王金環(huán) 韓立民

（中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，山東青島 266003）

隨著耕地資源減少與的人口增長(zhǎng)之間的矛盾日益突出，糧食安全已成為全球關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。海洋是保障人類糧食安全的最后防線，向藍(lán)色海洋進(jìn)軍，建立“藍(lán)色糧倉(cāng)”，利用海洋資源拓展食品來(lái)源，為解決人類糧食安全問(wèn)題提供了新的路徑。

長(zhǎng)期以來(lái)，水資源成為制約灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷突破與發(fā)展，海水灌溉農(nóng)業(yè)成為世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外一系列海水灌溉耐鹽農(nóng)作物種植試驗(yàn)的成功及推廣，使得藍(lán)色海洋能夠?yàn)槿祟愄峁┧a(chǎn)品以外的蔬菜、油料等農(nóng)產(chǎn)品，不僅緩解了淡水和耕地資源匱乏的壓力，也極大地豐富了“藍(lán)色糧倉(cāng)”的內(nèi)涵，成為“藍(lán)色糧倉(cāng)”新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

一、海水灌溉農(nóng)業(yè)的涵義及特征

濱海灘涂是處于海陸交界的濕地生態(tài)系統(tǒng)，是人類最早成功開(kāi)發(fā)和利用的海洋資源，具有陸地與海洋雙重屬性，為人類提供了雙向開(kāi)發(fā)的可能——改造成良田種植農(nóng)作物或者底播養(yǎng)殖水產(chǎn)動(dòng)物。改造鹽堿灘涂投入高、耗時(shí)長(zhǎng)、見(jiàn)效慢，因此，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)濱海灘涂主要用于收益較快的貝類增養(yǎng)殖。

傳統(tǒng)的海水用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要是借助反滲透膜的功能或其他物理學(xué)原理的技術(shù)獲得淡化的海水，但是海水淡化的核心技術(shù)尚不成熟，工程建設(shè)復(fù)雜，而且還伴隨著難處理的高鹽度水等問(wèn)題。海水灌溉農(nóng)業(yè)打破傳統(tǒng)思路，從生物角度出發(fā)，耦合海陸資源，借助生物技術(shù)等手段發(fā)掘生物的耐海水潛力，直接利用海水澆灌作物，避免了傳統(tǒng)海水利用的問(wèn)題，從而為建設(shè)“藍(lán)色糧倉(cāng)”提供了新途徑。

廣義的海水灌溉農(nóng)業(yè)包括關(guān)于植物耐鹽性的一切試驗(yàn)和種植活動(dòng)，包括作物在沿海鹽堿灘地的種植、在淡水灌溉的基礎(chǔ)上或灌溉海水或用低濃度海水噴灌、直接用海水澆灌或漫灌。[1]狹義的海水灌溉農(nóng)業(yè)是指以海水資源、海岸濕地資源和耐鹽堿植物為勞動(dòng)對(duì)象的特殊農(nóng)業(yè)，即以海岸濕地為載體，選育或通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)培育鹽堿農(nóng)作物進(jìn)行栽培，并用海水直接澆灌的種植業(yè)或林業(yè)。[2]

海水灌溉農(nóng)業(yè)有效地組合利用了三大資源，即濱海灘涂、海水資源和耐鹽植物,其終極目的是實(shí)現(xiàn)這三類資源的合理配置，也就意味著將廣袤的生產(chǎn)力低下的鹽堿灘涂用于種植耐鹽經(jīng)濟(jì)作物，引取之不盡、用之不竭的海水進(jìn)行灌溉，具體見(jiàn)圖1。因此，海水灌溉農(nóng)業(yè)具有三方面的特性：首先，海水灌溉農(nóng)業(yè)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。海水灌溉農(nóng)業(yè)典型特征是節(jié)約淡水、節(jié)約耕地、依靠現(xiàn)代生物技術(shù)解決選種育種問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中對(duì)于科學(xué)技術(shù)水平要求較高，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。其次，海水灌溉農(nóng)業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)收益良好。海水高鹽特性使在作物生長(zhǎng)過(guò)程中免用農(nóng)藥、化肥，市場(chǎng)價(jià)格高但平均產(chǎn)量普遍低于同類淡水種植的品種，市場(chǎng)供給的局限性為海水灌溉農(nóng)業(yè)提供了利好條件。最后，海水灌溉農(nóng)業(yè)屬于資金密集型產(chǎn)業(yè)。海水灌溉農(nóng)業(yè)從前期摸索到規(guī)?；囼?yàn)，再到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，資金投入量大，回收周期長(zhǎng)，收益風(fēng)險(xiǎn)高，回報(bào)效益高，具有“三高”屬性。

