時間:2022-08-23 10:43:58
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生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外,還有許多經轉入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑,這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術在提高農作物產量、質量的同時,有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如,通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量,減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質,該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內,進而能提高產毛量。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。
生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態環境。
在許多農業生產區,土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據統計,英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。
生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能,包括獲得轉基因細菌和真菌,以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現這個目標。
二、生物技術帶來的不利
從經濟角度上講,生物技術帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發達國家,發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時,發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現,這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物,后者在發展中國家是很普遍的,并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時,例如,堅果能引發人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。
科學合理的田間管理技術,對于控制番茄植株生長發育不良、病害發生,產量和品質下降等有著顯著效果。
1搭架綁蔓
番茄定植成活后,應及時搭架,可選用長1.6~1.8m、食指粗的竹竿或樹條,在離植株8~10cm的溝側插牢,并聯結成高“人”字架。植株生長到一定高度時,分次用布條或塑料繩綁蔓,以確保番茄植株向上正常生長。
2整枝打芽
整枝打芽是人工調整植株營養生長和生殖生長的重要技術措施。秋季番茄一般采取雙干整枝方式,即除留主干外,再留第1花序下部最壯的1個側芽,形成結果側枝,其他葉芽全部摘除。可視植株生長狀況,適時打頂。側芽約3.3cm長時應及時摘除,過早或過遲均不利于植株生長發育,雨天不宜摘芽,以防感染病害。
