摘要: 介紹了以色列旱區(qū)現(xiàn)代高效用水農(nóng)業(yè)的主要模式、經(jīng)驗(yàn)和配套技術(shù), 新開(kāi)并就提出了學(xué)習(xí)和借鑒以色列的經(jīng)驗(yàn)發(fā)展我國(guó)旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)的建議。
關(guān)鍵詞: 以色列; 借鑒; 高效用水; 我國(guó); 旱區(qū)農(nóng)業(yè)
以色列位于西亞地中海東岸沙漠邊緣地帶, 年均降水量300 mm , 主要集中在冬季, 全年無(wú)雨期長(zhǎng)達(dá)7 個(gè)月之久, 年蒸發(fā)量高達(dá)2 000～ 3 000 mm;60% 土地屬于干旱荒漠地區(qū)(集中在南部的內(nèi)蓋夫) , 近1/2國(guó)土降水量低于150 mm , 人均水資源330 m 3, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人均1 000 m 3 的水資源極限值,占世界人均水資源量的1/3 0, 約為我國(guó)人均水資源量的1/8。然而, 就在這樣嚴(yán)酷的環(huán)境條件下, 經(jīng)過(guò)40 多年來(lái)的艱苦努力, 以色列不但解決了國(guó)內(nèi)95%的農(nóng)產(chǎn)品自給, 而且每年農(nóng)產(chǎn)品出口值超過(guò)7 億美元, 水資源利用效率平均達(dá)到2.32 kg/m3, 成為一個(gè)世人矚目、綜合國(guó)力較強(qiáng)的國(guó)家, 尤其是干旱農(nóng)業(yè)的發(fā)展更被許多國(guó)家推崇和仿效[ 1～ 2 ]?，F(xiàn)將有關(guān)方面進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié), 并結(jié)合我國(guó)旱區(qū)特點(diǎn), 就學(xué)習(xí)借鑒以色列經(jīng)驗(yàn)談以下幾點(diǎn)看法。
1 以色列旱區(qū)現(xiàn)代高效用水農(nóng)業(yè)模式及配套技術(shù)
以色列政府非常重視沙漠的研究與開(kāi)發(fā)工作,除了農(nóng)業(yè)研究院和一些大學(xué)從事防治荒漠化的研究外, 政府還于1973 年在內(nèi)蓋夫沙漠地區(qū)建立了沙漠研究所, 專(zhuān)門(mén)從事沙漠生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)、氣象、邊際土地水資源、沙漠植物生物技術(shù)、沙漠農(nóng)業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)等方面的研究。
1.1 實(shí)施以工廠化農(nóng)業(yè)溫室栽培為核心的沙漠產(chǎn)業(yè)科技行動(dòng)計(jì)劃
以色列政府將開(kāi)發(fā)內(nèi)蓋夫列為國(guó)家優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目, 農(nóng)業(yè)部、猶太全國(guó)基金會(huì)和猶太協(xié)會(huì)聯(lián)合組織于1995 年啟動(dòng)了“內(nèi)蓋夫行動(dòng)計(jì)劃”, 在該地區(qū)發(fā)展工廠化農(nóng)業(yè)、果園和水產(chǎn)養(yǎng)殖等沙產(chǎn)業(yè), 并將旅游、工業(yè)和沙漠農(nóng)業(yè)有機(jī)地結(jié)合在一起。這個(gè)計(jì)劃除修建水庫(kù)、打井、污水處理和海水淡化等水源供給能力建設(shè)外, 主要是以溫室為主的環(huán)境控制農(nóng)業(yè)。政府和有關(guān)方面投入建立了一個(gè)大規(guī)模的創(chuàng)新型溫室園區(qū),園區(qū)籌建、管理和所有權(quán)由私營(yíng)和公共公司負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)。該計(jì)劃也在內(nèi)蓋夫的許多居民定居點(diǎn)周?chē)厥規(guī)? 將溫室租賃給農(nóng)民, 極大地降低了農(nóng)民個(gè)人的風(fēng)險(xiǎn), 鼓勵(lì)沒(méi)有資金的農(nóng)民進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域, 降低管理成本, 使農(nóng)民可以利用現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)。隨著這個(gè)行動(dòng)計(jì)劃的進(jìn)展, 政府和各方面的投資強(qiáng)度不斷加大, 研究與開(kāi)發(fā)也不斷深入, 新的溫室技術(shù)被應(yīng)用, 內(nèi)蓋夫沙漠成為以色列工廠化農(nóng)業(yè)的重要基地, 并使以色列農(nóng)業(yè)逐步走上工廠化和產(chǎn)業(yè)化的道路。
