绿色食品的理论基础.ppt
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1、第二章 绿色食品的理论基础,本章要点 1农业生态学原理在绿色食品中的应用 2土壤质量管理在绿色食品生产中的地位 3.绿色食品生产中病虫草害控制的原理 4.绿色食品发展的社会学意义 5国际有机农业标准体系的框架,绿色食品工程以生态学原理为基础,将农学、生态学、环境学、营养学、卫生学等多学科的原理综合运用到农业发展和农产品生产、加工、包装等环节,通过全部过程的质量控制,为人类生产足量、无污染的农产品,实现农业发展对生态系统和环境的保护,逐步实现经济、社会、生态协调发展的系统工程。绿色食品的生产和加工需要多学科的理论和技术支持,因此了解和掌握生态学、土壤、植物保护、畜禽饲养以及社会学等学科的基本原理
2、和措施是十分重要的。,2.1 生态学原理与生态系统(了解)农业生态系统的物质循环和能量流动、农业生态平衡原理2.2 土壤质量与土壤管理(掌握)土壤有机质与土壤质量及有效的作物和土壤管理技术2.3 病虫草害控制(掌握)从作物病虫草等农业生态系统出发,综合应用各种非化学手段2.4 畜禽饲养与疾病控制(了解)2.5 绿色食品生产的社会学基础(了解)农村区域发展及性别平衡2.6 绿色食品与有机农业的标准体系(掌握),第一节 生态学原理与生态系统(掌握),一、生态系统与农业生态系统 生态系统:是指在一定的时空范围内,由生物因素与环境因素相互作用、相互影响所构成的综合体。其中的“生”是指生物,“态”指的是
3、生物所居住的环境。生物按照它们在系统中的功能,又分为生产者、消费者和分解者。环境因素:主要包括日光、大气、水分、土壤及营养物质等。农业生态系统:是在人类生产活动的干预下,农业生物群体与其周围的自然和社会经济因素彼此联系、相互作用而共同建立起的固定、转化太阳能和其他营养物质,获取一系列农副产品的经过人工驯化的生态系统。,*农业生态系统与自然生态系统之间的差异:1.目标不同农业生态系统:是为了获得更多的农畜产品以满足人类的需要。自然生态系统:是自发的向着种群稳定、物质循环、能量转化与自然资源相适应的所谓顶级群落发展,有利于保持系统与生物种群,但不一定与人的目标一致。,2.结构与稳定性不同 农业生态
4、系统:生物物种经济价值较高,但抗逆性差,往往造成生物物种单一,结构简化,系统稳定性差,容易遭受自然灾害的冲击。自然生态系统:生物物种繁多,结构复杂,系统的稳定性与抗逆性强,经济价值有高有低,有的不一定立即符合人类需要,正由于系统与物种的多样性,人类才可以不断地开发利用。,3.调控因素不同农业生态系统:主要依靠人工调控并与自然调控结合,多属外部调控。如通过绿化荒山、改良土壤等。自然生态系统:主要依靠自然调控为主。4.开放性不同 农业生态系统:开放性大于自然生态系统,物质和能量的输出量都大得多;必须有大量的有机与无机物质与能量的投入,否则会造成资源枯竭,系统生产力降低。自然生态系统:产生的有机物质
5、基本上都保持在系统内;许多矿质营养的循环在系统内取得平衡,是自给自足系统。,5.社会经济因素影响农业生态系统:不但受自然规律控制,也受社会经济规律制约,如社会制度、经济政策、市场需求、资金投放以及科学技术等,都是影响系统生产力的重要因素。自然生态系统:主要受自然规律控制、按自然规律演替发展的。6.生产效率不同 农业生态系统:生物物种有高产优势,加上辅助能源、物质、资金、技术、劳动力、管理的投入,其生产效率比自然生态系统的生产效率要高得多。,二、农业生态系统的物质循环和能量流动,物质循环和能量流动是农业生态系统最基本的功能。正常的物质循环和能量流动,可以保持生态平衡和系统的稳定。物质循环:是主要
