萬翔，Raanan Katzir，劉淑娟，李菁菁，劉開琳，劉虎俊

（1.甘肅省治沙研究所，甘肅 蘭州 730070；2.以色列持續(xù)農(nóng)業(yè)咨詢委員會，特拉維夫，972-3-6990152）

沙漠氣候、土壤條件惡劣，在傳統(tǒng)上被認為是一種邊緣性自然資源，不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)。以色列沙漠占國土面積60%，年降水量不足200 mm。以色列沙漠地區(qū)人口密度低、陽光充足、高溫、缺水，極端氣溫、強風(fēng)、沙塵暴等極端天氣頻繁，地表淡水資源只存在于綠洲中，地下深處含水層為咸水，面對如此惡劣的環(huán)境，當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)已經(jīng)山窮水盡。發(fā)展現(xiàn)代沙漠農(nóng)業(yè)必須擁有專業(yè)知識和技術(shù)，需要雄厚的經(jīng)濟支持[1-3]。以色列利用傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)積累的成功經(jīng)驗形成現(xiàn)代沙漠農(nóng)業(yè)技術(shù)[4-7]，以溫室、咸水滴灌等技術(shù)為核心，揚長避短，充分發(fā)揮沙漠高溫和太陽輻射強等優(yōu)勢，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品優(yōu)良[2-3,8]。本文總結(jié)論述以色列現(xiàn)代沙漠農(nóng)業(yè)模式與技術(shù)，以期為我國沙漠農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供借鑒。

1 沙漠中的農(nóng)業(yè)和沙漠農(nóng)業(yè)

早在3000 a 前，一種被稱為納巴坦農(nóng)業(yè)（Nabatean Agriculture）的古老農(nóng)業(yè)體系就在以色列沙漠中成功地發(fā)展。該農(nóng)業(yè)系統(tǒng)利用附近裸露山坡集水，通過渠道引向地勢較低的耕地，種植蔬菜和水果等作物，如橄欖、杏仁、無花果。這一系統(tǒng)適用于小規(guī)模自給農(nóng)業(yè)，不適用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)制度。另一種傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)出現(xiàn)在以色列西南部風(fēng)積黃土地區(qū)[9]，利用冬季降水種植雨養(yǎng)小麥，產(chǎn)量可達2 t/hm2，麥草還可以喂養(yǎng)綿羊和山羊，這類地區(qū)降水量約200 mm/a，大體可以支持冬小麥種植。上述這些是沙漠游牧民族貝多因人（Bedouins）所特有的農(nóng)業(yè)類型。這種農(nóng)業(yè)可以稱為“沙漠中的農(nóng)業(yè)”，即在沙漠中局部地區(qū)從事農(nóng)業(yè)活動，是一種相對被動的農(nóng)業(yè)。

在現(xiàn)代科技支撐下，以色列在沙漠地區(qū)發(fā)展壯大了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。這種農(nóng)業(yè)是利用沙漠地區(qū)的資源優(yōu)勢，揚長避短，經(jīng)營農(nóng)業(yè)，是一種相對主動的農(nóng)業(yè)。本文所述就是這種農(nóng)業(yè)，可以稱之為“沙漠農(nóng)業(yè)”。

2 科學(xué)利用沙漠資源，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

2.1 水資源利用

沙漠地區(qū)水資源匱乏，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以灌溉為基礎(chǔ)。以色列沙漠的水資源可區(qū)分為外部水資源和當(dāng)?shù)厮Y源?！巴獠克Y源”由“國家輸水系統(tǒng)”組成，水從北方的加利利海輸送，另一個外部水資源是特拉維夫中心城區(qū)及其衛(wèi)星城的回收污水，優(yōu)質(zhì)再生污水通過滴灌進行農(nóng)業(yè)灌溉。這些城市污水經(jīng)過二級生物處理后，再經(jīng)過沙丘過濾滲入80 m 的深處，在達到幾乎可與飲用水標(biāo)準(zhǔn)相媲美的水質(zhì)后，水被泵入分配系統(tǒng)，然后向南輸送到沙漠。這兩種來自北方的水資源要么立即被南方的農(nóng)業(yè)部門利用，要么儲存在目標(biāo)地區(qū)的水庫，其中一些水庫儲存水量達50 萬m3?！爱?dāng)?shù)厮Y源”是賦存在1 000 m 深含水層的咸水，鹽度1 000～2 500 mg/L，水溫40 ℃左右，通常以色列的水廠會在其附近安裝一個特殊的密封管道系統(tǒng)，從井中泵出的熱水用于在寒冷的夜晚提高溫室內(nèi)的空氣溫度，還用于溫室養(yǎng)殖羅非魚（Tilapia Fish），冷卻后被重新用于灌溉。

