食物链(food chain)是生态学的概念,最早是由英国牛津大学动物学家埃尔顿(Elton,1917)提出的,据他自己说是受到中国俗语“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米啃泥底”的启发。食物链是自然界中食物供求的关系链,是将物种联系起来的食物途径,是自然界生态平衡的重要纽带。但是长期的高投入高产出农业生产方式,使得食物链养分的利用效率不高,环境质量问题突出,食物链养分问题已经成为我国目前和将来可持续发展的重要限制因素。
广泛存在于土壤、大气、矿产等自然系统中和化肥等人工合成产品中的养分,在农业生态系统中养分被植物吸收后,伴随植物产品被动物和人食用后,进入动物和人体内,且发挥一定的生理作用。受取食作用的驱动,养分在“肥料—作物—动物—人”这个系统中流动的途径和规律,正是符合食物在食物链中传递的特征。养分在“肥料—作物—动物—人”这一作物生产和消费体系中的适量供给,是保证粮食增产和人类健康的基础,它的过量则是当今世界面临的最大的环境污染问题。
国际上在关注养分流动以及如何尽量减小对环境影响的同时,也在逐步优化食物和能源的生产,即食物链养分的管理。但是,到目前为止,国际上还没有很好的食物链养分管理的成功模式,但从整个食物链角度考虑养分管理问题已经引起人们注意,并且开始一些实践。如为了解决人的微量元素铁、锌等缺乏问题,人们开始从作物生产角度来解决,并就此提出了生物防御途径,通过挖掘作物自身潜力、提高粮食作物籽粒中微量元素含量和生物的有效性,通过优化食物链(也即“肥料—作物—动物—人”)养分的流动模式和技术进步,提高各层级的养分利用效率。