以色列的现代沙漠农业

万翔，Raanan Katzir，刘淑娟，李菁菁，刘开琳，刘虎俊

（1.甘肃省治沙研究所，甘肃 兰州 730070；2.以色列持续农业咨询委员会，特拉维夫，972-3-6990152）

沙漠气候、土壤条件恶劣，在传统上被认为是一种边缘性自然资源，不适宜发展农业。以色列沙漠占国土面积60%，年降水量不足200 mm。以色列沙漠地区人口密度低、阳光充足、高温、缺水，极端气温、强风、沙尘暴等极端天气频繁，地表淡水资源只存在于绿洲中，地下深处含水层为咸水，面对如此恶劣的环境，当地传统农业已经山穷水尽。发展现代沙漠农业必须拥有专业知识和技术，需要雄厚的经济支持[1-3]。以色列利用传统农业积累的成功经验形成现代沙漠农业技术[4-7]，以温室、咸水滴灌等技术为核心，扬长避短，充分发挥沙漠高温和太阳辐射强等优势，生产效率高，产品优良[2-3,8]。本文总结论述以色列现代沙漠农业模式与技术，以期为我国沙漠农业现代化提供借鉴。

1 沙漠中的农业和沙漠农业

早在3000 a 前，一种被称为纳巴坦农业（Nabatean Agriculture）的古老农业体系就在以色列沙漠中成功地发展。该农业系统利用附近裸露山坡集水，通过渠道引向地势较低的耕地，种植蔬菜和水果等作物，如橄榄、杏仁、无花果。这一系统适用于小规模自给农业，不适用于现代农业制度。另一种传统农业出现在以色列西南部风积黄土地区[9]，利用冬季降水种植雨养小麦，产量可达2 t/hm2，麦草还可以喂养绵羊和山羊，这类地区降水量约200 mm/a，大体可以支持冬小麦种植。上述这些是沙漠游牧民族贝多因人（Bedouins）所特有的农业类型。这种农业可以称为“沙漠中的农业”，即在沙漠中局部地区从事农业活动，是一种相对被动的农业。

在现代科技支撑下，以色列在沙漠地区发展壮大了现代农业。这种农业是利用沙漠地区的资源优势，扬长避短，经营农业，是一种相对主动的农业。本文所述就是这种农业，可以称之为“沙漠农业”。

2 科学利用沙漠资源，发展现代农业

2.1 水资源利用

沙漠地区水资源匮乏，现代农业以灌溉为基础。以色列沙漠的水资源可区分为外部水资源和当地水资源。“外部水资源”由“国家输水系统”组成，水从北方的加利利海输送，另一个外部水资源是特拉维夫中心城区及其卫星城的回收污水，优质再生污水通过滴灌进行农业灌溉。这些城市污水经过二级生物处理后，再经过沙丘过滤渗入80 m 的深处，在达到几乎可与饮用水标准相媲美的水质后，水被泵入分配系统，然后向南输送到沙漠。这两种来自北方的水资源要么立即被南方的农业部门利用，要么储存在目标地区的水库，其中一些水库储存水量达50 万m3。“当地水资源”是赋存在1 000 m 深含水层的咸水，盐度1 000～2 500 mg/L，水温40 ℃左右，通常以色列的水厂会在其附近安装一个特殊的密封管道系统，从井中泵出的热水用于在寒冷的夜晚提高温室内的空气温度，还用于温室养殖罗非鱼（Tilapia Fish），冷却后被重新用于灌溉。

1970 年代早期滴灌的发明，让利用咸水灌溉成为可能。通过田间试验确定需水量、营养需求，以及灌溉频率，以较低水量滴灌作物，使植物根区的盐分浸出，积累在根系周围的土壤中，在下一个种植季节前，用淡水一次将土壤盐分淋洗至1.2 m深处，减少种植初期的盐害。在种植地安装专用传感器监测土壤水分以控制滴灌量，实现自动化的田间灌溉。

2.2 沙漠气候和砂的利用

2.2.1 利用气候优势

以阿拉瓦山谷（Arava Valley）的沙漠为例，其中部分区域低于海平面，这里的冬季气候温和，山谷降水量少且不稳定，一般≤100 mm/a，相对空气湿度也很低。当北方是寒冷多雨的冬季时，阿拉瓦正是生产反季节蔬菜、花卉和1 年生作物的最佳时期，这些农产品主要用于出口，市场价格较高，可获得较高收益。该地需要预防的灾害性天气是风暴和冰雹，有时也有极端温度。温室种植是解决这一系列问题的最好办法[10]。

利用沙漠高温进行土壤消毒。日晒是一种有效的土壤消毒方法，即在仲夏期间用塑料布覆盖准备种植的土地1 个月，塑料覆盖物可以在较长时间内使土壤温度保持在50 ℃以上，从而达到理想的土壤消毒效果。这种消毒方法已经应用了15 a，大幅度减少了病虫害，特别是有效控制了地中海果蝇[2]。