1.2 大力開(kāi)發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)的精準(zhǔn)微灌技術(shù)
經(jīng)過(guò)多年的研究與開(kāi)發(fā), 以色列已經(jīng)研制出世界上最先進(jìn)的噴灌、滴灌、微噴灌和微滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù), 完全取代了傳統(tǒng)的溝渠漫灌方式。目前80% 以上的灌溉農(nóng)田應(yīng)用滴灌, 10% 為微噴, 5%為移動(dòng)噴灌。根據(jù)作物種類(lèi)和土壤類(lèi)型設(shè)置滴灌控制系統(tǒng), 使田間水利用效率達(dá)到2.32 kg/m 3, 增產(chǎn)效果顯著。管道輸水和滴灌技術(shù)的應(yīng)用, 使以色列的灌溉面積從16.5 萬(wàn)hm 2 增加到22.0 萬(wàn)～ 25.0 萬(wàn)hm 2。他們采用灌溉技術(shù)的主導(dǎo)思想是“給植物供水, 而不是灌溉土壤”, 利用水肥連供技術(shù), 將水、肥直接送到植物最易吸收的根部, 通過(guò)持續(xù)緩慢的供水來(lái)維持作物根區(qū)最適的土壤水分含量, 使水肥的利用率高達(dá)80% , 比傳統(tǒng)的灌溉方式節(jié)約用水和節(jié)省肥料30% 以上[ 1～ 2 ]。內(nèi)蓋夫沙漠中的溫室栽培、果樹(shù)種植以及部分大田作物都使用噴灌和滴灌, 所有的灌溉系統(tǒng)都由計(jì)算機(jī)控制, 同時(shí)配有傳感器, 以幫助測(cè)定灌溉間隔時(shí)間。
1.3 篩選抗逆性強(qiáng)的生物及品種
以色列科學(xué)家除培育了許多適合溫室栽培的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)雜交蔬菜和花卉品種外, 還選育了一些適合沙漠地區(qū)種植的植物品種, 包括一些可以產(chǎn)油、蠟或其它化學(xué)物質(zhì)的工業(yè)植物, 通過(guò)對(duì)5 000 多種沙漠植物的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值篩選, 建立了種子基因庫(kù), 篩選的十幾個(gè)有潛力植物品種正處在不同的研究和開(kāi)發(fā)階段。同時(shí)還從其它國(guó)家引進(jìn)了一些沙漠植物, 如從澳大利亞引進(jìn)了一種灌木植物作為觀賞花卉栽培,僅該植物每年就帶來(lái)600 萬(wàn)美元的出口創(chuàng)匯收入。以色列育種家還專(zhuān)門(mén)選育了適于咸水灌溉的小麥、西瓜、番茄、棉花及部分果樹(shù), 咸水灌溉的小麥、西瓜品質(zhì)變優(yōu), 特別是番茄不僅提高了甜度, 而且可以在常溫下貯存21 d, 這種耐貯運(yùn)的番茄大量出口歐美,使沙漠中的咸水也能澆灌出各種優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品來(lái)。此外, 還專(zhuān)門(mén)培育了用海水灌溉的灌木和以這種灌木為主要飼料的羊。
1.4 大力開(kāi)發(fā)利用邊緣水資源
以色列政府投入了巨資興修輸水工程, 將水從水源較多的北方輸送到南方干旱農(nóng)業(yè)區(qū), 輸水管線縱橫交錯(cuò), 像地下電纜和油、氣管道一樣。與此同時(shí),以色列更加注重地表徑流、地下苦咸水、處理廢水的開(kāi)發(fā)和利用。一是地表徑流集水。主要是在流域內(nèi)分級(jí)設(shè)立一些集流壩、蓄水壩、坡面采流、溝道集流工程, 將雨季降水形成的不固定徑流水收集起來(lái)用于農(nóng)林生產(chǎn)[ 3～ 5 ]。二是深層地下苦咸水開(kāi)發(fā)。特別是在南部地區(qū)把苦咸水與淡水混合, 通過(guò)滴灌技術(shù)發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)和漁業(yè), 不僅解決了農(nóng)業(yè)用水問(wèn)題, 也有效地防治了土地鹽堿化。三是加強(qiáng)對(duì)民用廢水的收集處理并廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前, 全國(guó)已將80%的城市污水進(jìn)行處理循環(huán)使用, 主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),占整個(gè)農(nóng)業(yè)用水的20%。在內(nèi)蓋夫沙漠地區(qū)2.4 億m 3 用水中, 從北部輸送的淡水占44% , 經(jīng)處理的城市循環(huán)水占48% , 地下微咸水占8% [ 5 ]。廢水的回收利用增加了水源、減少了環(huán)境污染, 民用廢水的處理和利用有望成為以色列未來(lái)農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源。
