天津?yàn)I海鹽漬土壤發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)可行性分析

高賢彪 肖 輝

摘? ? 要：天津市鹽漬化土壤面積大，鹽堿程度高，農(nóng)作物產(chǎn)量低，經(jīng)濟(jì)效益差，普通耕作方式農(nóng)民積極性不高，急需尋找高效的作物栽培模式，提高濱海鹽堿土壤的利用效率。設(shè)施農(nóng)業(yè)是集約化種植模式，高投入高產(chǎn)出，在鹽堿地區(qū)發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，一方面可提高鹽堿土壤利用效率，增加農(nóng)民收入，同時(shí)還可以節(jié)約土地資源，不與糧食作物爭(zhēng)地。本研究分析了天津鹽漬化土壤面積、分布及特點(diǎn)、設(shè)施蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題以及在鹽堿地上發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的可行性。結(jié)果表明，在濱海鹽漬化土壤上發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面都是可行的，并推薦了鹽堿地設(shè)施蔬菜適宜的栽培模式。

關(guān)鍵詞：鹽漬土壤;設(shè)施農(nóng)業(yè);栽培模式;可行性分析

中圖分類號(hào)： S156.4? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.01.001

Feasibility Analysis on the Development of Facility Agriculture in Coastal Saline Soil in Tianjin

GAO Xianbiao1，2， XIAO Hui1

（1.Tianjin Institute of Agricultural Resources and Environment， Tianjin 300384， China; 2.Tianjin Facility Vegetable Industry System -Vegetable Nutrition and Fertilization Post， Tianjin 300384， China）

Abstract： Because of the large area of salinized soil and the high degree of soil salinization in Tianjin， the yield of crops is low， the economic benefit is poor， and the enthusiasm of farmers is not high， so it is urgent to find an efficient crop cultivation mode to improve the utilization efficiency of coastal salinized soil. Facility agriculture is an intensive planting mode with high input and high output. To develop facility agriculture in salinized soil areas， on the one hand， it can improved the utilization efficiency of salinized soil ， increase the income of farmers， on the other hand， it save land resources and do not compete with grain crops for land. This paper analyzed the area， distribution and characteristics of the salinized soil in Tianjin， the problems existing in the production process of the protected vegetables， and the feasibility of developed the protected agriculture on the saline alkali soil. The results showed that the development of the protected agriculture on the coastal saline alkali soil was feasible in both technical and economic aspects， and recommended the suitable cultivation mode of the protected vegetables on the saline alkali soil.

Key words： salinized soil; facility agriculture; cultivation mode; feasibility analysis

天津?yàn)l臨渤海，受海水及地下咸水的影響，土壤鹽堿化現(xiàn)象比較突出，全市總土地面積116.6萬(wàn)hm2（不包括灘涂），鹽漬化土壤占42.3%[1]，土壤鹽漬化導(dǎo)致作物產(chǎn)量低、經(jīng)濟(jì)效益差、植被覆蓋率低、生態(tài)環(huán)境脆弱[2]。當(dāng)前，鹽堿地改良成本總體較高[3]且經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出低，致使農(nóng)民耕種積極性差，尤其重度及以上鹽堿地土壤荒廢現(xiàn)象比較普遍。因此，急需引進(jìn)新的種植模式，在能承擔(dān)土壤改良成本的基礎(chǔ)上，又能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，提高土地利用率。設(shè)施農(nóng)業(yè)是一種集約化種植模式，單位土地面積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出比較高，在鹽堿地上發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，不但提高鹽堿土壤利用率及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，還能起到不占用生產(chǎn)條件較好的基本農(nóng)田、保障糧食種植面積及糧食安全的作用。

1 天津鹽堿土壤面積、分布及特點(diǎn)

