王興軍,侯蕾,厲廣輝,趙傳志,趙術(shù)珍,夏晗
(山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心/山東省作物遺傳改良與生態(tài)生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250100)
鹽漬土是一系列受鹽堿作用的各種鹽土、堿土以及其他不同程度鹽化和堿化土壤的統(tǒng)稱。由不同類型的鹽土、堿土、鹽化土、堿化土構(gòu)成的土地,都屬于鹽堿地[1]。鹽堿地的形成與氣候條件、地形地貌、成土母質(zhì)、水文地質(zhì)、生物積鹽作用密切相關(guān)[1-3]。鹽堿地遍布世界上100多個國家和地區(qū),總面積近10億公頃。我國鹽堿地面積近1億公頃,約占世界鹽堿地面積的十分之一[4,5],是鹽堿地分布廣、面積較大的國家。我國鹽堿地主要分布在西北、東北、華北及濱海地區(qū)的近20個省區(qū),包括東北部沿海的濱海濕潤半濕潤海水浸漬鹽漬區(qū)、東北半濕潤半干旱草原草甸鹽漬區(qū)、內(nèi)蒙古高原干旱半漠境草原鹽漬區(qū)、黃河中上游干旱半漠境鹽漬區(qū)、甘肅新疆漠境鹽漬區(qū)以及西藏高寒漠境鹽漬區(qū)[1]。最近的調(diào)查顯示,山東省鹽堿地分布在11個地市40個縣,總面積約為60萬公頃[6]。
黃河三角洲位于東經(jīng) 117°31′~119°18′和北緯 36°55′~38°16′之間,地勢低平,海拔高度在 15 m之下,西南部較高、東北部較低。三角洲內(nèi)分布著砂、粘不同的土體結(jié)構(gòu)和鹽化程度不一的各類鹽漬土。黃河三角洲屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū),冬寒夏熱,四季分明。春季干旱多風(fēng),夏季炎熱多雨,秋季氣溫下降雨水減少,冬季天氣干冷。年平均氣溫在12℃左右,極端最高氣溫41.9℃,極端最低氣溫 -23.3℃;年平均降水量530~630 mm,集中在夏季;年平均蒸發(fā)量為750~2 400 mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于年降水量,加之長期的海水浸潤,為該地區(qū)鹽堿地的形成創(chuàng)造了條件[7]。這些地理位置和氣候特點(diǎn)造就了黃河三角洲地區(qū)特殊的生態(tài)系統(tǒng)。
國家為保護(hù)黃河口新生濕地生態(tài)系統(tǒng),于1992年建立了山東黃河三角洲國家級自然保護(hù)區(qū),總面積15.3萬公頃,分為南北兩個區(qū)域,南部區(qū)域位于現(xiàn)行黃河入???,北部區(qū)域位于1976年改道后的黃河故道入海口。保護(hù)區(qū)內(nèi)有豐富的動植物資源,現(xiàn)有植物393種,其中野生種子植物277種。堿蓬、檉柳、蘆葦、野大豆和羅布麻在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)廣泛分布。
黃河三角洲地區(qū)包括東營、濱州、濰坊、德州、淄博和煙臺6個地市的19個縣區(qū),總面積2.65萬平方公里。東營市是黃河三角洲的中心城市,占黃河三角洲絕大部分,其土壤劃分為5個類型,即潮土、鹽土、褐土、水稻土和砂姜黑土。潮土面積37.5萬公頃,鹽土面積43萬公頃,分別占土壤總面積的44.5%和50.9%。除南部外,其余地區(qū)均有鹽土分布,分布區(qū)域潛水位多在1~2 m,礦化度10~30 g/L,個別區(qū)域能達(dá) 100 g/L以上。鹽土中含有大量可溶性鹽類,對植物生長有強(qiáng)烈的抑制或毒害作用。褐土面積僅2.9萬公頃,水稻土面積4 000公頃,砂姜黑土面積6 300公頃,分別占土壤總面積的3.44%、0.47%和0.75%。這些土壤類型和不同程度的鹽漬化,為該地區(qū)的鹽堿地利用和改良提供了一個基本遵循。
