吉林省西部鹽堿地“光伏+農業”發展模式探討

高明 田子玉 高峰 譚化 穆楠 王佳江 趙澤民

摘 要：該文以吉林省西部鹽堿地為例，對“光伏+農業”的牧草種植、燕麥種植、打井種稻等幾種種植模式進行了探討。

關鍵詞：鹽堿地;“光伏+農業”;種植模式

中圖分類號 S214;F323.3文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）17-0156-03

“光伏+農業”是將太陽能發電與作物種植、畜禽養殖及水產養殖等相結合的一種新型業態。它集薄膜太陽能發電，農業光電子工程應用推廣，現代農業種植和養殖、加工和綜合利用，農業種植和養殖技術交流推廣，人才培訓、觀光農業、農產品物流等功能于一體，實現了農場變工廠、田間變車間的生產方式的變革，推動了一二三產業的融合發展。與傳統農業相比較，“光伏+農業”的土地利用率高，使用壽命長，耐候性強，對農業高效規模化有著很強的示范作用，應用在高附加值的生態農業和觀光旅游領域，將會帶來更高的投資回報率。

白城市現有鹽堿地面積39萬hm2，占全市國土面積的15%，且分布廣泛，土壤pH值在8以上，鹽分含量在3‰左右，土地貧瘠，嚴重影響著作物的生長和產出。在鹽堿地上建設光伏種植、養殖基地，可減少太陽的直接輻射、有效減少地表水分的蒸發量，促進鹽堿地區植被的恢復與生長，改善當地植被，改善生態環境。另外，光伏電站電池組件可有效降低夏季養殖區水域水溫，提高水域含氧量，降低水域有害藻含量，改變水域氨氮含量，改善區域水體質量。

1 鹽堿地的成因、理化特性與利用途徑

1.1 成因 吉林省西部屬半濕潤半干旱地區，處于松嫩平原中西部低洼易澇鹽堿地與風沙地交錯分布區，是中國土地鹽堿化最嚴重的地區之一。各類鹽堿地總面積170萬hm2，占西部地區總面積的8%，鹽堿地主要為蘇打鹽堿土草甸草原。蘇打鹽堿土主要成因：（1）地形地勢因素。該區域地處大、小興安嶺與長白山余脈即三面環山的凹陷地帶，土壤中的基鹽或成土母質中釋放出的鹽分（鈉、鉀、鎂等離子）長年無法排出土體而聚集。（2）氣候因素。由于該區域降水少，可溶鹽得不到淋洗。加上地表水分蒸發量大，地下水中的鹽分可隨著水分蒸發而聚集到土壤表面。由于上述原因，該區域土壤鹽化的同時也發生堿化，可表述為：土壤膠體-Ga+++2Na+→土壤膠體-2Na++Ga++。

1.2 類型和特性 吉林省西部蘇打鹽堿土的類型主要有蘇打草甸鹽土（含鹽量0.7%，多呈斑狀分布）、蘇打草甸堿土（堿化度≥45%）和鹽堿化草甸土3種類型。由于上述土壤類型在同一區域或同一地塊隨著地勢交替分布，因而將其地塊統稱為鹽堿地。上述鹽堿土除具有微域性，即在一定范圍內土壤類型和性質具有多樣性以外，主要特性是它的強堿性（以無機鹽的形式存在）。其鹽分組成主要為Na2CO3和NaHCO3，pH值高達10.5以上，其土壤通透性極差。粘粒礦物以蒙脫石為主，膠體高度分散，土壤質地粘重，幾乎為不透水層，從而導致極重度鹽堿地幾乎寸草不生（俗稱“光板地”），重度鹽堿地大多不適宜旱田利用，但適宜改良后作水田利用。

1.3 傳統利用方式 吉林省西部鹽堿地傳統的利用方式如下：（1）草原放牧。當地農民利用草甸草原長有羊草、虎尾草和喜濕的蘆葦等自然植被，放牧牛、羊等草食動物。由于自然植被較為脆弱，加上常年過度放牧導致草原退化嚴重，現已禁牧，草原承包戶多是利用天然草場自然植被，通過打草出售以維系生計。（2）種植雜糧、雜豆。當地農民或草原承包戶在鹽漬化程度不高的地塊種植玉米、大豆、高粱及谷子、糜子、紅小豆、綠豆、蕎麥等雜糧雜豆。由于土地相對較為瘠薄，加上一定程度的鹽漬化和非標準化規模種植，種植收益不高、不穩。