6、通过人工和自然的投入、产出实现 的。如氮素循环、磷素循环和钾素循环等。,能量流动的渠道是“食物链”和食物网”。食物链主要有三种形式:一是捕食食物链:植物草食动物肉食动物 如稻田中的“青草-小虫-昆虫-青蛙”食物链;二是寄生食物链:大有机体小有机体,消费者属于寄生生物。如“人体蛔虫”,“哺乳动物一跳蚤”食物链;三是腐生食物链:由微生物组成,通过腐烂、分解,将有机体还原成无机物食物网:在生态系统中,每种消费者不只吃一种食物(或生物),每种食物(或生物)又被许多种生物所食,因之形成相互交错、彼此联系的多条食物链,形如网状,故称食物网。,三、农业生态平衡原理,农业生态平衡既包括系统内部生物与环境之间的
7、平衡和要素之间的制约关系,还包括系统之间的反馈关系。农业生态平衡不仅涉及农业生物及其生存条件之间的平衡关系;也涉及人类社会经济与农业生态系统生产力的平衡关系。农业平衡的恢复和重建,重要的是通过人类有目标的控制、补偿活动,再经农业生态系统的结构、功能作用来实现的。,研究农业生态系统平衡的定向演替规律,对于生态(有机)农业的建设有积极的意义。例如,在病虫草害控制中,把病虫草害控制到一定程度,达到它不足以为害就可以了。因为保持一定水平的病虫草害,同时也是保护了天敌及其食物链,让农业生态系统能在人们的合理调控之下健康发展。,四、绿色食品生产与生态农业发展,绿色食品生产的实践源于生态系统理论,它是以食物
8、链和能量传递金字塔理论来设计的,主要通过农业生态系统的内部物质循环和能量转化来建立高效的农业生产。运用:整体效益原理,边缘效应原理,生物共生互利原理,限制因子作用原理等。,生态农业发展的主要理论和技术基础:以农业生态系统的结构、功能、发展演变规律为主要内容的农业生态学理论体系,可以从以下几方面理解:农业生态系统是人们利用生物与非生物以及生物种群之间的相互作用而建立的,并按人类社会需求进行物质生产的有机整体;是介于自然生态系统和人工生态系统之间,被人类驯化了的自然生态系统,它不仅受自然规律的制约,还受人为过程的影响。农业生态系统的建立,有助于解决现代科技高度专业化所带来的生态经济失调问题。,农业
9、生态系统的研究为生态农业的发展提供依据和指导作用。如,对养分循环规律的研究为在生态农业生产过程中制定合理的施肥制度、促进养分在系统的循环、防止水土流失和提高养分利用率等提供了依据。实现生态循环和经济循环两者良性循环和协调发展是我国生态农业发展的重要条件。在农村经济水平较低时期,重点是发展经济,同时保护环境和保持生态平衡。农村经济水平较高后,重点是生态建设。,以石油能源为主的辅助能源的代价日益增大,农业生态领域在这方面的研究及理论,对克服因现代化、集约化生产而带来的资源衰竭等都具有重要意义。农业生态系统原理奠定了生态农业发展和绿色食品生产中发展经济和保护资源的基本思路。,第二节 土壤质量与土壤管
