李华,王华
(中国葡萄酒产业技术研究院,宁夏银川 750021;西北农林科技大学葡萄酒学院/国家林业和草原局葡萄与葡萄酒工程研究中心,陕西杨凌 712100)
经过几十年的快速发展,中国葡萄酒产量自2013年以来持续下降,2018年下降至91万 t,比2014下降了53%。与葡萄酒产量的下降趋势相反,自2014年以来,葡萄酒进口量和进口额均呈上升趋势,至2018年分别上升了86%和118%,导致同期消费量与产量的差额增加了118%[1]。这表明,在中国葡萄酒市场继续扩大的同时,中国葡萄酒的竞争力却在降低,葡萄酒产业缺乏可持续发展的能力。据此认为,造成这一现象的核心问题是忽略了产业发展与可持续的关系,即单纯强调了葡萄酒产业,特别是葡萄栽培的生产功能,而没有重视其生态功能。我们知道,可持续发展理念已成为国际社会的广泛共识,也是我国的基本国策之一[2]。可持续发展的目标必须做到减少资源的消耗、改善生态环境和提高生活质量[3]。在推进可持续发展的路径方面,有关国家政府提出现代农业向生态农业转变以建设未来农业的政策,即在强调农业生产功能的同时,更要强调农业的生态功能和景观功能[4]。在葡萄酒领域,我们提出了经济与生态、文化和娱乐等社会功能共存的理念[5],以及“强化风格,提高质量,降低成本和节能减排”的可持续发展的技术路线[2]。所以,目前的共同任务是克服过去出现的作为葡萄酒产业基础的葡萄栽培中的经济与环境的矛盾和对立,并将其转变为葡萄栽培的机遇,实现经济与环境的共赢。因此,需要将生态放在葡萄栽培的突出位置,使之成为实现未来葡萄栽培的方法、工具和理想。
生态葡萄栽培,就是应用农业生态学的原理,将葡萄与其自然环境作为一个整体,研究其中的相互作用、协同演变,以及社会经济环境对其调节控制的规律,促进葡萄产业全面持续发展。因此,无论从技术上还是从土地治理上,都会有两个维度,即企业维度和产区维度。本文试图在技术上从企业维度勾画出极简化生态葡萄栽培的技术体系,在产区层面上提出以葡萄生产生态体系为主体的生态治理建议。
在改善葡萄生产的过程中,应该秉承中国的传统哲学思想,即“天人合一”的思想,在发展生产的同时,保持葡萄产业的可持续性[5]。这就需要以农业生态系统的性质及其运作原理,来研究、设计和管理葡萄生产系统,使其成为既具有生产力又具有自然资源保存性,同时具有文化敏感性、社会公正性和经济可行性的葡萄生态系统[6]。这样的葡萄生态系统,是以葡萄为主的动植物群落与它们的物理和化学环境相互作用的结果,用以生产供人类消费的葡萄及其加工产品。一个用于葡萄生产的区域,如葡萄园,是一个复杂的系统,在自然条件下也会发生生态过程,如营养循环、捕食者/猎物相互作用、竞争、共生、演替变化等[6]。通过了解这些生态关系和过程,可以控制葡萄生态系统以提高产量和生产的可持续性,减少对环境和社会的负面影响,减少外部投入。在葡萄生态系统中,所用的技术应有利于增强系统的功能、生物多样性以及保护现有的葡萄园资源,推广诸如生草覆盖、绿肥、免耕、生物防治、精准栽培等多功能技术,以便于对葡萄系统的各组成部分产生有利的变化。因此,极简化生态葡萄栽培,就是利用农业生态学基本原理和方法,根据不同的生态类型和生产目标, 确定适当的品种以及相适应的栽植技术,做到适地适种,科学管理,在保证生态资源永续利用和葡萄植株寿命的前提下,追求葡萄产品在质量和产量上的最大效益。这就需要推广亲环境的栽培技术体系,优先使用自然调节机制,使葡萄栽培不仅在经济上充满活力,并保持其多功能性,特别是在生态、社会、文化和娱乐等方面的功能,尽量降低残留物含量,保护生产者的健康,保持葡萄生态系统及其周边的生物多样性,保持并改善土壤质量,尽量降低对水、土壤和大气的污染[5]。生态栽培,作为一种哲学,将经济、生态和社会融入到葡萄生产经营中,通过在葡萄园中增加有机物和生物多样性,减少合成化学物的投入,保护葡萄、土地和人的健康,同时提高产品的特性和品质(图1)。