2.2.2 沙漠砂的利用

通常温室的生长基质为砂、堆肥、岩棉、泥炭、蛭石等材料的混合物。沙漠地区的砂是温室植物生长基质组成分之一，尤其是从当地沙丘资源中提取的砂。种植过程的灌溉与施肥相结合，完全由计算机控制。农业生产利用沙丘易于整平和耕种优势，以色列在地中海沿岸的沙漠地区，发展了先进的农业种植体系，种植柑橘、鳄梨、芒果、花卉和蔬菜

2.2.3 其他有利条件的控制应用

沙漠地区的温度、湿度、辐射和风相对变化剧烈。在温室条件下，空气温度、湿度、辐射和风都可以控制。此外，温室还设有防虫网，以防止昆虫入侵，其中许多昆虫是传播病毒疾病的媒介，还会造成植物物理伤害。用于覆盖温室的塑料板具有控制紫外线或红外线功能，从而控制和利用沙漠地区光资源优势。温室内还可以增加空气中二氧化碳含量，从而改善作物光合作用，提高产量。

2.3 病虫害防治

病虫害，包括线虫和螨虫，都会对农作物造成严重损害，是不可低估的农业生产的限制因素。以蚜虫、螨虫和白蝇等媒介传播的病毒性疾病会彻底摧毁作物。地中海果蝇的存在，限制了新鲜农产品向美国和日本的出口。用防虫网和红外塑料对温室进行保护，可以控制昆虫并大大减少病毒性疾病的传播。在阿拉瓦河谷开展了植物保护专业项目，旨在控制病虫害，该项目的研究成果有：秋、冬、春3 季栽培，仲夏保持零茬；收获后立即清除所有作物残渣和垃圾；引入有益昆虫进行生物昆虫控制；引入益虫进行生物防治；使用环境友好、生物无害的杀虫剂；引进不育雄性以控制地中海果蝇；使用日晒法对土壤消毒。

2.4 作物新品种引进

以色列科研人员不断地寻找适应以色列沙漠环境的物种，从世界其他地区引进大量优良作物。近年来，从墨西哥引进荷荷巴、仙人掌和火龙果，进行大规模商业种植；成功研究出多种耐盐作物，包括芦笋、西兰花、芹菜、卷心菜、西红柿、甜瓜、莴苣、百慕大草、罗得草、小麦、高粱、甜菜、棉花、枣、橄榄和葡萄，这些作物均可在咸水灌溉方式下种植。有些作物，例如西红柿，使用咸水灌溉会引起根部和果实中糖分浓度增加，形成了“沙漠甜西红柿”。在葡萄园中，咸水灌溉提高了葡萄干物质含量，从而生产出高质量的葡萄酒。用咸水灌溉也能改善橄榄油的质量。

2.5 沙漠养殖业

2.5.1 罗非鱼养殖

以色列沙漠的深层水是咸水，水温达到40 ℃，罗非鱼很容易适应这种水。在这种条件下，罗非鱼体重达400 g 即可商业性捕捞，养殖周期很短，每年可以捕捞2 次，而在正常水温下养殖的罗非鱼每年只有1 个养殖周期。养殖在控氧环境的温室池塘的罗非鱼产量可达15 kg/m2。这是一个资本密集，利润丰厚的产业。

2.5.2 鸵鸟养殖

鸵鸟是一种适应沙漠环境的鸟类，可以生存在严酷的沙漠。鸵鸟可以有效利用牧场上稀少的天然植被，是一种不可替代养殖的沙漠禽类。鸵鸟的商业产品有：肉、装饰用蛋、皮和种鸵鸟。总之，沙漠地区养殖鸵鸟是一个前景乐观的产业[2]。

3 沙漠农业发展的人为因素

在影响沙漠农业发展的各种因素和资源中，人的因素是最重要的。研究技术体系和农业推广服务，以及具有现代思想的各级管理者也是必不可少的。目前，以色列的区域农业研究与开发系统已证明是非常有效的，该系统以区域合作为基础，由农民、研究人员、推广工作者和地方政府组成。在这种合作的框架内批准和执行各项工作计划和经济资源分配。这一研发系统的目标是提出最相关、最迫切的解决方案、实用知识和技术，供农民用于尖端和现代农业生产。

沙漠农业的发展需要相对较高的资本投入，例如以色列1 000 m2的大型温室成本约10 万美元。开展沙漠农业需要克服恶劣的生产和生活条件，定居点需要现代基础设施，包括道路、通信系统、生产投入、信贷和银行服务以及农业产品的分级、包装和冷链运输系统。为此以色列研发了适应沙漠环境的一系列建筑等。

4 小结

沙漠农业的发展是一种高投入产业，只有较高的产出才有发展的意义。以色列的沙漠农业以高品质和高产量而换得较高的收益，是自然特性和区域社会及经济体系高度结合的成果。总之，沙漠农业是一种集约型，存在投入风险的现代化管理下的高科技农业。只有充分利用沙漠地区的优势，发展独特的商业产品，才能形成现代沙漠农业。