甘肅省戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策

王曉巍，張玉鑫，馬彥霞，康恩祥，蒯佳琳，張俊峰

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，甘肅 蘭州 730070）

甘肅省省長(zhǎng)唐仁健2017年4月在酒泉市肅州區(qū)調(diào)研非耕地生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園設(shè)施蔬菜生產(chǎn)時(shí)首次提出“戈壁農(nóng)業(yè)”概念，同年6月，在甘肅省委理論中心組學(xué)習(xí)會(huì)上正式提出：“戈壁農(nóng)業(yè)”是甘肅省廣大科技工作者和基層技術(shù)人員集體智慧的結(jié)晶，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的革命性創(chuàng)舉，是發(fā)展設(shè)施蔬菜及瓜果等特色農(nóng)產(chǎn)品的新型農(nóng)業(yè)發(fā)展業(yè)態(tài)。戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展要結(jié)合戈壁荒灘與祁連山冰雪融水、光伏優(yōu)勢(shì)資源及有機(jī)生態(tài)型無土栽培、設(shè)施栽培、高效節(jié)水節(jié)肥等先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)；河西走廊地區(qū)要把發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)（包括沙漠、鹽堿地）作為重要抓手，推動(dòng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

1 甘肅省戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)

甘肅省酒泉市于1992年起就開展無土栽培技術(shù)研究。1999年從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)，用來生產(chǎn)甜瓜、黃瓜、番茄等瓜菜，經(jīng)過當(dāng)?shù)剞r(nóng)技部門4 a的試驗(yàn)研究，開發(fā)出了適宜酒泉地區(qū)生產(chǎn)應(yīng)用的有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)［1］。2005年酒泉市肅州區(qū)依托該技術(shù)，在非耕地上修建日光溫室，經(jīng)過近5年的探索，總結(jié)提出了適宜中國(guó)西部地區(qū)戈壁和沙灘等非耕地應(yīng)用的日光溫室結(jié)構(gòu)及其配套栽培技術(shù)體系［2］。目前，這項(xiàng)技術(shù)已在甘肅河西走廊地區(qū)大面積推廣應(yīng)用，并取得了一系列成果。

2007—2010年，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所依托甘肅省農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦兩期技術(shù)示范項(xiàng)目，經(jīng)過多次實(shí)地考察、座談?dòng)懻?、方案論證等基礎(chǔ)工作，聯(lián)合肅州區(qū)蔬菜中心，選擇酒泉市肅州區(qū)總寨鎮(zhèn)沙河村進(jìn)行甘肅省非耕地有機(jī)無土栽培技術(shù)整體示范，開展了實(shí)施區(qū)域規(guī)劃、不同墻體建造技術(shù)集成、玉米秸稈及牛羊糞污等基質(zhì)的發(fā)酵技術(shù)試驗(yàn)，研發(fā)出適宜茄果類蔬菜栽培的基質(zhì)配方、蔬菜育苗基質(zhì)配方、溫室栽培蔬菜苗期及生長(zhǎng)發(fā)育期水分管理等技術(shù)，示范了戈壁荒漠區(qū)石頭墻體溫室建造及空心磚墻體建造技術(shù)，建立示范溫室56座，使有機(jī)無土栽培技術(shù)由原來的零星種植試驗(yàn)發(fā)展到集中連片的規(guī)模效應(yīng)，發(fā)揮了積極引領(lǐng)示范作用。

