借用生物力量的自然栽培

杉山修一，黄孝春，张立功

（1日本弘前大学农学生命科学部 日本青森 0308570；2西部果友联盟·陕西西果联农业发展有限公司 陕西西安 710075）

木村秋则是日本青森县一个果农，由于妻子对农药的过敏反应，他决意尝试不用农药栽培苹果。连续8年的试验在颗粒不收中让他贫困潦倒，几近倾家荡产。绝望之际，他从森林里的野果树上感悟到以往的对症疗法不能解决病虫害的症结，问题的关键在土壤。从此，他改变方法，终于在第十一个年头，他的果园结出了苹果。他的故事感动了无数观众，以他的传奇故事编的书，拍的电影，取名《奇迹的苹果》，相信国内许多人对木村的自然栽培已不陌生（图1）。

图1 木村秋则：自然栽培的世界

木村的故事不仅感动了一般民众，也引起了研究人员的兴趣。位于青森县内的弘前大学农学生命科学部的杉山修一教授（笔者之一）就是其中一位。杉山修一教授毕业于北海道大学，专攻农学（作物学）。

2003年，一次偶尔的机会，一张无农药自然栽培苹果的讲演会广告吸引了他的注意。当时木村秋则还没出名，按一般常识，无农药栽培苹果根本不可行。他怀着好奇心参观了木村秋则的苹果园，尽管杂草丛生，但没有使用农药的苹果树依然长得很好，再加上木村秋则的讲解，使他相信木村无农药，无肥料自然栽培苹果的事是真实的，但究竟奇迹是如何产生的，杉山修一教授当时茫然不知。后来，他一边在苹果园里持续观察（图2），一边将果园里的土，树叶带回实验室进行研究。直觉告诉他，应该从生态学，而不是农学的角度来探讨分析木村的自然栽培法，奇迹苹果成功的原理可能对自然的生物群集研究有参考意义。

图2 笔者之一杉山修一教授在木村苹果园调研

农学和生态学这两个学术背景对杉山修一教授揭开木村的自然栽培之谜起到了非常重要的作用。这些谜主要包括以下几个方面。（1）究竟什么是自然栽培？（2）不施肥，作物为什么能生长？（3）不用药，作物为何不受病虫害的影响？（4）自然栽培技术的特征是什么？（5）自然栽培对日本和世界农业有什么贡献？杉山修一教授对上述课题做了多年的研究，其学术成果陆续在相关学会和专业刊物发表，被视为解释木村奇迹苹果之谜的第一权威。为了让更多的公众理解木村的自然栽培法，他于2013年撰写了《了不得的果园，了不得的土壤—无农药·无肥料·自然栽培的生态学》（幻冬舍新书）这一科普读物。

弘前大学的黄孝春教授（笔者之一）祖籍湖北武汉，主要从事苹果产业研究，近几年对其他作物进行自然栽培的生产销售情况进行了持续跟踪研究，作为杉山修一教授的同事和木村秋则先生的朋友，他经常和杉山修一教授、木村秋则先生进行专业交流（图3）。张立功研究员（笔者之一）在日本考察学习的过程中得到了他无微不至的照顾和帮助，在第一次接触到杉山修一编写的《了不得的果园，了不得的土壤—无农药·无肥料·自然栽培的生态学》这本书时，我就被其揭示“木村秋则奇迹苹果的秘密”所吸引，通过黄孝春教授告知杉山修一，希望得到他的应允编译介绍给国内的读者，得到了黄教授和杉山教授的积极响应。感谢弘前大学杉山修一教授和黄孝春教授，由于他们的理解和支持，我们才有幸在此编译杉山教授著作的内容，以飨读者。

