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绿色食品、有机食品与化肥


绿色食品、 绿色食品、有机食品与化肥

奚振邦 上海市农业科学院土壤肥料研究所,上海 201106

一、 绿色食品与有机产品 当今农产品的绿色象征清洁与无公害, “有机”象征生态安全与回归自然, 正在我国悄然风行。 生产和消费“绿色食品” 或“有机产品”已成为一种时尚。 众所周知,农产品的绿色含义,可能源于叶片中进行光合作用的叶绿素的绿色。叶绿素是制造世上一切有机物和启动无 机?有机物转化循环的初始物质基础。由此可以认为,绿色食品或绿色产品的本来意义,应是作物在自然背景下,在无人为 干扰及环境污染下生产的产品,即无污染的洁净农产品。人们喜欢绿色,崇尚绿色食品,反映了一种回归自然、享受洁净食 品的良好愿望。国家为此建立了“中国绿色食品发展中心”。制定了 AA 级与 A 级两类绿色食品的环境质量标准、生产操作 规程(标准)、产品标准与包装标准。 有机农产品或有机食品的含义则没有“绿色食品”那样清晰。一般认为,这类产品①要求生产环境接近天然、无污染与 生态安全;②严格控制产品的生产过程,投入的生产资料(肥料、农药、农用水)应源于自然,回归传统。只允许应用天然 有机物和若干规定的矿产品,原则上禁用任何人工制造的生产资料(把加工过程也看成是一种污染);③作物的生育缓慢, 能保持产品的传统、风味,使消费者能感觉出与市场上大宗产品的差异。这反映出人们回归自然的心态和享受天然洁净食品 的愿望。国际有机作物改良协会(OCIA)的基本原则认为,农民比其他任何人更了解农业生产系统,要使消费者信任、识别 和赞赏那些(从事有机产品生产的)自然遗产的忠实管理者。OCIA(1998)的颁证标准中对有机作物产品的生产过程与贮运 加工等都有严格的规定。由于农业生产本质上是经由作物将无机物变为有机物的过程,因而从一般的科学意义上讲,任何农 产品都应是有机产品。但鉴于目前有机作物生产的基本特征是生态环境无公害,生产过程回归传统,应用天然有机物生产资 料(有机肥、有机农药、天然矿物),实现有机物再循环。故可以这样认为,有机食品是在生态安全的自然环境中,在有机 物再循环过程中生产的洁净食品,或简称为有机再循环食品(organic recycling food)。 可见,绿色食品与有机食品,既有相同要求,又有不同特点。两者都要求生产环境的安全与产品的洁净优质。但绿色食 品似强调上市产品的无污染与不超控制标准;而有机食品则更强调对产品生产过程和生产资料的控制,力求回归传统,保持 产品的洁净与天然风味。可以认为,有机食品的生产控制要求更高。 二、农业现代化与绿色和有机食品 地球上自从有了人类,有了人类的生存竞争,以及与此相伴的智能发展,人口随之不断增长,科学技术与生产力突飞猛 进。人们在充分利用有限的自然资源的同时,必须用现代科技和物质手段去影响、加速农作物的自然生产过程,以获得更多 的农产品,满足人类日益增长的要求。这种对农作物生产过程的影响和加速,我们称之为“农业现代化(机械化、化学化、 水利化、智能化)”。随着大量化肥、农药和农业机械的投入,农作物产量迅速增长,农业生产的面貌日新月异。但在收获 充足、丰富农产品的同时,其副作用也随之产生。从生产农药、化肥的工厂“三废”到将其施入农田后,在环境中的残留, 水体的富营养化;从农机具的燃料消耗,对土壤表层肥沃结构的影响,到大量难以降解薄膜的“白色污染”,都有扩大和加 剧之势,已引起人们的警惕和极大关注。于是一个“提倡绿色,回归自然”的口号回响,跟在这一口号后面,一个开发“绿 色食品、有机食品”的“商机”似乎降临。 然而农业现代化能够停滞、 减速甚至走回头路吗?中国近几年的粮食总产量达到创记录的约 5000 亿 kg, 人们丰衣足食。 如果因为回归自然,改变生产方式,产量可能降到 20 年前的 3000 多亿 kg,那是一种什么局面呢?还能够使 13 亿人口温饱 小康吗?还能有那么多的耕地用来种植棉、油、麻、果、茶、菜、糖、药等经济作物来改善我们的生活,丰富我们的餐桌吗?