2010年農(nóng)業(yè)部科技教育司提出了整體規(guī)劃，設(shè)立了農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)專項(xiàng)擬進(jìn)行沿邊境地區(qū)、沿海地區(qū)、荒漠戈壁等區(qū)域農(nóng)業(yè)利用技術(shù)的集成與示范，重點(diǎn)解決這類地區(qū)難利用土地的開發(fā)利用，集成一批適宜技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織技術(shù)力量編寫了戈壁荒漠等非耕地設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與示范項(xiàng)目建議書，向農(nóng)業(yè)部科技教育司進(jìn)行了匯報(bào)。農(nóng)業(yè)部于2011年進(jìn)行了多次現(xiàn)場(chǎng)考察，2012年啟動(dòng)實(shí)施了“非耕地農(nóng)業(yè)利用技術(shù)的集成與應(yīng)用”項(xiàng)目。項(xiàng)目組織了6個(gè)專項(xiàng)（溫室建造技術(shù)、基質(zhì)研發(fā)與利用、新品種篩選與選育、水肥一體化、蔬菜等作物高效栽培技術(shù)集成、示范基地建設(shè)），投入資金1.2億元。由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所牽頭，組織甘肅、新疆、寧夏、內(nèi)蒙古、青海等省（區(qū)）有關(guān)機(jī)構(gòu)開展技術(shù)研發(fā)與示范推廣，有高校、科研院所和農(nóng)技推廣部門等40多個(gè)單位參與，涉及4個(gè)國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（大宗蔬菜、食用菌、葡萄和桃）崗位專家，技術(shù)人員150余名。

2012—2016年經(jīng)過5 a的試驗(yàn)研究，“非耕地農(nóng)業(yè)利用技術(shù)的集成與應(yīng)用”項(xiàng)目組在綜合評(píng)價(jià)我國(guó)西北地區(qū)農(nóng)業(yè)可再生基質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，建立了小規(guī)模基質(zhì)發(fā)酵與復(fù)配技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物的就地轉(zhuǎn)化利用，降低了有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)成本；通過設(shè)備選型配套、技術(shù)改造與自主研發(fā)相結(jié)合，建立了農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)化高效利用技術(shù)體系；圍繞西北非耕地不同區(qū)域類型特點(diǎn)，研制開發(fā)出主動(dòng)蓄熱固化土、裝配式復(fù)合、混凝土空心砌塊、卵石等25種新型溫室墻體結(jié)構(gòu)，卡槽式、魚腹式、“幾”型鋼等12種抗風(fēng)溫室骨架，集成設(shè)計(jì)出35種標(biāo)準(zhǔn)化日光溫室結(jié)構(gòu)，研發(fā)出32項(xiàng)輕簡(jiǎn)化、信息化環(huán)境調(diào)控等方面的技術(shù)裝備。此外，項(xiàng)目組通過組合集成關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了適宜于西北地區(qū)非耕地設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的節(jié)水集成和配套技術(shù)模式，研究提出30項(xiàng)主推農(nóng)業(yè)技術(shù)，明確了中國(guó)西北地區(qū)非耕地的類型、面積及其分布，提出了發(fā)展戰(zhàn)略；集成提出了鹽堿地、荒坡丘陵地等非耕地日光溫室蔬菜栽培有機(jī)基質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程［3］。

2 甘肅省戈壁農(nóng)業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)及現(xiàn)狀

戈壁亦稱戈壁沙漠，指地面幾乎被粗沙、礫石所覆蓋，植物稀少的荒漠地帶，是陸地上面積巨大的荒漠與半荒漠地區(qū)之一。中國(guó)的戈壁主要分布在內(nèi)蒙古溫都爾廟、百靈廟、鄂托克旗及寧夏鹽池一線以西以北的廣大荒漠和半荒漠平地，總面積約0.46億hm2。甘肅的非耕地面積達(dá)1 934.8萬hm2，占全省總土地面積的42%［4］，主要集中在河西走廊地區(qū)［5］，具有發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)廣袤的土地資源。

