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)驗和配套技術(shù), 并就提出了學(xué)習(xí)和借鑒以色列的經(jīng)驗發(fā)展我國旱區(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; 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, 全年無雨期長達7 個月之久, 年蒸發(fā)量高達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國土降水量低于150 mm , 人均水資源330 m 3, 遠遠低于人均1 000 m 3 的水資源極限值,占世界人均水資源量的1/3 0, 約為我國人均水資源量的1/8。然而, 就在這樣嚴酷的環(huán)境條件下, 經(jīng)過40 多年來的艱苦努力, 以色列不但解決了國內(nèi)95%的農(nóng)產(chǎn)品自給, 而且每年農(nóng)產(chǎn)品出口值超過7 億美元, 水資源利用效率平均達到2.32 kg/m3, 成為一個世人矚目、綜合國力較強的國家, 尤其是干旱農(nóng)業(yè)的發(fā)展更被許多國家推崇和仿效[ 1～ 2 ]?，F(xiàn)將有關(guān)方面進行了系統(tǒng)總結(jié), 并結(jié)合我國旱區(qū)特點, 就學(xué)習(xí)借鑒以色列經(jīng)驗談以下幾點看法。
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, 專門從事沙漠生態(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)科技行動計劃
以色列政府將開發(fā)內(nèi)蓋夫列為國家優(yōu)先發(fā)展項目, 農(nóng)業(yè)部、猶太全國基金會和猶太協(xié)會聯(lián)合組織于1995 年啟動了“內(nèi)蓋夫行動計劃”, 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)有機地結(jié)合在一起。這個計劃除修建水庫、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)由私營和公共公司負責(zé)協(xié)調(diào)。該計劃也在內(nèi)蓋夫的許多居民定居點周圍建立溫室?guī)? 將溫室租賃給農(nóng)民, 極大地降低了農(nóng)民個人的風(fēng)險, 鼓勵沒有資金的農(nóng)民進入生產(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)在國際市場上競爭。隨著這個行動計劃的進展, 政府和各方面的投資強度不斷加大, 研究與開發(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 大力開發(fā)和應(yīng)用先進的精準微灌技術(shù)
經(jīng)過多年的研究與開發(fā), 以色列已經(jīng)研制出世界上最先進的噴灌、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%為移動噴灌。根據(jù)作物種類和土壤類型設(shè)置滴灌控制系統(tǒng), 使田間水利用效率達到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hm 2 增加到22.0 萬～ 25.0 萬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, 通過持續(xù)緩慢的供水來維持作物根區(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)都由計算機控制, 同時配有傳感器, 以幫助測定灌溉間隔時間。
1.3 篩選抗逆性強的生物及品種
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, 通過對5 000 多種沙漠植物的潛在經(jīng)濟價值篩選, 建立了種子基因庫, 篩選的十幾個有潛力植物品種正處在不同的研究和開發(fā)階段。同時還從其它國家引進了一些沙漠植物, 如從澳大利亞引進了一種灌木植物作為觀賞花卉栽培,僅該植物每年就帶來600 萬美元的出口創(chuàng)匯收入。以色列育種家還專門選育了適于咸水灌溉的小麥、西瓜、番茄、棉花及部分果樹, 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。此外, 還專門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, 像地下電纜和油、氣管道一樣。與此同時,以色列更加注重地表徑流、地下苦咸水、處理廢水的開發(fā)和利用。一是地表徑流集水。主要是在流域內(nèi)分級設(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用于農(nóng)林生產(chǎn)[ 3～ 5 ]。二是深層地下苦咸水開發(fā)。