3施肥灌水
番茄是喜肥作物,按生產75t/hm2果實所需的氮、磷、鉀計算,基肥應施入以廄肥為主的有機肥45t/hm2以上、三元復合肥375~750kg/hm2、過磷酸鈣750kg/hm2、硫酸鉀150~300kg/hm2。施肥方法可采用行間深施或穴施。有機肥施入量大時,可在廂面中間開深、寬各13~17cm的溝,撒入化肥后,再填入有機肥,蓋土耙平;有機肥少而精的情況下,宜采用穴施,即按1廂2行、穴距0.4m的規格,用鐵鋤挖成13~17cm深的施肥穴,先撒入化肥,再施入有機肥,定植時將有機肥與土壤適當拌和后,秧苗定植于穴旁。番茄追肥以豬糞尿、復合肥、尿素等速效肥為好。追肥應視天氣、苗情合理進行,干旱天氣應稀肥勤施,雨后或灌水前可適當增施。還要掌握前輕后重的原則,即坐果前輕施促苗肥,尤其要控制氮肥,膨果期和采收期應定期追肥。第1臺果實核桃大時需澆水追肥,經常保持土壤濕潤,要及時進行插架綁蔓、培土等工作。葉面噴施微量元素肥是補充植株營養的經濟有效措施,可結合噴灑殺菌劑,定期噴施綠旺一號或三號、磷酸二氫鉀等葉面肥。遇連續干旱天氣時,應及時灌水防旱,灌水宜采取小水流溝浸灌的方式,切不可大水漫過廂面,晴熱天應在夜間灌水,以免根部受害。灌水后要注意放風降濕,減少病害發生。
4控溫管理
在西紅柿花期,適宜的氣溫是白天25~30℃,夜間20~15℃,低于15℃或高于35℃,均易造成落花落果或生理畸形果。因此,如果溫度過高,白天就應遮陽或加大通風。溫度過低,晚上應加膜覆蓋。適宜的晝夜溫差是12~20℃。
5保花保果
開花坐果前以控水蹲苗為主,大棚日夜大通風,下雨天需關棚。秋季番茄開花期,多處于高溫干旱氣候條件下,不利于授粉受精,影響坐果。大多數品種均要求在開花的當日,噴涂0.020%~0.025%的復合防落素進行保花保果,噴涂時不要濺滴到葉面上。
6防治裂果
番茄裂果是一種常見的生理性現象。出現裂果的主要原因是水分失調,與品種也有較大關系。預防番茄裂果的措施:一是選擇抗裂、枝葉繁茂、果皮較厚且較韌的品種。二是采用地膜覆蓋或廂面稻草覆蓋栽培,維持較為穩定的土壤濕度,防止忽干忽濕。三是增施有機肥,改良土壤結構,提高土壤保水保肥能力。四是適度整枝摘心,保證植株枝葉繁茂,加強植株內多余水分的蒸騰,防止強光直射果實。五是大雨前及時采收番茄。六是在果實膨大期,用0.30%~0.40%的波爾多液噴灑植株,對防止番茄裂果有較好的效果。
7病蟲害防治
7.1早疫病
發病后葉面具同心輪紋狀病斑,暗褐色,水漬狀。莖和葉柄、果實等發病后也有同心輪紋病斑,潮濕時病斑上有黑色霉狀物。發病前后可用70%代森錳鋅可濕性粉劑500倍稀釋液,或75%百菌清可濕性粉劑400倍稀釋液噴防,每7d噴1次,連噴3~4次。
7.2葉霉病
果實發病時蒂部周圍有凹陷較硬的黑色病斑,葉片有不規則黃色病斑,潮濕時產生褐色霉層,使葉片枯黃、卷曲,然后脫落。設施栽培發病較重。發病前后可用70%代森錳鋅可濕性粉劑500倍稀釋液,或50%速克靈可濕性粉劑800~1000倍稀釋液噴防,每7d噴1次,連噴3~4次。
7.3灰霉病
開花期可在蘸花藥液中加入0.1%的50%速克靈可濕性粉劑或50%撲海因可濕性粉劑,效果很好。也可對果實噴霧,但應注意輪換用藥,防止病菌產生抗藥性。還可用50%多克粉塵劑,噴粉15kg/hm2。
7.4病毒病
發病初期可用20%病毒A可濕性粉劑500倍稀釋液,或高錳酸鉀1000倍稀釋液噴防,每7d噴1次,連噴2~3次。
7.5晚疫病
