协生农法实践手册
1. 总论
1-1. 协生农法的定义
协生农法是一种露天栽培法,其前提条件是除种苗和水外,不从外部持续性地带入任何物质,通过发挥植物特性来构建和控制生态系统,生产处于生态学最优化状态(生态最优)的有用植物。通过多维度地利用生态系统的自组织功能,无需在整个农田进行统一的耕翻、施肥和农药使用。
然而,当目的是促进自组织化(例如:地上部植物、土壤微生物、代谢产物的多样化)时,除了农药等对生物有害的手段外,可以利用局部干扰作为方法。其是否恰当,需要根据干扰强度引起的多样性梯度变化进行测量,并科学判断。此外, 还必须全面评估对周围环境的影响。在难以进行此类科学测量或评估的情况下,仅允许与农园建设或种苗定植相关的最小限度土壤干扰,或在管理和收获过程中向增加植被多样性方向进行的干扰。本手册以这种一般情况为前提,记述可定性判断为对周围环境安全的方法。
协生农法大致可以分为三个方面:栽培法、活用法和流通法,对于职业农户等作为生计经营而言,这三者齐全是必要条件。
本手册以小型农户的自给自足或地产地销规模的实践为前提,主要记载协生农法的栽培法部分。
活用法是指从包括协生农法农园在内的该地区生态系统中,作为资源提取可利用产物的方法论,以及赋予其经济价值的商品开发法。协生农法的产物不仅包括农田内生长的有用植物,还包括与协生农法农园衍生或相关产生的食物、生活资源、自然环境、景观、教育学习机会、以及由此吸引的动物相、昆虫相等。
流通法是指将协生农法作为生活支柱之一时,与协生农法产物的销售等经济活动联动,进行流通的方法。特别是在销售时,有必要理解协生农法的综合性产量概念(参照 1-3. 生产力 项、 2-2. 管理 各项)。
关于活用法和流通法,需要以协生农法所追求的自然状态产物的流通为目标,通过各地的实践来开发。
本手册根据“扩张生态系统”的概念,对协生农法进行了实用解释,通过人类活动增加生态系统的多样性和功能。《扩张生态系统》一书中描述了更详细的理论、实际例子以及包括利用和分发方法在内的发展 [Funabashi 2025] 。通过栽培法、活用法、流通法相互协同联动,能够建立人类活动与自然生态系统相互循环共存的“自然-社会共同资本”。
小技巧
生态学最优化是指在给定的环境条件下,多个物种在竞争与共生中各自实现最大生长的状态。
相比之下,传统农业所依赖的生理学最优化,通常是指为了优化单一物种的生育条件而改变环境条件。

1-2. 协生农法原则
协生农法是创造用于食物生产的生态系统本身的农法。所谓构建生态系统,最直接的就是指增加在该地点定居、进出的物种多样性。除了物种多样性之外,同一物种内存在多种品种也能提高遗传多样性,各种环境条件及其相适应的植被定居,则能提高生态系统的多样性。这些基因、物种、生态系统的多样性统称为生物多样性。
生物多样性变得丰富,各种生态系统功能就会提高。生态系统功能能够调节气温、湿度、日照量、土壤有机质和矿物质等环境条件,使其处于更多生物易于生存的范围。生态系统功能提高,就能容纳更丰富的生物多样性,因此生物多样性与生态系统功能是相互协同提升的机制。生物多样性与生态系统功能提升后,就能够获取以食物生产为首的人类生活所需的各种生态系统服务。
协生农法旨在通过多维度活用生态系统的知识,综合提升这些生物多样性、生态系统功能和生态系统服务,实现可持续的食物生产与自主经济活动的并存。
小技巧
作为协生农法成立的必要条件是农田的生态学最优化,而作为以农产品市场竞争力为前提的专业农户的充分条件,则是质与量均多样的产物价值化以及通过销售实现经济自立。只有同时满足这两者,作为营利的协生农法才能成立。
另一方面,不仅限于专业农户,协生农法以连接多样社会活动的形式成为生活支柱之一,并承担着总体生物多样性和生态系统功能的增进作用时,就满足了可持续发展所需的、包含市场外重要价值的自然-社会共同资本的成立条件 [Funabashi 2025] 。

