借用生物力量的自然栽培

杉山修一，黃孝春，張立功

（1日本弘前大學(xué)農(nóng)學(xué)生命科學(xué)部 日本青森 0308570；2西部果友聯(lián)盟·陜西西果聯(lián)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司 陜西西安 710075）

木村秋則是日本青森縣一個果農(nóng)，由于妻子對農(nóng)藥的過敏反應(yīng)，他決意嘗試不用農(nóng)藥栽培蘋果。連續(xù)8年的試驗在顆粒不收中讓他貧困潦倒，幾近傾家蕩產(chǎn)。絕望之際，他從森林里的野果樹上感悟到以往的對癥療法不能解決病蟲害的癥結(jié)，問題的關(guān)鍵在土壤。從此，他改變方法，終于在第十一個年頭，他的果園結(jié)出了蘋果。他的故事感動了無數(shù)觀眾，以他的傳奇故事編的書，拍的電影，取名《奇跡的蘋果》，相信國內(nèi)許多人對木村的自然栽培已不陌生（圖1）。

圖1 木村秋則：自然栽培的世界

木村的故事不僅感動了一般民眾，也引起了研究人員的興趣。位于青森縣內(nèi)的弘前大學(xué)農(nóng)學(xué)生命科學(xué)部的杉山修一教授（筆者之一）就是其中一位。杉山修一教授畢業(yè)于北海道大學(xué)，專攻農(nóng)學(xué)（作物學(xué)）。

2003年，一次偶爾的機會，一張無農(nóng)藥自然栽培蘋果的講演會廣告吸引了他的注意。當(dāng)時木村秋則還沒出名，按一般常識，無農(nóng)藥栽培蘋果根本不可行。他懷著好奇心參觀了木村秋則的蘋果園，盡管雜草叢生，但沒有使用農(nóng)藥的蘋果樹依然長得很好，再加上木村秋則的講解，使他相信木村無農(nóng)藥，無肥料自然栽培蘋果的事是真實的，但究竟奇跡是如何產(chǎn)生的，杉山修一教授當(dāng)時茫然不知。后來，他一邊在蘋果園里持續(xù)觀察（圖2），一邊將果園里的土，樹葉帶回實驗室進行研究。直覺告訴他，應(yīng)該從生態(tài)學(xué)，而不是農(nóng)學(xué)的角度來探討分析木村的自然栽培法，奇跡蘋果成功的原理可能對自然的生物群集研究有參考意義。

圖2 筆者之一杉山修一教授在木村蘋果園調(diào)研

農(nóng)學(xué)和生態(tài)學(xué)這兩個學(xué)術(shù)背景對杉山修一教授揭開木村的自然栽培之謎起到了非常重要的作用。這些謎主要包括以下幾個方面。（1）究竟什么是自然栽培？（2）不施肥，作物為什么能生長？（3）不用藥，作物為何不受病蟲害的影響？（4）自然栽培技術(shù)的特征是什么？（5）自然栽培對日本和世界農(nóng)業(yè)有什么貢獻？杉山修一教授對上述課題做了多年的研究，其學(xué)術(shù)成果陸續(xù)在相關(guān)學(xué)會和專業(yè)刊物發(fā)表，被視為解釋木村奇跡蘋果之謎的第一權(quán)威。為了讓更多的公眾理解木村的自然栽培法，他于2013年撰寫了《了不得的果園，了不得的土壤—無農(nóng)藥·無肥料·自然栽培的生態(tài)學(xué)》（幻冬舍新書）這一科普讀物。

弘前大學(xué)的黃孝春教授（筆者之一）祖籍湖北武漢，主要從事蘋果產(chǎn)業(yè)研究，近幾年對其他作物進行自然栽培的生產(chǎn)銷售情況進行了持續(xù)跟蹤研究，作為杉山修一教授的同事和木村秋則先生的朋友，他經(jīng)常和杉山修一教授、木村秋則先生進行專業(yè)交流（圖3）。張立功研究員（筆者之一）在日本考察學(xué)習(xí)的過程中得到了他無微不至的照顧和幫助，在第一次接觸到杉山修一編寫的《了不得的果園，了不得的土壤—無農(nóng)藥·無肥料·自然栽培的生態(tài)學(xué)》這本書時，我就被其揭示“木村秋則奇跡蘋果的秘密”所吸引，通過黃孝春教授告知杉山修一，希望得到他的應(yīng)允編譯介紹給國內(nèi)的讀者，得到了黃教授和杉山教授的積極響應(yīng)。感謝弘前大學(xué)杉山修一教授和黃孝春教授，由于他們的理解和支持，我們才有幸在此編譯杉山教授著作的內(nèi)容，以饗讀者。

