一、前言
现代农业正面临着“可持续发展的农业”这一重大课题。
这一问题过去从未有过，它表明土壤环境的恶化正在变得越来越严重。
现代农业开始于上世纪六十年代农业开始引入化学肥料后，当初在提高产量与减轻劳动力负担方面取得了显著成果。但是另一方面，因为不使用堆肥，土壤中腐殖质与微量元素的消耗增大，所造成的恶劣影响变得越来越明显。为了改善这一现状，叶谦吉在上世纪八十年代提出了“生态农业”的概念。几乎开始于同一时间的有机农业，都只是有名无实，并没有创造出实际成果。以上就是“可持续发展的农业”为什么会成为一大问题的背景之所在。农田的土壤环境根据管理方法不同存在着巨大差异。管理方法的好坏与否，会使得沃土变成贫瘠的土壤，或者贫瘠的土壤改良为沃土。本文将立足于土壤环境受管理方法所左右这一点，来探讨农业的历史变化与土壤环境的变迁这一问题。
二、农业的历史变化
农业在历史上曾经有过两次重大变化：第一次是四千年前堆肥的发明，第二次是上世纪六十年代化学肥料的引入。近年来，引入化学肥料后，惯行农业土壤环境的恶化越来越严重。为了改善这一现状，目前各个方面都在推行新型有机农业（生态农业）。我们祖先发明的堆肥，对于实现农产品的生产与消费的完全循环做出了很大贡献。
因此，在化学肥料引入前的四千年里，有机农业（以下称为传统有机农业）一直持续发展至今。化学肥料有速效性和便利性。引入之后迅速普及，在提高产量与减轻劳动力负担方面作出了巨大贡献。而另一方面因为不使用堆肥，土壤有机物（腐殖质）消耗增加，土壤环境恶化。此外，近代社会的发展也给土壤环境带来变化。农产品的生产地与消费地越来越分离，导致越来越多的有机物无法返还农田，循环型农业失去了基础。这样的非循环型农业在持续消耗土壤的地力，终有一天会无法产出。如上所述，化学肥料引入后的惯行农业，明显不具备可持续发展的能力。这依然是现代农业的主流，现在依然在研究开发可以减轻化学肥料与化学农药（以下简称农药）危害的资材与技术。
但是依靠它们彻底改善腐殖质枯竭的土壤环境的可能性可以说微乎其微。
这是化学肥料引入后这50余年的历史告诉我们的。
顺便说一句，想要恢复因腐殖质枯竭而恶化的土壤环境，最自然合理的方法就是让腐殖质再生。
如果现在不立即寻求最根本的解决方法，事态一定会变得愈发恶劣。
20年来，结合笔者制造堆肥与进行土壤改良的经验，以及在此期间的见闻，对于目前存在的问题现主要归纳如下：
1.物理性：腐殖质的枯竭导致土壤单粒化。土壤的排水性、透气性、保水性恶化。
2.生物性：微生物多样性衰退，病菌虫害增加。
3.化学性：微量元素的消耗，保肥力下降。
4.形成板结：物理性恶化。土壤利用率降低（作土层15~20cm）阻碍作物根系的发育。
银林生态农场某块农田多年堆肥改良土壤（结合深松），可耕作层深达90厘米
（2）现代有机农业（无化肥、无农药）
现代有机农业是为了改善惯行农业恶化的土壤环境而出现的,对化学肥料与农药的使用有所限制。
如下所示，它与拥有四千年历史的传统有机农业有着很多不同之处。
①传统有机农业时代还很充足的腐殖质、微生物与微量元素已经消耗殆尽。
②生产出来的有机物几乎没有返还田地，属于“非循环型”农业。
③现在市面上流通的堆肥多以家畜粪便为主，高碳氮比的有机物较少。
而且，它所施用的堆肥的无论质与量均不能满足需要。很多都没有取得有机农业应有的成果。其中一个重要的原因就在于，对有机农业和有机肥料的认知有问题。迄今笔者在与很多有机农业者的交流中感到，他们深深相信，只要叫有机肥料这个名，不论里面有机物的含量与品质，就是有机肥料，而施用了这种肥料的农业就是有机农业。（3）自然农业（无肥料、无农药）
自然农业的模范就是自然林。
在这里，植物不用施肥和喷洒农药也能健康生长着。