新中國成立以后,在全國范圍內(nèi)開展了大規(guī)模的鹽堿地治理、改良和利用工作,經(jīng)歷了不同的階段,探索了各種方式,形成了鹽堿地治理改良的一些基本原則。利用水利治理和改良鹽堿地是一種被普遍采用的模式,修建水庫、溝渠,進(jìn)行自流灌溉淡水壓鹽堿是最簡單有效的改良利用鹽堿地方法。山東省在黃河三角洲鹽堿地的治理和利用方面做了很大的努力,取得了良好的成效[8]。但實(shí)踐證明,簡單的水利設(shè)施和灌溉措施,導(dǎo)致土壤次生鹽堿化嚴(yán)重,使鹽堿地面積進(jìn)一步擴(kuò)大。下面對幾項(xiàng)比較典型的鹽堿地改良利用的方法分別進(jìn)行介紹,以了解其改良鹽堿地的原理、優(yōu)勢和缺陷。
利用工程方法將A區(qū)域的土壤挖出,鋪放到B區(qū)域的土地上,以抬高B區(qū)域的高度,使B區(qū)域形成高于其他地方的臺田,而A區(qū)域成為低于原來地面的淺池或排水深溝。臺田的高度比原來地面高出1~2 m不等,臺田表面離地下水的距離加大,減緩了地下水因蒸發(fā)而上升導(dǎo)致的表面鹽度升高,同時灌溉或雨水沖洗將臺田耕作層中的鹽分排到排水溝或淺池中。多項(xiàng)研究表明,這種模式能夠顯著降低整個生育期內(nèi)臺田耕作層的鹽堿度,使得臺田部分能夠適合多種作物生長[9]。而在水池中可以根據(jù)情況開展養(yǎng)殖,或者僅作為排鹽排堿的通道。這種模式雖然取得了很好的成效,但其缺點(diǎn)也顯而易見:一是工程量巨大,耗費(fèi)大、成本高;二是鑒于臺田和淺池或排堿溝的功能,一片臺田的寬度不可能特別大,這會影響后期種植的機(jī)械化應(yīng)用;三是由于排堿溝的存在,可耕種面積大幅減少;四是臺田經(jīng)長期種植,農(nóng)藥、化肥的大量使用會使淺池中的農(nóng)藥和化肥殘留量增多,利用淺池養(yǎng)殖的價值越來越小,最后可能只用于排鹽排堿。
將田地用土圍起,并在田地周圍挖排水渠,排水與進(jìn)水要分開,將水注入地塊,水面完全將地面覆蓋,浸泡兩天左右,將水排出,連續(xù)三次,然后晾干土壤進(jìn)行耕種,或者再移來一些非鹽堿客土進(jìn)一步改良。這種改良方法的局限性非常明顯,即大面積泡田需要耗費(fèi)大量的淡水資源,這在很多鹽堿地分布區(qū)很難做到,因?yàn)檫@些地區(qū)一般干旱缺水。
地下水位淺,隨著土壤表面的水分蒸發(fā),鹽分在土壤表層積累,這是鹽堿地形成的重要原因。在這種情況下,降低地下水位將會有效抑制土壤返鹽。在鹽堿地打機(jī)井,大量抽取地下水用于機(jī)井周圍鹽堿地的灌溉,不但滿足作物生長的需求,而且有效淋洗了土壤表面的鹽分。另一方面,由于大量地下水用于灌溉,降低了地下水位,減緩因地面蒸發(fā)引起的返鹽過程。地下水位下降也為汛期更多地表水滲入地下提供了條件,對汛期排澇也有一定的作用。井灌井排模式在20世紀(jì)60、70年代的鹽堿地改良中被廣泛應(yīng)用,在很多地方起到顯著效果。如1966—1969年中國科學(xué)院在河南封丘的6 000公頃試驗(yàn)地,打機(jī)井近400眼,用于抽水灌溉,試驗(yàn)田范圍內(nèi)地下水位可以下降3 m,鹽堿地治理效果非常顯著[10]。
暗管排鹽技術(shù)是在鹽堿地土壤中埋藏帶有小孔的滲排管,管道埋深一般是地表以下1~2 m。其工作原理是依據(jù)“鹽隨水來,鹽隨水走”的水鹽運(yùn)動規(guī)律,通過灌溉和雨水對暗管以上的含鹽土層進(jìn)行沖洗脫鹽,鹽分通過暗管排出,加速脫鹽過程,同時把地下水位控制在某一適宜的深度,防止土壤向上返鹽。在一些大型綠地中滲管排鹽是土壤改良的常用方法之一[11-13]。暗管排鹽技術(shù)首先在荷蘭的鹽堿地治理中取得成功,隨后在美國、丹麥、以色列等國家得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用[14,15]。暗管排鹽同樣存在投入大的問題,大面積改良可行性較低。而且,隨著暗管埋入地下的時間延長,暗管被堵塞的幾率增大,排鹽效果會逐漸降低。