2 鹽堿地“光伏+農藝”技術方案

根據鹽堿地理化性狀分析和生產實踐經驗，可以得出如下結論：除極重度鹽堿地（俗稱“光板地”）和地勢起伏較大地塊等不能改良成農田或作為農用設施建設用地（可用于架設光伏發電設施）以外，其余地塊可通過工程和農藝措施對其進行改良，使之成為農田或作為農用設施建設用地。遵循上述原則，鹽堿地除架設光伏發電設施以外的地塊，選定牧草種植、燕麥種植、打井種稻等種植模式加以改良利用。

2.1 牧草種植

2.1.1 選項理由 （1）鹽漬土的改良是世界性的難題，其改良方法也各不相同。采用耐鹽、濾鹽能力強、牧草營養價值高的多年生禾草作為改良生物，采用相應的栽培措施建立人工草地，屬于生物改良方法。該方法具有成本低、見效快、效果顯著等特點。吉林省農業科學院畜牧分院草地研究所經過多年研發，可在蘇打鹽堿土上表土含鹽量1.0%以上的地塊種植堿茅，3年生堿茅草地含鹽量由1.0%降至0.22%～0.24%，使不毛之地形成“風吹草低見牛羊”的景觀。（2）有些地塊土壤鹽漬化較重，表土層淺，且含堿量較大，含鹽量也較高，從而導致植被覆蓋度較低，多處地塊呈現虎尾草或角堿篷（鹽堿地最后一道植被）+光堿斑的景象，不適宜種植玉米、高粱、燕麥等較耐鹽堿的禾本科作物（開發水田除外）。（3）在無良好排灌條件和強制性水田開發的情況下，對鹽漬化程度較高的鹽堿地來說，種植羊草和堿茅草以改良退化、半退化草場并建設人工草地，是最為經濟有效的改良方法和開發途徑。

2.1.2 主要技術方案

2.1.2.1 草種類型的選擇 對土壤鹽漬化程度較高的地塊進行生物改良，主要采取“羊草+堿茅草”的改良方式。羊草（Leymus chinensis）又稱堿草，屬于禾本科、賴草屬、多年生牧草，其營養價值高（粗蛋白含量可達14%），且適口性好，被譽為草食動物的“細糧”。羊草耐旱、耐鹽堿且產量高，產量一般在200～250kg/hm2。堿茅（Puccinellia），屬禾本科、堿茅屬、多年生草本植物，叢生，株高30～60cm，葉量大，花期粗蛋白含量為9.0%，牛羊等易喜食，是當地冬春牛、羊補飼的主要牧草。其超強的耐鹽堿能力（由其是耐鹽能力），使其成為了鹽漬化程度較高地塊生物改良的首選牧草草種。

2.1.2.2 生物改良方式 對鹽堿含量不同的地塊要采取不同的改良方式。（1）對于中輕度退化的羊草草地，實施深松、補播與施肥技術。最佳作業時間是6月首次降透雨之后，采用松土施肥機，同步完成松土、切根、施肥、復土4項作業，施入氮磷復合顆粒肥200～300kg/hm2。（2）對于重度退化的羊草草地，采用建立羊草人工草地的技術。選擇在草甸土或鹽化草甸土及含鹽量在0.3%以下、pH值8.5以下的輕鹽堿地，于6月下旬至7月上旬降透雨之后，利用農機對地塊進行翻耙，施入氮磷復合顆粒肥200～300kg/hm2，機械或人工播種羊草種子，播種量20～30kg/hm2，再用釘齒耙覆土，用環形鎮壓器鎮壓。（3）對于重度、極重度鹽堿地，采用建立堿茅人工草地的技術。由于堿茅種子細小，頂土能力弱，因此一般在雨季來臨之前，對地塊進行精細整地，播深不超過1cm，播后鎮壓，有條件地塊可播后灌水，有利于出苗。

2.2 燕麥種植

2.2.1 主要理由 （1）燕麥（拉丁學名：Avena sativa L.）為禾本科植物，耐寒，抗旱，對土壤的適應性很強。燕麥富含膳食纖維，能促進腸胃蠕動，利于排便，熱量低，升糖指數低，可降脂降糖。目前，利用燕麥開發的主要產品有燕麥米、燕麥粉、燕麥片、燕麥餅干等糕點食品。（2）部分地塊土壤條件較好，較為平整且鹽漬化程度不高，可將其整治后才成為農田種植燕麥，提升種植經濟效益。（3）燕麥作為一種優質的糧食作物和飼料作物，目前白城地區積極推廣“燕麥1年2季雙熟”種植技術，現已進行的大面積的種植，具有一定的產業基礎。

