王晓巍 张玉鑫 马彦霞 蒯佳琳 张俊峰
(甘肃省农业科学院蔬菜研究所,甘肃兰州 730070)
经过几年的努力,甘肃省设施蔬菜产业绿色发展取得显著成效,力争到2020年实现设施蔬菜生产化肥、农药使用量零增长;在保证稳产的基础上,实现化肥减施20%、农药减施30%,肥料和农药利用率均超过40%;尾菜等废弃物综合利用率达85%以上。
十八届五中全会提出,为全面建成小康社会、美丽中国,必须坚持绿色发展。绿色是农业的本色,绿色发展是农业供给侧结构性改革的基本要求(李华林,2017)。蔬菜是人们日常生活中必不可少的重要食品,是种植业中最具活力的经济作物。随着农业向智能化、高效化、规模化方向发展,设施蔬菜产业发展迅速,在发展中必须十分关注设施蔬菜的绿色发展。
设施蔬菜产业绿色发展应更加注重资源节约,更加注重环境友好,更加注重生态保育,更加注重产品品质。设施蔬菜生产由于栽培环境特殊,给病虫害创造了良好的生存空间,绿色防控技术的研发、推广应用为设施蔬菜绿色发展注入了新的活力。通过推广以生物防治为突破的绿色防控技术,探索出一条从源头转变病虫防治方法、减轻面源污染及农药残留、促进设施蔬菜产业可持续发展的有效途径。灌溉和施肥是设施蔬菜生产管理的关键环节,近年来各级农业部门紧紧围绕“一控两减三基本”的目标,有效控制设施蔬菜生产用水和化肥、农药使用量,大力推广化肥减量增效和水肥一体化技术,提高了水肥利用效率和蔬菜品质及产量,避免土壤退化和环境污染。以有机生态型无土栽培为核心的非耕地设施蔬菜产业是绿色发展成功的典范,蔬菜产品质量符合“绿色食品”标准。尾菜的资源化利用也是促进设施蔬菜产业可持续发展的重要举措,通过堆、沤肥技术和菜叶还田技术亦可最大限度解决田间环境污染。
甘肃地处黄土高原、内蒙古高原、青藏高原的交汇地带,气候复杂,包含北亚热带湿润区到高寒区、干旱区的各种类型,独特的自然环境为发展设施蔬菜生产创造了得天独厚的条件。甘肃省设施蔬菜生产起步于20世纪80年代中期,经过30多年的发展,至2016年设施蔬菜面积达10.55万hm2(图1),占全省蔬菜种植总面积的19.29%;产量560.49万t,占全省蔬菜总产量的28.72%;总产值超过170亿元,约占全省农业总产值的14%,农民从设施蔬菜生产中获得的收入人均达650元以上,占全省农村人均可支配收入的8.72%(王晓巍等,2017)。2017年,甘肃省设施蔬菜面积10.93万hm2,产量达579.7万t(2017年甘肃省国民经济和社会发展统计公报,http://www.gansu.gov.cn/art/2018/4/25/art_35_361148.html)。目前,设施蔬菜产业是甘肃省农业生产中发展速度最快、效益最好的产业之一,已成为城乡居民的“菜篮子”和农民“钱袋子”的重要组成部分。
图1 1991~2016年甘肃省设施蔬菜面积的变化趋势
设施蔬菜产业已成为甘肃省农业发展的突出亮点,目前全省设施蔬菜种植面积超过1万hm2的市(州)有4个,分别是天水市、武威市、白银市和张掖市;武威市、白银市、张掖市、兰州市和酒泉市是甘肃省主要的日光温室蔬菜种植区域,面积均在0.40万hm2以上;塑料大中棚面积超过0.40万hm2的市(州)有7个,分别是天水市、陇南市、庆阳市、兰州市、张掖市、酒泉市和白银市,其中天水市塑料大中棚的面积达1.68万hm2,占全省塑料大中棚面积的28%。经过多年的发展,甘肃省已逐步形成了以河西五市及兰州、白银为主的日光温室和以陇东、陇南为主的春提早秋延后塑料拱棚两大设施蔬菜优势产区(甘肃省经济作物技术推广站,2015),实现了蔬菜周年生产和均衡供应,设施蔬菜产业已成为甘肃省农业产业结构调整和增加农民收入的支柱产业之一。