受害葉柄和主莖呈黑褐色腐爛,幼苗萎蔫倒伏,病斑從葉尖葉緣開始,潮濕時有白色霉狀物,干燥時干枯,病斑由暗色轉暗褐色,水漬狀或云紋狀,稍凹陷,病果堅硬。發病時可用40%疫霉靈可濕性粉劑300~400倍稀釋液噴防,每7d噴1次。也可用粉塵法防治,即用豐收10型噴粉器噴5%百菌清復合粉劑,每次噴15kg/hm2,傍晚噴施。
7.6臍腐病
危害番茄果實。發病時可根外噴施1%過磷酸鈣、0.1%氯化鈣或0.1%硝酸鈣等,每10d噴1次,連噴2~3次。
7.7斑枯病
葉片發病時呈水漬狀,病斑近圓形,中央灰白色,邊緣暗褐色,稍凹陷,如魚目狀,后散生黑色小點,易穿孔。葉柄、莖和果實都可散生小黑點。發病初期可用70%代森錳鋅可濕性粉劑500倍稀釋液,或50%多菌靈可濕性粉劑500倍稀釋液噴防,每7d噴1次,連噴3~4次。
7.8青枯病
半固定管道式噴灌模式。半固定管道式噴灌模式的系統構成是與固定式灌溉的模式一樣的,水泵與相關的機械部分、輸水的干管等也是在灌溉季節維持不動,所不同的是其支管與豎管以及噴頭都可以進行拆卸,都能裝設在不同的田地區間進行噴灌。這種模式是綜合了全固定和全移動管道式噴灌系統的優缺點,管理與操作上也不困難,在我國農田灌溉中也很普及;
全移動管道式噴灌模式。全移動管道式噴灌模式系統構成與固定式灌溉模式也是一樣的,其不同之處其水泵與其機械部分以及各級管道與噴頭等構成部分都不是固定的,都能進行拆卸與安裝,這種模式優點明顯,首先設備利用率很高、投資也相對小,但缺陷也多,譬勞動強度很大,生產效率相對較低,在設備維修保養下的功夫較大。
低壓管道輸水灌溉技術模式
低壓灌裝就是低壓管輸水灌溉技術模式的簡稱,就是輸送水的工具是低壓管道的形式,取代了明渠。灌溉水是通過低壓輸水管道輸送形式送到田間來灌溉作物,低壓管輸水灌溉系統通常由水源、水泵以及附屬的機械部分、輸水管道、配水裝置等構成。運用低壓管道進行灌溉有眾多優點,首先管理上很方便、向田地里輸送水速度也很快,同時也省工省時、機耕和養護也相對容易,此外,這種模式對在輸送灌溉水的過程中水的滲漏與蒸發也有良好的效果,據相關資料,這種輸水的效率基本上能達到95%。運用低壓管道輸水灌溉技術模式這種模式還能少占地,從而提高了土地利用率。在我國北方地區,地下水文資源相對嚴重超采,如果采用井灌區的形式,低壓管道輸水技術應該大力應用,新建井灌區更應該應用輸水管道來灌溉農田。
我國農田水利灌溉中存在的主要問題
1水利設施不完善
我國農田水利工程特別是大多是小型農田水利工程,有其明顯的缺陷,那就是都是依靠農民自己投工投勞建成的、工程簡陋,更沒有科技含量,導致這些工程標準相對較低、配套不完善、質量相對較差、設備嚴重落后。當前很多大水利工程老化失修,效益下降問題嚴重,尤其是作為農田水利灌溉系統中重要的設施——水庫,缺陷嚴重,在旱季起不到灌溉農田應有的作用。
2灌溉渠道淤積嚴重
農田水利灌溉渠道是灌溉工程中的重要組成部分,其運用是否良好,大大影響灌溉效益的大小,通常灌溉渠道都是隨地開挖而形成的土質渠道,常年受灌溉用水的沖刷和雨水的沖蝕,很多灌溉渠道淤泥沉積愈來愈多,導致灌溉渠道不暢通,灌溉效率大大縮小。
3管理相對薄弱,投入相對不足
我國當前的農田水利管理制度存有很多缺陷,首先是產權不明,再次維護管理責任通常得不到落實。再加上近年來,我國工農業生產用水需求大幅度增加,平均降雨量相對偏少等原因,導致水利工程的儲水量嚴重不足。與此同時,國家對農田水利工程的投入也嚴重滯后,據有關資料,上世紀80年代以前,我國對水利投入相對較大,能占到全國基本建設投資比例7%左右,而近幾年來,投入嚴重不足,僅占到全國基本建設投資比例不到3%。