2006年，甘肅省酒泉市以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所為依托，研究開發(fā)了有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)，率先發(fā)展非耕地日光溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過多年的探索，成功開發(fā)出適合酒泉市氣候和地勢(shì)特點(diǎn)的砂石地和鹽堿地類型的日光溫室新型結(jié)構(gòu)和種植技術(shù)。酒泉市總寨非耕地農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園是肅州國(guó)家級(jí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)的核心園之一，也是西北地區(qū)首個(gè)示范應(yīng)用非耕地?zé)o土栽培技術(shù)的科技園區(qū)。截至2018年5月，張掖市臨澤縣發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)210.5 hm2，其中鋼架拱棚設(shè)施蔬菜示范點(diǎn)13個(gè)31.1 hm2，日光溫室示范點(diǎn) 16 個(gè) 179.4 hm2［6］。2018 年底，酒泉市累計(jì)建成日光溫室1 727.6 hm2，鋼架大棚854.8 hm2，其中萬畝園區(qū)7個(gè)，千畝園區(qū)19個(gè)［7］；當(dāng)年酒泉市農(nóng)民人均可支配收入17 104元，人均可支配收入中來自戈壁農(nóng)業(yè)的占到3500元，占比20%［8］。2019年，張掖市計(jì)劃發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)0.17萬hm2，其中甘州區(qū)400 hm2、臨澤縣367 hm2、高臺(tái)縣367 hm2、山丹縣 267 hm2、民樂縣 333 hm2［9］。2019年酒泉市有35家農(nóng)業(yè)企業(yè)、49家合作社、7 000余戶農(nóng)戶參與戈壁農(nóng)業(yè)建設(shè)，戈壁設(shè)施農(nóng)業(yè)規(guī)模累計(jì)達(dá)到0.62萬hm2［10］。在非耕地上發(fā)展大棚蔬菜，不僅收入高于普通大棚，而且生產(chǎn)成本低，棚均生產(chǎn)成本僅8 860元，比傳統(tǒng)日光溫室低7%，比普通大棚節(jié)肥30%、節(jié)約農(nóng)藥67%以上［11］。近年來，依托甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、甘肅省經(jīng)作站等科研推廣機(jī)構(gòu)技術(shù)力量，輻射帶動(dòng)全省發(fā)展非耕地日光溫室蔬菜瓜果，2018年底全省戈壁農(nóng)業(yè)建設(shè)面積已超4 866.7 hm2，戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展前景廣闊［12］。

3 甘肅省戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展亟須解決的問題

3.1 設(shè)計(jì)建造適宜不同生態(tài)區(qū)的低成本日光溫室

甘肅省非耕地面積大、類型多，設(shè)計(jì)適宜不同生態(tài)區(qū)域和環(huán)境條件的日光溫室結(jié)構(gòu)是廣大科技工作者長(zhǎng)期的追求。目前，雖有許多已被實(shí)踐證明性能優(yōu)良的日光溫室結(jié)構(gòu)，但隨著戈壁農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展及發(fā)展區(qū)域的不斷擴(kuò)大，這些溫室結(jié)構(gòu)無法滿足不同生態(tài)區(qū)域的需求。戈壁農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)中選用的溫室結(jié)構(gòu)主要有磚墻無立柱通用型、沙袋墻體結(jié)構(gòu)、塊石砌建墻體結(jié)構(gòu)、新型組裝式結(jié)構(gòu)等。磚墻無立柱通用型結(jié)構(gòu)溫室造價(jià)較高；沙袋墻體結(jié)構(gòu)的溫室造價(jià)較低，但建造難度大，墻體易倒塌；塊石砌建墻體結(jié)構(gòu)溫室雖可就地取材，但建造難度和成本均較高；新型組裝式結(jié)構(gòu)溫室建造簡(jiǎn)單，但成本太高。研究設(shè)計(jì)適宜不同生態(tài)區(qū)可就地取材的低成本溫室結(jié)構(gòu)，可有效推進(jìn)戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展。