特別是在南部地區(qū)把苦咸水與淡水混合, 通過滴灌技術(shù)發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)和漁業(yè), 不僅解決了農(nóng)業(yè)用水問題, 也有效地防治了土地鹽堿化。三是加強對民用廢水的收集處理并廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前, 全國已將80%的城市污水進行處理循環(huán)使用, 主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),占整個農(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)蓋夫沙漠充足的陽光, 在封閉的反應(yīng)器中養(yǎng)殖藻類(螺旋藻、小球藻等) , 使其產(chǎn)量增加, 耗水降低。以色列科學(xué)家開發(fā)出沙漠中的集約化養(yǎng)魚技術(shù), 通過在沙漠地區(qū)修建大棚覆蓋的防滲魚塘來發(fā)展高密度的集約化養(yǎng)魚, 有效地降低了水分的蒸發(fā)和滲漏, 也緩沖了魚塘內(nèi)溫、濕度的驟變, 同時生物過濾器使魚塘的水多次循環(huán)使用, 養(yǎng)魚后的循環(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; 嚴格限制高耗水作物的種植; 努力開發(fā)節(jié)水作物, 如大面積種植經(jīng)濟價值高而耗水量只有普通農(nóng)作物15% 的仙人掌類植物。同時, 減少對土地資源要求較高的糧食作物, 改種和增種對土地資源要求低、技術(shù)含量較高的經(jīng)濟作物, 讓寶貴的土地資源和水資源發(fā)揮*的經(jīng)濟效益。到上世紀80 年代后期, 以色列農(nóng)產(chǎn)品的自給率達95% , 蔬菜、水果、花卉等經(jīng)濟作物不但自給有余, 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
以色列對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的管理非?？茖W(xué)、嚴密。國家除對影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的科研、科技開發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等十分重視外, 對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的管理也非?？茖W(xué)、嚴密, 并實現(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家計劃; 全國水費實行統(tǒng)一價格(0.15 美元/m3) , 定量用水, 超額加價, 而且在翌年將超額用水扣回來。這些法規(guī), 對節(jié)約用水、開發(fā)干旱地區(qū)、推動國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了非常重要的作用。根據(jù)自然條件和資源狀況, 實施不同的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟政策: 北部地區(qū)降水豐富, 土地肥沃,實行多元農(nóng)業(yè)經(jīng)濟, 種植糧食、水果、蔬菜、花卉等,并給予一定的補充灌溉; 中部的半干旱地區(qū)主要種植小麥等經(jīng)濟價值較低的糧食作物, 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、通氣良好的條件, 建立溫室, 使用計算機控制的滴灌, 并開發(fā)利用咸水, 種植高效經(jīng)濟作物, 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)品針對市場需求, 及時調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。以色列根據(jù)本國農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況及國際農(nóng)副產(chǎn)品市場變化等及時制訂靈活、恰當?shù)霓r(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(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很好的例證。第一次革命——實現(xiàn)自給自足。建國初期, 政府的經(jīng)濟發(fā)展計劃以農(nóng)業(yè)為主, 種植計劃以糧棉為主。上世紀70 年代后, 開始了第二次革命——轉(zhuǎn)向出口。根據(jù)本國耕地少、水源缺不適于長期發(fā)展糧食作物, 但地中海氣候有利于果蔬作物生長的特點, 在對國際農(nóng)副產(chǎn)品市場深入調(diào)研后, 及時改變了糧食自給的計劃, 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, 并獲得大量外匯, 然后用少許外匯進口糧食, 解決吃飯問題。第三次革命——占據(jù)世界市場的領(lǐng)導(dǎo)地位。在灌溉、溫室栽培、種植、養(yǎng)殖、育種等領(lǐng)域, 以色列開發(fā)和生產(chǎn)的各種技術(shù)和設(shè)備滿足了世界許多國家的需要, 已在世界市場占據(jù)了一定的地位。現(xiàn)在又開始了第四次革命——根據(jù)市場機制來制訂生產(chǎn)計劃, 其目的是將這個既缺水、又缺耕地的沙漠國家變成一個年出口10 億美元新鮮食品和加工食品的國家。
