3.4 利用蚯蚓泄物，生产混合肥料
美国罗德尔研究院研究中心认为，利用败草和食物残渣生产蠕虫泄物混合肥料，既简单又有效。当然，生产这种肥料首先需要利用蠕虫，但不是所有的蠕虫都能使用，必须是蚯蚓方可，但也不是任何蚯蚓都适用，只有那种在地表觅食的红蚯蚓才适用。古巴在10年前就开始了蠕虫养殖计划，当时他们只用了两小盒红蚯蚓。到1992年，古巴已建立了172个蠕虫泄物混合肥生产中心，每年可产生93000吨蠕虫腐殖土。蠕虫腐殖土就是蠕虫在吃了败草和食物残渣后留下的粪便，这种物质中含有90%有机物，其余10%为土攘。其中，含氮、磷量均为2%，含钾量为1%。蠕虫腐殖土可施用于田园土攘中，不断向土壤提供营养物质，有效期可长达5年。
3.5 粉煤灰可以变成复合肥
火力发电厂的烟道中每天都要释放出大量的粉煤灰，如何处理这些从烟气中分离出来的固体物质，是一个很棘手的问题。通常的办法是找一个废弃的山谷或者大坑堆放起来，这种做法既污染了环境，又不能充分地利用粉煤灰。
在施用农家肥料时，要注意煤灰、废弃塑料污染农田，煤灰不可与畜粪尿相混合，因为煤灰呈碱性，畜粪尿呈酸性，二者中和后，肥效自然会降低。如不少农家用煤灰垫猪圈、牛圈，改变了多年来用稻草、杂草垫圈的好传统。因此，农家肥成了煤灰与畜粪尿的混合物。长期施煤灰，还会造成土攘的严重沙化，庄稼在这种土壤里极易枯萎。但是，粉煤灰的农业研究具有重要的意义。只要运用得法，粉煤灰便是一种含有多种元素的复合肥，可以作为缺乏这些元素的土壤和酸性土壤的补给肥源。另外，粉煤灰虽然不含有机物质，但是有一定的吸附性，可以与城市垃圾、稀粪、桔秆等有机物一起作为堆肥，粉煤灰还可以用作北方早稻育秧、蔬菜育苗的覆盖物，以提高土壤表层的温度，利于培育出壮苗。除此之外，我国在粉煤灰的农业资源化利用方面也作了积极的探索，取得了明显的进展。例如，用粉煤灰作为根瘤菌的载体，以粉煤灰为基质，加入植物生长所需要的常量、中量、微量元秦，研制出了全营养成分的硅酸质复混肥料；用粉煤灰作为花卉的基肥，促进花卉的生长，促使其株高、叶茂、花多，可代替牲畜肥。专家们提出：施用粉煤灰的时候，必须严格地控制粉煤灰的用量，并且加强监督与管理；大力提倡对观赏性植物以及非食物性的植物施用粉煤灰；以粉煤灰为基质配制复混肥及各种农作物的专用肥；以粉煤灰为基质制成农用杀虫剂和防腐剂。由于煤是由植物生成的，所以粉煤灰的成分同草木灰一样，含有植物生长发育所必需的营养物质。粉煤灰的元素组成因煤源而异，其主要成分为硅、铝、铁、钙、镁以及未烧尽的碳和磷、钾、钠。此外，粉煤灰还含有多种微量元素，如硼、锰、铜、锌、钼、钴、钒等。粉煤灰不仅可以做肥料，而且也是良好的土壤改良剂。用于黏土可以疏松土壤，用于砂士可以增加保水性，对于盐碱地还有改造作用。
3.6 化肥使用关键在于科学施肥、合理施肥
中国农业大学植物营养系陈伦寿教授说，人类施用化肥是从1843年开始的。一个半世纪以来，化肥成了夺取农业高产的重要因素；即使到了21世纪，农业生产也仍旧离不开化肥，因为化肥是植物营养的重要来源。化肥污染是客观事实，但那主要是不合理施用的结果，而不是化肥本身的罪过。“果不香、瓜不甜”是由养分不平衡造成的，但能够通过平衡施肥来加以改变。
由于化肥比有机（粪）肥省力、省事、清洁、见效快，因而受到农民欢迎，以致施用量越来越大。20世纪80年代初，我国每公顷土地平均施用75千克化肥（以有效成分计），1987年增至210千克，1995年更猛增至375千克，而沿海省市不少超过500千克，远远超过了发达国家为防止化肥污染而设置的安全上限——每公顷225千克。由于大量或超量施用化肥，使得化肥成本已成为众多地区种植业诸成本中占比例最大的项目。这种高额的物质投入使农民不堪重负。
