海水灌溉農(nóng)業(yè)策略

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1海水灌溉農(nóng)業(yè)的概念和特點(diǎn)

筆者1978年曾經(jīng)撰文,把海洋漁業(yè)稱為“海水農(nóng)業(yè)”,把農(nóng)業(yè)劃分為陸地農(nóng)業(yè)和海洋農(nóng)業(yè)。海水農(nóng)業(yè)或海洋農(nóng)業(yè)是人類利用生物機(jī)能在海洋環(huán)境中將物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換為使用價(jià)值的社會(huì)生產(chǎn)部門。包括海洋動(dòng)物采捕和養(yǎng)殖業(yè)、海洋林業(yè)和海水灌溉耐鹽作物業(yè)。海水灌溉農(nóng)業(yè)基本上相當(dāng)于“海水灌溉耐鹽作物業(yè)”,還包括需要人工增水的濱海濕地的海洋林業(yè)。從大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)看,海水農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)的一個(gè)分支;而海水灌溉農(nóng)業(yè)又是海水農(nóng)業(yè)的一個(gè)分支。海水灌溉農(nóng)業(yè)的不但區(qū)別于一般陸地農(nóng)業(yè),而且區(qū)別于其他海水農(nóng)業(yè)。它區(qū)別于其他海水農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)有兩點(diǎn):一是用海水或者與淡水混合的水進(jìn)行灌溉。世界上的植物能與海水相容的很多,由于地球上的海水是淡水的近百倍,海水植物的數(shù)量應(yīng)該超過淡水植物。但是大多數(shù)的海水植物直接生活在海水環(huán)境中,如海帶等藻類,紅樹林等木本植物,它們無須人工灌溉。灌溉是指通過渠道和管道把水引進(jìn)田間以滿足作物對水需求的生產(chǎn)活動(dòng),包括地面灌溉、地下灌溉和空中灌溉——噴灌、滴灌、人工降雨等。目前需要和能夠用海水灌溉的植物只是植物王國的極小部分。二是其生物資源可以是海中植物,也可以是陸上植物,我們追求的更高目標(biāo)是用海水灌溉陸上植物。因此,可以給出這樣一個(gè)簡單的界定:“海水灌溉農(nóng)業(yè)是以海水資源、沿海灘涂資源和耐鹽植物為勞動(dòng)對象的特殊農(nóng)業(yè)?！焙Ｋ喔绒r(nóng)業(yè)明顯的特點(diǎn)是海陸兩大地理單元的資源交叉組合。陸地農(nóng)業(yè)的水、土、苗都是陸地體系的:海洋農(nóng)業(yè)中的海藻種植、紅樹林栽培,水、土、苗是純海洋的;而海水灌溉農(nóng)業(yè)中的水、土是海洋的,植物卻可以是陸生的。這種資源體系的二元化則海水灌溉農(nóng)業(yè)本質(zhì)的特征。它體現(xiàn)著海水灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水、產(chǎn)品獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn),也直接制約著產(chǎn)業(yè)的分布,將其限制在沿海岸線的狹長地帶,并可能是不連續(xù)的(被基巖海岸割斷),土地高程一般不高于海平面。

2中國發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的重要性

2.1人均土地資源和淡水的日益缺乏,使得海水灌溉農(nóng)業(yè)成為合理的選擇

自1985年以來,中國大陸每年凈增人口1500—1800萬,而耕地面積僅占大陸國土的14%,人均耕地不及世界平均數(shù)據(jù)的1/2,全國有666個(gè)縣人均耕地低于聯(lián)合國食物和農(nóng)業(yè)組織確定的0.53hm2警戒線。耕地的質(zhì)量也不高,分布在平原、盆地的僅占34%。中國人的食物主體是糧食,這種膳食結(jié)構(gòu)制約著國民的體質(zhì)狀況,而即使在糧食方面,人均占有量也只有400kg,全國還有6000萬人口沒有完全脫貧。全國多年平均淡水資源總量為2.8×1012m3,居世界第6位,但人均占有量不足2400m3,為世界人均占有量的1/4,居世界第18位。農(nóng)業(yè)是用水大戶,約占用水總量的70%,但是我國還有61%的耕地沒有水資源保證。因此,一個(gè)擁有大量閑置灘涂和海水的國家選擇海水灌溉農(nóng)業(yè)是合乎邏輯的。