1970 年代早期滴灌的發(fā)明，讓利用咸水灌溉成為可能。通過田間試驗確定需水量、營養(yǎng)需求，以及灌溉頻率，以較低水量滴灌作物，使植物根區(qū)的鹽分浸出，積累在根系周圍的土壤中，在下一個種植季節(jié)前，用淡水一次將土壤鹽分淋洗至1.2 m深處，減少種植初期的鹽害。在種植地安裝專用傳感器監(jiān)測土壤水分以控制滴灌量，實現(xiàn)自動化的田間灌溉。

2.2 沙漠氣候和砂的利用

2.2.1 利用氣候優(yōu)勢

以阿拉瓦山谷（Arava Valley）的沙漠為例，其中部分區(qū)域低于海平面，這里的冬季氣候溫和，山谷降水量少且不穩(wěn)定，一般≤100 mm/a，相對空氣濕度也很低。當(dāng)北方是寒冷多雨的冬季時，阿拉瓦正是生產(chǎn)反季節(jié)蔬菜、花卉和1 年生作物的最佳時期，這些農(nóng)產(chǎn)品主要用于出口，市場價格較高，可獲得較高收益。該地需要預(yù)防的災(zāi)害性天氣是風(fēng)暴和冰雹，有時也有極端溫度。溫室種植是解決這一系列問題的最好辦法[10]。

利用沙漠高溫進行土壤消毒。日曬是一種有效的土壤消毒方法，即在仲夏期間用塑料布覆蓋準(zhǔn)備種植的土地1 個月，塑料覆蓋物可以在較長時間內(nèi)使土壤溫度保持在50 ℃以上，從而達到理想的土壤消毒效果。這種消毒方法已經(jīng)應(yīng)用了15 a，大幅度減少了病蟲害，特別是有效控制了地中海果蠅[2]。

2.2.2 沙漠砂的利用

通常溫室的生長基質(zhì)為砂、堆肥、巖棉、泥炭、蛭石等材料的混合物。沙漠地區(qū)的砂是溫室植物生長基質(zhì)組成分之一，尤其是從當(dāng)?shù)厣城鹳Y源中提取的砂。種植過程的灌溉與施肥相結(jié)合，完全由計算機控制。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用沙丘易于整平和耕種優(yōu)勢，以色列在地中海沿岸的沙漠地區(qū)，發(fā)展了先進的農(nóng)業(yè)種植體系，種植柑橘、鱷梨、芒果、花卉和蔬菜

2.2.3 其他有利條件的控制應(yīng)用

沙漠地區(qū)的溫度、濕度、輻射和風(fēng)相對變化劇烈。在溫室條件下，空氣溫度、濕度、輻射和風(fēng)都可以控制。此外，溫室還設(shè)有防蟲網(wǎng)，以防止昆蟲入侵，其中許多昆蟲是傳播病毒疾病的媒介，還會造成植物物理傷害。用于覆蓋溫室的塑料板具有控制紫外線或紅外線功能，從而控制和利用沙漠地區(qū)光資源優(yōu)勢。溫室內(nèi)還可以增加空氣中二氧化碳含量，從而改善作物光合作用，提高產(chǎn)量。

2.3 病蟲害防治

病蟲害，包括線蟲和螨蟲，都會對農(nóng)作物造成嚴重損害，是不可低估的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制因素。以蚜蟲、螨蟲和白蠅等媒介傳播的病毒性疾病會徹底摧毀作物。地中海果蠅的存在，限制了新鮮農(nóng)產(chǎn)品向美國和日本的出口。用防蟲網(wǎng)和紅外塑料對溫室進行保護，可以控制昆蟲并大大減少病毒性疾病的傳播。在阿拉瓦河谷開展了植物保護專業(yè)項目，旨在控制病蟲害，該項目的研究成果有：秋、冬、春3 季栽培，仲夏保持零茬；收獲后立即清除所有作物殘渣和垃圾；引入有益昆蟲進行生物昆蟲控制；引入益蟲進行生物防治；使用環(huán)境友好、生物無害的殺蟲劑；引進不育雄性以控制地中海果蠅；使用日曬法對土壤消毒。