1.5 干旱環(huán)境中的特色水產(chǎn)及家禽養(yǎng)殖技術(shù)以色列利用內(nèi)蓋夫沙漠充足的陽(yáng)光, 在封閉的反應(yīng)器中養(yǎng)殖藻類(lèi)(螺旋藻、小球藻等) , 使其產(chǎn)量增加, 耗水降低。以色列科學(xué)家開(kāi)發(fā)出沙漠中的集約化養(yǎng)魚(yú)技術(shù), 通過(guò)在沙漠地區(qū)修建大棚覆蓋的防滲魚(yú)塘來(lái)發(fā)展高密度的集約化養(yǎng)魚(yú), 有效地降低了水分的蒸發(fā)和滲漏, 也緩沖了魚(yú)塘內(nèi)溫、濕度的驟變, 同時(shí)生物過(guò)濾器使魚(yú)塘的水多次循環(huán)使用, 養(yǎng)魚(yú)后的循環(huán)水又用于農(nóng)田灌溉。
1.6 調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)
該地主要種植生長(zhǎng)季短且與降水規(guī)律吻合的園藝作物, 以提高水資源利用效益; 嚴(yán)格限制高耗水作物的種植; 努力開(kāi)發(fā)節(jié)水作物, 如大面積種植經(jīng)濟(jì)價(jià)值高而耗水量只有普通農(nóng)作物15% 的仙人掌類(lèi)植物。同時(shí), 減少對(duì)土地資源要求較高的糧食作物, 改種和增種對(duì)土地資源要求低、技術(shù)含量較高的經(jīng)濟(jì)作物, 讓寶貴的土地資源和水資源發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。到上世紀(jì)80 年代后期, 以色列農(nóng)產(chǎn)品的自給率達(dá)95% , 蔬菜、水果、花卉等經(jīng)濟(jì)作物不但自給有余, 而且大量出口。
2 以色列的水資源及農(nóng)業(yè)宏觀調(diào)控政策
以色列對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的管理非?？茖W(xué)、嚴(yán)密。國(guó)家除對(duì)影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的科研、科技開(kāi)發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等十分重視外, 對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的管理也非常科學(xué)、嚴(yán)密, 并實(shí)現(xiàn)了法律化、規(guī)范化。先后頒布了水法、水井控制法、量水法等法律, 境內(nèi)的所有水資源歸全民所有, 管理、分配、使用和處理均納入國(guó)家計(jì)劃; 全國(guó)水費(fèi)實(shí)行統(tǒng)一價(jià)格(0.15 美元/m3) , 定量用水, 超額加價(jià), 而且在翌年將超額用水扣回來(lái)。這些法規(guī), 對(duì)節(jié)約用水、開(kāi)發(fā)干旱地區(qū)、推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了非常重要的作用。根據(jù)自然條件和資源狀況, 實(shí)施不同的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)政策: 北部地區(qū)降水豐富, 土地肥沃,實(shí)行多元農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì), 種植糧食、水果、蔬菜、花卉等,并給予一定的補(bǔ)充灌溉; 中部的半干旱地區(qū)主要種植小麥等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的糧食作物, 水源供應(yīng)依靠冬季降水, 政府只給予一定的政策和資金扶持; 而南部的荒漠地區(qū)利用沙質(zhì)土地滲漏性強(qiáng)、通氣良好的條件, 建立溫室, 使用計(jì)算機(jī)控制的滴灌, 并開(kāi)發(fā)利用咸水, 種植高效經(jīng)濟(jì)作物, 特別是利用較溫暖的冬季生產(chǎn)水果、蔬菜、花卉出口歐洲, 賺取外匯。