農(nóng)業(yè)改良模式包括增施有機(jī)肥、種植綠肥、合理耕作、植樹造林、刮除鹽土等方式。其局限性非常明顯,如增施有機(jī)肥和種植綠肥以增加土壤有機(jī)質(zhì),這只適合于輕度鹽堿地;合理耕作同樣只適用于輕度鹽堿地的利用,對于重度鹽堿地,無論如何耕作,都難以達(dá)到脫鹽利用的效果;刮除鹽土,指的是在春秋返鹽季節(jié)將土壤表層鹽堿度重的土壤鏟除移出耕地,這更是費(fèi)工費(fèi)力,效果甚微。
根據(jù)鹽堿地中鹽離子特點(diǎn)使用化學(xué)改良劑對鹽堿度進(jìn)行改良。改良劑主要是石膏、鈣質(zhì)化肥和腐殖酸等。石膏能顯著降低土壤鹽分含量,對土壤pH值影響不大,如果石膏和腐殖酸一起使用,可使得土壤鹽分和pH值都明顯降低[16]。國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出多種土壤改良劑,用于鹽堿地改良[17]。這種改良模式必須針對鹽堿地的不同特點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控,需要豐富的經(jīng)驗(yàn)或?qū)Ω牧纪恋氐臏?zhǔn)確了解,否則很難達(dá)到理想效果。另外,田間大規(guī)模使用這些改良物質(zhì),鹽堿地利用成本會大幅度升高。
鹽堿地傳統(tǒng)利用模式的理念是通過各種方式將鹽堿地的鹽堿程度降低,對鹽堿地進(jìn)行改良,使得傳統(tǒng)作物可以在改良的土壤中生長。由于傳統(tǒng)作物一般抗鹽堿能力較低,種植過程中土壤一旦出現(xiàn)返鹽返堿現(xiàn)象,作物就會受到傷害,嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì),甚至導(dǎo)致絕收。傳統(tǒng)的鹽堿地利用模式最大的問題是投入大、效果不穩(wěn)定,是一種可持續(xù)性較低的利用模式。突破鹽堿地治理傳統(tǒng)模式、發(fā)展鹽堿地生態(tài)適應(yīng)型特色農(nóng)業(yè),在保持鹽堿地原有生態(tài)基礎(chǔ)上,發(fā)展生態(tài)種植和養(yǎng)殖,是鹽堿地開發(fā)利用的重要途徑。我國科研工作者在鹽堿地利用的探索中提出的“鹽堿農(nóng)業(yè)”[18,19],與本文要討論的鹽堿地生態(tài)高效利用是類似的概念。特別是黃河三角洲地區(qū),其生態(tài)保護(hù)本身就是這一地區(qū)的重要任務(wù)。
傳統(tǒng)農(nóng)作物的耐鹽堿能力很低,無法直接種植到鹽堿地上。在鹽堿程度較高的土地上開展種植需要合適的抗鹽堿植物。一是挖掘篩選黃河三角洲地區(qū)具有經(jīng)濟(jì)價值的特色耐鹽植物并進(jìn)行改良馴化,如黃河三角洲地區(qū)耐鹽特色中草藥資源的挖掘利用;二是引進(jìn)具有經(jīng)濟(jì)價值的耐鹽堿植物,在黃河三角洲進(jìn)行試種和改良,豐富該地區(qū)的抗鹽堿植物資源。在保護(hù)該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的前提下,開展鹽堿地特色作物種植,形成鹽堿地生態(tài)高效利用的農(nóng)業(yè)新模式。
黃河三角洲分布著豐富的藥用植物資源,常見草本藥用植物262種,隸屬64科176屬,多數(shù)物種入藥利用程度高,有較好藥用價值[20]。益母草、蛇床子、蒲公英、紫蘇、山茱萸、荊芥、茵陳蒿、草麻黃等都是該地區(qū)傳統(tǒng)的道地性藥材,對這些野生中藥材的開發(fā)利用是黃河三角洲生態(tài)高效開發(fā)的重要內(nèi)容。黃河三角洲地區(qū)土壤鹽堿化嚴(yán)重,很多植物都具有較強(qiáng)的耐鹽性;對該地區(qū)廣泛分布的耐鹽藥用植物益母草、甘草、二色補(bǔ)血草、羅布麻、白刺、檉柳進(jìn)行藥用成分含量分析表明,其藥用成分完全符合國家藥典規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)[21],對這些特色中藥的保護(hù)和開發(fā)具有很好的前景。近年來,黃河三角洲中草藥種植和加工已經(jīng)得到當(dāng)?shù)卣娃r(nóng)民的重視,一些大宗中草藥的種植初顯成效。