2.4 作物新品種引進

以色列科研人員不斷地尋找適應(yīng)以色列沙漠環(huán)境的物種，從世界其他地區(qū)引進大量優(yōu)良作物。近年來，從墨西哥引進荷荷巴、仙人掌和火龍果，進行大規(guī)模商業(yè)種植；成功研究出多種耐鹽作物，包括蘆筍、西蘭花、芹菜、卷心菜、西紅柿、甜瓜、萵苣、百慕大草、羅得草、小麥、高粱、甜菜、棉花、棗、橄欖和葡萄，這些作物均可在咸水灌溉方式下種植。有些作物，例如西紅柿，使用咸水灌溉會引起根部和果實中糖分濃度增加，形成了“沙漠甜西紅柿”。在葡萄園中，咸水灌溉提高了葡萄干物質(zhì)含量，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的葡萄酒。用咸水灌溉也能改善橄欖油的質(zhì)量。

2.5 沙漠養(yǎng)殖業(yè)

2.5.1 羅非魚養(yǎng)殖

以色列沙漠的深層水是咸水，水溫達到40 ℃，羅非魚很容易適應(yīng)這種水。在這種條件下，羅非魚體重達400 g 即可商業(yè)性捕撈，養(yǎng)殖周期很短，每年可以捕撈2 次，而在正常水溫下養(yǎng)殖的羅非魚每年只有1 個養(yǎng)殖周期。養(yǎng)殖在控氧環(huán)境的溫室池塘的羅非魚產(chǎn)量可達15 kg/m2。這是一個資本密集，利潤豐厚的產(chǎn)業(yè)。

2.5.2 鴕鳥養(yǎng)殖

鴕鳥是一種適應(yīng)沙漠環(huán)境的鳥類，可以生存在嚴酷的沙漠。鴕鳥可以有效利用牧場上稀少的天然植被，是一種不可替代養(yǎng)殖的沙漠禽類。鴕鳥的商業(yè)產(chǎn)品有：肉、裝飾用蛋、皮和種鴕鳥。總之，沙漠地區(qū)養(yǎng)殖鴕鳥是一個前景樂觀的產(chǎn)業(yè)[2]。

3 沙漠農(nóng)業(yè)發(fā)展的人為因素

在影響沙漠農(nóng)業(yè)發(fā)展的各種因素和資源中，人的因素是最重要的。研究技術(shù)體系和農(nóng)業(yè)推廣服務(wù)，以及具有現(xiàn)代思想的各級管理者也是必不可少的。目前，以色列的區(qū)域農(nóng)業(yè)研究與開發(fā)系統(tǒng)已證明是非常有效的，該系統(tǒng)以區(qū)域合作為基礎(chǔ)，由農(nóng)民、研究人員、推廣工作者和地方政府組成。在這種合作的框架內(nèi)批準(zhǔn)和執(zhí)行各項工作計劃和經(jīng)濟資源分配。這一研發(fā)系統(tǒng)的目標(biāo)是提出最相關(guān)、最迫切的解決方案、實用知識和技術(shù)，供農(nóng)民用于尖端和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

沙漠農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要相對較高的資本投入，例如以色列1 000 m2的大型溫室成本約10 萬美元。開展沙漠農(nóng)業(yè)需要克服惡劣的生產(chǎn)和生活條件，定居點需要現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施，包括道路、通信系統(tǒng)、生產(chǎn)投入、信貸和銀行服務(wù)以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的分級、包裝和冷鏈運輸系統(tǒng)。為此以色列研發(fā)了適應(yīng)沙漠環(huán)境的一系列建筑等。

4 小結(jié)

沙漠農(nóng)業(yè)的發(fā)展是一種高投入產(chǎn)業(yè)，只有較高的產(chǎn)出才有發(fā)展的意義。以色列的沙漠農(nóng)業(yè)以高品質(zhì)和高產(chǎn)量而換得較高的收益，是自然特性和區(qū)域社會及經(jīng)濟體系高度結(jié)合的成果?？傊衬r(nóng)業(yè)是一種集約型，存在投入風(fēng)險的現(xiàn)代化管理下的高科技農(nóng)業(yè)。只有充分利用沙漠地區(qū)的優(yōu)勢，發(fā)展獨特的商業(yè)產(chǎn)品，才能形成現(xiàn)代沙漠農(nóng)業(yè)。