圖1 海水灌溉農(nóng)業(yè)與“藍(lán)色糧倉(cāng)”

二、海水灌溉農(nóng)業(yè)與“藍(lán)色糧倉(cāng)”建設(shè)

“藍(lán)色糧倉(cāng)”是指依托豐富的海洋生物資源，通過(guò)人工增養(yǎng)殖、捕撈作業(yè)以及后續(xù)的漁業(yè)企業(yè)加工等生產(chǎn)行為，安全地提供可食用海洋動(dòng)植物蛋白的藍(lán)色海洋及其近岸灘涂區(qū)域。[3]發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)既豐富了“藍(lán)色糧倉(cāng)”的內(nèi)涵，又拓展了“藍(lán)色糧倉(cāng)”的外延，具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

（一）海水灌溉農(nóng)業(yè)可豐富“藍(lán)色糧倉(cāng)”內(nèi)涵

據(jù)山東師范大學(xué)生物系多年調(diào)查，我國(guó)有鹽生植物424種，隸屬于66科200屬，其抗鹽能力在海水的百分之幾到2倍不等，長(zhǎng)期處于自發(fā)生長(zhǎng)狀態(tài)，為發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)提供了豐富的種質(zhì)庫(kù)和基因庫(kù)。海水灌溉農(nóng)業(yè)的興起與發(fā)展，可以有效地發(fā)掘種類繁多的鹽生經(jīng)濟(jì)植物，例如耐鹽蔬菜、耐鹽糧油作物、耐鹽能源植物等。海水灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展極大地豐富了“藍(lán)色糧倉(cāng)”糧食輸出的種類，拓展了“藍(lán)色糧倉(cāng)”的產(chǎn)業(yè)鏈條。同時(shí)，海水灌溉農(nóng)業(yè)增加了“藍(lán)色糧倉(cāng)”的內(nèi)容，使之既包括以獲得水產(chǎn)品為目的的作業(yè)類型，又包括依托濱海灘涂、耐鹽作物以及海水灌溉的種植業(yè)，海水灌溉農(nóng)業(yè)開(kāi)辟了海陸資源互補(bǔ)、綜合開(kāi)發(fā)利用海洋資源的新方向。

目前，通過(guò)國(guó)外引進(jìn)、國(guó)內(nèi)收集篩選、脅迫培育相結(jié)合等方法，我國(guó)已獲得一系列較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的耐海水作物，包括海水蔬菜、油料作物、牲畜草料、醫(yī)藥原料等。海水蔬菜主要有海蓬子、海英菜、紅菊苣、橄欖、豌豆、番茄、黃瓜、芹菜、蒲公英、海水芹、甘藍(lán)等品種，一些品種也可脫水后用作食品配料，還可開(kāi)發(fā)保健飲料和化妝品。海水蔬菜所含的鹽分屬于生物鹽，深加工后提取物可作為保健品。此外，海水蔬菜的種植無(wú)需化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)肥料、植物激素等，是公認(rèn)的無(wú)污染食品，經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高。

（二）海水灌溉農(nóng)業(yè)有效增加了“藍(lán)色糧倉(cāng)”的面積及倉(cāng)儲(chǔ)量

我國(guó)擁有豐富的有利于發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的灘涂資源，海岸帶和灘涂的鹽漬土有670萬(wàn)ha[4]。江蘇、山東、廣東、浙江、福建等沿海省份的濱海灘涂分布成片集中，為我國(guó)海水灌溉農(nóng)業(yè)新品種和新技術(shù)的推廣提供了諸多便利。此外，遼河、灤河、海河、黃河、淮河、長(zhǎng)江等大中河流，積年累月從內(nèi)陸攜帶大量泥沙入海，在波浪、海流、潮汐、風(fēng)力等物理因素作用以及人類活動(dòng)的影響下，濱海灘涂面積仍在不斷擴(kuò)大，每年以2×104～3×104ha 的速度增加[5]。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)在荒堿地和沿海灘涂上陸續(xù)開(kāi)展了耐鹽經(jīng)濟(jì)作物的種植，取得了一定成效，耐鹽小麥產(chǎn)量約為5t/ha，海水蔬菜則為15t/ha左右[6]，按照此產(chǎn)量計(jì)算，將現(xiàn)有濱海灘涂的1/10用于發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)，則可產(chǎn)出小麥335萬(wàn)噸或者蔬菜1005萬(wàn)噸。因此，如果能將廣袤的鹽堿灘涂與取之不盡用之不竭的海水利用起來(lái)發(fā)展耐鹽農(nóng)作物種植，能夠顯著增加“藍(lán)色糧倉(cāng)”為人類貢獻(xiàn)的糧食倉(cāng)儲(chǔ)。此外，我國(guó)的生物質(zhì)燃料目前主要集中在玉米、甘蔗、甜菜等傳統(tǒng)糧食作物，占用大量耕地，在一定意義上存在與人爭(zhēng)糧問(wèn)題。假設(shè)在鹽堿地種植鹽生生物質(zhì)能植物，將以糧食為主要生物質(zhì)能原料向非糧食植物為主要生物質(zhì)能原料轉(zhuǎn)型，可以減少糧食損耗，間接增加“藍(lán)色糧倉(cāng)”的儲(chǔ)存量，見(jiàn)圖1。