2.2.2 種植技術要點 “雙熟制”是在同一塊田地上1年內接連種植2季作物的種植方式。實行雙熟制主要是根據當地光熱條件，選擇適宜二茬種植的作物品種，使2茬作物既能適時成熟，又充分利用了光熱資源。季節緊張的情況下，可采用二茬套種達到兩熟，是提高總產量和經濟效益的重要手段。由于燕麥生長期較短，因此，近年來積極推廣“燕麥1年2季雙熟”種植技術。根據項目區光熱資源和“燕麥2年2季雙熟”生產實踐經驗，推薦采用如下2種種植模式：（1）“馬鈴薯+燕麥”復種模式：第1茬播種馬鈴薯，主要品種有：早50、柳克斯、荷蘭806等。第2茬在馬鈴薯收獲后播種燕麥，主要品種有：白燕2號、白燕8號等。（2）“燕麥+秋菜”復種模式：第1茬早春播種燕麥，第2茬夏秋在燕麥收獲后，種植1茬秋菜。秋菜主要有：秋白菜、蘿卜、雪里紅等。

2.3 打井種稻

2.3.1 主要理由 （1）鹽堿地改良主要采用水利工程、物理方法、化學方法和生物改良方法等幾種方式，雖然改良方法不盡相同，但主要目的是去除或降低土壤中的無機鹽和堿的含量，有效地改善其理化性質和團粒結構，使土壤能被農作物利用。目前，開墾水田是國內外公認最行之有效且開墾后土壤可持續利用的鹽堿地改良方法，在有良好排灌的條件下，開墾水田憶成為了鹽堿地改良的首選。（2）土壤鹽漬化程度較輕，土質和肥力較好，表層土壤雖有一定鹽分，但含堿量不高，在有良好灌溉條件下，通過水洗（水利工程方法）和增施有機肥，將其改造成為可以永續利用的優質稻田。（3）新開發的水田可謂是處女地，可通過綠色種植，開發綠色甚或是有機稻米，提升產品附加值，并通過稻田養蟹，進一步提升種稻的經濟收益。

2.3.2 種植技術要點

2.3.2.1 水稻品種的選擇 選擇適合吉林省西部地區北方粳稻區種植的粳稻品種，主要選用吉林省農科院和白城市農科院培育的優質水稻品種。如“8945”（耐鹽堿，開墾第1、2年使用）、“長白9號”、“白粳1號”、“長白15號”、“長白16號”、“吉粳88號”和“農大27號”等。

2.3.2.2 綠色種植技術 新開墾的水田未曾或少受過污染，可通過綠色種植，開發綠色甚或是有機稻米，以提升產品附加值。根據土壤、水質等自然資源條件及開發單位技術水平和能力，確定大宗水稻種植采用無公害種植的方式，種植生產綠色稻米。

2.3.2.3 稻田養蟹技術 開墾的多數地塊，因土壤及地下水未受污染，可生產AA級綠色即有機食品，系在生態環境質量符合規定標準的產地，生產過程中不得使用任何有害化學合成物質，如化學合成的肥料、農藥、激素等，并按特定的操作程生產、加工、產品包裝及質量檢測符合特定標準的食品。由于水稻種植過程中不使用任何有毒、有害化學合成物質，因此水質可滿足養殖稻田鴨、鵝、魚、蝦、螃蟹等禽類或水產品。為提升水稻產品附加值和種植經濟效益，建議選擇小地塊種植有機水稻，并兼養稻田蟹。稻田蟹養殖方式，建議采用每年購買蟹苗，在插秧后將其放養于四周設置防逃雙層塑料薄膜的稻田內，采食稻田內一些浮游的動植物，秋季水稻成熟前后即可收獲螃蟹。

3 結語

大力發展“光伏+農業”，可帶動農牧漁及旅游觀光、供暖等相關行業產業的發展，助力地方脫貧致富和土地生態治理，促進地區經濟穩步發展，實現資源綜合效益的最大化。但鹽堿地區發展“光伏+農業”是一個新興的課題，依靠單一的方式不能解決根本性問題，不僅需要多學科、系統性的技術方案與支撐，需要國家相關部委、各級政府、企業、農戶共同參與、共同努力，也需要管理者根據項目的實際情況與生產需求，研究制訂有針對性的技術生產與管理方案，并且在實際實施與應用過程中，不斷改進、完善與提升。

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（責編：張宏民）