2.2巨大的生態(tài)環(huán)境價(jià)值,決定了海水灌溉農(nóng)業(yè)的地位

一般沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,土地鹽堿化、風(fēng)沙化嚴(yán)重。其原因是地下水位高,礦化度大,隨土地毛細(xì)管蒸發(fā),水變成了蒸汽,而把鹽堿留在地表。如果改地下水地表蒸發(fā)為通過植物葉片蒸騰,地下水中的鹽分就積聚不到地面上來,耐鹽作物植被覆蓋了地面,抑制了風(fēng)沙,腐敗的枝葉和根部微生物活動(dòng)還會(huì)提高土壤肥力。有些耐鹽植物如大米草、互花米草等,具有良好的消浪、促淤、護(hù)灘作用。從江蘇的經(jīng)驗(yàn)看,大米草種植兩年,就可以使草叢灘面抬高10cm。射陽縣進(jìn)行了互花米草保灘護(hù)岸生態(tài)工程試驗(yàn),20km海岸每年可節(jié)約護(hù)岸工程費(fèi)用200多萬元。

2.3獨(dú)特的產(chǎn)品使海水灌溉農(nóng)業(yè)具有獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

由于耐鹽作物多數(shù)品種是陸地農(nóng)業(yè)所沒有的,即便與陸地共有的品種,性狀也有較大區(qū)別,所以它們有獨(dú)特的使用價(jià)值。據(jù)山東師范大學(xué)的李法曾教授研究,中國耐鹽植物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有8個(gè)類型:藥用76種,如補(bǔ)血草、枸杞、甘草、水麥冬等;牧草29種,如濱麥、海邊香豌豆、苜蓿等;油脂類19種,如堿蓬、野大豆、月見草等;鞣料類16種,如海蓮、紅樹、海桑等;纖維類20種,如蘆葦、篩草、羅布麻等;芳香油類10種,如海州蒿、薄荷等;食物類26種,如大葉藻、珊瑚菜、地瓜苗、沙棗、海菖蒲等;綠化、建材及薪炭類27種,如大米草、蘆葦、檉柳、紅樹、鹽樺、海芒果等。美國亞利桑那州立大學(xué)的塔可遜環(huán)境研究實(shí)驗(yàn)室通過世界性網(wǎng)絡(luò),從800種耐鹽植物中篩選出一種海蓬子,可用海水灌溉和漫灌,其種籽的含油量占重量的30%,油中含有73%的亞油酸,優(yōu)于大豆,具有食用、藥用價(jià)值,油餅還富含40%的蛋白質(zhì),是高營養(yǎng)飼料。

2.4海水灌溉農(nóng)業(yè)的成功有可能為內(nèi)陸鹽堿地的農(nóng)業(yè)利用開辟道路

除了沿海灘涂,中國還有大約3.7×107hm2的內(nèi)陸鹽堿荒地,包括咸水湖周邊的灘涂。如果解決了海水灌溉的關(guān)鍵技術(shù)和農(nóng)藝問題,尤其是培育出優(yōu)良的抗鹽作物,也就有可能給內(nèi)陸鹽堿荒地的農(nóng)業(yè)利用提供啟發(fā)和某些通用技術(shù)。或許這種連帶的、擴(kuò)展的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)價(jià)值更為可觀,有可能為國家扶貧大業(yè)做出意外的貢獻(xiàn)。