天津鹽堿地總面積49.3萬(wàn)hm2，占全市土地總面積的42.3%（不包括灘涂），其中輕度鹽堿地（全鹽含量1～2 g·kg-1）29.59萬(wàn)hm2，占總鹽堿地面積的59.98%，中度鹽堿地（全鹽含量2～4 g·kg-1）10.98萬(wàn)hm2，占總鹽堿地面積的22.26%，重度鹽堿地（全鹽含量4 ～6 g·kg-1）0.628萬(wàn)hm2，占總鹽堿地面積的1.27%，濱海鹽土（全鹽含量6 g·kg-1以上）8.14萬(wàn)hm2，占總鹽堿地面積的16.49%（圖1）。

從鹽堿地分布來(lái)看（表1），薊州面積最小，僅占總鹽堿面積的1.03%，濱海新區(qū)面積最大，占總鹽堿面積的33.14%。各區(qū)縣鹽堿土壤面積從大到小順序?yàn)闉I海新區(qū)>寧河區(qū)>靜海區(qū)>東麗區(qū)>津南區(qū)>寶坻區(qū)>武清區(qū)>西青區(qū)>北辰區(qū)>薊州區(qū)，整體呈現(xiàn)東南地區(qū)鹽堿面積大，西北地區(qū)面積小（圖2）。從鹽堿程度來(lái)看，輕度鹽堿地占總鹽堿地面積的59.98%，為主要類型;西北部主要為輕、中度鹽堿地，如薊州，鹽堿地全部為輕度鹽堿;重度鹽堿地主要分布在靜海和濱海新區(qū)，分別占總重度鹽堿地的39.28%和35.56%;鹽土主要分布在濱海新區(qū)，占總鹽土的98.77%。

濱海鹽漬土的區(qū)域特征是“一缺三高一低”，即缺水、土壤含鹽量高（>4 g·kg-1）、地下水位高（0.5～1.5 m）、地下水礦化度高（5～30 g·L-1）、海拔低（1～2 m）。 由于這些限制因子的影響，致使作物產(chǎn)量普遍偏低，經(jīng)濟(jì)效益較差，尤其重度以上鹽堿地，一般農(nóng)作物難以正常生長(zhǎng)，荒廢現(xiàn)象比較普遍。

隨著城市和工業(yè)的發(fā)展，天津農(nóng)用地面積逐年下降。2016年天津市農(nóng)用地面積為6 943.34 km2[6]，其中耕地為4 369.24 km2，園地為297.25 km2;與2009年相比[7]，三者分別減少了3.83%，2.29%和6.05%。糧食、油、棉、果蔬等農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)不斷受到擠壓，拓展新的土地資源，確保農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收是當(dāng)前面臨的一大問(wèn)題。

2 設(shè)施蔬菜發(fā)展中的土壤問(wèn)題

天津市按照蔬菜人均占有量400 kg，達(dá)到自足能力，需在現(xiàn)有4萬(wàn)hm2面積的基礎(chǔ)上，增加到5.67萬(wàn)hm2（圖3），存在1.67萬(wàn)hm2設(shè)施蔬菜的缺口問(wèn)題。增加設(shè)施蔬菜的種植面積是長(zhǎng)期解決天津市蔬菜缺口問(wèn)題的有效途徑。而天津市大量的濱海鹽漬化土壤資源，為發(fā)展設(shè)施蔬菜提供了土地、光熱資源和發(fā)展空間。

鹽漬土改良問(wèn)題一直受到大家關(guān)注，并且提出了多種改良方案，如工程措施[8]、水利措施[9]、物理措施、化學(xué)措施、生物措施等[10-12]，各種措施對(duì)改良鹽堿地均有一定效果，但仍然存在一些問(wèn)題，如工程水利措施見(jiàn)效快，但工程量大、成本高、對(duì)環(huán)境影響大;化學(xué)措施在土壤中添加外來(lái)物質(zhì)，有二次污染的風(fēng)險(xiǎn);生物、物理措施存在周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢等問(wèn)題。