经济上:企业要真正实现长期的“可持续”,就必须在经济上满足自身及其所有者和员工的诉求。企业经济可持续发展包括制定全面的商业计划和研究新的营销策略。
环境上:通过综合农业技术,包括植物覆盖、增加有机物、减少化学合成物的投入、相应的景观建设以及提高生物多样性等,对葡萄生产生态系统的组成成分产生有利的影响,保护和提高土壤、水和空气质量,以保障环境、葡萄和人的健康。
社会上:人既是企业+(农场)经营的资产,也是企业(农场)经营的重要组成部分和出发点。因此,对社会负责的商业决策应包括公平对待员工和追求积极的社会关系,包括邻里关系、企业间的相互支持等,以促进当地经济的长期发展。
极简化,就是以必要的处理保证葡萄的最佳状态,尽量避免不必要的投入品(农药、化肥、灌溉等)和污染物以及对土壤和环境的干扰,尽量减少不必要的处理,尽量缩短各种处理的时间,促进葡萄生产生态系统的健康发展,同时强化产品的风格,提高质量。在葡萄栽培过程中,所有不必要的投入、不必要的处理以及延长任何处理的时间,都只能抹杀风格,提高成本,降低质量,污染环境,与可持续发展的理念相悖。从这个意义上讲,极简化也是生态葡萄栽培的重要构成因素。
生态葡萄栽培的目的,是促进产业经济、环境和社会的全面发展,主要体现在对葡萄、环境和社会的尊重上。根据前期研究结果,我们提出的极简化生态葡萄栽培的技术体系为,以“树形控制+全面生草+行内枝条覆盖+冬季挂(留)枝”为核心[2],强调保护生物多样性、控制和减少化肥、农药的使用,发展生物防治和良好的水资源管理等。其中,前者主要是企业层面的,后者是产区层面的。
葡萄是多年生藤本植物,它需要通过修剪来控制枝条的伸长,保持树形,以减缓衰老并且使植株在预定的空间内生长;控制芽(或新梢)的数量,以调节和平衡植株的产量和长势[7]。合理的树形是通过修剪来实现的。在修剪时,必须遵循以下三个原则(图2):
(1)保证树液的畅通。研究结果表明:葡萄多年生部分越长,分节越多,不仅节区的数量会降低树液流速率,更重要的是修剪伤口就会越多,其中硬壁侵填体就越多,显著降低树液流速率、叶片光合同化物产量和浆果糖分积累,植株对同化物在库源器官间分配的调控能力也显著降低,加速植株衰老。据此,提出了“葡萄最小化修剪理论”:即尽量降低主干(蔓)高度;尽量剪除多年生部分,防止其伸长;尽量减少剪口数量,使结果母枝(一年生枝)尽量靠近主干(蔓),平拉双臂,使修剪后的植株在设计范围内最小化,以减少运输距离,降低树液液流阻力,提高植株对同化物在库源器官间分配的调控能力,防止植株早衰。其核心是尽量降低多年生部分的比例,减少剪口数量,平拉双臂[8]。
(2)平衡树冠和叶片的空间分布。保证通风透光,提高光合效率,防止病虫害的发生发展,提高叶面喷施的效果,有利于采收。受末端效应的影响,葡萄的树液来自于树干,首先供给枝干的末端。自然地,末梢上的枝条比离树干最近的枝条更容易获得树液。这样离树干最近的芽可能会枯萎,影响枝叶的均匀分布。在这种情况下,就像在臂上某一特定区域由于机械断裂或衰弱缺乏新梢一样,有可能迫使离主干最近部位上的休眠芽发出,而减弱臂末端上新梢的长势或减少其数量,从而进行更新[8]。