3中國發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的可行性

3.1自然資源豐富

海水灌溉農(nóng)業(yè)必須的自然資源包括海水、灘涂和耐鹽植物,這在中國都不缺乏。中國有大陸岸線18000km,海島岸線14000km,可以利用海水的國土范圍巨大。目前有沿海灘涂2077900hm2,由于入海江河攜帶大量泥沙,河口灘涂還以每年2.0-3.0×104hm2的速度繼續(xù)淤長;我國的灘涂分布相對集中,為海水灌溉農(nóng)業(yè)提供了廣闊的用武之地。鹽生植物即具有適應(yīng)鹽化生境形態(tài)和特性的植物區(qū)系。根據(jù)其對過量鹽類的適應(yīng)特點(diǎn),又分為聚鹽性植物,如海蓬子、海岸燈心草;泌鹽性植物,如檉柳、大米草;不透鹽或抗鹽植物等。根據(jù)其生境特點(diǎn),又分為沉水類即直接生活于海水中的,如大葉藻屬、喜鹽草屬;濕生類即生于海岸灘涂的,如紅樹林、水麥冬等;旱生類即生于鹽堿土地的,如假木賊屬、豬毛菜屬等。據(jù)山東師范大學(xué)生物系多年調(diào)查,確定我國有鹽生植物424種,隸屬于66科200屬,為我們提供了豐富的種質(zhì)庫和基因庫。

3.2技術(shù)問題已初步解決

20世紀(jì)60年代我國科學(xué)家開始進(jìn)行耐鹽植物栽培的研究。在引種優(yōu)良耐鹽品種、基因工程和細(xì)胞融合培育新品種等方面都取得了重要進(jìn)展。例如:南京大學(xué)仲崇信教授等引進(jìn)英國大米草成功,江蘇省建成了我國第一個(gè)面積2000hm2的大米草牧場。1979年又引種了美國互花米草,生命力很強(qiáng),粗蛋白含量10%,一般2—4m高,可以做畜、禽、魚飼料,用做栽培香菇、造紙的原料,并可有效地保護(hù)侵蝕性海灘,現(xiàn)每年產(chǎn)量達(dá)萬t。中國科學(xué)院海洋研究所邢軍武從580年前的《救荒本草》關(guān)于堿蓬的記載受到啟發(fā),經(jīng)多年觀察、試驗(yàn),篩選并成功培育出一種可在鹽堿環(huán)境灌溉海水堿蓬品種,種子含油30%,不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的91.8%,人體必須脂肪酸占80%,可用于生產(chǎn)蔬菜、食用油和保健品,已經(jīng)取得專利并列入青島市“火炬計(jì)劃”項(xiàng)目。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所等單位,自20世紀(jì)80年代中期以來進(jìn)行濱海鹽土農(nóng)業(yè)工程研究,在堤外灘涂根據(jù)生態(tài)位原理引進(jìn)、栽培鹽生植物,取得了可喜的進(jìn)展。海南大學(xué)的林棲鳳教授等,以鹽生植物為供體,蔬菜為受體,運(yùn)用花粉管通道技術(shù),將海岸耐鹽植物紅樹林DNA導(dǎo)入普通茄子、辣椒,獲得了耐鹽能力明顯增強(qiáng)的后代。山東大學(xué)的夏光敏教授等,利用體細(xì)胞雜交技術(shù)培育耐鹽小麥和牧草獲得重要進(jìn)展。他們用小麥的近緣植物、有高度耐鹽性狀的長穗高冰草與小麥作親本,通過非對稱融合技術(shù),獲得的雜種后代能夠在0.7%—1%的鹽土中生長?？傊?全國已有一些高等院校和科研院所進(jìn)行了長期研究試驗(yàn),并取得了有價(jià)值的技術(shù)成果?，F(xiàn)在要做的是對這些成果進(jìn)行整理、提高,推向產(chǎn)業(yè)化。