檉柳是適于鹽堿地生長的泌鹽植物,具有很強(qiáng)的抗旱、耐鹽堿能力,在含鹽量1%、pH 8.2的土壤中生長良好。黃河三角洲鹽堿地上生長著大面積的檉柳,約占該地區(qū)天然植被的21%,對該地區(qū)的生態(tài)平衡起著重要作用。調(diào)查結(jié)果表明,黃河三角洲地區(qū)含鹽量1.5%以上區(qū)域,檉柳以優(yōu)勢植物出現(xiàn),含鹽量1.5%以下的區(qū)域,植物物種與群落類型相對豐富,檉柳以優(yōu)勢植物或伴生植物出現(xiàn)[22]。檉柳難以成才,除其在鹽堿地生態(tài)維護(hù)方面的作用及高鹽堿地區(qū)的綠化以外,經(jīng)濟(jì)價值不大。管花肉蓯蓉是一味名貴中藥材,原產(chǎn)新疆、內(nèi)蒙等地,素有“沙漠人參”之稱,具有益精血壯腎陽、提高記憶力、抗衰老、提高免疫力等作用。管花肉蓯蓉是一種寄生植物,其寄主就是檉柳。在新疆、內(nèi)蒙古等地,大面積種植檉柳生產(chǎn)管花肉蓯蓉,取得良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益,既改良生態(tài)環(huán)境,又增加農(nóng)民收入,創(chuàng)建了扶貧和改善生態(tài)相結(jié)合的新模式[23]。充分利用黃河三角洲豐富的檉柳資源,將管花肉蓯蓉引種到黃河三角洲栽培種植,使該地區(qū)的檉柳在發(fā)揮綠化生態(tài)作用的同時能生產(chǎn)出高附加值的中藥材,這為黃河三角洲鹽堿地的綠色、高效開發(fā)帶來了新的機(jī)遇。幾年來,本團(tuán)隊(duì)經(jīng)科研攻關(guān),在東營、濰坊、濱州等地的檉柳上接種肉蓯蓉取得成功,突破了肉蓯蓉在黃河三角洲鹽堿地栽培的系列難題。在山東,肉蓯蓉666.7m2產(chǎn)量可超過500 kg,明顯高于新疆和內(nèi)蒙古,通過創(chuàng)新高產(chǎn)栽培模式,單量還可以進(jìn)一步提高。在黃河三角洲種植的肉蓯蓉有效成分含量符合藥典的標(biāo)準(zhǔn),具有較好的品質(zhì)[24]。
枸杞具重要藥用價值和經(jīng)濟(jì)價值,抗鹽堿能力強(qiáng),有些品種在含鹽量0.5%~1.5%的重鹽堿地上能夠正常生長和結(jié)果,也是適于鹽堿地生長的耐鹽植物[25-27]。白刺的抗鹽堿抗旱能力強(qiáng),黃河三角洲有廣泛分布。這種植物本身經(jīng)濟(jì)價值不大,但白刺是另一種名貴中草藥鎖陽的寄主,如果將鎖陽引種到黃河三角洲,也會大大提高白刺在黃河三角洲的利用價值。而且,鎖陽已經(jīng)被批準(zhǔn)為藥食同源植物,其開發(fā)前景廣闊。將這些植物引進(jìn)到黃河三角洲并進(jìn)行培育改良,最終能夠在該地區(qū)推廣種植,都將是黃河三角洲高效生態(tài)利用新模式的重要內(nèi)容。
蘆筍又名石刁柏,屬天門冬科天門冬屬,是一種多年生的宿根性草本植物,含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì),還含有多糖、黃酮類化合物、葉酸等多種活性成分,具有很好的抗腫瘤、抗氧化、提高免疫力等功效,為藥食兼用的高檔蔬菜,在國際市場上享有“蔬菜之王”、“世界十大名菜之一”的美譽(yù)。蘆筍原產(chǎn)于地中海沿岸和小亞細(xì)亞一帶,已有2 000多年的栽培歷史,以食其嫩莖為主,一次栽培多年采收。因栽培方式不同,蘆筍又有白蘆筍和綠蘆筍之分。白蘆筍需培土栽培,嫩莖在黑暗環(huán)境中生長,主要用于罐藏加工;綠蘆筍不需培土,嫩莖在陽光下生長即為綠色,主要用于鮮食和速凍。20世紀(jì)蘆筍由歐洲傳入中國,20世紀(jì)70年代初形成規(guī)模種植。蘆筍對溫度的適應(yīng)性很強(qiáng),從寒帶到熱帶均可種植,主要分布在山東、山西、河北、河南等省份。山東省是我國蘆筍生產(chǎn)第一大省,2018年統(tǒng)計面積約為2萬公頃,全省各地均有種植,主要分布在菏澤、東營、濰坊、日照等地,僅菏澤市就超過1萬公頃[28]。