節水灌溉的措施
通常說的節水灌溉就是可持續發展與科學的灌溉,主要包括三個方面的內容,即工程措施、農藝措施以及管理措施。
1工程措施
工程節水措施通常分為三個內容:(1)防滲渠道區的工程建設,譬如:對渠道進行防滲處理、把明渠改成管道輸水,配套完善渠系、管道上的各種閘、閥,安裝水的量測計量裝置等。(2)低壓管灌、滴灌、滲灌、噴灌、微噴等設施的建設,采用噴灌、微灌等先進灌水方法,改進溝灌、畦灌、淹灌等傳統地面灌水技術,推廣使用注水灌等點灌抗旱保苗措施。(3)蓄水工程的建設,譬如興建水池、水窖、山塘、水庫等水源工程,擴建地表蓄水工程和橋類、涵洞、水閘、渡槽、跌水、倒虹吸等各類水工構筑物。
2農藝措施
(1)調整作物種植結構,譬如:在某些干旱的年份,減少水稻、小麥等耗水量大的植物的種植面積,增加花生、紅薯等耐旱節水品種;(2)對耕作覆蓋加強措施,比較常用的覆蓋方法有秸稈覆蓋與塑膜覆蓋以及砂石覆蓋等降低農田水分蒸發耗水量;(3)大力施用化學保水劑,推行節水灌溉制度;其它耕作技術等等;(4)耕作保墑技術。就是深耕松土、鎮壓、耙、耱、中耕除草、免耕少耕;(5)水肥耦合技術。就是以肥調水、以水調肥;(6)篩選技術。就是大力運用節水技術與高效種植制度來抗旱節水、提高品種產量;(7)化控節水。就是運用保水劑或者復合包衣劑、多功能抑蒸抗旱劑、ABT生根粉等化學反應的應用來抗旱來降低農田水分蒸發耗水量。
3管理措施
就是依據相關的制度與法律法規對灌溉節水進行管理。主要有以下幾項措施:(1)調整水價,用經濟當作杠桿促進人們節水行為;(2)用節水型的灌溉制度指導灌水,達到科學利用水源;(3)完善基層用水管水組織,健全節水規章制度,落實節水責任制等;(4)加強節水宣傳,經驗交流,舉辦培訓班,普及節水知識,提高人民的節水意識。
節水技術措施的幾點思考
1必須建立完善的節水技術體系
農業節水是一個系統工程,當前無論是那一種節水灌溉模式或節水灌溉措施,都是治標不治本,無法改善當前我國缺水狀況。農民為抗旱,增加畝產量,井越大越多,越打越深,并且不斷的擴大灌溉面積,資源型節水成為一句空話。因此,相關部門必須站在可持續發展的高度,從更宏觀的角度統籌考慮農業節水。在技術上要到水利部門、農業不能以及氣象部門等的支持;在研究推廣上得到科技、教育、宣傳等部門支持;在資金投入上要得到財政、銀行部門支持。這樣多個部門統籌考慮制約農業節水發展的各種因素,密切配合,緊密協作,建立適應國情的節水農業技術體系。
2科學搞好農灌規劃和配套設計
農業灌溉規劃是農業綜合開發土地治理項目總體規劃的重要規劃之一,必須降低能耗,節約成本,方便管理,提高運行保證率,做到農業灌溉最佳設計選型配套上的科學性與合理性,其具體措施主要有以下幾種:(1)農田要要確定灌區規模,要建立適應現有河網水系;(2)灌區規模需符合客觀實際和適應形勢,建立起現階段最佳農業灌溉模式;(3)渠系布置及泵站(電灌站)、渠道設計要配套,提高灌溉經濟效益。
3加大資金投入,推進農田相關體制改革
“濕地農業”的概念是在“濕地”概念的基礎上發展起來的。多水(包括地下水、地表水)是濕地的基本特征。國際上提出濕地的概念,主要是鑒于該類自然資源對調節自然環境和保護生物物種的絕對重要性,即所謂“大地之腎”的特點提出來的,其核心是要加強對濕地的保護[6~7]。但對我國江漢平原乃至長江流域來講,近600年來,已有大片的濕地被開墾成了以水稻田為主的人工濕地,該濕地的主要功能已轉變成農業經營的基礎條件、生產農產品的功能上來。