针对上述情况，必须把合理施肥和科学施肥提上重要的议事日程，以尽可能减少化肥的负面影响。一是要做到平衡施肥，氮肥施用过量，除了会污染水体外，还产生气态氮氧化物，污染大气，形成酸雨，并引起蔬菜中俏酸盐的大量积累，危及食用者健康；二是要提高化肥的利用率，做到少施精用，向浓缩化、复合化、液体化和缓效化方向发展；推广测土配方施肥技术，克服盲目施肥现象；改进施肥方法和机具，对那些容易挥发的肥料（如碳酸氢铵），要适当深施覆土；三是提倡有机肥与化肥配合使用，改进化肥形态，发展微生物肥料，尤其是固氮微生物肥料的生产，是提高农作物产量、减少化肥施用量的一条有效途径。多种溶磷、溶钾的微生物肥料还可将土壤中难溶的磷、钾溶解出来，供植物吸收，是保证农业持续发展的一项重大措施。
4 我国时生态示范区
4.1 生态示范区建设是根治农村环境问题的最佳选择
1999年国家环境保护总局组织了第一次考核和验收，有33个县和地市验收合格并荣获了全国生态示范区称号。验收的33个试点建设单位基本上实现了本县市区域生态良性循环基础上的经济社会全面健康发展。据测算，验收县市的农民人均纯收入达到3081.7元，是全国平均的1.42倍（全国平均2161.98元）；森林覆盖率38.2%，是全国平均的2.74倍（全国平均13.92%）；GDP能耗1.36吨/万元，是全国平均的72%（全国平均1.9吨/万元）；灌溉耗水旱田平均每亩181.1立方米、水田平均每亩369.6立方米，优于全国水平（1998年全国亩均用水488立方米）；秸秆综合利用率平均82.2%，杜绝了燃烧秸秆的污染。考核验收结果表明，生态示范区建设是根治农村环境问题的最佳选择。
4.2 生态示范区建立了重要示范意义的模式
生态脱贫模式 吉林省和龙市通过示范区建设，建立了长白山林特产品十大基地、三大优势产业、四大环境工程相结合的建设模式，确立了优势产业群体，为自然资源丰富、经济基础较差的地区做出了示范；浙江磐安县利用山区自然资源和生态环境优势，发展实现生态与经济良性循环的主导产业，在实现脱贫的同时，保护了浙江四大水系发源地的生态环境；江苏省宝应县在洪涝灾害防治、土地盐碱化治理、湖泊退化、湖泊富营养化、水土流失控制等方面开发了各具特色的生态工程模式，为我国控制“三湖”富营养化提供了可借鉴的生态措施；还有内蒙古敖汉旗的治理沙漠和水土保持；黑龙江省拜泉县的坡水田林路综合治理；山东省五莲县和东辽市的治理荒山荒坡；安徽省杨山县的改造黄泛区等等。
城乡一体化模式 广东省珠海生态示范区是在城市绿化的基础上探索建立生态城市的模式；海南省三亚市以建设国际化热带滨海旅游城市为立足点，大力发展热带旅游业和热带高效农业；江西省共青城通过鸡鸭工程、粮食工程、林木工程，实现了区域经济与生态的良性循环发展；江苏省杨中市作为城乡一体化的典型模式，对于我国农村城镇化具有十分重要的借鉴作用。
城郊类型的生态示范区 北京市延庆县生态示范区的建设，对改善北京地区的生态环境起到重要作用；大连市金州区通过发展高科技农业和海产养殖业，既服务于大连市，又开拓国外市场；新疆的沙依巴克区生态示范区建设，改善了乌兽木齐市的生态环境和投资环境；浙江省临安市通过田、地、山三线生态建设，成为杭州市城市生态的缓冲与保护带。