蘆筍具有較強(qiáng)的耐鹽堿能力,適合鹽堿地生長,在沿黃地區(qū)的沙土地上生長尤為適合。蘆筍可以在含鹽量1%以下的鹽堿地生長,是鹽堿地改良利用的先鋒作物。研究表明,0.5%以下的鹽濃度能明顯促進(jìn)部分蘆筍品種幼苗的生長[29],耐鹽品種在0.8%含鹽量的土壤中正常生長,四年生綠蘆筍 666.7m2平均產(chǎn)量超過 500 kg[30]。從20世紀(jì)80年代,黃河三角洲地區(qū)就開始大規(guī)模種植蘆筍,用于出口和國內(nèi)消費(fèi),利津縣北宋莊鎮(zhèn)被譽(yù)為“中國蘆筍之鄉(xiāng)”。后來由于出口受到影響,蘆筍種植面積大幅下降。近年來,隨著人民生活水平的提高和消費(fèi)習(xí)慣的改變,國內(nèi)蘆筍消費(fèi)量大幅提升,成為蘆筍消費(fèi)的主要市場。在這種新形勢下,蘆筍種植面積又開始快速增大。黃河三角洲地區(qū)的農(nóng)民有種植蘆筍的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合設(shè)施栽培,可在山東省實(shí)現(xiàn)蘆筍的周年生產(chǎn)。黃河三角洲鹽堿地大力發(fā)展蘆筍種植,是鹽堿地高效生態(tài)利用、當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收的重要途徑。
堿蓬又名黃須菜,是一年生草本積鹽植物,植物學(xué)分類為藜科堿蓬屬,主要生長于海濱、湖邊、荒漠等處的鹽堿荒地,是一種典型的鹽堿地指示植物。長期海水浸泡的濕地堿蓬生長旺盛。堿蓬莖葉和種籽富含脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、微量元素和維生素[31]。堿蓬嫩莖葉可鮮食,也可干制,還可制成罐頭。堿蓬的生長環(huán)境遠(yuǎn)離一般農(nóng)田,沒有農(nóng)藥化肥殘留,是典型的綠色蔬菜。堿蓬也是當(dāng)?shù)氐囊环N傳統(tǒng)野菜,如果將堿蓬進(jìn)行改良培育,篩選出更適合食用的品種,作為一種鹽堿地特色蔬菜種植,供應(yīng)外地市場,應(yīng)該有較好的前景。堿蓬籽中脂肪含量高,富含多種不飽和脂肪酸,營養(yǎng)價值高。堿蓬是鹽堿濕地的優(yōu)勢植被,黃河三角洲廣泛分布。秋天氣溫降低,堿蓬中積累高濃度的色素,使整株植物呈現(xiàn)鮮艷的紫紅色,不僅是環(huán)境美化的絕佳植物,也是食用色素提取的良好資源。
非洲冰草,又名冰葉日中花,是番杏科日中花屬的一年生或二年生草本植物,原產(chǎn)非洲南部納米比亞等地,世界多地有引進(jìn)栽培,也在我國多地試種成功[32]。冰草耐干旱、耐鹽堿能力強(qiáng),非常適合黃河三角洲鹽堿地種植。
油葵抗鹽能力較強(qiáng),被譽(yù)為鹽堿地先鋒作物之一,其耐鹽能力遠(yuǎn)高于一般作物的耐鹽范圍。油葵苗期抗鹽能力特別強(qiáng),在0.6%的鹽堿土壤中可達(dá)到100%的萌發(fā)率,在0.45%鹽漬土壤中可保持30%~60%的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[33]。再通過適當(dāng)?shù)脑耘喾绞?,可進(jìn)一步提高在鹽堿地的產(chǎn)量,油葵已經(jīng)成為鹽堿地利用和改良的重要作物[34]。
高粱是世界主要糧食作物和飼料作物之一,具有糧、飼、釀造等多種用途[35]。甜高粱是典型的C4植物,光合效率高。甜高粱具有較強(qiáng)的抗旱耐鹽堿能力,在含鹽量0.9%、pH 9.0的環(huán)境中,甜高粱種子萌發(fā)率依然超過90%[36,37]。對抗鹽品種幼苗耐鹽能力的測試發(fā)現(xiàn),0.58%的鹽濃度對葉綠素含量和凈光合速率影響都很小[38]。目前,國內(nèi)外學(xué)者對高粱各個發(fā)育時期的抗鹽能力、抗鹽的機(jī)理等都做了大量研究,結(jié)果表明,高粱和甜高粱抗鹽堿能力非常強(qiáng),適合于在鹽堿地種植推廣。