近年來(lái)，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)多以高產(chǎn)為目標(biāo)，普遍存在過(guò)量施肥的問(wèn)題，大量畜禽廢棄物和化學(xué)肥料的不合理投入，一方面致使設(shè)施土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分含量大量累積，另一方面土壤的物理和生態(tài)性狀進(jìn)一步惡化，隨設(shè)施栽培年份增加而加劇[13]。根據(jù)天津薊縣和寶坻設(shè)施土壤初步調(diào)查分析，5年種植歷史的設(shè)施大棚0～20 cm耕層土壤平均含鹽量為0.47%，棚外為0.09%，耕層土壤含鹽量提高了0.38個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)中重度鹽漬化程度。因此，保證設(shè)施蔬菜的安全生產(chǎn)，要特別重視輸入土壤中各類肥料等投入品的鹽分，制定有機(jī)肥料鹽分限制標(biāo)準(zhǔn)，并且做好次生鹽漬化的防治工作。

3 濱海地區(qū)鹽漬土壤上發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)

3.1 實(shí)施濱海鹽漬土壤改良技術(shù)

天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所經(jīng)過(guò)多年的鹽漬土壤改良技術(shù)研究和實(shí)踐，研發(fā)出重度鹽漬土壤生態(tài)型快速脫鹽栽培技術(shù)模式，技術(shù)要點(diǎn)包括土地平整、秸稈生態(tài)溝的鋪設(shè)、耕層土壤結(jié)構(gòu)調(diào)控、土壤地力培肥和灌水脫鹽。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)鹽漬土壤耕層的快速脫鹽和培肥，滿足作物的正常生長(zhǎng)條件，具有快速、生態(tài)、循環(huán)及可持續(xù)的特點(diǎn)，已在鹽堿地綠化和大田作物種植中應(yīng)用，效果顯著。

3.2 在沿海的鹽堿荒地土壤上發(fā)展設(shè)施蔬菜

濱海鹽漬土壤發(fā)展設(shè)施蔬菜具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)條件，如沿海充足的光熱資源和可拓展空間，成熟的濱海鹽漬土壤改良技術(shù)等。天津位于九河下梢，在沿海濱海土壤上引入淡水資源的同時(shí)實(shí)施設(shè)施栽培節(jié)水技術(shù)，基質(zhì)栽培和引入智能化設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)。鹽漬土壤是未開墾的土地，土壤安全性好，為發(fā)展安全蔬菜提供獨(dú)特的條件，是解決天津蔬菜生產(chǎn)土地問(wèn)題和鹽漬化土壤高效利用的有效途徑。通過(guò)對(duì)天津市鹽漬化土壤區(qū)域分布特征和設(shè)施蔬菜發(fā)展的需求，建議在濱海鹽漬土壤區(qū)域發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)。應(yīng)用工程改良鹽漬土壤方案，發(fā)展安全農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)，整合濱海鹽漬土原位改良技術(shù)和設(shè)施蔬菜栽培技術(shù)，整合鹽漬土膜下微滴灌洗鹽控鹽技術(shù)和蔬菜基質(zhì)栽培技術(shù)，拓展天津市設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展空間，實(shí)現(xiàn)濱海鹽漬化土壤發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，為京津地區(qū)提供安全優(yōu)質(zhì)的蔬菜產(chǎn)品。

4 濱海鹽漬土壤設(shè)施栽培技術(shù)模式

同在耕地土壤上發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)一樣，在濱海鹽漬土上發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)也需要建造設(shè)施，營(yíng)造作物生長(zhǎng)所需的光溫氣熱條件，其不同點(diǎn)是土壤的含鹽狀況不同。