(3)植株和臂的更新。随着时间的推移,植株的臂会枯萎、干死或发生机械损伤,这就需要在靠近树干的部位保留芽以进行更新:一是在修剪时,应优先剪留靠近主干的芽,而不是通常最具活力的端部芽;二是在老植株上(通常10年以上),注意保留树干上部的芽,因为它们是潜在的更新臂;三是经常更新结果母枝下的多年生部分(基座),以防止结果部位上移,并且避免光秃[8]。
无论任何树形,都应遵循上述三个原则。此外,在修剪时,应保证双(单)臂首尾相接,有效利用空间。在此基础上,对葡萄的管理从单株管理变为群体管理,便于集约化、机械化和精准化[7]。当然,在任何时候都应避免对葡萄进行不必要的处理。
传统上葡萄的修剪是指冬季修剪。试验结果表明,对于埋土防寒区,应在保证葡萄正常埋土越冬的前提下,尽量在埋土前进行修剪,以使葡萄得到充分的抗寒锻炼[7]。为了让修剪枝能在埋土后挂在架面上充当埋土防寒期的防护林带,同时提高葡萄园的景观价值,应使用埋土后便于架面挂枝的树形和架式[9]。而在非埋土防寒区,为了提高葡萄的生态和景观效应,则应在春季伤流前进行修剪,即变冬剪为春剪。此外,由于我国大部分葡萄产区(露地栽培)都有倒春寒危害的可能,推迟冬剪,还可推迟葡萄萌芽,能部分防止倒春寒的危害[7]。
在春季出土或修剪时,在架面上的两道铁丝之间将修剪枝剪断,让其掉入种植带内,并进行消毒处理,以实现行内枝条覆盖和还田。为了便于枝条下落,同时避免人工绑枝,架面上一道丝以上均为双丝,以便在生长季将新梢夹在双丝之间,使之均匀地分布在架面上[9]。
葡萄园的土壤面临着各种各样的问题,如有机质含量低、水土流失、保水保肥能力低、土壤肥力下降等。许多研究都强调生草覆盖解决这些问题的能力[10]。葡萄园生草技术,不仅改善葡萄园的微气候环境,控制病虫害,保护生物多样性,而且改善土壤环境,提高土壤肥力,促进根系的生长和吸收活动,提高树体的光合速率,通过葡萄植株提高果实品质。根据我们的研究结果,葡萄园行间生草,最好是自然草,在经过几年的修剪后,就会留下几种优势草种,这也是符合植物群落学原理[8,10]。
当然,除葡萄园外,在葡萄及其加工企业的园区内,在硬化地面以外的地面进行生草覆盖,不仅有利于保护生态和生物多样性,还能提高其景观价值。
在落实以上技术措施的基础上,葡萄园的生长季管理就变得极为轻松和简单了,即一扶(扶新梢):将由芽眼发出的新梢依次向上直立卡在双丝中间,使之在架面上分布均匀;二修(夏季修剪):使叶幕层成为规定高度和厚度的“绿篱”,超过部分全部剪除;三喷(打药等):根据需要进行喷药及叶面喷施;四剪(行间自然生草):根据地形等因素,当行间草长到所需高度时剪草。
孤立的大树或葡萄园边缘的防护林、森林、花卉、墙壁、池塘、河流等,都给葡萄园景观带来了特殊元素,也在葡萄生态方面发挥着重要作用,为整个动植物生物多样性提供了避难所。精心的景观结构布置不仅可以提高园区的观赏性,还可通过稳定斜坡土壤、限制径流、防止污水和除草剂流入河流等保护环境。造林、生草和种花以及园林小品等,能改善葡萄园的环境,为游客呈现出环境友好的葡萄栽培形象和独特的景观,实现更多的附加值。因此,在设计和管理时,应从生态、土壤、水面、大气、景观、产品质量以及产区和企业形象等多维度进行考虑,如通过绿篱、防护林、草地等将葡萄园与其他公共地带隔离开来;远离污染源;在葡萄园行头、其他非硬化地面、沟坎、护坡等,生草覆盖,不使用除草剂;等等[10-13]。
正常的有机物投入可以改善土壤结构,增加保水保肥能力,防止土壤流失和板结,支撑健康土壤微生物群体的发展。一些做法,如枝条还田、施用绿肥、免耕、使用有机土壤改良剂等,可以维持或提高土壤的有机质含量。引入豆科植物作为生草覆盖植物,不仅可以固氮,还可以作为绿肥[7,10]。