圖3 黃孝春教授（左）和木村秋則（右）在一起

1 古代農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量只有現(xiàn)在的兩成

農(nóng)業(yè)是種植農(nóng)作物（種植業(yè)），加工農(nóng)產(chǎn)品（加工業(yè)），繁育家畜家禽和水產(chǎn)（養(yǎng)殖業(yè)），滿足人們生活所必需的吃穿住行的產(chǎn)業(yè)。其努力的方向是要擺脫自然的約束，實現(xiàn)自給自足。對農(nóng)業(yè)來說，自然是一種威脅。放任自然的話，就會雜草叢生，作物會生病招蟲。隨著農(nóng)業(yè)的進步和發(fā)展，耕地與自然相分離，原本在自然環(huán)境下生長的植物和動物被改良成作物和家畜。但是木村的自然栽培和迄今為止的農(nóng)業(yè)所走的方向完全相反。為了理解什么是自然栽培，有必要回顧一下以往農(nóng)業(yè)走過來的歷史。

據(jù)說人類誕生于20萬至30萬年前的非洲，但播種，培育，收獲這一農(nóng)業(yè)形態(tài)始于1萬年前左右。在小麥、大麥進化較早的中東，9 000年前的麥子產(chǎn)量，1公頃只有0.5～1噸，不到現(xiàn)在的2成。主要是土壤缺乏每年提供作物生長必要的營養(yǎng)素的能力，這種能力被稱之為地力。地力的維持自古以來就是農(nóng)業(yè)最大的課題。休耕，種植豆科類植物，投入堆肥和施人類糞尿都是維持地力的手段。即使如此，中世紀(jì)歐洲1公頃的麥子產(chǎn)量也只有1噸左右，相當(dāng)于現(xiàn)在產(chǎn)量的2成。當(dāng)時的人們還不知道植物吸收氮等土壤中營養(yǎng)素的原理，屬于使用堆肥等來維持地力的有機農(nóng)業(yè)。

2 以化學(xué)肥料，農(nóng)藥的使用為前提的近代農(nóng)業(yè)的準(zhǔn)備時期

從19世紀(jì)中葉開始，隨著堆肥等有機肥料向化學(xué)肥料轉(zhuǎn)換，作物的產(chǎn)量由此顯著增加。德國化學(xué)家李比希發(fā)現(xiàn)植物的根吸收氮和磷，人類開始對作物直接施用來自礦物的磷、鉀等化學(xué)肥料。另外，作為作物生產(chǎn)基礎(chǔ)的光合作用是由眾多酵素的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)所形成的，而酵素的產(chǎn)生需要大量的氮素。1908年用空氣中的氮和水素化學(xué)合成產(chǎn)生氨，這一發(fā)明使氮素肥料的工業(yè)生產(chǎn)得以實現(xiàn)。由于氮素肥料的化學(xué)合成成為可能，即使不對土地施加有機物，作物也可以充分生長，地力的問題由此迎刃而解。另一方面，19世紀(jì)末，硫酸銅與石灰的混合物即波爾多液抑制作物病害的功效被發(fā)現(xiàn)，并作為高效農(nóng)藥開始使用。由此以化學(xué)肥料和農(nóng)藥的使用為前提的近代農(nóng)業(yè)準(zhǔn)備就緒。

3 綠色革命帶來作物收成顯著增加

從二戰(zhàn)后的1950年代開始，作物產(chǎn)量迅速增加，這是所謂綠色革命的一系列農(nóng)業(yè)技術(shù)的結(jié)合帶來的結(jié)果。這些技術(shù)包括化學(xué)肥料的制造方法的發(fā)明，作物品種的改良，防治病蟲害和雜草的合成農(nóng)藥的開發(fā)，灌溉等農(nóng)地設(shè)施的充實，這些結(jié)合起來，構(gòu)成我們稱之為常規(guī)農(nóng)業(yè)的一套作物栽培技術(shù)體系。特別是氨的工業(yè)生產(chǎn)，對提供廉價的化學(xué)肥料，提高作物產(chǎn)量貢獻很大。