4.1 鹽漬土壤工程改良栽培模式

采用生態(tài)型快速脫鹽改良技術(shù)，降低土壤鹽堿，提高土壤肥力，使鹽堿土壤經(jīng)改良后滿足植物生長(zhǎng)。土壤改良后，按照傳統(tǒng)栽植方式進(jìn)行設(shè)施蔬菜生產(chǎn)。該技術(shù)模式與傳統(tǒng)設(shè)施栽培模式相比，增加了土壤改良費(fèi)用，包括地下鋪設(shè)生態(tài)盲溝，耕層土壤結(jié)構(gòu)改善與培肥措施（施用土壤調(diào)理劑、肥料、深翻），灌水洗鹽等所需的材料、機(jī)械、人工、水電等，投入54 000元·hm-2，前期投入與傳統(tǒng)方式相比僅增加1.50%（表2）。

4.2 鹽漬土壤膜下控鹽滴灌栽培模式

采用鹽漬土膜下微滴灌洗鹽控鹽技術(shù)和植物全營(yíng)養(yǎng)滴灌供肥技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)蔬菜的高產(chǎn)種植。在中、重度鹽漬土（含鹽0.4%～0.8%）進(jìn)行滴灌洗鹽，使土體形成“淡化脫鹽土層”。根據(jù)蔬菜營(yíng)養(yǎng)需求特點(diǎn)，引進(jìn)多元素螯和技術(shù)制成的含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、硼、錳、鋅、銅、鐵營(yíng)養(yǎng)元素的全營(yíng)養(yǎng)滴灌肥料，進(jìn)行全營(yíng)養(yǎng)滴灌調(diào)控施肥，實(shí)現(xiàn)鹽漬土壤上蔬菜作物的安全高效種植。該技術(shù)模式與傳統(tǒng)設(shè)施栽培模式相比，增加了前期的土壤改良成本，主要為改善耕層土壤結(jié)構(gòu)和陪肥。增加投入包括施用土壤調(diào)理劑、肥料、深翻等所需的材料、機(jī)械、人工等，投入約22 500元·hm-2，前期投入與傳統(tǒng)設(shè)施栽培方式相比僅增加0.63%。

4.3 鹽漬土壤基質(zhì)栽培模式

依據(jù)種植蔬菜品種的不同，配置專用栽培基質(zhì)以及滴灌和水肥一體化技術(shù)，形成基質(zhì)栽培技術(shù)模式。該模式改變了蔬菜立地環(huán)境，種植過(guò)程中蔬菜所需的水肥均以基質(zhì)為介質(zhì)獲得，與原土隔絕，不受土壤鹽堿影響。因此，該種模式在重度鹽堿及鹽土地區(qū)可廣泛推廣。與傳統(tǒng)設(shè)施栽培模式（膜下滴灌）相比，基質(zhì)栽培增加了基質(zhì)及容器費(fèi)用，基質(zhì)和容器約4.5萬(wàn)元·hm-2，與傳統(tǒng)設(shè)施栽培相比投入增加1.25%。

綜上所述，鹽漬化土壤發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，建設(shè)面積1 hm2的設(shè)施栽培溫室費(fèi)用約360萬(wàn)元，與農(nóng)田設(shè)施栽培模式相比較，不同土壤改良技術(shù)模式的投入增加22 500～54 000元·hm-2，占總投資比例0.63%～1.5%。因此，在鹽堿地區(qū)發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)上是可行的。鹽漬土壤發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)不但提高了鹽漬土壤的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和土地利用率，而且減少了發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)所需土地的矛盾，從而保障了糧食生產(chǎn)用地，是我國(guó)濱海地區(qū)發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)和實(shí)現(xiàn)鹽漬土壤高效利用的有效途徑。

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收稿日期：2019-11-14

基金項(xiàng)目：天津市蔬菜現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（ITTVRS2017012）;京津冀協(xié)同創(chuàng)新共同體建設(shè)專項(xiàng)（19244010D）

作者簡(jiǎn)介：高賢彪（1961—），男，山東鄆城人，研究員，主要從事蔬菜養(yǎng)分管理及農(nóng)村環(huán)境研究。