生物盐化农业的内涵、特征及其发展研究综述

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1、生物盐化农业的内涵、特征及其发展研究综述　　在大部分干旱和半干旱地区,土壤和地下水含有过多的盐分,不能种植传统的农作物。土壤层中水溶性盐如果超过一定的限度会对土壤的物理、化学和生物特性产生不利影响,从而导致土壤生产力的降低。　　科技纵横土壤盐化是一个全球关注的严重问题,灌溉区的不当利用、乱砍滥伐、过度放牧以及其他人类活动导致了次生盐渍化,尤其是在亚洲、非洲和拉丁美洲的发展中国家的干旱和半干旱地区[1]。从传统农业观念看,咸水或者海水属于劣质水源,是阻碍农业发展的有害因素之一。但是,由于土壤对水中盐分具有不同

2、程度的缓冲作用,耐盐作物具有一定的耐盐能力,只要采取适当措施,利用咸水甚至海水灌溉作物,达到抗旱增产的目的是可行的[2]。　　人口不断增长、社会经济的快速发展、城镇化进程加快等诸多因素加剧了耕地资源和淡水资源的供给压力,提高农业生产能力、保障粮食安全是新时期人类所面临的重大挑战。除了依靠提高单产增加农业产出以外,拓展利用非传统耕地和水资源发展农业生产是缓解资源压力的根本途径。尚未充分开发利用、具有巨大潜力的咸水资源(包括海水)、广袤的盐碱荒地的利用,已经被各国政府和学术界广泛关注。在资源约束条件下,科学技术

3、的发展催生了以盐化为特征的新型现代化农业生物盐化农业。　　一、生物盐化农业的内涵与特征　　生物盐化农业(BiosalineAgriculture)是一类应对盐化这类特殊环境条件的现代农业,主要是运用先进的土壤管理和水分管理技术在盐化土壤上种植某些可以耐受一定盐度的植物,并用含盐的非传统农业灌溉水(如地下咸水、海水、含盐废水等)进行灌溉,在收获作物的同时,还能够达到改良土壤、改善生态环境的效果。咸水资源、盐碱地及滩涂资源、耐盐植物资源都是以盐为特征的自然资源,生物盐化农业就是利用这些资源所具有的盐的共性和尚未

4、被充分开发利用的特性,将这3类资源组合起来有效利用,创建以盐为特点的农业生产模式。生物盐化农业的目标有两个:一是耐盐经济作物产出可以接受的生物量,具有较好的经济效益、生态效益和社会效益。二是生态系统是长期可持续的,可以避免土壤次生盐渍化等生态环境问题。　　生物盐化农业的显著特征是遵循资源农业原理,根据区域自然资源分布特点,按照生态学原理设计,依靠现代科学技术,充分利用区域自然资源,建立适应生态环境的高效农业体系。区别于传统开发盐碱地的一般路径,生物盐化农业无需改造盐化逆境,而是因地制宜地种植耐盐性作物,并充

5、分利用地下咸水或者海水等进行灌溉,是对盐土农业概念的延伸。生物盐化农业属于资源节约型农业,主要体现在节约水资源方面,不仅不需要大量淡水淋洗排盐,灌溉作物采用的是非常规的含盐水源,而且由于耐盐作物生长的盐化特殊环境,往往不需要施肥或者施药。生物盐化农业还具有技术密集型特征,需要水利、土壤、农艺等多项技术措施的综合应用才能取得成效,其发展依赖于生物技术、工程技术、农艺技术和土壤管理技术等,依靠土壤学、生物学、植物生理学、农业工程等多学科的综合支撑,例如耐盐经济作物的筛选、咸水(海水)高效安全灌溉技术、作物栽培管

6、理、耕作制度等。　　生物盐化农业(图1)广泛适用于干旱地区的盐化土地、主要依赖地下咸水灌溉的农业系统、滨海盐碱滩涂以及其他类型的盐化荒地等,其基本思路是就地取材利用地下咸水或者海水,混合一定淡水比例或者完全海水,通过改良的灌溉系统和技术灌溉适宜的耐盐经济作物,生产盐化的农副产品获取经济效益。其中,耐盐经济作物可从野生耐盐植物中筛选驯化而来,也可以通过生物工程技术提高传统淡土作物的耐盐性获得。耐盐作物的抗盐性可以使其在含盐的灌溉水中吸收水分和养分,并通过生物作用改良盐化土壤,从而达到生物盐化农业的生态效益。　

7、　二、生物盐化概念的提出及发展　　在地中海干旱和半干旱地区,用地下咸水或者海水灌溉作物的历史由来已久,直到20世纪60年代,生态学家HugoBoyko和园艺学家ElisabethBoyko在以色列用地下咸水和海水直接灌溉植物,发现许多植物可以在超出传统盐度范围生长,并在此后发表了《盐度与干旱老问题的新解决途径》一书。该书通过研究首次证实,许多植物能够利用地下咸水灌溉,对于沙土地甚至可利用海水灌溉[3],由此引起了国际学术界对咸水乃至海水灌溉耐盐植物的关注。　　10多年后,美国国家科学基金会的3名成员Lees

8、Aller和OskarZaborsky对生物盐化概念进行了定义,即在干旱地区普遍地区存在的贫瘠土地和咸水应该被视为有用的资源而非损失,可以用于粮食、能源和化学原料的非传统方式生产[4]。在美国国家科学基金会的资助下,1977年首届国际生物盐化研究论坛在美国南卡罗来纳州举行,并出版论文集《生物盐化概念:一种利用待开发资源的新途径》。此后生物盐化概念在学术界被广泛应用,第二届和第三届国际生物盐化研究论坛分别在墨西哥(