此外,产区政府和相关部门,应采取有力措施,有效控制和减少化肥、农药的使用,推广节水灌溉和生物防治,推进精准葡萄栽培等,以保持土壤肥力和维持土壤的自然功能,在满足葡萄需求、保证质量和产量的前提下,尽量减少对自然环境的泄漏和污染,保持和改善葡萄生产生态系统[4,14]。利用农业生态技术优化农业生态系统包括5个方面:(1)有机质的积累和养分循环;(2)土壤生物活性;(3)自然防治机制(抑制病害、害虫的生物防治、控制杂草);(4)资源保护与再生(土壤、水、生物等);(5)农业生物多样性的普遍增强及其各组成部分的协同作用[4]。
总之,极简化生态葡萄栽培,是以保持和改善葡萄生产生态系统为目标,以生物相互作用和利用生态系统功能以及自然资源所提供的潜力为基础,在保持其质量和数量更新能力的同时,通过提高附加值、减少水、肥料、农药、人力的投入和生产能耗,提高企业和产区的竞争力和经济效益,同时减缓和适应气候变化的影响。
葡萄生产生态系统的每一个构成组分的发展都必须根据具体情况加以考虑,这取决于土地的类型,如土壤和气候条件、社会经济结构和市场机会等,同时也取决于农民的生活质量目标。因此,向葡萄生态的转变,不仅需要葡萄种植者积极落实极简化生态葡萄栽培技术体系,还必须在产区级别的土地治理上加以考虑。事实上,水资源的管理、生物地球化学循环、病虫害流行等所涉及的范围比葡萄园要大得多。良好的生态功能管理需要农业生态基础设施的存在。如果这些基础设施不存在,或由于如土地合并等因素而被破坏,则应考虑修建或重建。再比如,全流域的水资源管理等,都需要在政府一级进行综合规划和布局。因此,要推进葡萄生产生态系统建设和完善,企业(农场)的土地和产区的辖区必须以一致的方式整合。这就需要产区政府及其相关部门在产业规划、相关政策、社会化培训和服务体系等方面,加大葡萄生产生态系统建设的力度,并使之成为全社会和全产业的共同理念。所以,只有地方政府才能完成土地的系统治理。
例如,由于爬地龙栽培模式在埋土防寒期间,可以实现将修剪枝条挂在架面上,形成风障而起到防护林的作用。根据宁夏玉泉营的试验结果[9],挂枝葡萄园距地表5~150 cm高度的总输沙量比对照高39.0%,相当于减少扬沙15.43 g/cm2。如果按宁夏酿酒葡萄面积4万 hm2计算,则在埋土防寒期间每次起风能减少扬沙6172万 t。因此,爬地龙栽培模式在埋土防寒期挂枝形成的风障,在保护地表、减少风蚀、降低沙漠化程度的同时,还保证了葡萄园的观赏性。如果宁夏自治区政府能够出台相应政策,推进这样的研究成果落地转化,将会带来很大的社会、生态和经济效益。
可持续发展理念已成为国际社会的广泛共识,也是我国的基本国策之一。在葡萄栽培领域,要实现可持续发展,就必须建立和完善葡萄生产生态系统。从技术层面上,以必要的处理保证葡萄的最佳状态,尽量避免不必要的投入品(农药、化肥、灌溉等)和污染物以及对土壤和环境的干扰,尽量减少不必要的处理,尽量缩短各种处理的时间,促进葡萄生产生态系统的健康发展。同时强化产品的风格,提高质量,就可简化为以“树形控制+全面生草+行内枝条覆盖+冬季挂(留)枝”为核心的极简化生态葡萄栽培的技术体系。当然,随着对葡萄、农业生态学研究的不断进步,该技术体系也会不断发展和完善。
建立和完善葡萄生产生态体系,不仅需要葡萄种植者积极落实极简化生态葡萄栽培技术体系,产区政府及其相关部门还必须在产业规划、相关政策、社会化培训和服务体系等方面,加大葡萄生产生态系统建设的力度,并使之成为全社会和全产业的共同理念,以促进产业经济、环境和社会的全面发展。