化學(xué)肥料的發(fā)明、高效利用氮新品種的培育、病蟲害的綜合防治、雜草合成農(nóng)藥的研發(fā)，這些技術(shù)的結(jié)合就使得產(chǎn)量的大幅度增加成為可能。比如麥子1公頃的產(chǎn)量超過5噸，是有機農(nóng)業(yè)時代的5倍。

4 轉(zhuǎn)基因作物的誕生

綠色革命主要是由化學(xué)技術(shù)來支撐的。氮肥的制造，殺蟲劑殺菌劑，除草劑的研發(fā)與制造依靠的都是化學(xué)知識與技術(shù)。一手使用大量的化學(xué)肥料促進作物的生育，一手靠農(nóng)藥來排除作物以外的生物，這是綠色革命的根本思路。

隨著20世紀(jì)后半期生物技術(shù)的發(fā)展，人類開始有能力操作遺傳基因?；虿僮骷夹g(shù)應(yīng)用于作物改良，誕生了多種轉(zhuǎn)基因作物。現(xiàn)在，美國、加拿大、阿根廷、巴西等農(nóng)業(yè)大國廣泛栽培大豆、玉米、油菜等轉(zhuǎn)基因作物。

現(xiàn)在絕大部分的轉(zhuǎn)基因技術(shù)都是以除草防蟲為目的的。用于除草的轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是先找到對特定除草劑產(chǎn)生抗性的土壤細菌的遺傳基因，然后將它導(dǎo)入作物。噴灑除草劑后，雜草全部枯死但導(dǎo)入了遺傳基因的作物不受影響。迄今為止需要使用多種除草劑來防除雜草，但轉(zhuǎn)基因作物只需一種除草劑就夠了。

桿菌屬細菌能夠制造破壞昆蟲消化管的蛋白質(zhì)，將這種制造殺蟲蛋白質(zhì)的遺傳基因?qū)胱魑?，作物就能自我生成殺死昆蟲的蛋白質(zhì)，吃了該作物的蟲就會死掉。這種生成殺蟲蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因作物可以減少殺蟲劑的使用。

5 《寂靜的春天》引發(fā)人們對有機農(nóng)業(yè)的關(guān)注

正當(dāng)綠色革命在世界各地提高作物產(chǎn)量，大獲成功的時刻，1962年出版的《寂靜的春天》一書（圖4）給世界帶來了巨大的沖擊。作者卡遜在書中反復(fù)強調(diào)正是由于合成農(nóng)藥的隨意、過量使用，自然界的生物遭遇死亡的事實，對生態(tài)平衡的破壞敲響了警鐘。每年新研發(fā)的各種化學(xué)物質(zhì)擴散到生物系，將有毒性化學(xué)物質(zhì)吸入體內(nèi)的生物作為食物被其他生物食用，體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)進一步濃縮。處于生物系上位的鳥尋食魚類與昆蟲，有毒性的化學(xué)物質(zhì)在其體內(nèi)濃縮，最后導(dǎo)致死亡，終有一天，人類迎來沒有鳥叫的寂靜春天。該書將隱藏在以使用大量農(nóng)藥為前提的綠色革命成功背后的問題點曝光于公眾面前。當(dāng)時，農(nóng)藥的使用安全標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)，DDT等現(xiàn)在嚴(yán)禁的農(nóng)藥在很多國家廣泛使用?！都澎o的春天》的出版發(fā)行作為一個契機吸引人們對不使用合成農(nóng)藥的有機栽培的關(guān)注。

在日本，有吉佐和子的《復(fù)合污染》在1975年出版，人們對有機栽培的熱情高漲。農(nóng)林水產(chǎn)省于2000年制定了有機JAS規(guī)格，從國家層面認(rèn)可有機栽培的實踐。在這個法律中，規(guī)定了有機栽培可以使用的資材的種類，化學(xué)肥料與合成農(nóng)藥被排除在外。因此可以說，面對綠色革命的遺產(chǎn)的有機栽培否定化學(xué)肥料和合成農(nóng)藥，試圖回到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。