（三）海水灌溉農(nóng)業(yè)有利于生態(tài)效益的提高

在濱海灘涂上種植耐鹽作物，形成綠色植被，即人造“人工濕地”，不但能夠起到封土、固沙的作用，而且能夠凈化入海污水，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境。綠色植被大量吸收二氧化碳，減少“溫室效應(yīng)”。隨著耐鹽植物長(zhǎng)期扎根灘涂，原本板結(jié)的土壤會(huì)逐漸松化，經(jīng)過(guò)脫鹽處理后，鹽堿地可以演變成為生產(chǎn)性能較強(qiáng)的良田，實(shí)現(xiàn)鹽漬土生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

隨著灘涂養(yǎng)殖歷史的延長(zhǎng)、養(yǎng)殖種類的增加和養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大，海水養(yǎng)殖自身對(duì)環(huán)境的影響愈加嚴(yán)重，病原生物大量滋生，殘留餌料和漁藥等形成大量養(yǎng)殖廢水。發(fā)展濱海鹽堿灘涂種植業(yè)，可利用海水養(yǎng)殖廢水澆灌耐鹽作物，通過(guò)植物吸收和土壤過(guò)濾、吸附作用等有效去除水體中大量的懸浮固體物、有機(jī)物、氮、磷和微生物等，利用耐鹽植物吸收利用廢水中的營(yíng)養(yǎng)鹽成分，既有助于海水灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展，又可以起到部分凈化養(yǎng)殖廢水的作用。因此，海水養(yǎng)殖與海水農(nóng)業(yè)灌溉相互結(jié)合，耦合發(fā)展，有利于提高沿海灘涂的生態(tài)效益。

三、國(guó)內(nèi)外海水灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展概況

海水富含約80余種化學(xué)元素，尤其是植物生長(zhǎng)所必需的氮、磷、鉀等元素，而且海水中的浮游生物及動(dòng)物的尸體和排泄物還可轉(zhuǎn)化為有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)的有機(jī)肥料，因此，從理論上講，用海水或者混合海水灌溉作物具有可行性。另外，基于植物起源于海洋的系統(tǒng)進(jìn)化理論和植物細(xì)胞的全能性理論，植物是可以通過(guò)馴化培育或者基因改造適應(yīng)海水環(huán)境的。因此，世界各國(guó)科學(xué)家在探索海水灌溉農(nóng)業(yè)時(shí)，大多致力于兩個(gè)方向的探索：一是廣泛搜集耐海水的作物品種；二是利用鹽生植物的基因改造淡水陸地作物品種。

早在20世紀(jì)70年代，一些國(guó)家就前瞻性地進(jìn)行耐鹽農(nóng)作物雜交培育試驗(yàn)，科研人員對(duì)培育糧、油、蔬菜等的耐鹽品種做了大量研究工作。20世紀(jì)90年代，美國(guó)與以色列的科學(xué)家聯(lián)合攻關(guān)，篩選馴化出優(yōu)質(zhì)耐海水兼作油料作物和蔬菜的海蓬子（Salicornia Bigelovii Torr），在沙特、墨西哥、以色列、阿聯(lián)酋、印度、法國(guó)等國(guó)大面積試驗(yàn)獲得了成功，現(xiàn)已引種到包括中國(guó)在內(nèi)的多個(gè)沿海國(guó)家進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，標(biāo)志著海水灌溉農(nóng)業(yè)取得了突破性進(jìn)展。此后，在蔬菜作物、能源作物、飼料牧草、糧食作物以及藥用作物等領(lǐng)域均有培育成功的品種。