图3 黄孝春教授（左）和木村秋则（右）在一起

1 古代农业的产量只有现在的两成

农业是种植农作物（种植业），加工农产品（加工业），繁育家畜家禽和水产（养殖业），满足人们生活所必需的吃穿住行的产业。其努力的方向是要摆脱自然的约束，实现自给自足。对农业来说，自然是一种威胁。放任自然的话，就会杂草丛生，作物会生病招虫。随着农业的进步和发展，耕地与自然相分离，原本在自然环境下生长的植物和动物被改良成作物和家畜。但是木村的自然栽培和迄今为止的农业所走的方向完全相反。为了理解什么是自然栽培，有必要回顾一下以往农业走过来的历史。

据说人类诞生于20万至30万年前的非洲，但播种，培育，收获这一农业形态始于1万年前左右。在小麦、大麦进化较早的中东，9 000年前的麦子产量，1公顷只有0.5～1吨，不到现在的2成。主要是土壤缺乏每年提供作物生长必要的营养素的能力，这种能力被称之为地力。地力的维持自古以来就是农业最大的课题。休耕，种植豆科类植物，投入堆肥和施人类粪尿都是维持地力的手段。即使如此，中世纪欧洲1公顷的麦子产量也只有1吨左右，相当于现在产量的2成。当时的人们还不知道植物吸收氮等土壤中营养素的原理，属于使用堆肥等来维持地力的有机农业。

2 以化学肥料，农药的使用为前提的近代农业的准备时期

从19世纪中叶开始，随着堆肥等有机肥料向化学肥料转换，作物的产量由此显著增加。德国化学家李比希发现植物的根吸收氮和磷，人类开始对作物直接施用来自矿物的磷、钾等化学肥料。另外，作为作物生产基础的光合作用是由众多酵素的复杂的化学反应所形成的，而酵素的产生需要大量的氮素。1908年用空气中的氮和水素化学合成产生氨，这一发明使氮素肥料的工业生产得以实现。由于氮素肥料的化学合成成为可能，即使不对土地施加有机物，作物也可以充分生长，地力的问题由此迎刃而解。另一方面，19世纪末，硫酸铜与石灰的混合物即波尔多液抑制作物病害的功效被发现，并作为高效农药开始使用。由此以化学肥料和农药的使用为前提的近代农业准备就绪。

3 绿色革命带来作物收成显著增加

从二战后的1950年代开始，作物产量迅速增加，这是所谓绿色革命的一系列农业技术的结合带来的结果。这些技术包括化学肥料的制造方法的发明，作物品种的改良，防治病虫害和杂草的合成农药的开发，灌溉等农地设施的充实，这些结合起来，构成我们称之为常规农业的一套作物栽培技术体系。特别是氨的工业生产，对提供廉价的化学肥料，提高作物产量贡献很大。

化学肥料的发明、高效利用氮新品种的培育、病虫害的综合防治、杂草合成农药的研发，这些技术的结合就使得产量的大幅度增加成为可能。比如麦子1公顷的产量超过5吨，是有机农业时代的5倍。

4 转基因作物的诞生

绿色革命主要是由化学技术来支撑的。氮肥的制造，杀虫剂杀菌剂，除草剂的研发与制造依靠的都是化学知识与技术。一手使用大量的化学肥料促进作物的生育，一手靠农药来排除作物以外的生物，这是绿色革命的根本思路。

随着20世纪后半期生物技术的发展，人类开始有能力操作遗传基因。基因操作技术应用于作物改良，诞生了多种转基因作物。现在，美国、加拿大、阿根廷、巴西等农业大国广泛栽培大豆、玉米、油菜等转基因作物。

现在绝大部分的转基因技术都是以除草防虫为目的的。用于除草的转基因技术就是先找到对特定除草剂产生抗性的土壤细菌的遗传基因，然后将它导入作物。喷洒除草剂后，杂草全部枯死但导入了遗传基因的作物不受影响。迄今为止需要使用多种除草剂来防除杂草，但转基因作物只需一种除草剂就够了。

杆菌属细菌能够制造破坏昆虫消化管的蛋白质，将这种制造杀虫蛋白质的遗传基因导入作物，作物就能自我生成杀死昆虫的蛋白质，吃了该作物的虫就会死掉。这种生成杀虫蛋白质的转基因作物可以减少杀虫剂的使用。

