载梁武帝时“范洪胄有田一顷,将秋遇蝗……忽有飞鸟千群,蔽日而至,瞬息之间,食虫遂尽而去,莫知何鸟……”;《梦溪笔谈》载:“元丰中,青州界生子方虫,方为秋田之害,忽有一虫生,如土中狗蝎,其喙有钳,千万蔽地,遇子方虫,则以钳搏之,悉为两段,旬日,子方皆尽,岁以大稔,其虫旧曾有之,土人谓之‘旁不肯’”。#p#分页标题#e#

以上这些记载,还不能说是生物多样性在农业害虫防治中的真正利用,因为这都是自然状态下发生的。真正有意识地进行生物防治,开展以虫治虫的最早记载见于晋嵇含的《南方草木状》:“交趾人以席囊贮蚁鬻于市者,其窠如薄絮囊,皆连枝叶,蚁在其中,并窠而卖,蚁赤黄色,大于常蚁。南方柑树若无此蚁,则其实皆为群蠹所伤,无复一完者矣。”这是对古人利用蚂蚁去防治柑桔的某些害虫创举的最早记载。对生物相食、寄生现象认识的逐渐深入,促进了人们利用天敌防治害虫的自觉性。据唐代刘恂《岭表录异》记载:“南中柑子树,无蚁者多蛀,故人竞买之以养柑子。”古人在选育品种时,有意识地培育一些抗虫品种,这些品种被虫吃过之后,能迅速自我修复,如《齐民要术》中记载的气杀蝼蛄谷,“性不畏虫,虫食一苗,更生二苗,虫食二苗,更生四苗,名曰气杀蝼蛄谷。”该书还记载说:“翻眼黄谷,性不畏虫,虫食一苗仍生一苗,虫食二苗仍生二苗。”此外,古人还在利用生物物质循环的原理,把从害虫天敌生物体内提取的有效物质,用在病虫的生物防治上。我国早在战国时代就有用“莽草”、“以嘉草熏之”、“焚牡菊以灰洒之”杀灭害虫的记载。当然,更多的时候,古人利用农业系统多样生物之间互相制约和平衡的关系,进行农业害虫的综合防治,即通过轮作复种、间作套种,结合施肥耕作、作物浇灌,营造出适宜作物生长、不利于害虫生存的微观生态,以达到降低虫害的风险或危害的目的。以桑虫的综合防治为例。桑虫防治中应用最早和最广泛的是白眼蜂,古人一度把白眼蜂的多少和蚕桑生产的丰歉联系起来,据《丰宁传》记载“开元中一春末,两市多白眼蜂如山,市人以此卜丝帛之丰歉”。通过间作防治桑虫,最早见于《氾胜之书》:“黍、桑当俱生”。选用抗虫桑品种,在我国应用也很早,有记载的可见于《广蚕桑说》:“富阳桑皮紧,虫不能啮,是为佳种”。中耕除草防治桑虫,也频见于宋代的《陈旉农书》:“桑,时时看虫,恐蚀损,每岁六七月间,必锄其下草,免其虫缘上蚀损”。

3农业经营中的生物多样性运用

如果说轮作复种、间作套种以及虫害生物防治,是对微观农业系统生物多样性的巧妙利用,那么农业多种经营便是生物多样性在宏观系统层面上的有效利用。植物作为生态多样性中的一类生物,必然要参与大农业系统中的物质循环和能量交流,同其它种类的生物自然会存在着生克关系。勤劳智慧的古代劳动人民通过不断实践,努力尝试,摸索出了今天看来依然有效的生物多样性利用方式———农业多种经营。古人不仅利用着植物间的互利关系,他们还注意到植物与动物间的互利作用,并加以利用。《越绝书》中曾提到:“播种五谷,必以手足,大越滨海之民,独以鸟田。……当禹之时,舜死苍梧,象为民田也。”古人注意到麋鹿践踏过的沼泽地可作为原始稻田,用来播种水稻(不是插秧),因为那些麋鹿吃剩的叶子草根等物,都被麋鹿踩踏在泥里了,使得水和土呈粘糊状,在这种熟化程度好土壤里种植水稻,产量极高。在放牧制度安排中,古人也对生物多样性多有利用。古代草原牧民在长期的游牧实践中,形成了这样的游牧方式:游牧者每到一个草场,总是先牧马,再牧牛,继而放羊。因为从觅食习惯上讲,山羊与绵羊吃草,都是把草株的底部完全切断,而马与牛吃草则牙齿截断草株的位置较高一些。这样一来,马与牛吃过的草地,羊依然能获得草食;但羊先吃过之后,马与牛就无草可吃了。这种生物间多样的觅食习性,为马牛羊的互利共生提供了可能,也为牧民合理安排畜牧制度提供了依据。“桑基鱼塘”是古代劳动人民创造出来的一种独具特色的栽桑养蚕养鱼的多种经营方式。珠江三角洲地区的人们将低洼之田再挖深成“塘”,取挖出之泥覆盖四周成“基”,基上种桑,塘里养鱼,桑叶饲蚕,蚕屎饲鱼,塘泥肥桑。这样不但能获得“十倍禾稼”的经济效益,还能收到极好的生态效益。因为在这种多样生态中,桑、蚕、鱼、泥四者相互依存,相互促进,既可扬长避短,又能趋利避害。今天看来,“桑基鱼塘”无疑是我国古代生态多样性利用的典范。

4结束语

生物多样性在传统农业中具有重要意义。它为人类的历史发展起到了重要的物质保障作用,包括为人类提供食物和衣服、为资源型产业提供有效资源、为农作物的品种改良提供有利基因等,并将为人类未来的生存与可持续发展提供物质基础,为生态环境的有效保护做出重要贡献。农业就其本质而言,是生物与环境互动的产物,其效益如何,往往取决于农业生物与生态系统之间的协调程度,这种协调性恰恰也是农业生物多样性的内涵所在。从这个意义上讲,中国古代的农业科技正是农业生物多样性原理的自觉践行:轮作复种、间作套种事实上是农业系统多样性的主动运用;生物防病、农业治虫恰恰是农业生物物种多样性的巧妙运用;农业管理中农牧结合、多种经营则是农业生态多样性的自觉运用。把握住了这一点,就是把握了中国传统农业科技的精髓。