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《天津滨海盐渍土壤发展设施农业可行性分析》

本文是可行性分析方面有关硕士学位论文范文跟天津滨海盐渍土壤发展设施农业和可行性和分析相关论文范文.

摘要：天津市盐渍化土壤面积大,盐碱程度高,农作物产量低,经济效益差,普通耕作方式农民积极性不高,急需寻找高效的作物栽培模式,提高滨海盐碱土壤的利用效率.设施农业是集约化种植模式,高投入高产出,在盐碱地区发展设施农业,一方面可提高盐碱土壤利用效率,增加农民收入,同时还可以节约土地资源,不与粮食作物争地.本研究分析了天津盐渍化土壤面积、分布及特点、设施蔬菜生产过程中存在的问题以及在盐碱地上发展设施农业的可行性.结果表明,在滨海盐渍化土壤上发展设施农业在技术和经济方面都是可行的,并推荐了盐碱地设施蔬菜适宜的栽培模式.

关键词：盐渍土壤;设施农业;栽培模式;可行性分析

中图分类号： S156.4 文献标识码： A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.01.001

Feasibility Analysis on the Development of Facility Agriculture in Coastal Saline Soil in Tianjin

GAO Xianbiao1,2, XIAO Hui1

（1.Tianjin Institute of Agricultural Resources and Environment, Tianjin 300384, China; 2.Tianjin Facility Vegetable Industry System -Vegetable Nutrition and Fertilization Post, Tianjin 300384, China）

Abstract： Because of the large area of salinized soil and the high degree of soil salinization in Tianjin, the yield of crops is low, the economic benefit is poor, and the enthusia of farmers is not high, so it is urgent to find an efficient crop cultivation mode to improve the utilization efficiency of coastal salinized soil. Facility agriculture is an intensive planting mode with high input and high output. To develop facility agriculture in salinized soil areas, on the one hand, it can improved the utilization efficiency of salinized soil , increase the income of farmers, on the other hand, it se land resources and do not compete with grain crops for land. This paper analyzed the area, distribution and characteristics of the salinized soil in Tianjin, the problems existing in the production process of the protected vegetables, and the feasibility of developed the protected agriculture on the saline alkali soil. The results showed that the development of the protected agriculture on the coastal saline alkali soil was feasible in both technical and economic aspects, and recommended the suitable cultivation mode of the protected vegetables on the saline alkali soil.

Key words： salinized soil; facility agriculture; cultivation mode; feasibility analysis

天津瀕临渤海,受海水及地下咸水的影响,土壤盐碱化现象比较突出,全市总土地面积116.6万hm2（不包括滩涂）,盐渍化土壤占42.3%[1],土壤盐渍化导致作物产量低、经济效益差、植被覆盖率低、生态环境脆弱[2].当前,盐碱地改良成本总体较高[3]且经济产出低,致使农民耕种积极性差,尤其重度及以上盐碱地土壤荒废现象比较普遍.因此,急需引进新的种植模式,在能承担土壤改良成本的基础上,又能取得良好的经济效益,提高土地利用率.设施农业是一种集约化种植模式,单位土地面积经济产出比较高,在盐碱地上发展设施农业,不但提高盐碱土壤利用率及经济产出,还能起到不占用生产条件较好的基本农田、保障粮食种植面积及粮食安全的作用.

1 天津盐碱土壤面积、分布及特点

天津盐碱地总面积49.3万hm2,占全市土地总面积的42.3%（不包括滩涂）,其中轻度盐碱地（全盐含量1～2 g·kg-1）29.59万hm2,占总盐碱地面积的59.98%,中度盐碱地（全盐含量2～4 g·kg-1）10.98万hm2,占总盐碱地面积的22.26%,重度盐碱地（全盐含量4 ～6 g·kg-1）0.628万hm2,占总盐碱地面积的1.27%,滨海盐土（全盐含量6 g·kg-1以上）8.14万hm2,占总盐碱地面积的16.49%（图1）.

从盐碱地分布来看（表1）,蓟州面积最小,仅占总盐碱面积的1.03%,滨海新区面积最大,占总盐碱面积的33.14%.各区县盐碱土壤面积从大到小顺序为滨海新区>宁河区>静海区>东丽区>津南区>宝坻区>武清区>西青區>北辰区>蓟州区,整体呈现东南地区盐碱面积大,西北地区面积小（图2）.从盐碱程度来看,轻度盐碱地占总盐碱地面积的59.98%,为主要类型;西北部主要为轻、中度盐碱地,如蓟州,盐碱地全部为轻度盐碱;重度盐碱地主要分布在静海和滨海新区,分别占总重度盐碱地的39.28%和35.56%;盐土主要分布在滨海新区,占总盐土的98.77%.