4海水灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的限制因素

從理論上說,海水灌溉農(nóng)業(yè)是極有發(fā)展前途的新興產(chǎn)業(yè),但是多少年來卻徘徊不前,這說明存在某些制約因素。

4.1主觀需求不足。沙特政府已經(jīng)在第六個(gè)發(fā)展計(jì)劃中,把“海水用于農(nóng)業(yè)”放在國民經(jīng)濟(jì)技術(shù)的重要位置。這是他們國家的自然條件逼迫使然。中國雖然面臨著12億人口的巨大壓力,但是內(nèi)陸農(nóng)業(yè)還有一定的潛力,尤其近年來糧食形勢好轉(zhuǎn),不搞海水灌溉農(nóng)業(yè)仍然過得去,愿望就不那么強(qiáng)烈了,何況這不是一件“短平快”見業(yè)績的事,試驗(yàn)周期可能很長,結(jié)果如何也沒把握,地方長官如果缺乏“前人栽樹后人乘涼”的風(fēng)格,往往不在任期內(nèi)做部署。

4.2資源的匹配條件嚴(yán)格。中國雖然有海水、灘涂、鹽生植物,但它們不是天然協(xié)調(diào)組合的。對某一地區(qū)來說,有海水不一定有灘涂;有灘涂不一定都用來搞海水灌溉農(nóng)業(yè),有海水和灘涂,不一定有適宜的作物品種,因?yàn)槟望}和抗鹽的植物品種,耐鹽的程度、生長的氣候條件等,也有很大差別。用生物工程技術(shù)培養(yǎng)創(chuàng)新品種的工作還處于初始階段,離理想的經(jīng)濟(jì)效果還有較大的差距。這就制約著生產(chǎn)的品種,相應(yīng)地也制約著產(chǎn)品的用途、市場的規(guī)模等等。

4.3用海水漫灌,有可能引起土壤嚴(yán)重鹽漬化、必須選擇能灌能排的地方種植,并要求有廉價(jià)高效的防滲漏措施。

5加快海水灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的措施

5.1建立“官產(chǎn)研”結(jié)合的試驗(yàn)示范基地,把海水灌溉形成農(nóng)藝海水灌溉農(nóng)業(yè)越來越引起各級(jí)政府的重視,有關(guān)職能部門和地方政府多次召開有關(guān)的學(xué)術(shù)和工作會(huì)議進(jìn)行研討,將有關(guān)課題列入科技發(fā)展計(jì)劃予以支持,但還沒有列入國家產(chǎn)業(yè)計(jì)劃。要高瞻遠(yuǎn)矚,認(rèn)識(shí)海水灌溉農(nóng)業(yè)對于分擔(dān)內(nèi)陸農(nóng)業(yè)壓力,改善國民膳食結(jié)構(gòu),尤其是改造沿海生態(tài)環(huán)境的不可替代的作用。要看到它深遠(yuǎn)的科學(xué)價(jià)值。經(jīng)濟(jì)生活中很多事情是不能只看直接產(chǎn)出的。如城市綠化是一種消耗,但是因?yàn)閯?chuàng)造了優(yōu)美的環(huán)境而提高了勞動(dòng)者的健康,促進(jìn)了旅游業(yè),并有利于吸引外資,這個(gè)經(jīng)濟(jì)帳怎么算?自古以來農(nóng)作物都是用淡水澆灌,現(xiàn)在打破了這個(gè)常規(guī),這就是一種進(jìn)化,一種革命性的發(fā)展,它將帶來什么樣的關(guān)聯(lián)性影響是難以估量的。所以,國家要作為一項(xiàng)特別工程,列入產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃,超前部署。要對鹽生植物尤其是稀有瀕危品種實(shí)行遷地保護(hù),建設(shè)鹽生植物的種質(zhì)庫或基因庫。山東東營市于1996年建立了中國第一個(gè)鹽生植物園,占地3.5hm2,有525m2的玻璃溫室和900m2的冬暖大棚,收集、保存耐鹽植物150多種,引種國內(nèi)外鹽生植物80多種。近期擬擴(kuò)大規(guī)模,最終建成集科研、觀賞、示范為一體的試驗(yàn)園區(qū),這是一個(gè)良好的開端。要在條件比較有利的江蘇、山東、廣東建立不同目標(biāo)、品種的試驗(yàn)基地。不能只是科學(xué)家在試驗(yàn)室做這件事,農(nóng)業(yè)部門要直接抓,要進(jìn)大田,要形成生產(chǎn)管理的一套農(nóng)藝。品種不一定多,選好突破口,成功了,介紹給農(nóng)戶,在更大的面積上推廣。