油莎豆是沙草科沙草屬單子葉植物,廣泛分布于非洲、歐洲、亞洲、北美洲和南美洲的熱帶、亞熱帶及溫帶地區(qū)。我國最早于20世紀(jì)50年代引進(jìn)油莎豆,進(jìn)行品種培育和栽培種植試驗(yàn),70年代在全國多地示范推廣,目前,全國多個省市都有小規(guī)模種植[39]。油莎豆的地下塊莖是主要的收獲器官,一般666.7m2產(chǎn)量500~600 kg,平均油脂含量25%、淀粉35%、糖分15%、蛋白質(zhì)含量5%。油莎豆富含膳食纖維、維生素和礦物質(zhì),是營養(yǎng)價值較高的作物[39,40]。油莎豆的地上植株高50~80 cm,是非常好的飼料。油莎豆集糧、油、飼為一體,綜合利用價值較高。油莎豆具有一定的抗鹽堿能力,能在含鹽量0.2%的土壤中正常生長,適合輕度鹽堿地種植。
藜麥?zhǔn)寝伎妻紝俨荼倦p子葉植物,原產(chǎn)南美洲的安第斯山脈地區(qū)。藜麥種子蛋白質(zhì)含量為12%~23%,沒有谷蛋白,其蛋白質(zhì)中氨基酸組成較其它作物更適于人體營養(yǎng)需求。而且,藜麥種子中蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)含量與其他谷物相比更加平衡,是一種全營養(yǎng)食品和功能食品,美國航空航天局 (NASA)將其作為一種理想的宇航員太空食品[41]。藜麥也是一種鹽生植物,同時具有很強(qiáng)的抗旱、耐冷能力。藜麥在100~200 mmol/L鹽濃度下生長時才能夠達(dá)到最大生物量,在相當(dāng)于海水鹽濃度(500 mmol/L)的鹽脅迫下,能完成其生活史獲得種子,生物量僅降低20%~50%[42-44]。培育適于山東省生態(tài)條件的早熟藜麥新品種,在黃河三角洲地區(qū)鹽堿地發(fā)展藜麥種植,具有很好的發(fā)展前景。
四翅濱藜屬藜科濱藜屬,是一種多年生灌木,屬于C4植物。四翅濱藜的抗逆能力強(qiáng),對干旱、低溫和鹽堿脅迫都有很高的抗性。研究表明300 mmol/L以下的鹽濃度對四翅濱藜的生長發(fā)育有一定的促進(jìn)作用[45,46]。四翅濱藜株高 1~2 m,枝條密集,無明顯主干。葉片粗蛋白、粗脂肪和粗纖維含量分別為18.34%、3.08%和9.55%,是一種優(yōu)質(zhì)飼料植物[47]。四翅濱藜已經(jīng)在青海、寧夏、內(nèi)蒙古和甘肅地區(qū)進(jìn)行了引種栽培,并獲得良好的效果。黃河三角洲引進(jìn)種植四翅濱藜,對該地區(qū)的生態(tài)開發(fā)和高效利用將起到積極的推動作用。
近幾年新育出的抗鹽堿油菜對黃河三角洲綠化美化和生態(tài)應(yīng)用有重要意義。油莎豆和藜麥在該地區(qū)的引種、試種也取得初步成效。因此,以當(dāng)?shù)睾托乱M(jìn)的抗鹽堿植物為基礎(chǔ),發(fā)展黃河三角洲特色種植業(yè),具有很好的前景。
早在1988年,專家學(xué)者們就提出了黃河三角洲“生態(tài)高效”開發(fā)。2009年,“黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)”被確定為國家戰(zhàn)略。2019年,習(xí)總書記強(qiáng)調(diào)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略,再一次為黃河三角洲地區(qū)的發(fā)展指明了方向,不走高耗能的發(fā)展模式是黃河三角洲開發(fā)的最大特點(diǎn)。要想確實(shí)保障黃河三角洲高效生態(tài)發(fā)展的理念貫徹好、落實(shí)好,應(yīng)做到以下幾個方面。