随着协生农法实践推进生态系统构建,农田的生物多样性会随时间推移而提高,并沿着接近管理目标植被阶段的S型曲线(逻辑斯蒂曲线)成长。S型曲线上升段的前半部分是向协生农法过渡的阶段。此时可能尚未达到协生农法生态最优所提供的健全植物组织,但可以在小型农户等地自给性消费。
在S型曲线的后半段饱和阶段,生物多样性与生态系统功能已充分、紧密地构建,并逐渐接近生态最优。只有进入这个阶段,才首次满足协生农法的必要条件,其产物才能作为协生农法的产品进行销售。在此基础上,实现多样化产物的经济价值化,获得足以作为生计的收获量,并能进行自主经济活动时,则成为专业农户的协生农法。 另一方面,不仅限于作为专业农户的生产,通过将协生农法作为生活支柱之一,与更广泛的社会活动协作,对于作为今后环境和食物生产总体支撑的社会基础设施也至关重要。

要从生态最优的植被中,在不损害生态系统功能的前提下持续获取生产力,需要在生态系统构建的饱和阶段而非成长阶段进行收获。 实用判断上,只要相对于与目标植被阶段相当的周围自然植被,农园内定居的物种多样性更多即可。因为在农田定居的物种可视为在该地发挥生态系统功能,若其多于周围自然环境,则足以认为已进入饱和阶段。
具体管理方法是,不完全排除自然发生的草木,而是在活用其进行生态系统构建的同时,提高其与有用物种的混生度。
协生农法之所以能不耕翻、不施肥、不用农药而成立,是基于生态系统构建的结果,并非自然放任就能形成协生农法。需要积极地引入有用植物以面向生态系统构建。与引入相伴的干扰、有用植物的生态位(适于生长的环境·场所)形成、通过食物链对动物相的控制,都需要有意识地设计以使其总体上促进生物多样性的增加。 结果,常规农法所需的耕翻、施肥、农药被替换为促进生物多样性的干扰、生态位形成和食物链,因此在协生农法中不再需要。
协生农法能够构建的生态系统,因自然植被与有用植物组合的数量而存在无数种,因此有可能成为生物史上最多样的。需要时刻把握并思考自己的农田在一般生态系统中处于何种植被阶段,以及将向何处发展。
协生农法基于生物从海洋登陆,动植物协同创造出陆地表土机制的进化历史。在构建生态系统时,也可将此作为植被阶段,以生态演替作为指标来运用。
随着登陆进化,植物发展出了更高的树高、更深的根系以及应对环境变化的缓冲功能。现存的各种植物物种也继承了这些性状,可用于从无植被状态到森林顶级群落的演替,并在各植被阶段生产有用的植物。具体而言,按一年生草本、多年生草本、藤本植物、灌木、乔木的顺序进行推移,可实现顺畅的生态演替,并用于在各植被阶段生长的有用植物的生产。在某些情况下,跨越或逆转演替阶段也属于提高生物多样性的策略。