3.2 槽式栽培的水肥供給方式與基質(zhì)后期營(yíng)養(yǎng)衰減

有機(jī)栽培基質(zhì)雖然是一種養(yǎng)分齊全、肥效持久的蔬菜生長(zhǎng)媒介，但其肥效釋放緩慢，無法滿足蔬菜養(yǎng)分需求高峰期的供應(yīng)，尤其在果菜類蔬菜的結(jié)果期，植株對(duì)養(yǎng)分的需求量大大增加，單獨(dú)依靠基質(zhì)本身釋放的養(yǎng)分無法保證供應(yīng)，戈壁溫室槽式栽培蔬菜應(yīng)適當(dāng)追施化肥作為補(bǔ)充。水和肥是影響蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的主要因素，也是有效調(diào)控蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的主要手段，只有水肥協(xié)調(diào)才能節(jié)約水肥資源、獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。結(jié)合蔬菜水肥需求特點(diǎn)以及栽培方式，以“膜下滴灌、水肥耦合、智能控制”為關(guān)鍵點(diǎn)，研究基質(zhì)-蔬菜系統(tǒng)水養(yǎng)循環(huán)特征、灌溉施肥制度以及水肥智能化管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)平衡（大、中、微量元素平衡）施肥與精準(zhǔn)（施肥量、施肥時(shí)期、施肥方式）調(diào)控目標(biāo)，提高基質(zhì)水肥利用效率，實(shí)現(xiàn)水肥協(xié)同增效。槽式栽培一次性投入大，填充的基質(zhì)可重復(fù)利用8～10 a，但蔬菜是需肥量較大的作物，隨著栽培茬次的增多，基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)衰減加重，嚴(yán)重影響蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。種植蔬菜后基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的衰減程度及適宜的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充方式，種植茬次與基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)衰減的關(guān)系等問題均是槽式栽培亟待解決的問題。

3.3 袋式栽培的適宜袋型選擇

有機(jī)基質(zhì)袋式栽培是將蔬菜種植在栽培袋中的新型種植模式。戈壁農(nóng)業(yè)袋式栽培中采用的栽培袋類型多樣，有枕頭型、提籃型、筒型等。枕頭型（營(yíng)養(yǎng)枕）栽培袋的水分和養(yǎng)分全被作物吸收，基本不浪費(fèi)、不流失，且輕便簡(jiǎn)單，省工、省時(shí)、省力，但不利于根系透氣，種植幾茬后袋內(nèi)殘留根系多，基質(zhì)補(bǔ)充難度大；提籃型和筒型栽培袋呈敞口狀，利于根系透氣，方便補(bǔ)充基質(zhì)和養(yǎng)分，但水分蒸發(fā)大，導(dǎo)致生長(zhǎng)環(huán)境濕度大，植株易發(fā)病。此外，不同蔬菜作物對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的要求也不同。因此，篩選適合特定作物袋培的適宜袋型是亟須解決的一大技術(shù)難題。

3.4 適宜不同蔬菜栽培的袋式規(guī)格選擇及養(yǎng)分供給

不同蔬菜及不同生長(zhǎng)發(fā)育階段所需要的生長(zhǎng)環(huán)境和養(yǎng)分均存在較大差異。番茄生育期長(zhǎng)，根系發(fā)達(dá)，結(jié)果較集中，需要規(guī)格較大的營(yíng)養(yǎng)枕；而辣椒相比番茄來說，根系較小，營(yíng)養(yǎng)枕規(guī)格可適當(dāng)減小。蔬菜生長(zhǎng)初期，植株小，吸收養(yǎng)分少，較小的營(yíng)養(yǎng)枕更適合根系生長(zhǎng)；進(jìn)入結(jié)果期，植株生長(zhǎng)速度加快，對(duì)養(yǎng)分的需求量也增大，需要更大的根系營(yíng)養(yǎng)面積。應(yīng)根據(jù)不同蔬菜作物的營(yíng)養(yǎng)需求規(guī)律和不同營(yíng)養(yǎng)枕的養(yǎng)分供給能力，開展基于目標(biāo)產(chǎn)量的蔬菜種類（茄果類、瓜類）基質(zhì)類型篩選，提出主要栽培蔬菜種類的袋培高效栽培方式，提高基質(zhì)的利用效率，降低基質(zhì)成本投入。