农业县市类型的生态示范区 辽宁省盘山县在完成了一批生态农业工程的同时，在农村环境综合整治方面成效突出；江苏省姜堰市创造草——藻河沟、湖泊生态渔业、稻田养殖、稻后茬低棚育菇等，丰富了生态农业类型；江苏省大丰市在生态农业、自然保护、发展生态型工业和环境综合整治等方面，形成了一批具有良好的规模效益的生态骨干工程；黑龙江省农垦总局291农场以现代化集约型生态农业为核心，把机械化农业和生态农业有机地结合起来；湖北省钟祥市将生态农业建设基础扩大到工业、林果业、养殖业、城市环境综合整治各个方面，形成以大农业为龙头的生态产业带；湖北省当阳市围绕大农业进行生态产业带建设，形成了以科技为先导的产、加、销一条龙；湖南省江永县以农业生态建设为主，构建了以香柚等优质水果为核心的种植业、以养猪为主的养殖业、禽畜粪便综台利用的生态工程体系；黑龙江省虎林市充分发挥生态环境和绿色资源优势，大力发展绿色食品及其加工业，带动了全市社会经济的发展。
5 用科学技术治理农村环境
5.1“3S-—精确农业”崭露头角
随着人口的增加，可耕地面积的减少，精耕细作创高产，提高农作物面积的产量，是解决吃饭问题的有效途径，于是把航天技术引进农业生产的“精确农业”应运而生。
精确农业也叫“3S”农业，“3S”指的是全球卫星定位系统（GPS）、卫星遥感系统（RS）和地理信息系统（GIS）。它根据田间作物生长条件和产量状况的差别，应用“3S”技术进行监测、调节和控制，有的放矢地进行投入，从而达到提高单位面积产量、减少环境污染的目的。
目前，精确农业主要体现在3个方面，一是产量监测，当用联合收割机进行农作物收割时，有2台独立的仪器收集数据，一台是传感器，计算每株农作物的产量。例如一台玉米传感器，在收割机收割玉米的过程中，会计算出每株玉米结了多少个玉米榛子。与此同时，另一台仪器是接收器，它从全球卫星定位系统那里得到收割这株玉米的精确位置，并把这种结果绘成一幅小块土地的产量分布图。二是土样采集，用一种适于在各种地形行驶的车辆，采集土壤样品并将数据送入计算机，同时，从接收器获取采集这一样品的位置，绘成土壤状态图。三是精确投入，把产量分布图和土壤状态图装入带有全球卫星定位系统接收设备的喷施器中，就能精确地给这块土地施肥、喷药，减少浪费，提高产量。
“3S”农业已在我国崭露头角。北京市郊区从1980年开始，利用GPS为飞机喷雾防治农业害虫服务，收到良好效果；从1996年开始，北京市顺义区、大兴区利用卫星遥感系统（RS）技术，对农作物分布和种植面积进行调查，井对农作物的长势进行监测和佑产，还对农业灾情进行监测和灾情分析，受到了农民的欢迎。
5.2 太空育种硕果喜人
在山东省烟台市农业科学院太空育种生产实验地，田间生长的太空黄瓜、太空大葱植株十分健壮。太空黄瓜播种出苗后仅40天，地里的黄瓜有的已经长到57厘米，重量达1.9千克，而长达50厘米左右，重量在1200克以上的黄瓜更是多不胜数。众多农民高兴地说：“有了这样的好品种，致富有了门路。”
在中国科学院遗传研究所的支持下，烟台市农业科学院1996年将大葱、黄瓜、甘薯等作物种子措载返回式卫星进行太空育种，探讨利用太空环境（宇宙射线、微重力、高真空、弱地磁等综合因素）对植物种子的诱变作用，选择有益变异，积累了丰富的科学数据。经过连续5年精心选育，现已育成优质、抗霜霉病的太空黄瓜新品种“烟太黄1号”，育成耐寒、抗病的大葱新品种“烟太空葱1号”和高产、早熟的甘薯新品种“烟太空薯1号”、“烟太空薯2号”。这些高产、优质的太空新品种具有广阔的市场前景。