小技巧
生物学中有“个体发育重演系统发育”的重演律,而在协生农法中,基于“生态演替重演登陆进化”的观点进行管理 [Funabashi 2019] 。 开拓荒地时,首先种植低矮而强健的一年生草本,然后是多年生草本、藤本植物,逐渐向灌木、乔木过渡,最终实现丰茂的森林。这与动植物从海洋向不毛的陆地进军的漫长登陆进化过程,在运动形式和性状上具有相似性。
常规农法中,在同一地点持续种植相同作物会发生所谓的连作障碍。而在协生农法中,由于自然发生的草木或有用植物的生长状况不断变化,连作障碍得以避免,并不断向新的生态系统变迁。
要在各植被阶段和生态演替中提高生物多样性,使用以下三个物种多样性指标进行评估是有益的。
α多样性:单一植被阶段的物种多样性。例:一年生草本的物种多样性。
β多样性:相当于两个植被阶段间差异的物种多样性。例:一年生草本群落与多年生草本群落中,互不共存的物种多样性。
γ多样性:所有植被阶段的物种多样性。例:协生农法农园及周围生态系统的全部物种多样性。
通过管理协生农法农园以提升这三个指标,可以构建最大限度的生物多样性,并有望在宏观上恢复并进一步增进自然环境及城市环境中的生物多样性。
例如,即使γ多样性同为500种,也可能包含α多样性比其他阶段少的植被阶段,或存在部分β多样性较低的植被。从部分和整体两个角度使植被多样化至关重要。



小技巧
协生农法与其他农法的一大区别在于其环境恢复与构建效果。其他许多农法利用既有的自然环境,并以部分退化的形式成立,而协生农法即使从退化的环境开始,也能够恢复生态系统。最显著的例子是在面临沙漠化危机的热带干旱地区的引入( 参照 5. 针对不同气候的实用技巧 章节)。
生态系统功能包括动植物生存所需的资源获取、有机物的生产与分解、营养盐循环等。
生态系统服务大致分为五类:提供食物和水资源的“供给服务”;进行气候调节控制的“调节服务”;带来休闲娱乐等精神文化的“文化服务”;承担营养循环和光合作用供氧的“支持服务”;以及维持多样性、保护环境免遭突发事件的“保护服务”。
1-3. 生产力
生产力随环境条件和植物种类而变化,需要综合考虑对多样条件的适应性和多样性本身。在相同栽培条件下重复种植单一作物的常规农法中,产量的平均值是生产力的指标;但在基于不断变化的栽培条件和作物群的协生农法中,在既定框架内的平均值没有意义。需要在农法持续适应与多样化过程中,评估所达成的净生产力。
就各作物而言,在畦地表栽培的叶菜类产量往往最高,而白菜等相对于栽培周期占用面积较大的作物则相对较低。麦类、稻谷等谷物和果树收获期固定,无法达到单一种植下常规农法的产量水平,但通过作为覆盖物在混生状态下栽培,可以生产出不被肥料催肥的正常植物组织的谷物。
关于协生农法在日本经过科学验证的生产力案例,在伊势农园对4年间(2010-2014年)出货的蔬菜水果类,按每反(约991.7平方米)的总销售额扣除维持成本后的利润计算,有达到常规农法约2.4-3.9倍的实绩 [Funabashi 2024]。