5 《寂静的春天》引发人们对有机农业的关注

正当绿色革命在世界各地提高作物产量，大获成功的时刻，1962年出版的《寂静的春天》一书（图4）给世界带来了巨大的冲击。作者卡逊在书中反复强调正是由于合成农药的随意、过量使用，自然界的生物遭遇死亡的事实，对生态平衡的破坏敲响了警钟。每年新研发的各种化学物质扩散到生物系，将有毒性化学物质吸入体内的生物作为食物被其他生物食用，体内的化学物质进一步浓缩。处于生物系上位的鸟寻食鱼类与昆虫，有毒性的化学物质在其体内浓缩，最后导致死亡，终有一天，人类迎来没有鸟叫的寂静春天。该书将隐藏在以使用大量农药为前提的绿色革命成功背后的问题点曝光于公众面前。当时，农药的使用安全标准不严，DDT等现在严禁的农药在很多国家广泛使用。《寂静的春天》的出版发行作为一个契机吸引人们对不使用合成农药的有机栽培的关注。

在日本，有吉佐和子的《复合污染》在1975年出版，人们对有机栽培的热情高涨。农林水产省于2000年制定了有机JAS规格，从国家层面认可有机栽培的实践。在这个法律中，规定了有机栽培可以使用的资材的种类，化学肥料与合成农药被排除在外。因此可以说，面对绿色革命的遗产的有机栽培否定化学肥料和合成农药，试图回到传统农业。

图4 蕾切尔·卡逊《寂静的春天》

6 福冈正信倡导的什么也不做农法

有机农业是以对抗绿色革命的形式出现的，但是在日本，从1930年代开始就有人提倡无农药无化学肥料的栽培方式。福冈正信就是提倡自然农法，并亲自在爱媛县的农场践行的。他认为近代农业的耕地、施肥都是多余的。什么也不做才是善。他不仅否定了化学肥料、合成农药，也否定了包括耕田等迄今为止的各种栽培技术。他认为只有这样，农业才能回归到本来的自然。他将这种什么也不做农法取名为自然农法，并出版了很多相关著作。他的自然农法影响了日本，甚至世界上的很多人。

7 有机栽培和自然栽培

有机农业，自然农法都是对以农药、化学肥料为前提的近代农业产生疑问而出现的。两者的不同在于有机栽培否定近代化学技术的合成农药、化学肥料，试图回到不使用它们的过去，而自然农法强调回归自然，否定作为栽培技术的科学。

木村提倡的自然栽培也不使用化学肥料和合成农药，那它和有机农业、自然农法的区别在哪里呢？要理解自然栽培，有必要先回顾一下木村的奇迹苹果成功的历程。

木村放弃使用化学肥料和合成农药栽培苹果的前8年颗粒不收。这期间他持续寻找替代化学肥料和合成农药的各种有机资材来抑制病害，比如大蒜、醋、牛奶等都是来源于食品的资材。这种用对生物无害的资材来代替合成农药来防治病害的做法就是典型的有机栽培。但当他在有机栽培这条路上走不下去要在岩木山自杀的那一瞬间，他终于醒悟到有机栽培和绿色革命的基本思维方式是相同的。此后他决意努力将自己的苹果园改造以接近岩木山森林的自然状态。这意味着木村和有机栽培诀别。福冈正信也提倡农业与自然的一体化，但放任自然什么也不做，你就不可能收获苹果，那只能叫放置。持续多年的有机栽培收不到苹果，放置栽培也同样不可能。木村正是在有机栽培和放置栽培之间存在的狭隘领域开拓出了另一种模式。