菊芋是目前海水灌溉研究較多的能源作物，我國(guó)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)其展開(kāi)了一系列鹽堿脅迫試驗(yàn)，選育出耐鹽堿的南芋1號(hào)菊芋，已在江蘇、山東、遼寧的沿海灘涂以及黑龍江、河南、青海等內(nèi)陸鹽堿地進(jìn)行推廣種植，有望成為我國(guó)非耕地主要能源作物品種之一。[7]在蔬菜作物方面，美國(guó)已培育出耐混合海水的番茄和黃瓜；意大利用海水澆灌白菜、甜菜等作物，長(zhǎng)勢(shì)良好且含糖量增加；墨西哥培育出完全用海水灌溉的“海蘆筍”（學(xué)名鹽角草），生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需使用農(nóng)藥和化肥，并且產(chǎn)品除含有豐富的維生素、礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還含有可降低膽固醇的亞麻酸，出口到許多國(guó)家。中國(guó)科學(xué)院植物研究所搜集數(shù)百份蔬菜種質(zhì)資源進(jìn)行大規(guī)模的鑒定和篩選，馴化培育出芹菜、油菜、葉用甜菜等20多種能夠耐受10‰NaCl蔬菜品系。2006年江蘇鹽城建成以海水蔬菜為主題的種植基地——“耐鹽海水蔬菜科技園”，經(jīng)過(guò)大規(guī)模種植試驗(yàn)后已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段，年產(chǎn)北美海蓬子、芹菜、蒲公英等10多種海水蔬菜6000噸，畝產(chǎn)量達(dá)到2600公斤以上。在糧食作物方面，目前已有耐海水品種培育成功，但尚未推廣大規(guī)模種植。美國(guó)較早在海水灌溉的條件下對(duì)大量的農(nóng)作物種質(zhì)資源進(jìn)行了篩選，已經(jīng)培育出2種可耐全海水灌溉的小麥、29種耐50%海水的春小麥；印度也培育出了耐80%海水的春小麥。[8]在牧草飼料作物方面，日本人用海水灌溉苜蓿等技術(shù)世界領(lǐng)先[9]；加拿大也已培育出耐鹽、耐寒的紫羊茅品系[10]。

從全球看，沙特阿拉伯和墨西哥等國(guó)已成為發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的大國(guó)，其他各國(guó)紛紛加快進(jìn)軍海水灌溉農(nóng)業(yè)的步伐。我國(guó)的海水灌溉農(nóng)業(yè)尚處于起步階段，海水灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史較短，在發(fā)展過(guò)程中尚存在著諸多不穩(wěn)定因素，表現(xiàn)在：

第一，海水灌溉農(nóng)業(yè)前期投入巨大。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)作物基本起源于淡土植物，面積廣袤的鹽堿灘涂并不適宜其生長(zhǎng)需求。耐鹽經(jīng)濟(jì)作物的尋找與實(shí)驗(yàn)推廣成為發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的需要解決的首要問(wèn)題，從技術(shù)攻關(guān)到產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，都需要大量的資金和人力投入。

第二，海水灌溉農(nóng)作物的市場(chǎng)需求優(yōu)勢(shì)尚未顯現(xiàn)。目前海水農(nóng)業(yè)的品種和質(zhì)量還不能滿足市場(chǎng)的要求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱，很難形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，而且與發(fā)展灘涂養(yǎng)殖相比，經(jīng)濟(jì)效益十分有限，因此直接用海水澆灌的品種許多還停留在小規(guī)模試驗(yàn)階段。

第三，海水灌溉農(nóng)業(yè)技術(shù)上存在難以解決的難題。海水灌溉不同于淡水灌溉，需要克服海水漫灌引起的土壤鹽漬化加重等問(wèn)題，加之不同地區(qū)濱海灘涂類型不一，適宜種植的經(jīng)濟(jì)作物種類也不同。因此，摸索適合不同地區(qū)條件的海水灌溉模式需要較長(zhǎng)的試驗(yàn)周期，這也是長(zhǎng)期以來(lái)海水灌溉農(nóng)業(yè)進(jìn)展尤為緩慢的原因之一。