在該地區農業經營中,除要保護好依然存在的部分自然濕地、發揮濕地的生物和生態功能外,農業的經營本身還或多或少受到本區濕地特征的影響,如何根據其特點進行農業經營、處理好濕地開發、利用與保護之間的關系,是濕地農業所要解決的關鍵問題。很早以前,我國勞動人民針對南方多雨的特點,在有效排水和農業利用上就創造了一套成功的方法,在珠江三角洲形成了著名的“桑基魚塘”系統,在長江下游地區則有所謂“圩田”利用方式。而在長江中游的兩湖平原,則是以湖垸形式的土地利用方式占優勢。而且這部分地區在我國農產品生產上的地位十分突出。相對于我國北方干旱地區的干旱農業而言,我國南方濕地季風氣候條件下湖泊濕地地區的濕地農業,還面臨著一系列特有的問題與挑戰。開展濕地農業研究意義十分重大[8~13]。
2江漢平原濕地農業的特點
在低濕地上之所以短期內發展了出色的農業,固然與人口壓力密切相關,但也與其具有獨特的優點息息相關。江漢平原地勢平坦,土地肥沃;光熱水資源豐富,雨熱同季,宜于農作;交通發達,綜合經濟實力雄厚,湖北省綜合經濟實力百強縣大都位于江漢平原地區之內。但是在20世紀50~80年代期間,江漢湖泊數量和面積急劇減少,耕地面積驟增,生態環境日益脆弱化。農業災害,包括洪、澇、漬、干旱、病蟲、冷熱等日益嚴重,農業耕作和生活的設施水平與條件十分惡劣,農業的結構單一,勞動生產力與土地生產力徘徊不前,農業資源浪費嚴重,比較效益低下。形成了江漢平原濕地農業的基本背景[10,12]。江漢平原的濕地農業還具有一些具體特點。
2.1垸田特征
江漢平原濕地墾殖所產生的直接結果是大量垸田的產生。所謂垸田,就是人為地由湖邊向湖心通過建立堤壩、排干湖水,建立相應的水利設施,即所謂“圍湖造田”形成的農田。最后在地貌上就自然形成了一個個由人工開挖形成的水系相對獨立的垸落。從大的方面來看,垸田由于開墾歷史不同,所屬各異,因而垸落與垸落之間形成各種人為的隔離和阻礙,道路和水系混亂,不利于農田作業以及灌溉、排水與行洪。每逢5~10年一遇的大雨,往往形成大面積內漬[1,14]。
垸田的另一特征是土壤長期接納河流沖積物和湖漬物,因而表現為土體深厚、有機物豐富、土壤潛在肥力高但有效肥力低。由于其土地平整與水利設施大都不充分,因而排水不良。春季土壤升溫慢,形成所謂“冷漬田”。此外,還有一部分低湖田表現為土壤粘粒成分含量高、土壤結構不良。從土壤營養上來看,該地區土壤嚴重缺磷和缺鋅[4,15]。
2.2地貌和生態上的分異特征
江漢平原的農田多由湖泊開墾形成,在地貌和生態上呈現出有規律的變化。王克林等在對洞庭湖濕地進行探討時指出了洞庭湖區具有碟形盆地圈帶狀立體景觀結構的特點。并將該濕地歸納成3個圈次,即1)內環敞水帶;2)中環季節性淹沒帶;3)外環漬水性淹沒帶[2,8]。蔡述明等在江漢平原四湖地區監利新興垸進行的研究闡明了四湖地區“湖垸同體”,從湖邊到湖心可分為9種農業利用地貌類型的規律[4]。我們通過對典型碟形洼地——高場示范區的剖析,觀察到一個沒有徹底完成墾殖過程的低湖地在多個土壤特征上(地下水位、土壤剖面結構、土壤機械構成、土壤營養、土壤溫度和綜合土地質量)存在明顯的梯級遞變,因而其適宜的農業利用價值也是不同的。
2.3災害加劇與生態脆弱化特征
由于本地區獨特的地理氣候特點,近幾十年來自然災害的頻率和程度日益加劇。主要災害有洪災、澇漬、干旱和病蟲災害等[16~18]。葉柏年等在分析湖北省旱澇發生情況時,論述了進入上世紀80年代以來,災害日益加重,如1980、1982、1983、1991、1993、1995、1996、1998年均為特大洪澇年,每年因洪澇使農田成災面積均超過66.7萬hm的標準,平均兩年就遇一次,其中1991年農作物受災174.97萬hm,農業損失55億元。80年代與50年代相比,旱災面積增加1.28倍,澇漬面積增加1.67倍。