10、理(掌握),一、土壤质量 土壤的功能主要包括3个方面一是生产力,即土壤提高植物和动物生产力的能力;二是环境质量,即土壤降低环境污染物和病菌侵害的能力;三是生物健康,即土壤质量影响动植物和人类健康的能力。土壤质量定义为土壤在生态系统的范围内,维持生物的生产力、保护环境质量以及促进动植物健康的能力。,土壤质量或土壤健康,是土壤养分、土壤物理性能、土壤化学性能、土壤生物学性状的综合表现,而不是一般意义的土壤肥力。在所有土壤质量指标中,土壤有机质是影响其他土壤质量指标的主要因素。尽管土壤有机质含量一般只占土壤重量的110,但土壤有机质却具有十分重要的农业生产价值和环境价值。,1土壤有机质的主要作用有机
11、质可以改变土壤的某些性状,包括土壤物理、化学和生物学性状。(1)提供农作物需要的养分 土壤有机质中含有大量的植物必须营养元素,在矿化过程中,这些营养元素释放出来供作物吸收利用;有机质的矿化过程是土壤中营养元素生物小循环的组成部分,它使土壤中有限的营养元素得以重复利用,从而保持土壤肥力长盛不衰。有机质分解产生的CO2是作物碳素营养的重要来源。,(2)增强土壤的保肥保水能力和缓冲性能 土壤有机质带有大量的负电荷,可以吸附土壤溶液中的阳离子,避免其流失。土壤有机质还具有强大的吸水能力,因此给沙土增加有机质,既可降低沙性土通透性过强的特点,又可增强保蓄水分的能力。腐植酸本身是种弱酸;腐植酸及其腐植酸盐
12、类可组成一个缓冲体系,可以缓冲土壤溶液中酸浓度的变化,使土壤具有一定的缓冲能力。由于腐殖质的吸附能力非常强,对化肥和重金属也有一定的缓冲能力。,(3)促进土壤团聚体的形成,改善土壤物理性状 土壤肥力的高低更大程度上取决于土壤结构性的好坏。腐植质由于其相对分子量大,吸附能力强,极易与粘粒和砂粒结合形成有机无机复合体;再进一步形成大小不同的团聚体;土壤有机质含量越高,团聚体的复合程度越高,这样的土壤大小孔隙分配合理,土壤耕性好,能协调作物对水、肥、气、热的要求。,2 土壤生物的多样性 土壤生物的生命活动有助于养分循环、降低害虫群体数量、生产改善土壤团聚性能的物质,以及其他对土壤质量非常重要的腐殖质
13、。作物和土壤管理的基本目标是创造一个高度多样性的土壤生物区系。在系统内对食物源和生态位的竞争以及动态的捕食与被捕食关系可以限制致病细菌和真菌、寄生性植物线虫以及害虫的数量。,3 养分流动与循环 理想的养分循环有如下特征:a养分释放的数量和速率与作物吸收能够相配合,而在淋失和流失比较容易发生的时期内速效养分的释放则比较慢;b减少农场外的养分投入,尽可能利用本农场内的养分或生物固氮。在这种养分循环体系中,除了植物产品和动物产品的销售外,基本不存在养分丢失。在理想的体系中,进入农场系统的养分100的是以饲料、肥料、粪便和其他形式存在的。但在实际工作中,上面描述的理想养分循环是很少发生的。潮湿地区养分
14、的淋失以及自然酸化过程是很难避免的。,如图所示,进入农场的养分为购买的饲料、肥料、动物和垫料形式。离开农场时,以出售的奶、动物、作物产品以及溶解态和气态形式存在。为提高作物和动物产品的产量,农场一般需要施用高量的肥料、饲料。当农场养分投入与产出之间的差异很大时,农场生产就会影响环境。,二、改善土壤质量的作物和土壤管理技术,有效的作物和土壤管理措施可以促进土壤有机质特别是活性土壤有机质的增加。主要措施包括:a有效利用作物和其他有机材料;b作物轮作;c水土流失与覆盖作物的种植及免耕;d畜禽粪便与有机肥的施用;e土壤改良等。,第三节 病虫草害控制(掌握),绿色食品生产病虫害防治的基本原则:是应从作物