四、我國(guó)發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的對(duì)策建議

（一）從戰(zhàn)略高度重視和扶持海水灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展

確立海水灌溉農(nóng)業(yè)在沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位。海水灌溉農(nóng)業(yè)加強(qiáng)了對(duì)海水利用，有效替代了淡水資源，同時(shí)，在強(qiáng)化對(duì)其他產(chǎn)業(yè)的支撐、保障用水安全以及恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)等方面具有戰(zhàn)略意義。因此，我們應(yīng)從開(kāi)發(fā)海洋新領(lǐng)域，緩解土地資源和水資源短缺的壓力、改善國(guó)民膳食結(jié)構(gòu)，特別是基于對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和改善的長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā)，大力發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)，充分發(fā)掘“藍(lán)色糧倉(cāng)”潛力，將海水灌溉農(nóng)業(yè)的研究開(kāi)發(fā)列入國(guó)家和省市科技發(fā)展計(jì)劃，并出臺(tái)相應(yīng)的扶持政策。

（二）加大對(duì)海水灌溉農(nóng)業(yè)的科技投入

加大技術(shù)研發(fā)和資金投入力度，廣泛搜集耐鹽的野生植物和作物的近緣野生種；組織基礎(chǔ)性研究，解譯豐富的耐鹽基因，建立經(jīng)濟(jì)鹽生植物基因庫(kù)，為利用基因工程手段培育抗鹽植物提供素材；設(shè)立專項(xiàng)科研資金，組織科研力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，篩選一些開(kāi)發(fā)潛力大的耐鹽經(jīng)濟(jì)植物，進(jìn)行海水馴化培育試驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究不同經(jīng)濟(jì)用途的鹽生植物品種的精深加工（植物萃取、醫(yī)藥與工業(yè)原料等）和產(chǎn)品系列開(kāi)發(fā)等問(wèn)題。

（三）加強(qiáng)海水灌溉技術(shù)的推廣與示范

加快海水灌溉的技術(shù)研發(fā)和示范步伐，建立產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)，推動(dòng)以企業(yè)為主體的科技創(chuàng)新模式。鼓勵(lì)高?？蒲袉挝慌c企業(yè)聯(lián)盟合作，支持耐海水作物的優(yōu)選、育苗以及進(jìn)一步推廣種植。在適宜發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的濱海灘涂區(qū)，建立不同耐鹽經(jīng)濟(jì)作物的海水灌溉示范園區(qū)或試驗(yàn)生產(chǎn)基地，并通過(guò)示范生產(chǎn)基地試驗(yàn)，建立海水灌溉作物的種植技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，并為沿海地區(qū)大面積發(fā)展海水灌溉作物提供苗種及技術(shù)支持，以點(diǎn)帶面，逐步推廣，使海水灌溉農(nóng)業(yè)盡快形成規(guī)?；a(chǎn)。

（四）科學(xué)規(guī)劃使用灘涂，統(tǒng)籌海水灌溉與水產(chǎn)養(yǎng)殖

依據(jù)我國(guó)不同地區(qū)灘涂資源的不同類型，科學(xué)合理規(guī)劃開(kāi)發(fā)利用灘涂，專門(mén)劃分出適用于發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)的區(qū)域，并在承包農(nóng)業(yè)種植灘涂的政策上予以優(yōu)惠扶持。各省市、區(qū)（縣）在制定出臺(tái)養(yǎng)殖水域?yàn)┩恳?guī)劃時(shí)要統(tǒng)籌海水灌溉與水產(chǎn)養(yǎng)殖用地，保障一定面積的海水灌溉農(nóng)業(yè)專用灘涂，尤其鼓勵(lì)將水產(chǎn)養(yǎng)殖與灘涂種植有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)多種開(kāi)發(fā)利用形式并存。

（五）加強(qiáng)對(duì)外交流和國(guó)際合作

密切跟蹤國(guó)際海水灌溉農(nóng)業(yè)研究進(jìn)程，提高國(guó)際合作意識(shí)。一方面，積極引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)的成果和技術(shù)，包括優(yōu)良耐海水品種及基因工程育種技術(shù)。充分學(xué)習(xí)和吸收國(guó)外成功的種植經(jīng)驗(yàn)，包括國(guó)外在適宜灌溉的土壤和作物以及田間管理等方面做的大量研究工作，尤其是預(yù)防土壤鹽漬化加重的灌溉模式，為我國(guó)大面積推廣海水灌溉提供有益的借鑒；另一方面，加大招商引資力度，吸引外資參與我國(guó)沿海灘涂的海水灌溉種植事業(yè)，以突破產(chǎn)業(yè)初期發(fā)展的資金瓶頸。

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