显然,这是不现实的。我们的农业生产不可能在总体上回归自然,实施那种基本上是封闭的有机再循环生产。即使是那些耕 地很富裕,人均耕地达到 0.33~0.67hm 的国家,实施有机再循环生产的农作物也只占极小比例,或局限于小规模的耕作单 元,如一个农场、一个有条件实施三区轮作的耕作单元等。在这些单元内,可以实施相对封闭的有机物再循环。如在种粮区、 种牧草区和休闲区的三轮作单元内, 可将粮食区与牧草区的收获物饲喂畜禽, 产生的粪便和其他有机废弃物用作第二轮粮食 区的肥料。前一轮的休闲地和牧草地,分别用作后一轮的牧草地和粮食地。如此,既有休闲地自然生草与牧草以恢复地力, 又有内部有机废弃物再循环的恢复地力。 故吸要对其补充少量商品生产资料和平衡地出售其农牧产品, 即可实现其较长期而 相对封闭的有机再循环生产,保持其生态环境的相对安全和获得更为洁净的农产品(三区轮作见图 1) 耕地三区轮作示意图) (图:图 1 耕地三区轮作示意图)
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同时应看到,由于农业生态环境的大范围相互影响(如大气环流带来的酸雨,降尘甚至沙尘暴,水体的富营养化,江、 湖、河、海的赤潮等),以及受有机耕作单元周边非控制的、现代化生产的生态环境影响,实际上很难实现真正的、封闭的 有机再循环生产。而对那些人多地少,复种指数高,无法实施轮作,年复一年地种植单一作物(连作),农牧业发展不平衡 的国家和地区,即使划分出单一的有机作物生产单元,因为没有土地用于休闲和种牧草,没有配套的畜禽生产,缺乏足够的 有机产品和废弃物,就很难在内部实施有机物再循环,恢复地力,实施有一定生产水平的有机产品生产。这些单元往往只能 从外部引入一定的农产品和大量有机肥等生产资料。而引入的这些有机物的产地,尽管其生产环境可能较安全,有机肥也可 能经过无害化处理,但因其所处的生态环境未加监控,每年每季都要施用大量化肥、农药,就无法保证其产品能达到有机再 循环生产的要求。 三、化肥不是农药 由工厂合成的农药, 往往与天然产品完全不同, 是一些在自然环境中不存在的有机物。 使用农药的目的是有针对性地“杀 生”,用以消灭虫害、病原或杂草,人们自然会认为,农药对人体也有害,不安全。事实上,一些农药成分能在人体和动物 体内积累,如有机氯;一些成分可能致癌,如某些芳香族环状化合物。农药施入农田将有部分残留土壤,降解为有害产物, 若在生态环境中参与循环, 将会产生长期影响。 因此, 人们对农药污染和农产品中残留农药的恐惧可以理解。 但化肥则不同。 1.现代化肥工业的基础是农业化学。农业化学的研究和实践证明,所有绿色植物均以无机营养方式生活,吸收无机物, 即无机态的必须营养元素,如 C、H、0、N、P、K、Ca、Zn 等,已知的共 16 种,进而制造有机物,如糖、脂肪、蛋白质等。 化肥工业就是生产那些土壤供应不足,作物又必须的营养元素,主要是 N、P、K 三要素。施用化肥的目的是“促生”,用以 满足作物平衡营养和制造有机物的要求。 2.不同化肥品种所含的营养元素,以不同的化合物形态施于农田,解离成有效态离子(如 HN4 、NO3 、K 、S04 、H2PO4 ), 为作物所吸收。有些化肥品种还会带入一些副成分(如普钙中的 CaSO4,钙镁磷肥中的 CaO、Mg0,或其中的有些微量元素)。 而所有这些化合物或离子,在任何自然土壤或耕作土壤中都能找到。即使是有机态化肥尿素 CO(NH2)2,在任何土壤和有机 肥中也都能找到。在畜禽粪尿与人粪尿中,约含尿素 0.05%~0.2%。而且什么地方存在尿素,什么地方就同时存在分解尿素 的脲酶。在脲酶作用下,尿素分解出 NH4 ,供应作物氮素;也可由硝化微生物将 NH4 转变成 NO3 。因此,早在千百年前,人 们已经知道从易积聚尿的厕所边,或墙土处取“硝”,用以制造黑火药。作物能直接吸收的尿素量极少。可见,在任何现代 化耕作的土壤中,其存在的某一具体的养分形态,如 NH4 、NO3 可能来自于有机肥的循环分解,也可能来自于施入的化肥。 土壤中相同的营养成分,对于作物或微生物都具有相同的营养作用。作物在吸收利用某一养分时,既不可能考虑其来源,更