作物栽培法的分类

（1）一般栽培：使用化学肥料与合成农药的常规农业。

（2）有机栽培：不使用化学肥料与合成农药，只使用被许可的有机资材来栽培的农业。

（3）放置栽培：不使用化学肥料与合成农药，种植作物但不管理（什么也不做），坐等收获的农业。

（4）自然栽培：不使用化学肥料与合成农药，利用生物的力量来栽培的农业。

8 自然栽培的主人公是苹果树本身

苹果树结果，人只不过起了点帮忙的作用。主人公不是人而是苹果树。这是木村在谈及苹果自然栽培时经常讲的一句话，触及自然栽培的本质。如果我们将苹果栽培当成一场比赛就容易理解这一道理。

在这场比赛中，让杂草、昆虫、微生物共生的苹果园结出苹果就是胜利。常规农业以生产者为核心选手支配比赛。选手一边给果树施用化学肥料，一边用化学合成的杀虫剂、杀菌剂将果园里的生物杀死以赢得比赛胜利。在这里，化学肥料与合成农药很重要，有了这个装备，谁都可以赢得比赛的胜利。但这种装备给环境带来太多负面影响。

有机栽培轻装上阵，取代化学肥料施用堆肥以提高地力，取代合成农药使用天敌昆虫等自然资材来防治害虫。但由于装备的功能下降，不能完全击退果树的害虫与病原菌，因此赢得比赛的概率不如常规栽培。在此需要强调的是，常规农业和有机农业一样，生产者是比赛的主要选手。

放置栽培的生产者不作为选手参加比赛，而是改为旁观。即使害虫、病原菌袭击苹果，也只是观看而已，什么也不做。显然，苹果树受到害虫与病原菌的袭击，不可能取得比赛的胜利。

相比而言，自然栽培跟放置栽培一样，生产者不作为选手参加比赛，但不是旁观，而是作为教练来参与。自然栽培的搞法是将比赛交给生活在果园里的所有生物。在果园里，既有加害苹果的敌方选手，也有抑制敌方的自己阵营的选手。这些选手中既有提高地力的选手，也有和病原菌作战的选手，还有防治害虫的选手。

9 促进生物的多样性是自然栽培的核心

教练的作用在于提高己方选手的能力来抑制敌方选手的进攻。选拔优秀选手并将他们紧密结合成为强有力的团队，这才是教练在自然栽培这个比赛中应有的作用。有机栽培与自然栽培的根本区别在于，你是作为选手还是作为教练来参与比赛。以天敌为例就很容易理解两者的区别。

有机栽培将人工饲育的天敌放到苹果园来替代合成农药的使用，而自然栽培则改变天敌生活的苹果园环境，让天敌在那里存活下来。同样是将天敌用于防治病虫害，但散布与存活，其想法大相径庭。自然栽培的基本想法是，利用果园里的生物的力量来替代肥料，农药的使用。这是以往的农业完全没有的一种全新的思路。

在足球比赛里，人们常常看到选手没变但换了教练后，球队迅速变弱或变强的事。教练的作用就是让选手相互密切配合，达到控球，抢球的目的，为此需要巧妙地发挥选手各自的潜在能力。教练的作用比选手更重要，教练必须富于经验并对比赛有很深刻的认识。

木村正是因为从栽培苹果的选手改变成教练而让他看到了他以前没有看到的东西。首先，他感知到不良土壤导致苹果树营养不足。因此他在果园里播种大豆、小麦，改良土壤。其次，他一改以往除草的习惯，让草自然生长。各种昆虫聚集生活在一起，增加了果园的生物多样性。其结果，曾经占据优势的吃树叶的虫，引发病害的病菌的威力逐步得到控制。正因为木村懂得了从选手转为教练的重要性，短短3年就成功地让果园复苏过来。

10 自然栽培就是利用生物力量的农业

自然栽培是一种什么样的栽培方式呢？自然栽培就是利用生物力量的农业。生物的力量绝不是一种神秘的，由神操作的东西，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种。一是代替肥料提高地力的“植物-土壤反馈”，二是代替杀虫剂防治害虫的“生物之间相互作用网络”，三是代替杀菌剂抑制疾病的“植物免疫”。