圖4 蕾切爾·卡遜《寂靜的春天》

6 福岡正信倡導(dǎo)的什么也不做農(nóng)法

有機農(nóng)業(yè)是以對抗綠色革命的形式出現(xiàn)的，但是在日本，從1930年代開始就有人提倡無農(nóng)藥無化學(xué)肥料的栽培方式。福岡正信就是提倡自然農(nóng)法，并親自在愛媛縣的農(nóng)場踐行的。他認(rèn)為近代農(nóng)業(yè)的耕地、施肥都是多余的。什么也不做才是善。他不僅否定了化學(xué)肥料、合成農(nóng)藥，也否定了包括耕田等迄今為止的各種栽培技術(shù)。他認(rèn)為只有這樣，農(nóng)業(yè)才能回歸到本來的自然。他將這種什么也不做農(nóng)法取名為自然農(nóng)法，并出版了很多相關(guān)著作。他的自然農(nóng)法影響了日本，甚至世界上的很多人。

7 有機栽培和自然栽培

有機農(nóng)業(yè)，自然農(nóng)法都是對以農(nóng)藥、化學(xué)肥料為前提的近代農(nóng)業(yè)產(chǎn)生疑問而出現(xiàn)的。兩者的不同在于有機栽培否定近代化學(xué)技術(shù)的合成農(nóng)藥、化學(xué)肥料，試圖回到不使用它們的過去，而自然農(nóng)法強調(diào)回歸自然，否定作為栽培技術(shù)的科學(xué)。

木村提倡的自然栽培也不使用化學(xué)肥料和合成農(nóng)藥，那它和有機農(nóng)業(yè)、自然農(nóng)法的區(qū)別在哪里呢？要理解自然栽培，有必要先回顧一下木村的奇跡蘋果成功的歷程。

木村放棄使用化學(xué)肥料和合成農(nóng)藥栽培蘋果的前8年顆粒不收。這期間他持續(xù)尋找替代化學(xué)肥料和合成農(nóng)藥的各種有機資材來抑制病害，比如大蒜、醋、牛奶等都是來源于食品的資材。這種用對生物無害的資材來代替合成農(nóng)藥來防治病害的做法就是典型的有機栽培。但當(dāng)他在有機栽培這條路上走不下去要在巖木山自殺的那一瞬間，他終于醒悟到有機栽培和綠色革命的基本思維方式是相同的。此后他決意努力將自己的蘋果園改造以接近巖木山森林的自然狀態(tài)。這意味著木村和有機栽培訣別。福岡正信也提倡農(nóng)業(yè)與自然的一體化，但放任自然什么也不做，你就不可能收獲蘋果，那只能叫放置。持續(xù)多年的有機栽培收不到蘋果，放置栽培也同樣不可能。木村正是在有機栽培和放置栽培之間存在的狹隘領(lǐng)域開拓出了另一種模式。

作物栽培法的分類

（1）一般栽培：使用化學(xué)肥料與合成農(nóng)藥的常規(guī)農(nóng)業(yè)。

（2）有機栽培：不使用化學(xué)肥料與合成農(nóng)藥，只使用被許可的有機資材來栽培的農(nóng)業(yè)。

（3）放置栽培：不使用化學(xué)肥料與合成農(nóng)藥，種植作物但不管理（什么也不做），坐等收獲的農(nóng)業(yè)。

（4）自然栽培：不使用化學(xué)肥料與合成農(nóng)藥，利用生物的力量來栽培的農(nóng)業(yè)。

8 自然栽培的主人公是蘋果樹本身

蘋果樹結(jié)果，人只不過起了點幫忙的作用。主人公不是人而是蘋果樹。這是木村在談及蘋果自然栽培時經(jīng)常講的一句話，觸及自然栽培的本質(zhì)。如果我們將蘋果栽培當(dāng)成一場比賽就容易理解這一道理。