王學雷等對江漢平原的生態脆弱性進行過專題論述[19]。除上述以洪澇為主體形成的各種自然災害外,江漢平原還面臨嚴重的生態脆弱化問題。包括,1)耕地面積日減,人口驟增,土地的承載壓力越來越大;2)土壤有機質含量逐年下降,物理結構劣化,生產性能下降;3)生物多樣性下降,時有暴發性或毀滅性病蟲害發生;4)水體面積減小,湖水水質下降,漁農矛盾日漸突出;5)農業內部結構單一,農業經營比較效益低,農業經濟再生產難以完成;6)農業設施老化,基本建設嚴重落后,農民生活得不到應有保障,等等,應該說濕地地區的農業面臨著一系列嚴峻的挑戰。
3濕地農業技術體系探討
局部性、季節性水環境惡化是南方低濕地的一個帶普遍性的問題。位于該地區的以湖泊為主體的自然濕地既是當地農業的重要環境,又在該地區整體的水資源調度和控制中發揮著越來越重要的作用。必須從整體上來認識南方低濕地區存在的各種問題,大力開展濕地農業技術研究(圖1)。
附圖
圖1“濕地農業”構成圖
3.1濕地農業關鍵技術的探討
“九五”期間,我們對農業濕地中的主體——澇漬地合理開發利用技術進行了較深入的研究,關鍵技術包括:
(1)澇漬地農業小區綜合整治開發規劃與實施研究建立了兩個分別代表典型“湖積地”和“沖積地”的澇漬地改良綜合開發示范區,在示范區的綜合整治與開發規劃中提出了以“單元水系”為基本單位整治澇漬地的觀點,將農田基本建設作為整治澇漬地的先決手段。規劃中還引入了日本區域排水規劃的數理模型與土地分析的“數量化理論Ⅰ”,實踐證明上述兩種方法對江漢平原濕地地區微地域特點的分析具有較好的適用性。研究還將高場示范區的開發模式總結為“農田整備+梯級開發”,岑河示范區的開發模式為“農田整備+優化模式”[22~24]。
(2)澇漬地排水改良技術
濕地農業中農田的排水是一項關鍵技術[25~27]。研究開發和引進了適合于濕地農業小區排水的數學模型以及農道、溝渠、土地平整的工程技術參數。深入探討了農田澇漬相隨的作用過程和主要作物棉花、大豆、油菜在關鍵生育期的排漬標準和澇漬排水綜合控制指標[28]。
(3)澇漬地土壤肥力特征及改良技術
選擇典型地域對近20年來大范圍的江漢平原濕地農田土壤肥力動態演替進行了分析和評價,采用土壤系統分類法,對澇漬地的土壤類型進行了重新劃分,找出了不同類型澇漬土壤的特征與利用方法。探討了澇漬地土壤的分布與肥力演變規律。
(4)適生生物種質資源的發現、引進與鑒定
對多種水生經濟植物蓮藕、芡實等的適宜特性進行了鑒定。發掘并開發了新魚種——月鱧,繼續擴大了對適宜于濕地的早熟西、甜瓜品種的篩選,選出適合于大面積推廣的新品種“黃寶石”、甜瓜“豐甜1號”。引進篩選出“兩優培九”和“豐兩優1號”等品種作為濕地高產優質水稻換代“組合”。
(5)主要作物抗澇漬的機理及抗漬高產栽培
重點對水稻、油菜等作物不同抗(耐)性品種間差別產生的機理進行了探討,并總結出一套本地區水稻的抗漬栽培技術體系。研究認為栽培上應重點抓好品種篩選和育苗技術兩個環節[29]。
(6)澇漬地作物病蟲草害的發生規律及綜合防治技術
重點對澇漬地上易發生的稻飛虱、稻螟和紋枯病、白葉枯病的發生特點進行跟蹤調查,以有效排水和節水灌溉為出發點,探討了病蟲草害綜合防除策略。
(7)澇漬地生態環境異化評價及生態恢復技術
濕地環境異化程度在日益加重,環境異化的根源在于人類對濕地資源的過度和不合理的利用。環境治理策略既要注重緩解環境壓力,也要注意照顧當前經濟發展,要做到二者的良性互動。