在鹽堿地改良利用的同時,要充分考慮到生態(tài)保護(hù)和生態(tài)維持,留出充足的區(qū)域以維持黃河三角洲地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。這首先要求對該地區(qū)進(jìn)行宏觀規(guī)劃,明確哪些地方是生態(tài)保護(hù)區(qū),哪些地方是開發(fā)利用區(qū)。黃河三角洲地區(qū)本來就是觀光旅游的熱點(diǎn)區(qū)域,尤其是在夏秋兩季,自然風(fēng)景優(yōu)美,春末夏初的槐花飄香,夏天成片的荷花和油葵,構(gòu)成了鮮花的海洋;秋天的紅高粱和典型的紅地毯堿蓬、飄逸夢幻的蘆葦花,形成了黃河三角洲特有的自然風(fēng)景,每年吸引著全國各地大量游客。在原有生態(tài)植被分布的基礎(chǔ)上進(jìn)一步規(guī)劃和美化環(huán)境,以黃河三角洲國家級濕地保護(hù)區(qū)為核心,協(xié)調(diào)生態(tài)特色農(nóng)業(yè)布局,突出特色種植和環(huán)境美化,結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣吁r和海鮮美食(如黃河口大閘蟹、渤海對蝦、梭子蟹等),打造黃河三角洲旅游勝地,帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
耐鹽堿中草藥、蔬菜以及引進(jìn)的適合鹽堿地生長的油料和糧食作物在該地區(qū)的栽培種植還不普及,有的尚在開展引種試驗(yàn)。目前,研究某一植物在該地區(qū)種植的技術(shù)和可行性的較多,針對該地區(qū)生態(tài)和氣候特點(diǎn),根據(jù)不同作物的生長特性,開展本地區(qū)綜合種植制度的研究較少。要使耐鹽堿作物在黃河三角洲高效利用中發(fā)揮最大作用,就必須根據(jù)鹽堿地生態(tài)特點(diǎn),積極探索和創(chuàng)建適合該地區(qū)鹽堿地的新型栽培模式和種植制度。探索建立不同耐鹽植物的間套作和輪作模式,如藥菜輪作、藥油輪作、糧油輪作等;形成一年兩熟、兩年三熟、多年生植物和一年生植物相結(jié)合、露地栽培和保護(hù)地栽培相互補(bǔ)充的種植制度;打造夏秋兩季作物種類豐富多樣、冬季地面有作物覆蓋、早春有作物可種(如藜麥)、有花可賞(如油菜花)的周年生產(chǎn)新格局。
黃河三角洲土地是世界上最年輕的土地資源,而且由于鹽堿含量高影響傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)造成的水污染、土壤污染等在該地區(qū)尚未發(fā)生,潔凈的土壤為生產(chǎn)綠色有機(jī)產(chǎn)品提供了基礎(chǔ)保障。發(fā)揮相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的行業(yè)約束作用,加強(qiáng)政府的監(jiān)管作用,共同打造黃河三角洲綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)品牌。在綠色生態(tài)的基礎(chǔ)上,開發(fā)特色功能性糧食、蔬菜等產(chǎn)品,在解決“吃得飽”、“吃得安全”的前提下,進(jìn)一步解決“吃得健康”的問題。以該地區(qū)的特色中藥生產(chǎn)園區(qū)建設(shè)為平臺,大力發(fā)展藥食同源特色植物種植,如蒲公英、蘆筍、桔梗、菊花、食用菌等。發(fā)展富硒、富鋅、降血糖、降血脂等農(nóng)產(chǎn)品,打造綠色功能農(nóng)業(yè)和大健康產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)。鹽堿地特色和功能農(nóng)業(yè)也是該地區(qū)生態(tài)旅游的重要內(nèi)容,兩者相輔相成、相互促進(jìn),共同推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。