小技巧
<产量的幂律分布> 常规农法的产量呈钟形的“正态分布”,而协生农法的产量则基于自然状态植被所形成的“幂律分布”。 幂律分布在自然现象中常见,例如地震震级与发生频率的分布。正如小地震频繁发生而大地震极少发生一样,在协生农法中,少量收获可在多种环境和物种中获得,但能获得大量集中收获的物种或环境条件则很稀少。 在幂律分布中,平均值会被罕见事件大幅扰动,因此无法成为预测中有用的指标。由于罕见出现的大丰收会显著提升协生农法的生产力,因此需要根据该时间点的达成阶段不断更新认知。 为了稳定由幂律分布引起的生产力波动,协生农法采用类似股票投资的多作物组合方式进行管理。
1-4. 管理条件
协生农法原则上不耕翻、不施农药、不施肥。可以带入协生农法农园的只有种子和秧苗。氮、磷、钾、有机质及其他微量元素,仅由农田内的植被及其吸引的动物相供给。除了初期的土壤改良外,在栽培过程中原则上也不使用土壤改良剂、微生物材料、人工覆盖物。 即使是其他自然农法使用的天然腐叶土或害虫驱避剂,也违反此原则。可使用物品仅限于另行指定且不阻碍土壤结构形成的范围内(参照 2-2-6. 施肥的替代(生产力恢复法) 项)。
初期施工后的管理,原则上仅限于作物收获、杂草管理和种苗定植。杂草管理根据杂草种类的特性进行,基本原则是去除多年生杂草,保留一年生杂草。
管理作业以低负荷、每日频繁进行为宜,易于管理生态系统。但在集中人力重点作业时,与其一次性完成全部,不如将总管理时间的2-3成集中用于完成管理作业的7-8成,剩余7-8成时间则用于个别的轻度(2-3成)作业或观察,这样更符合生态系统的节奏。
小技巧
一年生植物和多年生植物的区别
一年生杂草的根系枯死后化为土壤,并形成有利于土壤好氧微生物的通气孔。而多年生杂草的根系不会枯死持续生长,因此根系伸展得越长,越倾向于压实土壤。但是,多年生杂草也能提高土壤生物多样性并提供有机质,因此可在与一年生杂草不同的方面加以利用。
一般情况下不需要浇水,除非是在种植幼苗时、种子发芽后或遇到严重干旱时。 最好使用雨水、井水或河水,而不是自来水。浇水基本上仅在秧苗定植时、种子发芽后以及发生严重干旱时进行。使用雨水、井水或河水优于自来水。
在花盆等进行育苗时,允许给水和施用最低限度的肥料,但在定植到协生农法农园时,不得带入多余的肥料。
就此点而言,家庭中心等销售的、使用化学肥料和农药栽培的秧苗,因其使用量不明,不应将大量苗土带入农园。此外,用化学肥料快速催长的秧苗较为脆弱。

1-5. 植被条件
原则上实行蔬菜混生、密生栽培,主要是一年生杂草,只要蔬菜不处于劣势也容许存在,并用于土壤结构的形成。地表最好全年被植物覆盖。
协生农法中理想植被状态的优劣顺序如下。越往上,作为协生农法越理想;越往下,则离协生农法追求的状态越远。(参考下图)
小技巧
常规农法通常基于单一作物按一定间距种植的单作,导致地上部植被结构和地下部土壤结构均遭破坏,生态系统功能受损。植被形成的地上部与地下部表面积越大,越能容纳丰富的生物多样性共存。
蔬菜·果树混生密生,其他杂草稀少,形成蔬菜覆盖层的状态
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蔬菜·果树较少,但被多样的一年生·多年生杂草覆盖的状态
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一年生·多年生草本形成群落的状态
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耕翻后植被遭破坏,表土裸露的状态
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化学肥料过度使用和单一栽培导致土地贫瘠化、趋于沙漠化的状态
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耕翻后将有机质深翻入土的状态


小技巧
传统农业与协生农法在地上和地下植被所形成的表面积上产生了显著差异。植被结构越复杂,就越需要建立一个能够让各种生物共存并有助于生产和风险管理的系统
1-6. 收获方法
作物按长大成熟的、或混生密度变高的顺序进行间拔收获。收获是协生农法中最主要的管理方法。其他管理作业最好在收获时顺带进行。经验上,关东以南的平原地区不存在农闲期,只要防风、日照等环境条件具备,且植被策略得当,可全年稳定地进行间拔收获。然而,作为专业农户频繁进行间拔收获时,在日本3月和9月的“叶转期”(青黄不接期)产量有下降趋势,需要另行准备苗床等对策。 农闲期消失的北限因地形、海拔、气候变化影响等而异,通过后述的开放式大棚(参照 3-5-1. 结构示例 项)等措施,也可在更多地区实现栽培。