近年来,按照“绿色、环保、健康”的要求,甘肃省进一步加强设施蔬菜安全建设,通过制定设施蔬菜绿色生产技术标准,生产中无公害、绿色和有机等“三品一标”蔬菜产品的比重不断提高,品质显著提升,设施蔬菜生产从注重产量向确保提质增效的方向加快发展。各地突出特色,抓点示范,重点扶持,形成了一批集新品种及新技术示范展示于一体的设施蔬菜标准化科技示范园和绿色生产基地。以番茄、辣椒、韭菜等优势设施蔬菜产品为主的反季节蔬菜享誉省内外,部分产品出口到东南亚、中亚及我国港澳地区。目前,全省已建立12个国家级无公害蔬菜标准化生产示范县、47个省级无公害蔬菜标准化生产示范县,64个蔬菜基地通过绿色食品基地认证,291个蔬菜有效使用绿色标志,生产的蔬菜在全国大中城市质量安全例行监测中合格率达到96%(王晓巍 等,2017)。
甘肃省在设施蔬菜发展中始终坚持“科技兴菜”理念,建立了以科研院所、农业院校和蔬菜科技企业为主体的科技创新体系,在设施蔬菜绿色发展技术研发方面取得了重大突破。针对设施蔬菜产业健康、可持续发展的需求,全省农业科技人员在设施蔬菜安全高效栽培、水肥一体化、化肥农药减施增效、病虫害绿色防控、尾菜资源化利用、有机生态型无土栽培等方面开展了大量研究,取得了重大进展。目前,节本增效精量化水肥一体灌溉、非耕地设施蔬菜高效栽培、设施“三沼”综合利用等技术在设施蔬菜生产中大面积示范推广。此外,培养了一大批科技带头人和示范户,数百名农技专家扎根在基层,上千名“土专家”活跃在生产一线,科技的推广为全省设施蔬菜产业发展注入了新的生机和活力,全面提升了设施蔬菜生产水平,促进了设施蔬菜产业可持续发展。
蔬菜生产中会产生大量尾菜,尾菜处理利用事关设施蔬菜产业健康发展,事关农业绿色发展。近年来,甘肃省各级政府非常重视尾菜的处理利用工作,尾菜利用率逐年提升,截至2016年底利用率达到34.5%,比2012年提高了13.9个百分点。尾菜的资源化利用水平也在不断提高,堆肥、半堆半沤及直接还田等尾菜肥料化利用技术,茄果类蔬菜尾菜炭化技术及袋装码堆式和裹包式青贮饲料化利用技术等尾菜处理技术日趋成熟。有机生态型无土栽培的基质材料主要以当地丰富的农业废弃物为主,伴随着以有机生态型无土栽培技术为核心的非耕地设施蔬菜产业在甘肃河西走廊地区的飞速发展,农业废弃物的综合利用水平不断提升。
部分决策部门的领导和大多数的菜农对日益兴起的“绿色发展”态势缺乏认知,紧迫性不够。有些菜农“小农意识”作祟,片面追求产量和经济效益,在设施蔬菜栽培中滥用农药、重施化肥现象时有发生,导致农药和化肥利用率低、土壤板结酸化、环境污染、生态平衡被破坏等一系列问题,严重威胁设施蔬菜的绿色发展。有些设施蔬菜生产企业和合作社存在单纯经济观念,对保护环境的重要性认识不足,采取消极应付的态度,认为设施蔬菜绿色发展只是一种口号和宣传,当绿色生产与经济效益发生冲突时,为了提高利益仍采用大水大肥,甚至违规使用剧毒农药,严重影响了设施蔬菜产品的质量安全。