滨海盐渍土的区域特征是“一缺三高一低”,即缺水、土壤含盐量高（>4 g·kg-1）、地下水位高（0.5～1.5 m）、地下水矿化度高（5～30 g·L-1）、海拔低（1～2 m）. 由于这些限制因子的影响,致使作物产量普遍偏低,经济效益较差,尤其重度以上盐碱地,一般农作物难以正常生长,荒废现象比较普遍.

随着城市和工业的发展,天津农用地面积逐年下降.2016年天津市农用地面积为6 943.34 km2[6],其中耕地为4 369.24 km2,园地为297.25 km2;与2009年相比[7],三者分别减少了3.83%,2.29%和6.05%.粮食、油、棉、果蔬等农产品的生产不断受到挤压,拓展新的土地资源,确保农业发展和农民增收是当前面临的一大问题.

2 设施蔬菜发展中的土壤问题

天津市按照蔬菜人均占有量400 kg,达到自足能力,需在现有4万hm2面积的基础上,增加到5.67万hm2（图3）,存在1.67万hm2设施蔬菜的缺口问题.增加设施蔬菜的种植面积是长期解决天津市蔬菜缺口问题的有效途径.而天津市大量的滨海盐渍化土壤资源,为发展设施蔬菜提供了土地、光热资源和发展空间.

盐渍土改良问题一直受到大家关注,并且提出了多种改良方案,如工程措施[8]、水利措施[9]、物理措施、化学措施、生物措施等[10-12],各种措施对改良盐碱地均有一定效果,但仍然存在一些问题,如工程水利措施见效快,但工程量大、成本高、对环境影响大;化学措施在土壤中添加外来物质,有二次污染的风险;生物、物理措施存在周期长、见效慢等问题.

近年来,设施蔬菜生产多以高产为目标,普遍存在过量施肥的问题,大量畜禽废弃物和化学肥料的不合理投入,一方面致使设施土壤有机质和氮磷钾养分含量大量累积,另一方面土壤的物理和生态性状进一步恶化,随设施栽培年份增加而加剧[13].根据天津蓟县和宝坻设施土壤初步调查分析,5年种植历史的设施大棚0～20 cm耕层土壤平均含盐量为0.47%,棚外为0.09%,耕层土壤含盐量提高了0.38个百分点,达中重度盐渍化程度.因此,保证设施蔬菜的安全生产,要特别重视输入土壤中各类肥料等投入品的盐分,制定有机肥料盐分限制标准,并且做好次生盐渍化的防治工作.

3 滨海地区盐渍土壤上发展设施农业

3.1 实施滨海盐渍土壤改良技术

天津市农业资源与环境研究所经过多年的盐渍土壤改良技术研究和实践,研发出重度盐渍土壤生态型快速脱盐栽培技术模式,技术要点包括土地平整、秸秆生态沟的铺设、耕层土壤结构调控、土壤地力培肥和灌水脱盐.该技术可实现盐渍土壤耕层的快速脱盐和培肥,满足作物的正常生长条件,具有快速、生态、循环及可持续的特点,已在盐碱地绿化和大田作物种植中应用,效果显著.

3.2 在沿海的盐碱荒地土壤上发展设施蔬菜

滨海盐渍土壤发展设施蔬菜具有独特的优势条件,如沿海充足的光热资源和可拓展空间,成熟的滨海盐渍土壤改良技术等.天津位于九河下梢,在沿海滨海土壤上引入淡水资源的同时实施设施栽培节水技术,基质栽培和引入智能化设施农业技术.盐渍土壤是未开垦的土地,土壤安全性好,为发展安全蔬菜提供独特的条件,是解决天津蔬菜生产土地问题和盐渍化土壤高效利用的有效途径.通过对天津市盐渍化土壤区域分布特征和设施蔬菜发展的需求,建议在滨海盐渍土壤区域发展设施农业.应用工程改良盐渍土壤方案,发展安全农业、设施农业和智慧农业,整合滨海盐渍土原位改良技术和设施蔬菜栽培技术,整合盐渍土膜下微滴灌洗盐控盐技术和蔬菜基质栽培技术,拓展天津市设施农业的发展空间,实现滨海盐渍化土壤发展设施农业,为京津地区提供安全优质的蔬菜产品.