田间试验证实：“烟太黄1号黄瓜”亩产量可达7000千克左右，其突出的优点是早熟，从出苗至采摘仅为28天即可采摘上市，而现有早熟栽培品种需55～65天才能采摘上市。此外太空黄瓜还具有瓜肉厚（约占横茎的60%），食味佳，较普通黄瓜更为鲜嫩，瓜形整齐美观等优点，特别在阴雨连绵的高温多湿季节，其抗霜霉病、抗逆的优良特性表现更为突出。烟台农业科学院选育出的甘薯新品种具有产量高、结薯早等优点，“烟太空薯1号”在苗床上即可开始结薯，薯块重可达106克，这种早结薯性状是常规育种中所罕见的，也为甘薯种质创新提供了新的育种材料。同时，早结薯的太空甘薯新品种，也是抗灾补种的理想作物。太空育种速度快，见效高，在较短时间内可育成高质量的新品种，可较常规育种缩短育种年限2～3年。
5.3 无土栽培 大显身手
植物生长之所以离不开土壤，是因为土壤能为它提供必不可少的养分、水分、空气和对根的扶持。科学家们模拟土壤的功能，配置出无害无味的培养液，它含有植物生长所必须的12种营养素；同时用陶粒、沙子、海绵等对根部加以固定，其空隙便于根的呼吸。这样植物有了吃的、喝的、又可呼吸，自然就可以和土壤告别了。1980年，我国第一本无土栽倍专著问世，它的作者是北京林业大学的一位教授。我国无土栽培的起步虽然晚于美欧50年，但简单易行，便于推广。
在我国，自从无土栽培鲜花推向币场后，城市的一些居民已尝试着把有土盆花改为无土花卉。无土栽培由于营养液的营养成分比较充分，所以植物开花多、花大、花期长。无土栽培比较清洁，像陶瓷、塑料、易拉罐、玻璃杯都可以作为栽培容器。无土栽培的浇水周期比较长，如果出差旅行10天半个月不在家，有的甚至3个月都可以不用浇水。无土栽培最大的价值在于它可以使粮食、蔬菜生产发生革命性的变化。在人口猛增，耕地锐减，淡水不足的情况下，有了无土栽培不需多少土地和水，就能获得丰收。无土栽培可上天，可入地，可下海，可在远离人烟的沙漠、边防哨所、矿山油田等处大显身手。在楼顶、墙壁、阳台、走廊等处开辟花园或小菜园，既有赏心悦目的环境，又可随时吃上新鲜脆嫩的蔬菜。
5.4 设施农业——有色覆盖薄膜的应用
传统农业依靠自己的光温和雨水条件，炎夏、寒冬的季节变化而影响产量。而设施农业能够人工控制条件，作物生长所需要的光照、温度、水分、二氧化碳和营养成分得到了充分保证。设施农业还可以为作物生长创造最佳条件。如果在温室屋顶利用双层玻璃，中间通以有色燃料以便滤去对植物生长不利或有害的非生理活性光，可以降低温度，减少植物的呼吸消耗，获得的热能还可以通过循环水储存起来以供再次利用。温室条件下植物不受冰雹、风灾、酸雨等外界不利环境因素的千扰，又因为不用天然土壤，可以减少病虫侵害等。设施农业的科学利用，不但作物可以高产优质，而且可生产无污染、无公害蔬菜。但设施农业设备费用高、能耗大、对品种有特殊要求，连年种植同一作物还会引起连作障碍。
有色覆盖薄膜的应用是设施农业中的一项重要的技术。我国对地膜的应用从1979年开始，截止到1995年生产农用地膜91万吨，覆盖面积达1380万公颂。覆膜技术的缺点是塑料薄膜不宜降解，造成环境污染。
5.5 北京创建“白色农业”
我国的农业面临“三个战略调整”，（1）由动物植物资源组成的“二维结构”传统农业，“调整”向动物、植物、微生物资源组成的“三维结构”新农业。地球生物界是由三大生物资源组成，动物、植物、微生物，因此，“三维结构新农业”也可叫“整体农业”。（2）由陆地生物资源的利用“调整”向海洋水生生物资源的开发，创建陆地、水域并举的新农业。海洋占地球面积的71%，海洋生物资源占地球生物资源的80%，海洋将成为21世纪人类的第二粮仓。（3）由“人畜共粮”传统，“调整”向“人畜分粮”的农业新模式。“三个战略调整”，这是我国农业摆脱困境的必由之路。