设施蔬菜绿色发展,科技是强有力的支撑,技术创新是核心。长期以来,全省各级农业部门非常重视设施蔬菜科技工作,在水肥合理利用、化肥农药减施增效、病虫害绿色防控、尾菜资源化利用等方面取得了丰硕成果。但从现行体制来看,全省设施蔬菜绿色发展的科技创新能力还不够强,创新平台建设滞后,设施蔬菜绿色发展的技术力量薄弱,科技人员的创新积极性和热情不高,推广服务体系不完善,科技投入不足等问题比较突出。
设施蔬菜种植大户、专业合作社和龙头企业等新型经营主体较少,不能有效组织生产者进行集约化、规模化、标准化绿色生产。虽然建设了一批设施蔬菜绿色生产基地,但基地较分散,生产条件和基础设施较差,很难形成拳头产品,直接影响到设施蔬菜产业绿色发展的步伐。设施蔬菜绿色生产基地点多面广,大部分分户生产,技术培训很难完全到位,同时菜农间个体素质差异较大,在接受新思想、新技术和新方法的程度上不尽相同,在蔬菜生产中难免出现各种问题。
到2020年,力争全省设施蔬菜种植面积达到16.7万hm2(250万亩),设施蔬菜生产化肥、农药使用量实现零增长;在保证稳产的基础上,实现化肥减施20%、农药减施30%,肥料和农药利用率均超过40%,提出节本提质增效的设施蔬菜综合生产技术模式;尾菜等废弃物综合利用率达85%以上。
4.2.1 设施蔬菜绿色栽培技术研究 ① 有机生态型无土栽培技术。重点研究有机生态型无土栽培相关技术,研发畜禽粪便、农作物秸秆等废弃物的无害化处理与快速腐熟技术,有机生物质复合基质配制及对蔬菜生长发育的影响;制定设施蔬菜有机生态型无土栽培技术规程,使产地环境和生产过程完全符合生产绿色蔬菜的标准,提高经济效益。
② 设施蔬菜轻简省力化栽培技术。引进筛选、研发适用于土壤作业、繁育种苗、日常管理、收获和运输等设施蔬菜主要生产环节的机械装备;建立设施蔬菜轻简省力化装备数据库,实现设施蔬菜生产从整地、育苗到采收、运输整个过程的机械化、轻简化及省力化管理。
③ 水肥一体化及高效利用关键技术。开展设施蔬菜水肥一体化精准微灌及施肥制度和膜下水肥一体化滴灌技术方面的研究,研发适用于不同产地环境、不同蔬菜作物及蔬菜不同生育期的养分原位监测技术和水肥一体化技术。研究设施蔬菜根区水肥耦合迁移转化规律及机理,明确水肥运动、水肥残留量与供水量、节水模式和施肥量间的数量关系;建立节水灌溉条件下设施蔬菜的水肥生产函数,分析水肥与产量和品质的耦合关系,构建设施蔬菜节水灌溉数学模型,为其水肥高效调控奠定理论基础。
4.2.2 设施蔬菜绿色控害技术研究 ① 病害预测预警技术。采用热平衡原理与设施内水分动态平衡构建设施蔬菜夜间冠层上方温湿度模拟模型,并将其应用于设施蔬菜病害预警模型,研发设施小气候环境的调控气象服务系统,为病虫害预警等决策提供支持。
② 病虫害绿色防控技术。重点研究设施番茄黄化曲叶病毒病、黄瓜霜霉病等主要病害的发生规律及早期诊断技术,引进筛选、研制防治设施蔬菜主要病虫害的高效专一性天敌和生物制剂,开发病虫害生态调控与物理控制技术;在外部形态特征及田间为害症状判断的基础上,集成以农业防治、物理防治、生物防治和生态控制为主,适当辅以环境友好型农药化学防治的设施蔬菜病虫害绿色防控技术体系。
4.2.3 设施蔬菜产前投入品及产后处理技术研究
① 设施专用品种选育。引进筛选适宜设施栽培的优质、抗病虫蔬菜专用品种;利用各种育种手段,选育出品质优、抗性强、耐低温弱光等设施栽培专用品种。
② 设施土壤生态系统修复与可持续利用技术。针对蔬菜生产设施内土壤耕性降低、次生盐渍化与土传性病害等问题,以提高土壤缓冲性和恢复土壤生物平衡为目的,研究设施土壤有益微生物增殖技术、土壤有机化养分缓释平衡技术、土壤毒害物生物降解技术和土壤生物熏蒸技术等。