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不可能优先吸收由有机物分解的养分。只要同样是 HN4 ,哪一个首先到达根表,哪一个就先被吸收。据此必须强调,施入农 田的化肥成分,其实都是土壤中存在的成分。只是为了作物的平衡营养与增产需要,提高了那些重要养分在土壤中的浓度。 3.有机肥中的有机物一般不能为作物直接吸收,而要分解成与化肥中相同成分(如 HN4 )后,才能发挥其营养作用。当 然,有机肥所含的多种有机物还有改善土壤性状等作用。作物能直接吸收某些小分子有机物,但对其一生的营养来说无多大 意义。目前世界上只有全部用无机养分栽培的作物,而没有全部用不被分解的有机物(灭菌,有机物不分解)栽培和收获产 量的作物。所谓有机栽培,只是以有机物形态施用,而以有机物分解后的无机养分营养作物的栽培。因此,人们才能创造设 施下无机栽培的奇迹。现代设施条件下没有土壤,采用无机介质(如岩棉),只要随灌溉水施用 1~2 种含完全养分的化肥, 即可种植和生产各种农产品。其番茄和黄瓜的产量,可达 15 万~30 万 kg/hm ,远远高于露地土壤栽培的产量。 4.当今的主要化肥品种,一些来自于天然矿物的转化,如由磷矿粉生产磷肥;由天然钾矿提炼钾肥;氮肥则都是合成氨 及其加工产品。合成氨的原料是空气中的氮和燃料中经净化的氢。随着化肥工艺水平和产品浓度的提高,化肥产品的纯度随 之提高,所含的副成分相应减少,甚至低于天然矿物或有机肥。现以 Mn Zn、Cu 3 种金属元素为例(表 1)。 因此,在发展绿色有机产品时,不应将化肥与农药等同样对待。在这里,并不是否定农药在植物保护中的作用,而是说 化肥与农药是性质不同的两类农用化学品。 (表:表 1 若干化肥中的金属元素含量 ) 金属元素含量(mg/kg) 肥料品种 Mn 棉仁饼 鸡粪尿 污泥 棉壳灰 硫酸铵 氮化钾 磷矿粉 20 30 730 550 8 2 330 Cu 43 6 6900 410 260 1 11 Zn 220 21 1040 66 120 1 16
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注释:注(1)引自 Dictionary of Plant Food(USA,1968)。 (2)缺乏可资对比的镉资料与尿素所含的金属元素资料。 四、绿色与有机食品的开发 无论绿色食品还是有机食品,都反映了人们对洁净农产品和生态安全的关注,对尽可能实现有机物再循环和回归自然, 有其现实和积极的意义。 1.将生产资料的投入,特别是肥料的形态、质量与受其影响的农产品质量相联系。由此出发,要求更严格的控制肥料品 种、形态、生产过程与产品的质量,不断提高化肥产品的纯度与肥效,尽可能防止和控制对土壤、生态环境和农产品质量的 副作用。虽然,化肥是现代农业不可或缺的生产资料,但决不能滥用,或忽视有机肥的作用。对任何作物都应选择适宜的品 种、适当的数量和合理的施用方法,科学地施用。 2.将植物营养与动物及人体营养相联系,从食物链与有机物再循环系统来评价作物营养与施肥,选择可靠的肥料品种。 如要控制人体对硝酸盐的吸收量,则应首先控制农产品中硝酸盐的含量水平,进而必须控制硝酸盐在土壤中的积累。 3.将施用的营养成分与生态环境中的物质再循环相联系,关注肥料对生态环境的连续影响,控制肥料的施用形态、施用 量与施用技术,以防止重金属耕地土壤中的积累,防止和消除水体的营养化,防止对大气层等可能产生的副作用。