1-7. 管理原则:“时空种子”(时间、空间、种类的多维度活用)
在协生农法中,综合组合运用时间·空间·作物种类,进行植被配置和管理,尽可能高效、立体地利用空间,并能在长时期内稳定获得多种收获。
时间的使用方法:为了每天都能获得稳定的收成
- 错开种苗的定植时期
- 通过环境多样化创造生长速度差异
- 在其他产物少的时候保留以备收获
有计划地管理植被演替和种苗定植时期,以便一种作物收获后能迅速接替另一种作物的收获。相比其他农法,协生农法最具特点的正是时间的复线式使用方法(参照 2-2-8. 收获-秧苗定植-补种作业组合 项)。
小技巧
在1000平米的协生农法农园中,仅引入市面上流通的蔬菜和果树,就可能达到200种以上。若计算品种,则可构建超过1000种的多样性。 如果加上流通量较少的香草和山菜类,还能进一步倍增。这意味着,通过人类活动,生物多样性可以超越自然状态得到扩展。面对人口增长导致的环境破坏,通过引入有用植物而扩展的生态系统,对于兼顾食物生产与环境保护至关重要 [Funabashi 2018] [Funabashi 2025]。
在常规农法中培育的蔬菜带有涩味的部位,许多在协生农法中培育后变得味道纯净,甚至可以生食。特别是多种多样的花卉,作为食用也是重要的产物。芦笋、西兰花、土当归等在协生农法中,不焯水直接生食也受到许多人欢迎。
空间的使用方法:不仅利用畦上的栽培面积,还高效利用围栏、通道、农园周边,将藤本植物缠绕在树木上等,立体组合利用园内空间。如下所示,按照植物形态和生理特性互补的方式立体组合:
- 将喜阴作物种植在喜阳作物下方
- 将叶片纵向细长的葱类种植在叶片横向展开的蜂斗菜、牛蒡等之间
- 组合种植根系伸展深度和广度不同的作物
- 修剪果树下部枝条以扩大荫蔽空间,供叶菜类生长
作物种类的使用方法:不仅限于蔬菜、果树、香草,还包括山菜等多种有用植物进行混生。即使之前没有栽培记录,只要同一气候带有栽培先例,就有可能引入。进一步地,按叶、茎、新芽、花蕾、花、果实、种子、根等植物部位进行活用。活用法方面,除了生食、干燥制茶、腌渍等保存食、香料等增加食品多样性外,还可作为种苗销售,或开发为染料、生活材料等商品。

1-8. 成本
除了初期施工所需的资材、植树、种苗费用以及维持所需的种苗费用外,基本无需购买其他物品。无需拖拉机等重型机械,农具也几乎不需要。只需收获用的剪刀、秧苗定植用的小铲、除草工具即可(有一台小型割草机会更方便)。作为维持成本的种苗费,可逐步替换为自留种子。理想情况是以销售额约1/10的投资即可维持。若专业农户扩大规模,则需加上全年间拔收获和杂草管理的人工费。
1-9. 探索法
刚开始协生农法实践时,需要实际种植以探索该地点适合哪些有用植物生长。通过在日照、湿度、土壤质地、密度、混生组合、原生植被等不同的多种环境中尝试同一种类,可以筛选出作物能够生长的环境。 有些作物即使数年都未能成功定植,也可能随着生态演替在数年后一齐生长并成为主要产物,因此即使生长可能性较低,也最好少量尝试定植。 始终保持广阔的探索范围,不依赖过去的成功案例,可以提高应对环境变动和生态系统变化的能力。在植被策略中,最好常将2-3成的精力投资于探索新的可能性。
此外,对于之前未曾利用过的植物,通过全面尝试其各部位、烹饪法、定植/收获时期、活用法等,常常能发现新的商品价值。即使是不常流通的部位,或与常识相反的用法,一旦发现新的活用法,就能增加未来可作为生态系统服务一部分持续利用的资源,也可能成为其他地区的重要产物。即使是已经流通的蔬菜类等,也能拓宽其活用方法的范围。
小技巧
要高度实践协生农法,有可能需要动员与一流运动员的认知反应或高级医疗诊断相媲美的、高水平的信息处理能力,以判断生态系统状况。 为了支持协生农法实践中所需的、适应该地的有用植物探索和活用法探索与知识交换,我们正在开发应用信息通信技术的协生农法支持系统,并已开始提供部分功能 [Sony CSL]。