山 侖

(中國科學(xué)院、水利部水土保持研究所,西北農(nóng)林科技大學(xué),陜西 楊凌 712100)

旱地農(nóng)業(yè)的實施區(qū)域主要分布在半干旱地區(qū)和半濕潤易旱地區(qū),從一定意義上講,半干旱地區(qū)屬生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)之一。嚴(yán)重的水土流失和頻繁的干旱在以黃土高原為中心的我國半干旱地區(qū)同時發(fā)生,加之20世紀(jì)90年代以前為解決口糧問題盲目開墾,造成土地利用更加不合理,引發(fā)惡性循環(huán)。與國外同類地區(qū)(如美國中部大平原和澳大利亞西部)相比,黃土高原存在坡耕地比例高和人口密度大等不利因素,但黃土土層深厚,光熱條件較好,更適合多種經(jīng)營和綜合發(fā)展[1]。

當(dāng)前,我國以半干旱地區(qū)為主的旱地農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r與發(fā)達(dá)國家相比,差距不在于單位面積產(chǎn)量水平的高低,而在于如何更好地適應(yīng)區(qū)域環(huán)境和市場需求,走可持續(xù)發(fā)展之路。在這方面,有兩個看似傳統(tǒng)但卻涉及全局的問題需要作深入研究并付諸實施：一個問題是如何建立農(nóng)牧業(yè)有效結(jié)合的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的種植制度,另一個問題是如何持續(xù)提高單位面積產(chǎn)量,做到提高單產(chǎn)和改善生態(tài)(特別是提升土壤基礎(chǔ)肥力)同步。

1 關(guān)于調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)問題

1.1 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方向及成效

2015年中央一號文件提出“深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,開展糧改飼和種養(yǎng)結(jié)合模式試點,促進(jìn)糧食、經(jīng)濟(jì)作物、飼草料三元結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展”,以形成“糧草兼顧型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)……,推動我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展?！?016年國務(wù)院辦公廳發(fā)布的“關(guān)于加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的意見”中,就“建設(shè)糧草兼顧型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),加快發(fā)展草牧業(yè)”問題做了安排。以上文件覆蓋全國范圍,對于半干旱地區(qū)而言,則更具有針對性和迫切性。

就國際成功經(jīng)驗而言,半干旱地區(qū)土地利用具有旱作農(nóng)田、人工草灌和天然植被三者并存的特點,其成功發(fā)展經(jīng)驗可歸結(jié)為“農(nóng)牧業(yè)有效結(jié)合,人工草地面積占農(nóng)田1/4,產(chǎn)值約各半”[2]。

針對我國半干旱地區(qū),實行農(nóng)牧業(yè)結(jié)合的種植制度更具有現(xiàn)實意義,不僅是市場和食物結(jié)構(gòu)變化的需求,也是改善區(qū)域環(huán)境本身的需求。從20世紀(jì)80年代開始,有專家曾提出把黃土高原建成牧業(yè)基地的建議,以及將區(qū)域發(fā)展目標(biāo)定為“自給性農(nóng)業(yè),保護(hù)性林業(yè),商品性畜牧業(yè)”的主張。1983年8月,在陜西延安召開的北方旱地農(nóng)業(yè)工作會議上,時任中央領(lǐng)導(dǎo)胡耀邦同志發(fā)表了“關(guān)于北方干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)改革的一些看法”的講話,提出要改變旱區(qū)面貌“種草種樹,發(fā)展牧業(yè)是根本大計”的主張。之后一個時期在黃土高原掀起了種草養(yǎng)畜的高潮,但未能很好堅持下去。當(dāng)時在寧夏西吉等地借助聯(lián)合國糧農(nóng)組織資金進(jìn)行的退耕還草示范取得了很好效果,但在后期也出現(xiàn)了反彈。在1999—2006年間,國家在生態(tài)脆弱地區(qū)推行的大規(guī)模還林(草)舉措是以造林為主,在造林和自然修復(fù)方面取得了顯著成效,但估計還草面積僅約占退耕面積的5%且不穩(wěn)定,“種草易反彈”現(xiàn)象成為不爭的事實。至今,適宜發(fā)展草食畜牧業(yè)的黃土高原半干旱地區(qū)畜牧業(yè)產(chǎn)值占整個農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的比重尚低于全國平均水平,例如寧夏固原約占28%、陜西延安約占16%。為何被認(rèn)為較適宜于種植牧草的黃土高原長期以來畜牧業(yè)發(fā)展不起來(英國人工草地面積相當(dāng)于天然草場的59%,新西蘭為66%,加拿大為24%,美國為10%,日本北海道也占一定比例,我國則不足3%)?其內(nèi)在原因值得深思。

