我国海水灌溉农业研究概况与实践进展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 我国海水灌溉农业研究概况与实践 进展 摘 要：海水灌溉农业是在滨海 滩涂地区或者少数内陆盐碱地上对适宜 耐盐植物进行海水、海水+淡水或者地 下咸水的灌溉方式。作为现代化农业发 展的新领域，发展海水灌溉农业对于缓 解我国日益短缺的淡水资源具有重要的 意义。本文从发展海水灌溉的意义、海 水灌溉农业的研究概况以及海水灌溉农 业存在的问题和建议等方面进行了总结， 以期对海水灌溉农业的实施提供理论指 导。 中国论文网 /8/view-12869553.htm 关键词：海水；农业灌溉；耐盐 植物 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号：P731.15 文献标识 码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006- 6500.2017.02.007 Abstract： Seawater irrigation agriculture is a kind of newly developed technique for salt-tolerant plants by seawater， seawater+fresh water or ground salt water irrigation on coastal saline-alkali area， and seawater irrigation agriculture has great significance for saving freshwater resources. The current status， the existing problems analyzing and the recommendations of seawater irrigation agriculture were introduced in this paper， it can provide theoretical guidance for future research. Key words： sea water；agriculture irrigation；salt-tolerant plant 我国是世界上 13 个最缺水的国 家之一，人均淡水资源总量为 2 300 m3，仅占世界人均淡水资源总量的四分 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 之一，淡水资源短缺问题十分严峻，其 中农业用水占我国用水总量的 60%以上。 因此，农业节水是我国节水工作的发展 重点，在推广农业节水灌溉的同时，找 到合理的开源方式以缓解淡水资源不足 已成为我国长期关注的研究领域。海水 灌溉农业正是在此基础上应用而生的。 海水灌溉农业是按照生物学和经济学原 理，运用现代管理手段，在生物技术、 土壤改良和引水灌溉等技术的支撑下， 在滨海滩涂地区或者少数内陆盐碱地对 适宜的耐盐植物进行海水、海水+淡水 或者地下咸水的灌溉，从而获取较高经 济效益的农业生产活动1。近 30 年 恚海水灌溉农业作为现代农业发展的 新领域，已经成为滩涂地、沿海岸线、 盐碱地、沙漠和荒漠等地区发展农业的 重要方向。 1 发展海水灌溉农业的意义 发展海水灌溉农业开辟了海陆资 源的交叉利用、开发和利用海洋资源的 新方向，丰富、拓宽了农业的内涵和外 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 延，具有深远的战略意义2。自 20 世 纪 90 年代开始，我国在山东、江苏、 广东、海南等省近 30 万 hm2 的沿海滩 涂地和荒碱地区试行海水灌溉农业，缓 解水资源短缺的问题，促进了农业增产、 农民增收。山东大学夏光敏教授预测， 如果荒碱地区和沿海滩涂地区种植农作 物，全国可增加耕地约 4 000 万 hm2， 小麦、水稻和油料等作物增产约 1.5108 t，如果利用海水灌溉可节约 22.5 亿 m3 淡水资源3。 在滨海滩涂地区种植耐盐植物， 由于土壤被植物覆盖，土壤蒸发量减少， 利于保持土壤水分4，蒸发造成的土壤 积盐速率也随之减缓，土壤含盐量和电 导率显著降低5-7，土壤有机质和无机 养分增加，土壤微生物数量增加，从而 有效改善滨海盐渍土8。另外，我国有 丰富的地下咸水资源，微咸水灌溉可以 增加土壤湿度，提供作物生长所需要的 水分，同时降低土壤溶液的浓度及渗透 压，有利于作物吸收水分9。微咸水灌 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 溉在我国华北、西北等干旱半干旱地区 有着广阔的研究和应用前景。 2 海水灌溉农业研究概况 开展滨海滩涂地、盐碱地适生的 耐盐植物新品种选育，以海水灌溉技术 与生物技术相结合，进行土壤、水分、 盐分和作物的水盐调控技术和管理模式 研究，是发展海水灌溉或者盐水灌溉农 业的基础。 2.1 耐盐植物的选育与引种研究 植物耐盐性由其遗传性决定，不 同作物具有不同的耐盐性，同一作物的 不同品种间以及不同的生长阶段耐盐性 也存在差异。在生产实践中，种植耐盐 植物对土壤表层有明显的脱盐效果，并 且因其基因型的不同，不同耐盐植物对 根际土壤不同离子的选择吸收作用也不 同，因此，筛选种植适合当地的耐盐品 种，确定耐盐植物的耐盐极限，对于推 动海水灌溉农业、改良滨海盐渍土具有 重要意义。 国内外耐盐植物研究主要集中在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 两方面：一是引种、驯化经济价值有潜 力的耐盐植物，二是利用种质资源筛选、 细胞工程和基因工程培育耐盐新品种。 