4 滨海盐渍土壤设施栽培技术模式

同在耕地土壤上发展设施农业一样,在滨海盐渍土上发展设施农业也需要建造设施,营造作物生长所需的光温气热条件,其不同点是土壤的含盐状况不同.

4.1 盐渍土壤工程改良栽培模式

采用生态型快速脱盐改良技术,降低土壤盐碱,提高土壤肥力,使盐碱土壤经改良后满足植物生长.土壤改良后,按照传统栽植方式进行设施蔬菜生产.该技术模式与传统设施栽培模式相比,增加了土壤改良费用,包括地下铺设生态盲沟,耕层土壤结构改善与培肥措施（施用土壤调理剂、肥料、深翻）,灌水洗盐等所需的材料、机械、人工、水电等,投入54 000元·hm-2,前期投入与传统方式相比仅增加1.50%（表2）.

4.2 盐渍土壤膜下控盐滴灌栽培模式

采用盐渍土膜下微滴灌洗盐控盐技术和植物全营养滴灌供肥技术于一体,实现蔬菜的高产种植.在中、重度盐渍土（含盐0.4%～0.8%）进行滴灌洗盐,使土体形成“淡化脱盐土层”.根据蔬菜营养需求特点,引进多元素螯和技术制成的含有氮、磷、钾、钙、镁、硫、硼、锰、锌、铜、铁营养元素的全营养滴灌肥料,进行全营养滴灌调控施肥,实现盐渍土壤上蔬菜作物的安全高效种植.该技术模式与传统设施栽培模式相比,增加了前期的土壤改良成本,主要为改善耕层土壤结构和陪肥.增加投入包括施用土壤调理剂、肥料、深翻等所需的材料、机械、人工等,投入约22 500元·hm-2,前期投入与传统设施栽培方式相比仅增加0.63%.

4.3 盐渍土壤基质栽培模式

依据种植蔬菜品种的不同,配置专用栽培基质以及滴灌和水肥一体化技术,形成基质栽培技术模式.该模式改变了蔬菜立地环境,种植过程中蔬菜所需的水肥均以基质为介质获得,与原土隔绝,不受土壤盐碱影响.因此,该种模式在重度盐碱及盐土地区可广泛推广.与传统设施栽培模式（膜下滴灌）相比,基质栽培增加了基质及容器费用,基质和容器约4.5万元·hm-2,与传统设施栽培相比投入增加1.25%.

综上所述,盐渍化土壤发展设施农业,建设面积1 hm2的设施栽培温室费用约360万元,与农田设施栽培模式相比较,不同土壤改良技术模式的投入增加22 500～54 000元·hm-2,占总投资比例0.63%～1.5%.因此,在盐碱地区发展设施农业经济上是可行的.盐渍土壤发展设施农业不但提高了盐渍土壤的经济产出和土地利用率,而且减少了发展设施农业所需土地的矛盾,从而保障了粮食生产用地,是我国滨海地区发展设施农业和实现盐渍土壤高效利用的有效途径.

参考文献：

[1]天津市土壤普查办公室.天津土种志[M]. 天津：天津科学技术出版社, 1990：14-74.

[2]姜世平, 袁东升, 赵万苓,等.天津滨海盐碱地绿化技术研究[J].园林科技, 2011（4）： 1-6.

[3]唐旭日. 盐碱地改良模式现状及探索[J]. 江苏农业科学,

2011, 39（6）： 595-597.

[4]尹建道, 吴春森, 杨进军,等. 天津市盐碱土面积考证及其动态分析[J]. 天津农业科学, 2006, 12（1）： 1-4.

[5]廉晓娟, 李明悦, 王艳,等. 基于GIS的天津滨海新区土壤盐渍化空间分布研究[J].安徽农业科学, 2012, 40（5）： 2746-2748, 2751.

[6]天津市统计局, 国家统计局天津调查. 天津统计年鉴2017[M]. 北京：中国统计出版社, 2017.

[7]天津市统计局, 国家统计局天津调查. 天津统计年鉴2010[M]. 北京：中国统计出版社, 2010.

[8]肖辉, 刘馨忆, 刘海崇,等. 区域改造配合微区调控法在吹填土绿化中的应用[J]. 天津农业科学, 2013, 19（12）： 50-52.

[9]陈鑫. 明沟与暗管排盐改良盐碱地技术模式比较分析[J]. 中国农业信息, 2016（13）： 36-39.

[10]唐旭日. 盐碱地改良模式现状及探索[J]. 江苏农业科学, 2011, 39（6）： 595-597.