1.2 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整面臨的問題

首先是草種問題,苜蓿是當(dāng)今公認(rèn)的優(yōu)良牧草,農(nóng)業(yè)部發(fā)布的規(guī)劃文件中也推薦西北地區(qū)的草種以紫花苜蓿為主,但苜蓿是高耗水草種,缺水地區(qū)“引草入田”可能會適得其反[3]。為此應(yīng)進(jìn)一步挖掘抗旱種質(zhì)資源,爭取早日選育出更適應(yīng)于半干旱地區(qū)多變低水環(huán)境的抗旱節(jié)水牧草新品種,對已有其他牧草(如草木樨、沙打旺、紅豆草、羊草、冰草、無芒雀麥、柳稷枝等)也應(yīng)給予重視并加強(qiáng)相關(guān)研究。另一個重要問題是,必須將草地納入正式的農(nóng)業(yè)制度之中?！巴烁€草”的提法過于簡化,應(yīng)理解為“退耕、改制、種草、還牧”,如缺少“改制”的環(huán)節(jié)和不重視產(chǎn)業(yè)出口,“三元結(jié)構(gòu)”也難以最終實現(xiàn)。第三個問題是,一個時期內(nèi)對退化天然草場實行嚴(yán)格的禁牧措施是必要的,幾乎與退耕還林同步開展的“自然修復(fù)”(禁牧)措施收到了“大地變綠”的良好效果,但是否應(yīng)當(dāng)永久禁牧還是采取科學(xué)的輪封輪牧?需適時做出回答。中國科學(xué)院水土保持研究所在寧夏云霧山長期的觀測表明,退化天然草場封育10年以上可以有計劃地加以利用,如利用不適當(dāng)則不利于植被的正常演替[4]。人工種草、天然草場和農(nóng)副產(chǎn)品是我國半干旱地區(qū)發(fā)展畜牧業(yè)的三種飼料資源,需密切結(jié)合且缺一不可,至于以哪個為主,則應(yīng)強(qiáng)調(diào)“因地制宜”,但最大空間還在于人工種草能放寬到何種程度。

政策也是重要的影響因素。退耕還林(草)期間以及在后續(xù)政策中,對造林的補償一般高于種草,顯然對擴(kuò)大種草不利。另外,種草與營造生態(tài)林不同,必須有一個產(chǎn)業(yè)出口和相應(yīng)的配套支持(例如日本北海道推進(jìn)發(fā)展奶牛的做法),這方面做的還不到位。此外,還必須重視社會環(huán)境因素。我國半干旱地區(qū)的社會與自然環(huán)境狀況與一些國家相比有較大差別,主要表現(xiàn)在人口密度大、氣候與地形地貌復(fù)雜多樣、產(chǎn)業(yè)類型眾多且集約經(jīng)營能力較強(qiáng)。近年來黃土高原果業(yè)得到較大發(fā)展,例如陜北洛川和延安的蘋果、清澗等沿黃河岸的紅棗等均已成為具有競爭力的品牌,“一村一品”和“一村一業(yè)”對農(nóng)民增收和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)起到了支撐作用。因而黃土高原地區(qū)農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)不能要求千篇一律,而應(yīng)在實行農(nóng)牧業(yè)緊密結(jié)合發(fā)展草畜業(yè)的同時,因地制宜地尋求多種出路。這也許是世界半干旱區(qū)域中,根據(jù)我國國情創(chuàng)造出的獨特治理經(jīng)驗。

為使農(nóng)牧結(jié)合,將發(fā)展草食畜牧業(yè)的決策部署落到實處,建議總體推進(jìn)的同時還應(yīng)在不同類型區(qū)以縣為單位建立實體性實驗示范區(qū)做長期探索與監(jiān)測,以總結(jié)出系統(tǒng)且有效的具體實施方案。

2 關(guān)于持續(xù)提高旱地農(nóng)業(yè)產(chǎn)量問題

2.1 發(fā)展歷程及成功經(jīng)驗

以黃土丘陵地區(qū)為例,旱地農(nóng)業(yè)增產(chǎn)主要經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：旱坡地種植→“坡改梯”建設(shè)基本農(nóng)田→深耕改土與農(nóng)家品種更新→投入化肥,促進(jìn)產(chǎn)量提升(由低產(chǎn)到中產(chǎn)階段)→優(yōu)化種植。在技術(shù)原理上主要經(jīng)歷了保土蓄水耕作→提高降水利用率→綜合提高降水利用率和利用效率?；巨r(nóng)田建設(shè)是打基礎(chǔ)階段,增施化肥、培肥地力是由低產(chǎn)進(jìn)入中產(chǎn)、單產(chǎn)提高1倍的關(guān)鍵階段,對于小麥而言,在寧夏南部產(chǎn)量可達(dá)到3 000 kg·hm-2左右。