當然以色列農(nóng)業(yè)的發(fā)展, 很大程度上是建立在對科研和開發(fā)的高投入上。以色列每年用于農(nóng)業(yè)科研開發(fā)方面的投資高達8 000 萬美元, 70%～ 75%的農(nóng)業(yè)研究課題由農(nóng)業(yè)部的農(nóng)業(yè)研究組織負責(zé)。據(jù)統(tǒng)計, 以色列農(nóng)業(yè)總投資每年增加5.2% , 這種科研開發(fā)的高投入, 帶來了生產(chǎn)上的高收益。
3 學(xué)習(xí)和借鑒以色列的經(jīng)驗發(fā)展我國旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)
3.1 實現(xiàn)水資源的統(tǒng)一管理, 增強節(jié)水意識我國北方也屬嚴重缺水地區(qū), 但對有限水資源缺少嚴格統(tǒng)一管理的法規(guī)和體制。近年來所發(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)田灌溉浪費嚴重, 水價不合理, 也是造成我國北方水資源緊張不可忽視的因素。因此, 加強水資源的統(tǒng)一管理是當務(wù)之急。在加強管理的同時, 增強全民的節(jié)水意識, 實現(xiàn)節(jié)水技術(shù)現(xiàn)代化, 這既是以色列以及若干發(fā)達國家的寶貴經(jīng)驗, 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、高效用水中實現(xiàn)輸水管道化, 輸水系數(shù)達95% , 而我國目前渠道輸水系數(shù)僅為30%～ 50%。因此, 為解決我國北方水資源短缺, 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)對待。通過努力, 將輸水系數(shù)提高到60% , 這將從總體上緩解我國北方地區(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, 這是其具體國情決定的。我國地域廣闊、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, 以少量補充供水取得顯著增產(chǎn)效果; 在高值經(jīng)濟作物或溫室栽培條件下應(yīng)用滴灌, 以高投入取得高效益。我國西北地區(qū)的雨水集流高效利用工作成效曾引起國內(nèi)外的關(guān)注,但還是比較零散, 應(yīng)將其繼續(xù)系統(tǒng)化、實用化、規(guī)模化。另外, 除引進和仿制以色列等國的滴灌設(shè)備和應(yīng)用已有技術(shù)外, 應(yīng)重視創(chuàng)新, 組織優(yōu)勢科技力量, 集中研制適合于我國國情的滴灌設(shè)備。我國北方大部分地區(qū)和農(nóng)田在未來較長一段時期里, 還應(yīng)以推行改進的地面灌溉技術(shù)如小畦灌、隔行灌、波涌灌溉等和噴灌技術(shù)為主。
3.4 加強廢水的處理和利用
我國目前約有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, 應(yīng)作為21 世紀我國農(nóng)業(yè)進一步節(jié)水的主要措施。隨著工業(yè)發(fā)展和人口增長, 我國農(nóng)業(yè)用水比例勢必逐步降低, 故應(yīng)加快研究廢水處理技術(shù)和大量用于農(nóng)業(yè)的可行性問題。
3.5 重視節(jié)水作物和品種的引進、選育, 建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)
針對具體的環(huán)境條件, 轉(zhuǎn)變思維, 引進和篩選一些適應(yīng)環(huán)境的抗逆品種, 尤其是價值高、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。
3.6 強化政府投入, 鼓勵研究開發(fā)
重視研究與開發(fā), 科研與生產(chǎn)實際密切結(jié)合, 政策措施與市場機制并舉, 這是以色列農(nóng)業(yè)發(fā)展機制。目前我國應(yīng)強化政府投入, 不斷改善旱區(qū)環(huán)境, 降低開發(fā)風(fēng)險, 通過項目傾斜和改善生活、研究、待遇條件, 鼓勵科技人員獻身于旱區(qū)資源與環(huán)境研究和開發(fā)事業(yè), 解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)問題和技術(shù)瓶頸, 繼承和改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè), 發(fā)展知識密集型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。