③ 设施蔬菜生产废弃物循环利用和处理技术。研制尾菜饲料化生产线,对主要设备的工艺参数和尾菜生产饲料辅料配比进行优化;开展尾菜不同堆置处理方法研究,筛选腐解菌剂,凝练蔬菜尾菜高效有机肥堆制方法。
4.2.4 温室设计与配套技术研究 ① 光温资源高效利用技术。以节能日光温室和塑料大中棚为对象,在不同生态区域开展设施标准化设计与建造、设施环境调控等技术方面的研究,明确不同生态区域的设施建造标准和参数,提出与生态区相适应的蔬菜设施栽培环境调控技术措施。重点开展材料和设施结构优化及建造、温室蓄热增温设备研制、设施环境调控、塑料大棚多层覆盖等方面的技术研究。
② 非耕地资源高效利用及配套技术。研究适宜戈壁、荒滩、盐碱地等非耕地种植的设施蔬菜专用品种,适于栽培蔬菜的节能低成本绿色栽培基质,研发雨水集流和温光调控技术及相应配套设施设备。
以甘肃省农业科学院设施园艺作物高效栽培技术创新团队为依托,面向省内外聚集设施蔬菜产业及相关专业优秀人才,建立一支具有明确主攻方向、团结协作、优势互补、竞争有力的设施蔬菜绿色发展创新团队。以创新团队为平台,打破行政区划和层级界限,实现真正意义上的设施蔬菜产学研结合,协同攻关。成立由甘肃省农业科学院、甘肃农业大学和甘肃省农牧厅牵头,联合省内各市州农业科研机构、农业院校、农业主管部门、设施蔬菜生产企业、贸易机构、社会团体等人才互相协作和资源整合的产业联盟。联盟开展重点、难点技术攻关,突破设施蔬菜绿色发展中存在的关键技术问题;搭建资源共享平台,有效整合行业资源,促进成员间的合作与交流;搭建服务平台,以“高产、优质、高效、生态、安全”的现代农业发展思路为宗旨,推动设施蔬菜产业绿色发展基地建设;搭建发展平台,倡导绿色生产,宣传先进经验和管理模式;开展生产指导和技术培训,促进全省设施蔬菜绿色栽培技术水平提高。
针对阻碍设施蔬菜产业绿色发展的瓶颈,利用设施蔬菜绿色发展创新团队和产业技术创新战略联盟的技术专家平台,开展联合攻关,因地制宜地研制和开发具有自主知识产权的设施农业装备,建立设施蔬菜绿色栽培技术创新高地、人才孵化基地、推广应用平台和互联网信息化“大本营”,充分发挥创新团队和产业发展联盟的枢纽作用,带动设施蔬菜产业不断升级。推动设施蔬菜绿色栽培技术开发示范,进一步加快环境友好型生产技术的产业化进程,为推动设施蔬菜绿色发展提供技术支撑。
加强设施蔬菜绿色生产队伍建设,对现有科技人员进行绿色生产技术的培训和知识更新,提高实际操作技能和服务农民的本领;引导广大农村青年积极投身设施蔬菜产业绿色发展事业,优化种植者年龄结构,培养造就一批懂技术、会经营、善管理、能创新的新型职业菜农。在全省设施蔬菜优势产区,配建一定面积的培训服务设施,配备设施蔬菜绿色栽培专业技术人员,提高绿色生产技术推广服务水平,建设专业化服务队伍,推进设施蔬菜绿色生产服务体系建设。
完善设施蔬菜绿色发展投入机制,形成以财政资金为引导,种植大户、合作社和企业等生产经营主体为支撑,金融部门为依托,加强基础设施投入建设水平,提高设施蔬菜生产标准,增强综合配套能力,对设施蔬菜基地实施水、电、路等基础设施综合配套建设,为设施蔬菜绿色发展创造良好环境。各级主管部门要制定落实设施蔬菜绿色发展工作方案,切实抓好各项任务的分解落实,加强督促指导,培育典型,抓点示范,确保设施蔬菜绿色发展扎实推进。