3.5 適宜不同市場(chǎng)需求的新品種引進(jìn)與選育

目前河西走廊戈壁設(shè)施栽培主要以茄果類蔬菜為主，主要滿足西北區(qū)域市場(chǎng)消費(fèi)需求，產(chǎn)品定位低端，花色品種較少，持續(xù)供給能力弱。戈壁農(nóng)業(yè)示范基地生產(chǎn)的蔬菜產(chǎn)品需滿足東南沿海高端市場(chǎng)需求，符合中西亞、中東歐地區(qū)消費(fèi)習(xí)慣。因此，引進(jìn)篩選適宜目標(biāo)市場(chǎng)需求的高端蔬菜品種，可豐富戈壁設(shè)施蔬菜產(chǎn)品種類，為區(qū)域生產(chǎn)選種用種提供科學(xué)依據(jù)。

4 甘肅省戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展的對(duì)策

4.1 組建戈壁農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

依托甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院戈壁農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，廣納賢才，面向全國(guó)聚集戈壁農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)及其相關(guān)專業(yè)人才，打造一批在戈壁農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有明確主攻方向、團(tuán)結(jié)協(xié)作、創(chuàng)新拼搏、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、競(jìng)爭(zhēng)有力的科研團(tuán)隊(duì)?；诟瓯谵r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初衷，成立由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牽頭，聯(lián)合甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)及省內(nèi)各市州農(nóng)業(yè)主管部門、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)及合作社等人才互相協(xié)作和資源整合的研發(fā)合作聯(lián)盟，形成技術(shù)共研、成果共享、市場(chǎng)共榮和風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的利益綜合體。

4.2 健全戈壁農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系

針對(duì)甘肅省戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展中存在的瓶頸，利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的技術(shù)專家平臺(tái)，重點(diǎn)開展溫室結(jié)構(gòu)、品種篩選、基質(zhì)研發(fā)、水肥精準(zhǔn)供給、高效栽培模式等關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)作攻關(guān)，積極開展戈壁農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)配套技術(shù)的開發(fā)研究，因地制宜地研發(fā)設(shè)計(jì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的溫室結(jié)構(gòu)及其配套設(shè)備，建成戈壁農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基地、推廣應(yīng)用平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)信息化“大本營(yíng)”，健全戈壁農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系。

4.3 提升隊(duì)伍素質(zhì)，健全戈壁農(nóng)業(yè)推廣服務(wù)體系

加強(qiáng)培訓(xùn)，提升科技人員實(shí)際操作的技能和服務(wù)農(nóng)民的本領(lǐng)。引導(dǎo)帶動(dòng)廣大青年積極投身于戈壁農(nóng)業(yè)建設(shè)，為戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興培養(yǎng)造就一批懂技術(shù)、會(huì)經(jīng)營(yíng)、善管理、能創(chuàng)新、覺悟高的新型職業(yè)農(nóng)民和鄉(xiāng)土專家。在戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)區(qū)，建設(shè)一定規(guī)模的培訓(xùn)基地，配備一定數(shù)量專業(yè)技術(shù)人員，建立一支戈壁農(nóng)業(yè)專業(yè)化服務(wù)隊(duì)伍，推進(jìn)戈壁農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)體系建設(shè)。

4.4 建立和完善有利于戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展的體制機(jī)制

建立穩(wěn)定的投入增長(zhǎng)機(jī)制，統(tǒng)籌整合資金，采取先建后補(bǔ)、以獎(jiǎng)代補(bǔ)、政府與社會(huì)資本合作、政府引導(dǎo)基金等方式扶持戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展，以財(cái)政資金為引導(dǎo)，農(nóng)業(yè)企業(yè)、種植大戶和合作社等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體為支撐，加強(qiáng)戈壁農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，進(jìn)行戈壁農(nóng)業(yè)基地實(shí)施基礎(chǔ)設(shè)施綜合配套建設(shè)，為戈壁農(nóng)業(yè)創(chuàng)造良好發(fā)展環(huán)境。完善利益機(jī)制，采取閑置土地入股、閑散資金入股、扶貧資金入股、技術(shù)入股、勞務(wù)入股等多種方式，使農(nóng)民能夠在戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展中獲得租金、掙得薪金、分得股金，讓農(nóng)民群眾富起來。