自然林的土壤是由树木的残枝落叶堆积后经过分解与发酵后得来的腐植土，里面含有充足的腐殖质、微生物与微量元素。
因此植物在健康生长的同时，落枝和落叶也在实现着完全循环。
一些地区正在试行的自然农业，通过在农田里再现自然林的腐植土，可以生产出无肥料无农药的健康作物。三、堆肥的种类
制造堆肥的有机物，根据分解、发酵的难易度，大致可以分为低碳氮比的易分解性有机物与高碳氮比的难分解性有机物。前者是肥料型堆肥，后者是土壤改良型堆肥。肥料型堆肥：原料为家畜粪便、杂草、蔬菜碎、厨余垃圾等。营养腐殖质多，有供给堆肥养分的能力。肥效持续时间短。土壤改良型堆肥：原料为秸秆、稻壳、木质（树枝、树皮、木屑）等。耐久腐殖质与微量元素含量多，肥效长。养分少，土壤改良效果强。对难分解性的木质有机物进行堆肥化处理是上世纪六十年代开发出来的技术。
国内还没有普及，这种堆肥含有大量现在土壤中缺乏的耐久腐殖质与微量元素，在难分解性堆肥中其土壤改良效果也尤其显著。
四、各农业的土壤环境
化学肥料可以有改善土壤的化学性（养分），但对物理性、生物性没有改善能力。而堆肥则对于土壤的物理性、生物性和化学性都有改善能力。表 1 化学肥料和堆肥的比较
| 养分（N·P·K） | 腐殖质 | 微生物相 | 微量元素 | 土壤 |
化学肥料 | 有（多） | 无 | 无 | 无或少 | 不健康 |
堆肥 | 有（少） | 有 | 多样 | 多 | 健康 |
从传统有机农业到自然农业各种农业的管理方法及其制造的土壤环境可以概括如下：表2 各种农业与土壤环境
| 管理方法 | 土壤环境 | 农业的持续性 |
传统有机农业 | 堆肥、无农药 | 生产物完全循环 三要素丰富 | 有 |
惯行农业 | 化肥、农药 | 生产物非循环 三要素消耗 | 无 |
现代有机农业 | 无化肥、无农药 | 生产物部分循环 三要素不足 | 困难 |
自然农业 | 无肥料、无农药 | 生产物等可供给 三要素丰富 | 有 |
(注)三要素：土壤三要素（腐殖质、微生物与微量元素）五、土壤环境的变迁
这一部分内容将以土壤健康度与时间为轴，动态地展现各种农业的历史变化与土壤环境的变迁。借此来明确土壤环境的变迁经过与现状的关系。
在此基础上进一步探讨土壤改良时，起点与目标的关系也会因此变得明确。
图1 农业的变化与土壤环境的变迁（示意图）
（注）1.土壤健康度：表示以自然林的土壤环境「腐殖质、微生物、微量元素」为100时的含量比；2.部分施行惯行农业的农田正在对恶化到难以进行正常栽培的土壤进行替换。惯行农业的土壤健康度普遍偏低。
六、各种农业与作物的品质
正如“健康的土壤能培育出健康的作物”所述，作物的品质由土壤环境所决定。自然农业的土壤环境是自然林腐植土的再现，是极其健康的土壤。传统有机农业是“自产·自消”的完全循环型农业，其土壤环境接近自然农业。与此相对，惯行农业则是非循环型，腐殖质、微生物与微量元素的消耗持续五十余年，现状是土壤健康度十分低。现代有机农业是以改善惯行农业下恶化的土壤环境为目标开始的。现状是没有对已经恶化的土壤环境进行根本改善，而且，施用的堆肥质与量均不能满足需要。因此，多数都没有取得有机农业应有的成果。在自然林或者自然农业中，植物可以不使用农药而健康生长。这是因为在健康的土壤中成长起来的植物生来就对病菌与害虫有较强的抵抗力。与此相对，不健康的植物则对病菌与害虫抵抗能力较弱，容易被病原菌与害虫侵害。将干的谷物浸泡在水中后它会容易腐烂。果蔬类通过比较切口就很容易区分。比如，将黄瓜与茄子的切片放入容器，品质较差的1到2周便开始腐烂。而品质好的只会变色、脱水变干而不会腐烂。
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