世界上盐生植物种类约 2 0003 000 种， 已经鉴定 1 500 种左右，包括草生植物、 灌木和树木，分布于湿地、沿海滩涂、 沼泽地带到干旱、内陆盐化沙漠。目前， 我国已经发现的盐生植物有 424 种，占 世界盐生植物种类的四分之一，其中海 篷子、碱蓬是已经查明的可以直接用海 水灌溉、经济价值很高的耐盐种质资源。 从 20 世纪 60 年代开始，我国先后从国 外引种种植大米草、互花米草，目的是 为了防浪护堤、改良土壤，改善滩涂地 生态环境，已经取得一定的成效。天津 滨海耐盐碱植物科技园从 2001 年开始 成功引进国内外耐盐碱植物 90 多种， 已成为我国北方盐生植物的种质基因库 和滨海生态建设的大型苗圃，为盐生植 物实现产业化和我国沿海滩涂、盐碱地 的开发利用奠定了扎实的基础。 同样，利用生物技术培育耐盐种 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 质资源也是发展海水灌溉农业的基础。 姜健等10以紫花苜蓿无菌苗下胚轴为 外植体，诱导获得愈伤组织，通过筛选 获得耐半海水的耐盐细胞系。肖前谷等 11采用 RT-PCR 从盐生植物北美海篷 子中克隆 Na+/H+逆向运输蛋白基因 cDNA 序列并通过农杆菌介导转化到模 式植物拟南芥中，在 NaCl 胁迫培养条 件下，转基因拟南芥生长状况优于野生 型植株，具有一定的耐盐性。朱天艺等 12采用农杆菌介导法将北美海篷子 cmo 基因转入烟草，获得的转基因烟草 植株经 NaCl 胁迫处理后，SOD 活性、 POD 活性、CAT 活性及 PRO 含量均高 于对照组植株，而 MDA 含量和 H2O2 含量则低于非转基因组，转基因烟草的 耐盐性得到增强。 2.2 海水灌溉 或微咸水灌溉的基础性研究 随着淡水资源供需矛盾的日益突 出，合理开发海水资源已成为各国关注 的问题。国内外学者通过大量的海水灌 溉或者咸水灌溉的研究和实践，在灌溉 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 方法与技术、土壤盐分对土壤环境和作 物的应用、盐碱地改良技术与方法等方 面取得了一些研究成果和经验。 不同的灌溉方式和灌溉措施对土 壤水盐运动以及作物产量的影响不同。 海水灌溉和微咸水灌溉可以直接利用海 水或者微咸水、海水+淡水混灌和海水 淡水轮灌等形式进行地面灌溉、地下灌 溉和喷微灌等，灌溉水在一定的矿化度 范围内，作物可以正常生长，不影响产 量。刘兆普等13 在半干旱的山东莱州 地区进行海水灌溉鲁梅克斯、菊芋等耐 盐植物的田间小区试验和室内模拟试验， 结果表明适量的海水灌溉可以缓解滨海 盐土的土壤盐渍化，减缓滨海盐土的土 壤水分蒸发，11 海淡水比例的灌溉产 量极显著优于淡水灌溉产量。隆小华等 14研究发现， 10%海水对菊芋幼苗生 长发育没有抑制作用，甚至有一定的促 进作用，25%海水胁迫对菊芋幼苗形态 发育具有一定抑制作用，增加磷素浓度 后，能显著缓解其抑制作用。刘玲等 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 15研究不同比例海淡混合水灌溉 4 年 对库拉索芦荟的全叶鲜质量、叶片含水 量和叶片中可溶性糖等的影响，结果表 明海水灌溉处理下的叶片可溶性糖显著 高于淡水灌溉处理，随着海水比例增大， 叶片中可溶性糖含量显著增加，叶片中 多糖含量与淡水灌溉处理没有显著差异， 但芦荟甙含量增加，75%海水处理达到 最大。张世卿等16 采用 6 种不同的微 咸水轮灌、混灌方式对红枣进行滴灌， 结果表明，微咸水滴灌可提高红枣可溶 性糖、维生素 C 和可溶性固形物含量， 降低有机酸含量。 滨海盐土改良方法有暗管排水、 铺沙、覆盖等措施，通过改善土壤环境， 调控土壤水盐运动，达到抑制土壤蒸发、 提高入渗淋盐的目的。实践表明，农田 生态工程措施投资大、成本高、施用技 术要求也较高，因此大面积推广应用受 到了限制，而覆盖方式或者施用土壤改 良剂却弥补了这样的不足。在洗盐缺乏 淡水、排水渠道不畅的情况下，采用地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 面覆盖是抑制土壤水分蒸发、提高土壤 水分利用率，减少土壤盐分表聚的重要 手段17-19。覆沙或加沙的土壤毛管孔 隙大，不能形成毛管吸力作用，限制下 层盐碱土的盐分上移，起到“沙压碱” 的 作用20。 因此，根据作物种类、土壤特征 确定合理的海水灌溉或者微咸水灌溉制 度才能真正有效地利用海水或者微咸水 资源，缓解滨海盐土的土壤盐渍化，实 现农业可持续发展。 3 海水灌溉农业存在的问题及建 议 我国拥有丰富的海洋资源，以海 水替代淡水进行农业灌溉可以极大程度 地缓解由于淡水资源缺乏而造成的用水 紧张形势，具有巨大的经济效益、生态 效益和社会效益。海水灌溉农业是一项 比较复杂的系统工程，影响海水灌溉的 因素有很多，如水质、气候、土壤特性、 作物种类，灌水方法、农艺措施等。若 某一因素考虑不当，比如连续多年21 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 或是没有避开干旱、少雨年份22进行 海水、咸水灌溉会导致土壤处于积盐状 态，作物受到盐分胁迫，造成潜在盐渍 化的危险。因此，对发展海水灌溉农业 提出如下建议，以确保海水灌溉农业健 康良性发展。 （1）从战略上高度重视，加大 海水灌溉农业的政府支持力度，海水灌 溉农业涉及生物技术、土壤、灌溉等多 领域，需要政府牵头协调相关W 科研 究领域的合作研发，进一步整合各地海 水灌溉农业研究院所和企业的科技资源， 实现项目信息的资源共享，避免重复研 发和同步研发而造成