尽管“绿色食品”与“有机食品”的理念在社会上已广为流传, 作为一个响亮口号也喊了几十年, 但毕竟尚未成为现代 农作物生产的主流。显然,其原因是多方面的,例如:(1)如何提高绿色与有机产品的生产效率。现代化、集约化农业的 基本特点是高效率。今天 667m 的产量和产值,常几倍于传统农业。而绿色和有机作物生产往往规模小,投入大,作物生育 缓慢,物质循环量小,效率差。“吃饱”然后“吃好”,是人们对农产品的现实要求,如只追求吃好而忽略吃饱,不可能为 人们所普遍接受。何况若用较少的耕地实行高效率的现代化生产,养活更多的人,就有可能留出部分耕地去种树、种草,发 展水果、蔬菜和花卉等经济作物和观赏作物,改善大的生态环境。人们对我国经济困难时期的农业生产记忆犹新,当时只用 极少量化肥,不仅作物,甚至连田边杂草都不茂盛,必须不放弃在每一平方米耕地上种植粮食,也就很难将大批土地去发展 林、牧、副、渔,种植瓜、果和花、菜了。因此,发展绿色和有机农产品,应能在既回归自然,遵循传统,又能使作物的产 量和品质超越传统,有所突破,才能真正立足。 (2)如何有效控制开放的生产环境。在一个开放的生态环境中进行绿色与有机产品的生产,应有相当的生产规模、洁 净的水源、 良好的空气质量和稳定而符合要求的生产资料等作为基本条件。 否则就很难对其生产环境与生产过程实施有效的 控制。因而,对这类产品生产区域的选择,生产规模的确定与环境的监控要求等,都应有严格的规定。 (3)如何控制产品的质量指标。对绿色和有机产品的质量大量都制定了相应标准。例如对主要蔬菜品种的色泽、外形、 新鲜度等分为一、二、三等,对其内在品质也制定了相应的卫生标准。以 3 种绿色仪器蔬菜与一般蔬菜为例,其具体指标见 表 2。 绿色蔬菜与一般蔬菜的若干卫生标准(mg/kg) (表:表 2 绿色蔬菜与一般蔬菜的若干卫生标准(mg/kg) ) 绿色食品蔬菜 项目 黄瓜 番茄 豇豆 砷(以 As 计)≤ 0.2 0.2 0.2 0.5 汞(以 Hg 计)≤ 0.01 0.01 0.01 0.01 氟≤ 1.0 1.0 1.0 1.0 一般蔬菜
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镉(以 Cd 计)≤ 0.05 0.05 0.05 0.05 硒(以 Se 计)≤ 0.1 0.1 0.1 0.1 锌(以 Zn 计)≤ 20 稀土≤ 六六六≤ 滴滴涕≤ 敌敌畏≤ 杀螟硫锌≤ 倍硫磷≤ 乐果≤ 20 20 20