在國家層面上,政府對黃河三角洲的發(fā)展以及黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展都高度重視。黃河三角洲地區(qū)各級政府應(yīng)提高站位,緊跟中央政府的步伐,結(jié)合當(dāng)?shù)匦枨?,將“黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)”和“黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展”兩大國家戰(zhàn)略落到實(shí)處。多年來,山東省和黃河三角洲地區(qū)的各市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府,在高效生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系和特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)建立、科技創(chuàng)新能力提高、生態(tài)文明建設(shè)等方面綜合發(fā)力,取得良好成效;在對接天津?yàn)I海新區(qū),融入京津冀,推動環(huán)渤海一體化發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用。目前,利津縣正在部署打造“百里黃河觀光走廊”和鹽堿地農(nóng)業(yè)示范走廊,被譽(yù)為中國蘆筍之鄉(xiāng)的利津縣北宋鎮(zhèn),正在規(guī)劃“千畝設(shè)施蘆筍示范園”和“萬畝蘆筍產(chǎn)業(yè)園”,都將在不同層面上對鹽堿地的生態(tài)利用起到示范作用。各級政府要進(jìn)一步發(fā)揮主導(dǎo)和引領(lǐng)作用,根據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展需求加大招商引資力度,支持企業(yè)或農(nóng)民在大規(guī)劃的框架下開展特色種植、養(yǎng)殖和加工。特色產(chǎn)品加工企業(yè)是帶動種植和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的最好保障,使得生產(chǎn)出的產(chǎn)品有銷路,農(nóng)民增收有保障,產(chǎn)業(yè)發(fā)展可持續(xù)。政府拿出規(guī)劃、給出政策,企業(yè)投資開發(fā),打造黃河三角洲地區(qū)特色產(chǎn)業(yè)鏈,是該地區(qū)高效生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
科技是第一生產(chǎn)力,強(qiáng)有力的科技支撐是該地區(qū)高效、生態(tài)、高質(zhì)量發(fā)展不可缺少的。當(dāng)?shù)卣畱?yīng)積極與國家級、省級科研院所、高校合作,打造針對當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)的產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展平臺,充分利用高校和科研院所的人才、技術(shù)優(yōu)勢,加大創(chuàng)新力度,解決限制當(dāng)?shù)匕l(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),提高農(nóng)業(yè)從業(yè)者科技水平,為黃河三角洲的高效生態(tài)發(fā)展保駕護(hù)航。目前,中國科學(xué)院已經(jīng)在黃河三角洲布局,山東省單獨(dú)或與國家相關(guān)部委聯(lián)合設(shè)立重大科研專項(xiàng),針對黃河三角洲產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求開展聯(lián)合攻關(guān),重點(diǎn)突破黃河三角洲鹽堿地利用的理論和關(guān)鍵技術(shù)。進(jìn)一步加大資金投入和政策支持力度,吸引人才、打造平臺、創(chuàng)新技術(shù)、引領(lǐng)模式,將精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)、網(wǎng)絡(luò)平臺和大數(shù)據(jù)等融合在黃河三角洲開發(fā)利用的全過程,充分發(fā)揮高科技、新模式在黃河三角洲綠色可持續(xù)發(fā)展中支撐和引領(lǐng)作用。