所谓白色农业，就是微生物农业，以蛋白质工程、细胞工程和酶工程为基础，以基因工程全面综台利用组建的工程农业。由于这项新型农业是在高度洁净的工厂内进行，人们都穿戴白色工作服、帽从事生产劳动，所以称为“白色农业”。“白色农业”节土、节水、不污染环境、资源可循环利用。
1996年8月18日，我国第一座白色农业研究所——北京白色农业研究所在北京市延庆县挂牌成立，该所将为中国创建“白色农业”提供实践经验和模范样板；与此同时，山西农业科学院院长李振吾表示，要在省农业科学院筹建“白色农业工程技术中心”，山东威海市将筹建“白色农业实验基地”，宁夏也决定筹建“宁夏白色农业工程技术研究中心”。微生物资源开发有着巨大的潜力。据测算，我国农作物秸秆每年约有7亿吨，如果其中有20%的秸秆，即1亿吨通过微生物发酵转化为饲料，可获得相当于400亿千克的饲料粮，占全国每年饲料用粮的1/3。微生物工业是节省土地型的工厂化生产，一座占地不多的年产10万吨单细胞蛋白质的微生物工厂，能相当于180万亩耕地生产的大豆蛋白质，或3亿亩草原饲养牛羊生产的动物蛋白质。
5.6 现代科技在农业上的应用
德国 借助卫星耕种农田。便携式计算机、卫星接收设备和用来计算收获的麦粒和谷粒数量的Y发射体是德国KSG农业公司的生产工具。KSG农业公司对耕作的土地逐渐进行清查，每隔50米取出一个土壤试样来分析在各测量点的土壤里含有多少氮、磷和钾，最后由中央计算机计算出需要给某一块土地施多少矿物肥料；这些数据将被输入撒肥机上的计算机里，由计算机自动打开或关闭撒肥机的喷撒盖，农夫只需驾机向前行驶。当联合收割机在农田上收割时，会不断地记录收获量，作出总结。在小麦或黑麦生长茂盛的地方，植物从土壤中吸收大量矿物质；在收成少的地方，土壤中还有足购的氧分。这些数据被输入计算机里，计算机可以为下个种植季节计算出肥料配方。但只有在农田里一米不差地驾驶农机，这种精确计算的肥料配方才能起作用。这只有借助来自地球上空的监控信号才行。每台农业机器都要有全球定位系统的接收器，这个全球定位系统是由美国国防部作为导航辅助系统设置的。KSG农业公司的这一耕作计划的设计者、土攘学家埃瓦尔德·施努格认为，采用全球定位系统与过去从马拉犁转换到拖拉机耕地一样，将变革耕作方法。
日本 机器人走进田间。机器人下田，一分耕耘三分收获。接枝机器人每小时可接枝700株，以6个半小时的工作来说，效率是人工的4倍。测定水果品质的机器人，不必切开水果，以红外线照射水果内部，即可区分柑橘类、哈密瓜等水果的糖、酸、涩程度。果实采收也可由机器人代劳，采收的是番茄、黄瓜、葡萄、柑橘、白菜、西瓜、哈密瓜等蔬果，可利用传感器找，判断是否成熟，再区分果实和叶、枝后，摘下成熟的果实。目前番茄采摘机器人已进入实用阶段。机器人接近果株后，手臂会找到成熟的红色番茄，并用“手掌”抓住番茄旋转后摘下。
法国 智能绿色猪圈。由法国农业机械、农业工程水利及森林中心设计的“智能绿色屋”，在盖尔内韦9投入使用。这是为改进养猪技术而设计的“饲养室”。原来饲养室的设备，如拌水饲料供应机、通风机等是由不同公司提供的，混杂的设备使人们无法全面了解饲养情况。检验系统是智能绿色屋的主要部分，每头母猪身上都有一个微型发报机（颈圈或耳环），装置在饲料槽、便门上的天线可以接收有关的数据，因此，人们可以确定猪饲料的重量，观察到猪的病理状态，控制猪的繁殖和减少猪的损失。