0.7 0.7 0.7 0.7 0.05 0.05 0.05 0.2 0.05 0.05 0.05 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.5 0.05 0.05 0.05 0.05 0.5 0.5 1.0 1.0

注释:注 转引自《无污染蔬菜生产的理论与实践》,中国农业出版社,2001。 表 2 显示,从大多数指标上看,绿色蔬菜与一般蔬菜在数值上差别不大。有些指标如农药残留量,则绿色蔬菜的要求更 高,更为洁净。这些指标是明确量化的。问题在于,若将同样品种、同样新鲜度的两类蔬菜放在货架上,除标牌、价格可能 差异外, 人们能从外表将其分清吗?能确证标明绿色蔬菜者其内在质量都能达标吗?若产品未经检测而挂牌, 如何证明其可 靠呢?如果要检测上述标准中规定的 13 项指标,也许得花几天时间和上千元检测费,谁负担?如何分摊成本?即使检测后 挂牌确认, 一般只能代表送检样品代表的那一批产品的质量, 能用以代表下一批产品或不同地点生产的产品吗?如果经检测 的这批绿色蔬菜产品当天未售完,第二天、第三天因新鲜度下降,其外表可能比不上当天上市的一般蔬菜,还能保持其绿色

或有机产品的价值和价格吗?人们期望的是真正的内在质量的“绿色”, 而不仅是外表的形式的“绿色”, 更大是将本不是 绿色的产量去染成绿色(如绿大米)。 4.生产资料如何配套。 生产绿色和有机食品, 除生产环境洁净外, 首先是用无公害的质量稳定和尽可能天然的生产资料。 但由于绿色与有机产品的生产规模小,生产分散和要求特殊,使肥料厂等一些生产资料企业,往往因批量小,要求高,难以 盈利而望而生畏,即使勉为其难生产,也很难稳定地配套供应。最终生产绿色与有机产品的单位只能依靠自己动手,内部积 制或退而降低采购标准。另一方面,要真正生产出回归传统,有机再循环的产品,必须有相应的,能适应低浓度营养环境和 生长发育较缓慢的作物品种与之配套。如果同样使用目前的那些吸肥量大(耐肥)、抗逆性差、生育快的高产品种,将可能 因不适应低营养环境而生育不良,单产低,使生产效率大大下降,也难以生产出传统的、风味浓郁的有机食品。 5.现有的关于绿色与有机产品的标准和规定,如何与现代科技的发展相适应?现代社会生产的农产品,无论采用何种方 式生产都很难做到绝对“洁净”和“纯天然”。事实上,没有必要为追求纯天然、绝对无公害而去执行那些并非真正科学实 用的规定。例如,有机作物生产可用的肥料品种中有天然磷酸盐,因其是天然矿产品,肥效缓慢。但现代农业化学研究证明, 天然磷酸盐成分复杂,往往含有镉等过量重金属及氟,如其含镉量平均可在 15.3mg/kg(中国)到 36mg/kg(美国),而其 禁止使用的萃取磷酸及三元磷酸盐(如磷酸一铵和二铵),其含镉量明显降低,磷素呈有效态。 OCIA 还禁用工厂生产的硝 酸铵和硝酸钾,也使人难以理解。因为对作物来说,如果土壤中同时存在来自于有机肥铵化和硝化后产生的 NH4 、NO3 和硝 铵中的 NH4 与 NO3 ,根系是无法区分其来源而拒绝吸收由工厂生产的 NH4 和 NO3 的。因此,在确定绿色食品、有机产品的科学 现代概念的同时,十分需要一个与现代文明和现代科学技术发展水平相适应的标准和规定。 6.OCIA 关于有机作物生产的认证有 9 条原则,其精神可贵。但似不易为一般生产者所真正理解和接受。这 9 条原则归 纳起来,主要强调四个方面。 (1)要求有机作物生产者(农民)都是能识别和赞赏自然遗产的忠实管理者。 (2)强调对自然过程的管理。有机作物生产者所投入的物质和生产的产品,都应从属于对自然过程的有效管理。 (3)有机作物生产者要把生产环境看成是一种自然资源。不仅要使这些资源尽可能地不受污染,而且要使这些资源的 自然退化速率小于自然恢复速率,即自然资源能可持续发展。 (4)有机作物产品的加工、经营者应保持和提高这些产品的原有营养价值和风味。 可见有机作物生产者从事有机作物生产的目的,首先不是盈利,不是赶时髦,而是弘扬一种返朴归真,保护、管理好自 然资源和自然遗产的精神。要生产真正的原汁原味的有机产品,不仅要有有机作物生产者,而且需要有机产品的加工和经销 者,要有每个环节的严格管理和奉献精神。 概而言之, 农作物生产是一个由生物体与其环境相互作用下目的活体生产过程。 其产品将会同时烙上生产环境和生物体 基因的印记。而希望享受能保持天然风味和无公害的农产品,享受绿色和有机农产品是人人应有的权利。因此,我们不仅要 为绿色和有机食品的生产环境、生产过程制定一系列标准和规定,而且更要为普通消费者认识、辨别货架上的绿色和有机食 品制定信服和实用的标准。要为生产大批量的公众食品制定生产环境、生产过程可与采收、贮运与销售的,可操作的管理要 求和产品标准, 确保大宗产品的洁净与无公害。 而不宜把绿色食品与有机作物的生产神秘化、 概念化或使其产品“贵族化”。 与其把绿色与有机食品的生产看成是一个“商机”,不如把目光放大,把生产无污染而洁净的,面向大众的农产品,提高农 产品的公众信誉度看成是一个圈真正的商机。 主要参考文献 [1] 中国绿色食品发展中心.绿色食品分级标准.1995
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[2] 国际有机作物改良协会.1998 年国际颁证标准.国家环保局有机食品发展中心译编.1998 [3] 汪雅谷,张四荣.无污染蔬菜生产的理论与实践.北京:中国农业出版社,2001


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