(8)澇漬地高效農業模式研究
濕地良好的土壤潛在肥力和充裕的光、溫、水等自然資源為本地區農業的主體產品開發和農田多熟制提供了十分難得的自然條件[5,30~32]。以“麥—瓜—稻”模式為基礎,面對新的農村形勢,新創了4種高效農業模式。這4種模式是系統針對本地區爽水型高產水田、旱田、農牧肥結合以及保護地栽培方式分別形成的,在生產中已得到迅速推廣。
3.2濕地農業綜合開發典型模式探討
濕地農業模式總體上可分成農田高效農業模式,農林間(混)作模式,水體養殖模式,種養加一體化模式和碟形地域梯級開發模式等5類。每一類有若干種形式的模式。主要模式可以歸結為如下幾種:
(1)適宜于中小水面的分層混養模式;
(2)適宜于連片池塘的魚、豬—禽復合混養模式;
(3)適宜于大中型水面的網箱養魚與流水圍欄精養模式;
(4)野生水生植物人工種植園模式;
(5)適宜于河灘湖灘季節性淹水帶的耐漬經濟植物模式;
(6)低湖田魚—稻—藕共生模式;
(7)湖區生態公園觀光農業模式;
(8)適宜于大面積低湖田的一季中稻模式;
(9)適宜于典型碟形洼地的梯級開發模式;
(10)適宜于高產爽水區的多種農田高效種植模式,包括:麥—瓜—豆—稻模式;油—瓜—稻模式;菜—甜瓜—雜交棉模式;大麥=玉米+綠豆—晚稻—畜禽模式。
優化模式的實施產生了良好的生態、經濟和社會效益。其中經濟效益尤為顯著[3,5,33~36]。
3.3濕地農業的若干技術難題
縱觀江漢平原過去幾十年來的研究,濕地農業的技術研究多集中在點、區或者局部技術環節上,成績很大但有所偏頗。今后應加強如下重大關鍵問題的研究。
(1)關于濕地農作區國土綜合整治,即生產、泄洪和湖區水面面積的合理比例及其規劃建設問題。進入20世紀90年代以后,湖泊面積還在繼續減少,減少的部分主要用來作漁業養殖用。與低湖農田的利用方式相比,漁業養殖兼顧了蓄水、生產和調節生態環境等多方面功能,生態與經濟效益顯著,因而顯示出較大的優越性。但江漢平原全域內土地面積如何在生產、泄洪和湖區水面之間分配出一個合理的比例,并通過具體地規劃、布局(該布局還應該與相關的水利、農業設施相匹配),是今后濕地農業中必須要解決的一個首要問題。應該學習日本“土地改良區”的做法,大范圍統一規劃,整體分區建設;通過立法,集中來自于國家、地方和農業經營者的有效投資;規劃與建設必須遵循統一的技術規范,做到資源的可持續利用與開發、保護的有機結合。
(2)關于拳頭產業的選擇與培育。要在減輕澇漬為害的同時,充分發揮濕地地區多水與土地肥沃的優勢,培育特色產業,建立相應的優質、名牌商品基地。而這一方面恰好是江漢平原濕地農業過去的薄弱環節。具體來講,需水較多的水稻、油菜,水生動物(魚、鴨、鵝等)養殖,水生經濟植物產品是本地區農業發展的潛在優勢,但一直以來未形成相應的產業和產品優勢,今后應重點研究其從基地化生產到加工、包裝和銷售一體化的技術,形成濕地農業的特色。
(3)關于恢復優美環境與確保食物安全。江漢平原的地理特點決定了該地區各種用水可能在不同區域之間產生多次循環使用,而且人畜飲水、農業灌溉用水與生活排水之間極易相互混雜。以水作媒介,農藥、化肥及有機污染物容易得到迅速傳播與分布,從而導致對環境的大面積污染,進而導致對農產品的污染。在江漢平原這個傳統的農業集約區和國家農產品生產基地,如何保證農村廣大土地以及農產品免遭污染,改善農業從業者的生產與生活環境,將是今后濕地農業技術體系中的一個難點。
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