培育新作物品种 美国、日本、德国等科学家先后培育出抗病小麦、防腐烂西红柿、抗真菌马铃薯、免用杀虫剂的棉花。世界上首次利用遗传工程栽培的小麦1996年已在英国剑桥郡大阿宾顿得到收获。科学家们用植物组织培养和基因重组技术已成功研制出40多种人工种子，这些人工种子具有育种期短、生长快、耐恶劣环境、产量高等诸多优点。1995年，国际水稻研究所培育出一种“超级水稻”，可使同样面积土地上水稻的产量提高25%；日本北海道大学的科学家成功地培育出“大豆米”，使稻米的蛋白质含量提高10%以上；澳大利亚植物学家培育出的一种小麦，与通常的小麦品种相比，从土壤中吸取锌和铁的量提高了1倍，这些元素能进入麦粒中，从而提高小麦的营养价值。
植物保护 近年来，国际上已采用同位素标记检测、飞机高空航捕、大型吸虫器采集、雷达搜索监视等多种现代化手段研究昆虫迁飞动态，对农作物病虫害实行综合防治。
农田灌溉 在灌溉设备方面，瑞典、英国、奥地利、罗马尼亚、法国等国的微灌面积均已超过80%，原苏联约为40%，美国微灌面积到20世纪90年代初就已占到总灌溉面积的30%，以色列灌溉面积中约2/3为微灌，1/3为喷灌。在灌溉水管理方面，世界发达国家灌溉水管理正朝着信息化、自动化、高效化方向发展，在田间水管理设备方面也朝着自动化、多功能方向发展。在节水灌溉综合技术方面，西方国家通常采用先进的灌溉技术来提高水的利用率。
农作物的播种和收割 在农作物的播种和收割方面，电子、卫星技术正日益得到开发应用。在新加坡，蔬菜种植业中推广的水耕法和气耕法生产的全过程，已由电子计算机来控制，从营养的定量输送及蔬菜的收割全都自动进行。英国舒特沃尔特农学院1995年10月研制成功一种拖拉机系统，可以利用来自美国军用卫星的信号进行农田耕作和收割。该农学院首次在英国采用了这种技术播种了15英亩的冬小麦。这种拖拉机上装的全球定位系统会告诉农业工人应在土壤肥沃的部分多播和在土壤贫瘠部分少播种子，做到节约种子和增加收益。农业机器人的应用已日趋普遍。目前世界上用来除草、挤奶、采摘及收获和装运农产品的机器人，能测定土壤成分并根据土壤情况确定施肥种类和数量。西班牙研制出一种能判断水果是否成熟并决定是否采摘的摘水果机器人。英国西尔索研究所制成的蘑菇采摘机，依靠一台摄像机和图像分析软件能确定哪个蘑菇该摘、属于哪个等级；它一分钟可采摘40个磨菇，速度是人工的2倍。研制中的果树嫁接机器人、缆索式无人操作和能平整土地的耕作机器人将问世。
激光技术与遥测遥感 激光技术在农业领域中的开发和应用已开始。通过特定的激光束照射植物可使作物的染色体发生变化，既能增产又能倍育出籽实饱满、营养丰富的新作物品种。俄罗斯采用激光照射技术使农作物增产增收。美国正在研制一种用激光控制的新型拖拉机，能选择最佳运行路线喷洒化肥和农药，使生产成本减少。近几年，农业遥测遥感技术在世界各地发展起来了。美国、俄罗斯、澳大利亚、阿根廷等国都在用卫星遥感进行作物估产，精确率达90%。日本、德国和印度普遍用航空黑白红外和彩色红外技术及热红外扫描等方法，早期辨别小麦、马铃薯、水稻等病虫害。
5.7 农业生产的无农药化——日本、美国兴起“互感农业”