5.2制定正確的技術(shù)路線,組織力量協(xié)作攻關(guān)海水灌溉農(nóng)業(yè)順利發(fā)展的條件中,海水、灘涂是現(xiàn)成的,難得的是符合需要的作物品種,產(chǎn)業(yè)突破的關(guān)鍵和技術(shù)核心是解決這個(gè)問題。有兩條路子:①遺傳工程,包括雜交、基因轉(zhuǎn)換、克隆技術(shù),前景十分誘人,徹底解決問題的希望可以就在這里,但是技術(shù)上難度不小。原因是全世界現(xiàn)有的200多種大宗農(nóng)作物都不是抗鹽品種,其親緣植物也不抗鹽,因此不經(jīng)處理直接用海水或含海水的水灌溉是不現(xiàn)實(shí)的。通過傳統(tǒng)雜交方法育種,抗鹽能力的提高有限,而且品質(zhì)退化的難題很大。基因轉(zhuǎn)移的困難在于植物的抗鹽基因不明,現(xiàn)在看不是單一基因,而是復(fù)合基因,彼此的關(guān)系也不清楚,將其導(dǎo)入作物并得到表達(dá),還要繼續(xù)努力。②選種移植。即從本國或外國現(xiàn)有耐鹽植物中進(jìn)行篩選、引種,逐步改良到能夠用海水灌溉的水平。如邢軍武選育的品種,美國和沙特選育的品種,他們都已經(jīng)花費(fèi)了大量時(shí)間和勞動(dòng),在此基礎(chǔ)上引種應(yīng)該是最容易、經(jīng)濟(jì)的辦法。正確的技術(shù)路線應(yīng)該是:近期以選種移植為主,加強(qiáng)耐鹽植物的普查,繼續(xù)尋找新品種,并進(jìn)行栽培、移植試驗(yàn),真正有前景的就擴(kuò)大種植面積,形成規(guī)模;同時(shí),在基因技術(shù)方面迎難而進(jìn),組織精干的技術(shù)班子進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),在高技術(shù)領(lǐng)域?qū)で笸黄啤?/p>

5.3開展國際合作,引進(jìn)和消化先進(jìn)技術(shù)和農(nóng)藝發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)是世界上許多國家面臨的共同課題。許多國家在這方面都獲得了一定的進(jìn)展。據(jù)報(bào)道,美國已經(jīng)培育出2種全海水小麥、29種半海水春小麥和耐2/3海水的番茄。沙特阿拉伯的拉斯扎烏爾以南2hm2種植場,使用SOS-10號(hào)種栽培海蓬子,收獲油籽7t。阿拉伯鹽水技術(shù)公司首期試種了250hm2獲得成功,目前準(zhǔn)備擴(kuò)大到4500hm2,最終目標(biāo)是在沿種植2×105hm2,年產(chǎn)1.2×105t植物油。他人經(jīng)過許多試驗(yàn)獲得的經(jīng)驗(yàn)可以省去我們大量重復(fù)勞動(dòng)。開展這一領(lǐng)域的國際合作,吸收先行者的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和成功的技術(shù),不僅是必要的,而且是明智的。中國是一個(gè)發(fā)展中國家,沿海土地鹽漬化地區(qū)一般是欠發(fā)達(dá)地區(qū),更需要引進(jìn)國外資金和技術(shù),把海水灌溉農(nóng)業(yè)的開發(fā)結(jié)合起來。有些國家有與中國合作的意向,開展國際合作也是可能的。