進(jìn)一步持續(xù)提高旱地單產(chǎn)的出路在哪里?近年來一些地方實行的覆蓋栽培是一條出路,例如甘肅等地興起的“全膜雙壟溝播栽培技術(shù)”增產(chǎn)效果顯著,玉米產(chǎn)量可達(dá)到7 500 kg·hm-2左右,但是否可持續(xù)、是否能大規(guī)模推行,尚需進(jìn)一步實踐[5-6]。今后評價提高單產(chǎn)技術(shù)應(yīng)遵循兩個標(biāo)準(zhǔn),即一是是否有利于提高產(chǎn)量,二是是否有利于提升土壤基礎(chǔ)肥力和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

2.2 旱區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向

發(fā)展至今,半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提升主要依靠的是調(diào)控環(huán)境以適應(yīng)作物,即提高降水利用率的途徑,而通過生物改良適應(yīng)環(huán)境以提高水分利用效率和作物抗旱性的途徑發(fā)展相對滯后,今后則應(yīng)倡導(dǎo)兩者并重。在這方面,當(dāng)前存在兩個相互聯(lián)系的技術(shù)突破口：一是在闡明植物抗旱機(jī)制的同時,運用生物技術(shù)特別是常規(guī)育種與轉(zhuǎn)基因技術(shù)相結(jié)合的途徑選育抗旱節(jié)水新類型;二是在掌握作物需水規(guī)律的基礎(chǔ)上,運用信息技術(shù)及新的工程與農(nóng)藝技術(shù),實施少量水精確補償以發(fā)展半旱地農(nóng)業(yè)。前者的前景更為廣闊,而后者則更為現(xiàn)實可行[7]。

關(guān)于培育抗旱節(jié)水新品種問題。2015年中央一號文件提出“培育一批突變性品種”的要求,從哪里突變?在什么性狀上突破?我們認(rèn)為就旱區(qū)而言,首先應(yīng)從抗逆性上做文章,特別在改善抗旱節(jié)水性狀上尋求突破。對于廣大旱區(qū)而言,今后必須把抗干旱與水資源高效利用的育種目標(biāo)突出出來。近年來國際上開始重視通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗旱新類型,但抗旱性是一個復(fù)雜性狀且由多基因控制,故需通過多種途徑實現(xiàn)[8]。當(dāng)前通過基因工程能控制的抗旱性狀僅是一小部分,真正的轉(zhuǎn)基因抗逆(旱)作物還沒有出現(xiàn),特別是抗逆性強(qiáng)的作物,目前還停留在人們的想象中。前一時期曾報道在非洲率先推行了一種轉(zhuǎn)抗旱基因小麥,增產(chǎn)效果為6%左右,尚難以大范圍應(yīng)用。

關(guān)于發(fā)展半旱地農(nóng)業(yè)問題。半旱地農(nóng)業(yè)是提倡運用旱作技術(shù)在充分利用自然降水的基礎(chǔ)上,在作物生長關(guān)鍵期實施少量水精確補灌的一種農(nóng)業(yè)類型,與有關(guān)方面倡導(dǎo)的“建設(shè)非灌區(qū)抗旱水源工程,以提高抗旱機(jī)動灌溉能力的需求”相呼應(yīng),也與國外半干旱地區(qū)所倡導(dǎo)的“有限灌溉旱地”有相似之處。我國一些生產(chǎn)典型地區(qū)(如山西大寨、山東夏丁家、陜西高西溝、甘肅高泉溝、山西五里后等地)也都采用過這種技術(shù),均取得了保產(chǎn)增收效果。發(fā)展半旱地農(nóng)業(yè),既是應(yīng)對水資源緊缺而采取的一種不得已的做法,也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)本身發(fā)展的需求。展望未來,我國農(nóng)業(yè)用水必將形成一種旱地農(nóng)業(yè)、灌溉農(nóng)業(yè)、半旱地農(nóng)業(yè)并存的局面。目前半旱地農(nóng)業(yè)屬于被迫存在,而未來必將成為主動應(yīng)對水危機(jī)的一種有效技術(shù)途徑。

3 結(jié) 語

發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)對保障國家糧食安全具有重要意義,選育抗旱節(jié)水新品種和作物以及推行半旱地農(nóng)業(yè)應(yīng)是今后提高半干旱地區(qū)糧食產(chǎn)量的重點突破口,而通過調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)以發(fā)展草地畜牧業(yè)應(yīng)該是半干旱地區(qū)實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改善和生產(chǎn)力同步提升的關(guān)鍵。