日本科学家认为，使用化肥和农药是“恶性循环的元凶。”与堆肥不同，化肥不经过土壤中昆虫和微生物躯体，而直接被植物所吸收。因此，化肥没有使土壤变得肥沃起来的昆虫和微生物的分泌物。贫瘠的土地理所当然地只能种植长势欠佳的作物，这种作物抵御病害的能力极差，农户首先只能以杀菌剂来保护作物。农作物若是生了虫子，就不得不投入杀曳剂。土攘中的昆虫和微生物由此而将死亡，土地则会更加贫瘠；久而久之，土地就需要越来越多的化肥。最初10亩土地只要撒20千克的化肥便可收获农作物，过了5年或10年以后即便撒200千克化肥也不生长作物，这是“恶性循环农法”招致的结果。在对这种现状进行反思的基础上，“互感农业”在日本等国家开始兴起。
美国科学家在长期研究中发现，植物体内含有某种天然杀虫剂、杀菌剂和除草剂。例如，如果连续种植葫芦花，往往会出现生长障碍。但是，只要混合种植某种葱类植物，问题便迎刃而解了。这主要是由于葱类植物分泌出的类似蒜素的抗菌物质，抑制了土壤中病原菌活动的缘故。科学家将类似这种分泌自植物根茎和叶片的化学物质对其他植物或昆虫所造成的影响，称为“互感作用”。因此，一旦探明哪种植物以何种机理会发生互感现象，那么就有可能实现农业生产的无农药化。
由于一种植物会分泌出许多种类的化学物质，究竟哪些植物分泌出何种化学物质，会对哪些植物、昆虫、微生物造成怎样的影响，人们对此十分茫然。因此有关植物互感作用的基础研究十分重要。为此，需要从世界各地收集各种各样植物的根茎和叶片，一边在实验室中培植，一边观察其对周围其他植物的影响，并从中筛选出相应的化学物质。实验证明，混合种植可有效抑制杂草生长的植物，也能减少农药的使用。例如，豆科植物中的冬巢菜具有强烈的互感作用，即使种植在休耕田中，也能有效抑制杂草的生长。冬巢菜的固氮作用还能肥沃土地。
美国罗得尔学院院报《有机园艺》杂志，介绍了用草代替农药防止作物虫害的研究成果。研究显示，农民可以通过在同一块田地里精心挑选、间种不同的草类植物，达到预防虫害的目的。在花椰菜菜地里栽种三叶草预防甲虫。当甲虫被三叶草包围后，便发现不了花椰菜，结果甲虫便飞到别的没有三叶草的花椰菜地里去了。另一种方法是在作物地里栽种害虫不喜欢的植物，以达到预防的目的。艾菊因有强烈的气味，土豆害虫很不喜欢。经过几块土豆地里栽种艾菊试验，害虫的数量因此减少了60%～100%。栽种得越多，害虫越少。后来实验室研究发现，艾菊能产生一种天然的化学物质，使土豆害虫敬而远之。设在得克萨斯州的亚热带虫害研究所的科研人员发现，有些害虫喜欢草，胜过喜欢主要农作物。叶铃虫会破坏辣椒植物，科研人员在辣椒地里栽种豚草和无花果草后发现，叶铃虫都选择了这两种草，从而保护了辣椒。日本科学家为了寻找自身具有互感作用的稻谷，已经对3000多个品种进行了严格筛选，发现了具有较强互感作用的阿波赤稻。通过进一步改良，阿波赤稻在生长初期能抑制杂草的生长，从而大大减少了农药的使用，井最终开发出无须农药的水稻种植技术。
植物中包含着许许多多人们尚未知晓的化学物质，即使按照目前的研究，就多达一万种以上。不管是茶叶中的******，还是烟叶中的尼古丁，过去都被视为代谢废弃物扔掉了，其实这些代谢废弃物中的化学物质，就有着某种植物互感作用。在植物的进化过程中，植物与植物之间的相互关系，起着一定的促进或抑制作用。因此，研究植物的互感作用，对于揭开植物进化的奥秘，推广生态农业，具有积极的意义。
5.8 西方发达国家的生态农业
瑞典生态农庄 随着人们环保意识的增强，世界各地出现了以不使用化肥和农药为主要特征的“生态农业”，又称“无毒农业”。以这种方式生产的粮食、蔬菜、肉类虽然价格较高，但深受消费者欢迎。近几年来，瑞典生态农业和生态食品发展迅速，处于世界领先地位。