在這場比賽中，讓雜草、昆蟲、微生物共生的蘋果園結(jié)出蘋果就是勝利。常規(guī)農(nóng)業(yè)以生產(chǎn)者為核心選手支配比賽。選手一邊給果樹施用化學(xué)肥料，一邊用化學(xué)合成的殺蟲劑、殺菌劑將果園里的生物殺死以贏得比賽勝利。在這里，化學(xué)肥料與合成農(nóng)藥很重要，有了這個裝備，誰都可以贏得比賽的勝利。但這種裝備給環(huán)境帶來太多負(fù)面影響。

有機栽培輕裝上陣，取代化學(xué)肥料施用堆肥以提高地力，取代合成農(nóng)藥使用天敵昆蟲等自然資材來防治害蟲。但由于裝備的功能下降，不能完全擊退果樹的害蟲與病原菌，因此贏得比賽的概率不如常規(guī)栽培。在此需要強調(diào)的是，常規(guī)農(nóng)業(yè)和有機農(nóng)業(yè)一樣，生產(chǎn)者是比賽的主要選手。

放置栽培的生產(chǎn)者不作為選手參加比賽，而是改為旁觀。即使害蟲、病原菌襲擊蘋果，也只是觀看而已，什么也不做。顯然，蘋果樹受到害蟲與病原菌的襲擊，不可能取得比賽的勝利。

相比而言，自然栽培跟放置栽培一樣，生產(chǎn)者不作為選手參加比賽，但不是旁觀，而是作為教練來參與。自然栽培的搞法是將比賽交給生活在果園里的所有生物。在果園里，既有加害蘋果的敵方選手，也有抑制敵方的自己陣營的選手。這些選手中既有提高地力的選手，也有和病原菌作戰(zhàn)的選手，還有防治害蟲的選手。

9 促進生物的多樣性是自然栽培的核心

教練的作用在于提高己方選手的能力來抑制敵方選手的進攻。選拔優(yōu)秀選手并將他們緊密結(jié)合成為強有力的團隊，這才是教練在自然栽培這個比賽中應(yīng)有的作用。有機栽培與自然栽培的根本區(qū)別在于，你是作為選手還是作為教練來參與比賽。以天敵為例就很容易理解兩者的區(qū)別。

有機栽培將人工飼育的天敵放到蘋果園來替代合成農(nóng)藥的使用，而自然栽培則改變天敵生活的蘋果園環(huán)境，讓天敵在那里存活下來。同樣是將天敵用于防治病蟲害，但散布與存活，其想法大相徑庭。自然栽培的基本想法是，利用果園里的生物的力量來替代肥料，農(nóng)藥的使用。這是以往的農(nóng)業(yè)完全沒有的一種全新的思路。

在足球比賽里，人們常?？吹竭x手沒變但換了教練后，球隊迅速變?nèi)趸蜃儚姷氖隆＝叹毜淖饔镁褪亲屵x手相互密切配合，達到控球，搶球的目的，為此需要巧妙地發(fā)揮選手各自的潛在能力。教練的作用比選手更重要，教練必須富于經(jīng)驗并對比賽有很深刻的認(rèn)識。

木村正是因為從栽培蘋果的選手改變成教練而讓他看到了他以前沒有看到的東西。首先，他感知到不良土壤導(dǎo)致蘋果樹營養(yǎng)不足。因此他在果園里播種大豆、小麥，改良土壤。其次，他一改以往除草的習(xí)慣，讓草自然生長。各種昆蟲聚集生活在一起，增加了果園的生物多樣性。其結(jié)果，曾經(jīng)占據(jù)優(yōu)勢的吃樹葉的蟲，引發(fā)病害的病菌的威力逐步得到控制。正因為木村懂得了從選手轉(zhuǎn)為教練的重要性，短短3年就成功地讓果園復(fù)蘇過來。

10 自然栽培就是利用生物力量的農(nóng)業(yè)

自然栽培是一種什么樣的栽培方式呢？自然栽培就是利用生物力量的農(nóng)業(yè)。生物的力量絕不是一種神秘的，由神操作的東西，它是自然生物界里普遍存在的力量。自然栽培利用的生物力量至少有三種。一是代替肥料提高地力的“植物-土壤反饋”，二是代替殺蟲劑防治害蟲的“生物之間相互作用網(wǎng)絡(luò)”，三是代替殺菌劑抑制疾病的“植物免疫”。