15、病虫草等整个生态系统出发,尽可能依靠作物轮作、抗虫品种、综合应用各种非化学手段控制作物病虫草害的发生。表2-2是常规农业与有机农业植保技术的比较。,生态(有机)农业与常规农业的根本区别在于土壤培肥和病虫草害防治技术不同。以下是生态(有机)农业对病虫草害防治技术的要求:,一、利用作物品种多样性,建立比较稳定的生态系统,品种多样性可以通过不同抗病谱单一的品种的结合实现较广谱的抗病特性,达到对多种病虫草害的抗性。品种多样性的涉及包括时间和空间两个范围:时间上主要是指合理轮作,播种和收获时间变化的选择;空间上是指多种作物品种的复合种植,复合种植主要包括以下几种方式:不同作物品种的混合:混合种植要考虑到
16、作物品种的物候期、终产品的质量和消费者的购买要求。果树和大部分蔬菜可以进行不同品种的混合种植,不会影响产品质量;谷物等粮食作物,植株小,收获时难以分开,会影响产品的质量。,不同形式的间套作:包括在主要作物的边缘种植不同种类的作物、在作物中间间隔地种植窄行的其他作物品种、不同作物品种交替地间作等。在实践中,高秆与矮秆作物、迟熟与早熟作物、开花与不开花植物实行间作有较好的植保效果。非作物植物的管理:包括杂草、野花、树篱、风屏植物或果园底层植物,这些非作物植物可以充当病原菌或天敌的次生寄主,在没有寄主作物时在这些植物上生活、越冬或越夏;待再次有寄主作物时返回危害。一般情况下,田间作物与边界作物亲缘关
17、系越近病虫害就越重。,二、利用合理的轮作体系,控制土传病害,长期在同一田块中连续种植同种作物,会发生“连作障碍”或“重茬病”,植株生长受挫,抗性降低,病虫害越来越重。重茬病的原因:第一是营养原因,同种作物有相同的营养需求,长期种植同种作物必然造成某些营养的缺乏。第二是化感作用,有的作物根系分泌有毒物质,容易对其本身或相应作物产生毒害,随着种植年份的增加毒害作用加重;第三是病虫的积累,由于根系分泌物的原因,病菌与寄主之间有一定的选择性,即,同种作物长期连作会使某些病菌积累,危害逐年加重。要根据不同作物的特点和病菌的寄主范围以及病菌在土壤中能存活的时间长短选择和建立相应的轮作体系。表2-3是有利于
18、防治病虫草害暴发的多熟种植系统实例。,三、采取有效措施培育健康土壤,使之形成抑制性土壤,健康的土壤是生态(有机)农业的基础之一。生态(有机)农业特别强调有机培肥土壤。有机培肥土壤为作物提供营养,更重要的是为土壤提供生态系统建设的原料库,激活土壤微生物和生物,使土壤形成较高多样性的生物群落。病原菌和害虫也是该群落中的组成,但是它们在其他微生物和生物的控制下只是以较少的数量存在,不影响作物的生长,不会引起作物病害的暴发。高有机质含量的土壤生物群落比较丰富,对病原菌等有抑制作用,这种土壤被称为“抑制性土壤”。,四、采取适当的生物和物理防治措施,当前我国的农业生产过程大都是以经济效益为中心,综合考虑生
19、态效益和社会效益,都会使原有的生态系统发生变化,影响病害发生发展的因素,使得在不该发生病害的时候发生病害。因此,要采取一些生物的和物理的方法通过较直接的抑制病菌或调节微生态环境来控制病害的发生。例如,抗根癌菌剂防治植物根癌病和木霉制剂防治土传真菌病就是通过微生物制剂抑制病菌;EM制剂和微生态制剂就是通过引入微生物区系来调节土壤微生态环境,最终达到防病增产的作用;对于叶部真菌病害可以用木贼、大蒜、洋葱或辣根提取物等植物性杀菌物质来防治。,五、适当使用允许范围内的矿质药物,硫磺、石灰、石硫合剂和波尔多液等矿质农药是有机食品生产标准中允许使用的,可以在必要时作为其他防治措施的辅助方法来使用。一定要十
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