瑞典有一个西格萨沃生态农庄。农庄的男主人库尔特·尼克拉松现年41岁，他和妻子罗塔共同经营这个农庄。农庄现有耕地35公顷，森林和草场40公颂，养山羊40只、猪20头、鸡30只。他们从1988年起开始生态种植农作物，1992年开始生态饲养禽畜。库尔特说，生态同养禽畜与普通饲养的主要区别，一是要让牛、羊、猪、鸡在室外自由活动，冬季也尽可能放到室外；二是要使用生态饲料，即自己生产的没有使用过农药的饲料，以牧草和燕麦为主；三是禽畜传染病以预防为主，一般不吃药，如吃了药，要3个月后才能屠宰。库尔特说，普通猪饲养期为6个月，而生态猪长得慢，饲养期要7～11个月。但生态猪出售时价格比普通猪高一倍，因此养生态猪还是合算的。库尔特养的羊长成15～20千克时出售，生长期6个月左右。罗塔是生态肉协会成员，猪和羊都按合同出售，不存在出售难问题。
关于生态种植，关键是只能使用牛粪、猪粪、羊粪等天然肥料，不使用化肥和农药。为使土地保持肥力和减少病虫害，另一项关键措施是实行轮作，特别是要种豆类作物和牧草。库尔特的轮作规律是每四年循环一次，即第一年种小麦，第二年种豌豆，第三年种燕麦，第四年种牧草。作物中的杂草主要靠人工清除。生态农作物产量比普通作物低，如小麦低15%～20%，但生态小麦售价高。瑞典发展生态农业的主要目标是：生产高质量食品；保持土地的持久肥力；丰富农作物和禽畜种类；限制对自然资源的使用，减少环境污染；使经营生态农业的农民保持合理收入等。
美国有机农场 美国纽约洲的一些农民，意识到农场中化学农药和化学肥料的滥用不仅破坏了生态平衡，而且还损害了消费者的健康，于是设立了一个“国际有机农业协会”，旨在世界范围内开展一场农业改革运动。他们的倡议首先在美国得到了积极的响应，挂起“有机农场”招牌的大小农庄纷纷应运而生。“有机农业”的出现称得上是现代农业的一场革命，其特点是摈弃现代农业违反自然的种植方法，并且主张恢复以往的自然耕作法（其中包括以有机肥料如农家肥替代化肥，以人工方法或以虫治虫来抑制虫害等），并强调化肥农药的停止期须在五年以上。在“有机农场”上倍养出来的“有机蔬菜”与用化肥、农药培育出来的“现代蔬菜”，从外到里都不同；“有机蔬菜”味道较甜，吃起来清香可口，很易煮软，稍稍用水洗一下即可生食，贮藏期长，而且所含维生素营养物丰富；从外观看，“有机蔬菜”茎叶结实粗壮，根多且细，在冰箱里即使放久了也不会变软。判断是否是“有机蔬菜”，除了看外观外，须通过一系列检验，如确定农场附近是否有化工厂，水源是否遭污染等，而且检验期坚持5年之久。
日本环保型农业 日本全国有40%以上的市町村，都在大力发展环保型农业。据日本农林水产省调查，在日本全国的市町村中，有1445个市町村搞环保型农业，占市町村总数的44%。特别是冲绳县、北海道、北陆等地，实行环保型农业的市町村占很大的比例；冲绳县占的比例最大，约70%。
日本实行环保型农业的主要作法是通过多施有机肥、少用化肥以利改良土壤，并减少施用化学农药等。这样做的结果，生产者不仅需要增加劳动力，而且还要受到产量减少的损失。但是，环保型农药生产出的产品颇受消费者欢迎，销售价格高。另外，日本正在开发“植物工厂”。植物工厂和无土栽培的界线相当模糊，狭义的“植物工厂”则是指利用环境控制和自动化等高技术进行的植物全年生产体系，包括无土栽培、克隆增值技术和对植物细胞大量培养等三个方面；前两个方面已进入实际生产应用阶段，细胞倍养尚处于研究开发阶段。从长远来看，世界面临人口爆炸、资源危机、环境破坏等重大问题，植物工厂的发展应大有可为。
