作者:张凤荣 冯永忠 来源:中国科学报 发布时间:2020/10/24 8:35:47
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干旱区应推广节水型蔬菜种植方式

 

改革开放以来,我国蔬菜产业发展迅速,目前已经成为世界最大的蔬菜生产国和出口国。在国内,中国不再是改革开放前因为吃不饱饭而“瓜菜代”的年代,蔬菜反而成为老百姓餐桌膳食水平高的象征。

国内外对蔬菜的需求不断增加,使得蔬菜种植面积和产量也在不断增加。1978年我国蔬菜种植面积4997万亩,占农作物播种面积的2.22%;1996年我国蔬菜种植面积15737万亩,占农作物播种面积的6.88%,产量30123万吨。2018年我国蔬菜种植面积30658万亩,占农作物播种面积的12.32%,产量70347万吨。根据全国耕地第一次全国土地详查(1996年),全国耕地面积19.50亿亩,其中菜地2254万亩,菜地占耕地总面积的1.15%。

在我国,蔬菜种植主要在城市与人口集中的东南经济发达地区,西北地区种植面积很小。但是,随着农业生产成本,特别是因为非农就业机会增加而造成的农业机会成本的增加,近些年来具有劳动力成本低优势的西北地区的蔬菜种植面积大幅度增加。而蔬菜种植比一般大田作物需水量大,那么节水型蔬菜种植方式在西北干旱区就显得尤为重要。

众所周知,在干旱区,没有灌溉就没有农业。干旱区水资源匮乏,灌溉水源来自于雪山融水。因此,虽然土地广袤,但耕地面积很小。传统上,干旱区绿洲农业只是在山前洪积扇扇缘部位和冲积平原区。因为那里地下水埋藏较浅,土壤由较细的沉积物颗粒组成,持水能力强。而在山口处和洪积扇的中上部,地下水埋藏较深,这里沉积物主要是粗砂和砾石(拳头大小到指头大小的岩石),细土颗粒少,称作戈壁。大量砾石不但影响耕作,而且因为主要是通气孔隙,缺少毛管孔隙,其渗漏性极强,灌溉水基本都渗漏了,灌溉水的利用率很低。因此,戈壁滩上基本没有种植业,更不要说需要大量灌水的蔬菜种植了。

水肥一体化营养包栽培技术为在戈壁滩上发展节水设施农业创造了条件。所谓水肥一体化营养包栽培技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。即借助压力管道系统,将可溶性肥料,按作物种类及其对水分与养分的需求,配兑成含各种养分(包括氮磷钾大量元素和其它微量元素)的灌溉水,通过可控管道和滴头输送到植株的根部。作物(主要是蔬菜)种植在“营养包”(或叫“基质枕”)上。营养包里填充的基质多是纤维性的,吸持水的能力强,作物蔬菜根系也在这里找到了良好的伸展空间。滴灌管将营养液均匀、定时、定量地输送到相互隔离的营养包里,保证蔬菜“不饥不渴”,也不会出现大水漫灌导致的水分饱和、根系缺氧的情况。

多利用秸秆、天然矿物及畜禽粪便等生产营养包,可循环、可降解。因为营养包被塑料膜包裹着,避免了像大田一样的土面水分蒸发。营养包的下部是塑料槽,即使有多余的营养液,也渗漏在底部的塑料槽中,收集起来过滤后再循环利用。这项技术也避免了肥料施在表土层易引起的挥发损失、肥效发挥慢的问题,尤其避免了地面漫灌水分渗漏,化肥养分随渗漏水进入地下水,导致地下水富营养化的问题和次生盐渍化问题。因此,水肥一体化营养包栽培技术是一种肥效快,水分和养分利用率高,又有利于环境保护的现代农业生产技术。

目前,在戈壁滩上建温室利用水肥一体化营养包栽培技术栽培蔬菜发展迅速。笔者在甘肃民乐县祁连山下戈壁滩上的智能温室内看到,配制好的作物肥料营养液,通过管道和滴头经过控制系统按需求输送到营养包内,营养包上种植的小黄瓜、番茄果实累累,体型匀称,油光铮亮。黄瓜、番茄的株、行距一致,各行之间设置了采摘黄瓜、西红柿的轨道车。温室内温度和湿度也自动调节。

这里使用的是荷兰的水肥一体化营养包智能设备。即使与同样使用水肥一体化滴灌的露地栽培相比,也可以节约用水50%-70%,节省肥料50%-70%。如果与常规地面畦灌栽培相比,就更节水节肥了。因为一般的地面畦灌栽培,有50%以上的灌溉水渗漏到耕层以下,土面蒸发占灌溉水的15%-17%。也就是说,地面畦灌栽培大约有70%的灌溉水,因为渗漏和土面蒸发被损耗掉。使用水肥一体化营养包智能温室栽培蔬菜,与一般地面灌溉露地蔬菜相比,可以节约用水85%-90%。而且,肥水循环利用,直致养分被完全吸收为止,能够切实避免化肥流失造成的面源污染。

更重要的是,这种水肥一体化营养包智能温室降低了棚内的空气湿度,避免了病菌随水流动传播,有效地减轻了病害的发生,如辣椒疫病、番茄枯萎病等。因此,温室内不喷洒任何农药,生产的蔬菜都是绿色产品,优质价高。

我国戈壁广泛分布在祁连山、天山、昆仑山上等山前地带,总面积约45.5万平方千米,一片荒凉。如果使用水肥一体化营养包栽培技术发展温室蔬菜种植,不但可以利用干旱区充足的光能资源,全年生产,高产稳产,而且水分和养分利用率高,不会出现一般露地蔬菜种植出现的次生盐渍化和地下水硝酸盐污染问题,环境友好,绿色生产,满足人民对蔬菜尤其是对高端蔬菜的需求。更重要的是,不占用现有种粮耕地,节省的水资源还可用于扩大耕地面积。

因此,笔者建议在干旱区戈壁荒滩利用丰富的光能资源和稀缺的水资源,建设温室利用水肥一体化营养包栽培技术种植绿色蔬菜,取代将洪积扇中下部和平原地区的现有耕地改种蔬菜的做法,从而稳定粮食种植面积。既生产了优质蔬菜,又不与粮食争耕地,可谓两全其美。

(作者张凤荣单位:中国农业大学土地科学与技术学院,冯永忠单位:甘肃省土地开发整理中心)

 
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