一亩黄瓜或西红柿大棚，不施化肥农药，年产量竟达4.6万斤。这是发生在山西新绛的“新鲜事”。近些年，一股被称作“中国式有机农业”的热潮正在这里兴起。在长期致力于有机种植的中国农科院研究员刘立新看来，解开有机栽培产量和品质的矛盾已然指日可待，新绛就是范本。
    被“埋没”的养分：碳氢氧
    传统的观念是：不用化肥的有机农业何来高产？但在新绛，很多设施农业和部分大田作物都已摒弃常见的化学养分，代之以秸秆、禽畜粪和有机肥。秘密在哪里？
    刘立新曾深入研究了光合作用，结果发现：在中午，植物的光合作用几乎停止。“原因就在于缺少二氧化碳，没有它，光合作用无法进行。”由此，他揭开了有机农业高产背后的第一层面纱。
    刘立新介绍，碳氢氧是作物需求最多的养分，但由于其在世界范围内没有商品化，导致其对粮食生产的作用被长期忽视。刘立新解释：“氢、氧源于浇水，在设施农业和水浇地里一般不短缺，最需关注的是碳，这是最易被忽略的元素。”在新绛，当地农户用复合有益生物菌剂对秸秆和粪便进行再发酵，由此产生大量二氧化碳，为高产打下基础。“我们说藏粮于土，藏什么？其实最重要的是碳、氢、氧。”他说。
    任何农业方式也绕不开养分全面投入，除了碳氢氧，氮磷钾和中微量元素同样不可或缺。新绛是怎样解决后者的呢？
    刘立新介绍，新绛的有机农业实现了养分的套餐化供给：一是通过非豆科固氮菌为作物提供氮；二是通过复合有益微生物菌剂再次对禽畜粪便和秸秆等进行快速发酵，为作物提供大量碳氢氧，鸡粪可提供大量磷素养分；三是加入了含钾的赛众土壤调理剂，为作物提供钾和中微量元素。
    “另类”植保：神奇的次生代谢
    如果将作物比拟为人，肥料和农药就如同左右腿。按照有机农业禁用农药的严苛要求，失去“一条腿”的作物如何生长？
    1950年代，刘立新开始研究德国专家的作物与其他物种生物间相生相克理论――建立良好的生态链和强化植物免疫力，实现少用或不用化学农药。在此基础上，刘立新在国内学界首次阐述了“另类”植保――植物次生代谢及其产物的作用。
    “作物生命过程包括基本代谢和次生代谢，次生代谢的产物可以杀虫、治病、除草和抗击灾害天气，它与基本代谢一起还可形成农产品产量物质、品质物质、风味物质和功能性物质”。比如，次生代谢的产物类黄酮可杀真菌；农产品重要营养超氧化物歧化酶（SOD）同样是次生代谢的结果。
    问题是，次生代谢如何得以运转？
    经过潜心摸索，刘立新提出激发常见作物次生代谢的三个“按钮”：一是环境胁迫，比如高温干旱、低温冰冻、病虫草害等；二是人造安全胁迫，比如传统农艺措施中耕除草、修剪、整枝等；三是有益微生物“钻个洞”，给作物施用有益微生物菌剂，让其侵入植物体内，从而开启次生代谢。
    “三大‘按钮’可激发次生代谢，但要保证其正常运行，还须及时补充中微量元素。”刘立新说，在新绛，有益生物菌的使用激活了次生代谢，同时在赛众土壤调理剂的中微量元素补给下，次生代谢得以进行。
    一个核心：还土壤以生命
    无论是国内还是国外，有机农业有个共同的标准：良好的生态环境。刘立新将其归结为一个核心：给土壤以生命。健康的土壤既会给作物生长和高产创造良好的生态环境，同时依靠其自净化能力，预防和减少病虫害发生。“可以说，不懂次生代谢是稀里糊涂搞有机农业；不重视土壤环境改善，压根儿就搞不成有机种植。”
    土壤健康的标志是什么？刘立新的回答是：水稳性土壤团粒结构。因为在这种土壤中，有益微生物才能生存，固、液、气相才能合理分布，而这对于农作物至关重要。
    “秸秆和动植物源的有机肥分解后变成有机质，只有将其与土壤中的无机胶体有机质结合起来，才能形成团粒结构。”刘立新分析说，实现这种联姻的前提是需要引入搭桥物质。因为土壤无机胶体是硅铝酸，土壤有机胶体是腐殖酸，均属阴性物质，众所周知“异性相吸，同性相斥”，在这种情况下，只有由二价阳离子的加入才能将这两者搭接在一起形成团粒。“赛众扮演的就是这种角色，因为赛众富含二价阳离子。”根据刘立新的田间观察，赛众调理剂可在60～94天营造出有机种植需要的有机无机胶体复合体，形成水稳性团粒结构。