以色列的農(nóng)業(yè)為商品化農(nóng)業(yè), 其產(chǎn)品針對(duì)市場(chǎng)需求, 及時(shí)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。以色列根據(jù)本國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及國(guó)際農(nóng)副產(chǎn)品市場(chǎng)變化等及時(shí)制訂靈活、恰當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略和政策措施。以色列農(nóng)業(yè)的四次革命就是一個(gè)很好的例證。第一次革命——實(shí)現(xiàn)自給自足。建國(guó)初期, 政府的經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃以農(nóng)業(yè)為主, 種植計(jì)劃以糧棉為主。上世紀(jì)70 年代后, 開(kāi)始了第二次革命——轉(zhuǎn)向出口。根據(jù)本國(guó)耕地少、水源缺不適于長(zhǎng)期發(fā)展糧食作物, 但地中海氣候有利于果蔬作物生長(zhǎng)的特點(diǎn), 在對(duì)國(guó)際農(nóng)副產(chǎn)品市場(chǎng)深入調(diào)研后, 及時(shí)改變了糧食自給的計(jì)劃, 壓縮糧食作物, 大力發(fā)展可供出口的水果、蔬菜、棉花和花卉等高值作物, 使農(nóng)業(yè)收入成倍增長(zhǎng), 并獲得大量外匯, 然后用少許外匯進(jìn)口糧食, 解決吃飯問(wèn)題。第三次革命——占據(jù)世界市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位。在灌溉、溫室栽培、種植、養(yǎng)殖、育種等領(lǐng)域, 以色列開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的各種技術(shù)和設(shè)備滿足了世界許多國(guó)家的需要, 已在世界市場(chǎng)占據(jù)了一定的地位?，F(xiàn)在又開(kāi)始了第四次革命——根據(jù)市場(chǎng)機(jī)制來(lái)制訂生產(chǎn)計(jì)劃, 其目的是將這個(gè)既缺水、又缺耕地的沙漠國(guó)家變成一個(gè)年出口10 億美元新鮮食品和加工食品的國(guó)家。
當(dāng)然以色列農(nóng)業(yè)的發(fā)展, 很大程度上是建立在對(duì)科研和開(kāi)發(fā)的高投入上。以色列每年用于農(nóng)業(yè)科研開(kāi)發(fā)方面的投資高達(dá)8 000 萬(wàn)美元, 70%～ 75%的農(nóng)業(yè)研究課題由農(nóng)業(yè)部的農(nóng)業(yè)研究組織負(fù)責(zé)。據(jù)統(tǒng)計(jì), 以色列農(nóng)業(yè)總投資每年增加5.2% , 這種科研開(kāi)發(fā)的高投入, 帶來(lái)了生產(chǎn)上的高收益。
3 學(xué)習(xí)和借鑒以色列的經(jīng)驗(yàn)發(fā)展我國(guó)旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)
3.1 實(shí)現(xiàn)水資源的統(tǒng)一管理, 增強(qiáng)節(jié)水意識(shí)我國(guó)北方也屬?lài)?yán)重缺水地區(qū), 但對(duì)有限水資源缺少?lài)?yán)格統(tǒng)一管理的法規(guī)和體制。近年來(lái)所發(fā)生的黃河斷流加劇雖有降水偏小的原因, 但缺乏統(tǒng)一管理與未能實(shí)行合理利用是主要原因之一。另外, 節(jié)水觀念差, 農(nóng)田灌溉浪費(fèi)嚴(yán)重, 水價(jià)不合理, 也是造成我國(guó)北方水資源緊張不可忽視的因素。因此, 加強(qiáng)水資源的統(tǒng)一管理是當(dāng)務(wù)之急。在加強(qiáng)管理的同時(shí), 增強(qiáng)全民的節(jié)水意識(shí), 實(shí)現(xiàn)節(jié)水技術(shù)現(xiàn)代化, 這既是以色列以及若干發(fā)達(dá)國(guó)家的寶貴經(jīng)驗(yàn), 也將是全球缺水地區(qū)必走之路。
3.2 提高輸水系數(shù)
以色列在節(jié)水、高效用水中實(shí)現(xiàn)輸水管道化, 輸水系數(shù)達(dá)95% , 而我國(guó)目前渠道輸水系數(shù)僅為30%～ 50%。因此, 為解決我國(guó)北方水資源短缺, 發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè), 在技術(shù)選擇上應(yīng)將發(fā)展管道輸水和采用有效的渠道防滲技術(shù)放在首位, 這是農(nóng)業(yè)節(jié)水的基礎(chǔ)工作, 應(yīng)作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)待。通過(guò)努力, 將輸水系數(shù)提高到60% , 這將從總體上緩解我國(guó)北方地區(qū)水資源緊張的局面。
3.3 因地制宜地選擇灌溉方法
以色列以滴灌為主, 這是其具體國(guó)情決定的。我國(guó)地域廣闊、情況復(fù)雜, 在灌溉方法上不可能采用統(tǒng)一模式。在我國(guó)目前條件下宜在干旱、半干旱地區(qū)將滴灌與雨水集流技術(shù)結(jié)合推廣, 以少量補(bǔ)充供水取得顯著增產(chǎn)效果; 在高值經(jīng)濟(jì)作物或溫室栽培條件下應(yīng)用滴灌, 以高投入取得高效益。我國(guó)西北地區(qū)的雨水集流高效利用工作成效曾引起國(guó)內(nèi)外的關(guān)注,但還是比較零散, 應(yīng)將其繼續(xù)系統(tǒng)化、實(shí)用化、規(guī)模化。另外, 除引進(jìn)和仿制以色列等國(guó)的滴灌設(shè)備和應(yīng)用已有技術(shù)外, 應(yīng)重視創(chuàng)新, 組織優(yōu)勢(shì)科技力量, 集中研制適合于我國(guó)國(guó)情的滴灌設(shè)備。我國(guó)北方大部分地區(qū)和農(nóng)田在未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)期里, 還應(yīng)以推行改進(jìn)的地面灌溉技術(shù)如小畦灌、隔行灌、波涌灌溉等和噴灌技術(shù)為主。
3.4 加強(qiáng)廢水的處理和利用
我國(guó)目前約有1/3 以上工業(yè)廢水和9/10 以上的生活污水未經(jīng)處理就排入河湖, 水污染嚴(yán)重, 加劇了可利用水資源的短缺。以色列將工業(yè)廢水、城市污水和微咸水用于農(nóng)業(yè)灌溉的成功經(jīng)驗(yàn), 應(yīng)作為21 世紀(jì)我國(guó)農(nóng)業(yè)進(jìn)一步節(jié)水的主要措施。隨著工業(yè)發(fā)展和人口增長(zhǎng), 我國(guó)農(nóng)業(yè)用水比例勢(shì)必逐步降低, 故應(yīng)加快研究廢水處理技術(shù)和大量用于農(nóng)業(yè)的可行性問(wèn)題。
3.5 重視節(jié)水作物和品種的引進(jìn)、選育, 建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)
針對(duì)具體的環(huán)境條件, 轉(zhuǎn)變思維, 引進(jìn)和篩選一些適應(yīng)環(huán)境的抗逆品種, 尤其是價(jià)值高、水分利用效率高的生物資源及品種, 建立節(jié)水型種植結(jié)構(gòu), 這是提高水分效益和效率的生物學(xué)基礎(chǔ), 應(yīng)得到優(yōu)先重視和加強(qiáng)。
3.6 強(qiáng)化政府投入, 鼓勵(lì)研究開(kāi)發(fā)
重視研究與開(kāi)發(fā), 科研與生產(chǎn)實(shí)際密切結(jié)合, 政策措施與市場(chǎng)機(jī)制并舉, 這是以色列農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)制。目前我國(guó)應(yīng)強(qiáng)化政府投入, 不斷改善旱區(qū)環(huán)境, 降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn), 通過(guò)項(xiàng)目?jī)A斜和改善生活、研究、待遇條件, 鼓勵(lì)科技人員獻(xiàn)身于旱區(qū)資源與環(huán)境研究和開(kāi)發(fā)事業(yè), 解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)問(wèn)題和技術(shù)瓶頸, 繼承和改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè), 發(fā)展知識(shí)密集型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。
王淑英(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研管理處）
