吉林省西部盐碱地“光伏+农业”发展模式探讨

高明 田子玉 高峰 谭化 穆楠 王佳江 赵泽民

摘 要：该文以吉林省西部盐碱地为例，对“光伏+农业”的牧草种植、燕麦种植、打井种稻等几种种植模式进行了探讨。

关键词：盐碱地;“光伏+农业”;种植模式

中图分类号 S214;F323.3文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）17-0156-03

“光伏+农业”是将太阳能发电与作物种植、畜禽养殖及水产养殖等相结合的一种新型业态。它集薄膜太阳能发电，农业光电子工程应用推广，现代农业种植和养殖、加工和综合利用，农业种植和养殖技术交流推广，人才培训、观光农业、农产品物流等功能于一体，实现了农场变工厂、田间变车间的生产方式的变革，推动了一二三产业的融合发展。与传统农业相比较，“光伏+农业”的土地利用率高，使用寿命长，耐候性强，对农业高效规模化有着很强的示范作用，应用在高附加值的生态农业和观光旅游领域，将会带来更高的投资回报率。

白城市现有盐碱地面积39万hm2，占全市国土面积的15%，且分布广泛，土壤pH值在8以上，盐分含量在3‰左右，土地贫瘠，严重影响着作物的生长和产出。在盐碱地上建设光伏种植、养殖基地，可减少太阳的直接辐射、有效减少地表水分的蒸发量，促进盐碱地区植被的恢复与生长，改善当地植被，改善生态环境。另外，光伏电站电池组件可有效降低夏季养殖区水域水温，提高水域含氧量，降低水域有害藻含量，改变水域氨氮含量，改善区域水体质量。

1 盐碱地的成因、理化特性与利用途径

1.1 成因 吉林省西部属半湿润半干旱地区，处于松嫩平原中西部低洼易涝盐碱地与风沙地交错分布区，是中国土地盐碱化最严重的地区之一。各类盐碱地总面积170万hm2，占西部地区总面积的8%，盐碱地主要为苏打盐碱土草甸草原。苏打盐碱土主要成因：（1）地形地势因素。该区域地处大、小兴安岭与长白山余脉即三面环山的凹陷地带，土壤中的基盐或成土母质中释放出的盐分（钠、钾、镁等离子）长年无法排出土体而聚集。（2）气候因素。由于该区域降水少，可溶盐得不到淋洗。加上地表水分蒸发量大，地下水中的盐分可随着水分蒸发而聚集到土壤表面。由于上述原因，该区域土壤盐化的同时也发生碱化，可表述为：土壤胶体-Ga+++2Na+→土壤膠体-2Na++Ga++。

1.2 类型和特性 吉林省西部苏打盐碱土的类型主要有苏打草甸盐土（含盐量0.7%，多呈斑状分布）、苏打草甸碱土（碱化度≥45%）和盐碱化草甸土3种类型。由于上述土壤类型在同一区域或同一地块随着地势交替分布，因而将其地块统称为盐碱地。上述盐碱土除具有微域性，即在一定范围内土壤类型和性质具有多样性以外，主要特性是它的强碱性（以无机盐的形式存在）。其盐分组成主要为Na2CO3和NaHCO3，pH值高达10.5以上，其土壤通透性极差。粘粒矿物以蒙脱石为主，胶体高度分散，土壤质地粘重，几乎为不透水层，从而导致极重度盐碱地几乎寸草不生（俗称“光板地”），重度盐碱地大多不适宜旱田利用，但适宜改良后作水田利用。

1.3 传统利用方式 吉林省西部盐碱地传统的利用方式如下：（1）草原放牧。当地农民利用草甸草原长有羊草、虎尾草和喜湿的芦苇等自然植被，放牧牛、羊等草食动物。由于自然植被较为脆弱，加上常年过度放牧导致草原退化严重，现已禁牧，草原承包户多是利用天然草场自然植被，通过打草出售以维系生计。（2）种植杂粮、杂豆。当地农民或草原承包户在盐渍化程度不高的地块种植玉米、大豆、高粱及谷子、糜子、红小豆、绿豆、荞麦等杂粮杂豆。由于土地相对较为瘠薄，加上一定程度的盐渍化和非标准化规模种植，种植收益不高、不稳。

2 盐碱地“光伏+农艺”技术方案

根据盐碱地理化性状分析和生产实践经验，可以得出如下结论：除极重度盐碱地（俗称“光板地”）和地势起伏较大地块等不能改良成农田或作为农用设施建设用地（可用于架设光伏发电设施）以外，其余地块可通过工程和农艺措施对其进行改良，使之成为农田或作为农用设施建设用地。遵循上述原则，盐碱地除架设光伏发电设施以外的地块，选定牧草种植、燕麦种植、打井种稻等种植模式加以改良利用。

2.1 牧草种植

2.1.1 选项理由 （1）盐渍土的改良是世界性的难题，其改良方法也各不相同。采用耐盐、滤盐能力强、牧草营养价值高的多年生禾草作为改良生物，采用相应的栽培措施建立人工草地，属于生物改良方法。该方法具有成本低、见效快、效果显著等特点。吉林省农业科学院畜牧分院草地研究所经过多年研发，可在苏打盐碱土上表土含盐量1.0%以上的地块种植碱茅，3年生碱茅草地含盐量由1.0%降至0.22%～0.24%，使不毛之地形成“风吹草低见牛羊”的景观。（2）有些地块土壤盐渍化较重，表土层浅，且含碱量较大，含盐量也较高，从而导致植被覆盖度较低，多处地块呈现虎尾草或角碱篷（盐碱地最后一道植被）+光碱斑的景象，不适宜种植玉米、高粱、燕麦等较耐盐碱的禾本科作物（开发水田除外）。（3）在无良好排灌条件和强制性水田开发的情况下，对盐渍化程度较高的盐碱地来说，种植羊草和碱茅草以改良退化、半退化草场并建设人工草地，是最为经济有效的改良方法和开发途径。

2.1.2 主要技术方案

2.1.2.1 草种类型的选择 对土壤盐渍化程度较高的地块进行生物改良，主要采取“羊草+碱茅草”的改良方式。羊草（Leymus chinensis）又称碱草，属于禾本科、赖草属、多年生牧草，其营养价值高（粗蛋白含量可达14%），且适口性好，被誉为草食动物的“细粮”。羊草耐旱、耐盐碱且产量高，产量一般在200～250kg/hm2。碱茅（Puccinellia），属禾本科、碱茅属、多年生草本植物，丛生，株高30～60cm，叶量大，花期粗蛋白含量为9.0%，牛羊等易喜食，是当地冬春牛、羊补饲的主要牧草。其超强的耐盐碱能力（由其是耐盐能力），使其成为了盐渍化程度较高地块生物改良的首选牧草草种。

2.1.2.2 生物改良方式 对盐碱含量不同的地块要采取不同的改良方式。（1）对于中轻度退化的羊草草地，实施深松、补播与施肥技术。最佳作业时间是6月首次降透雨之后，采用松土施肥机，同步完成松土、切根、施肥、复土4项作业，施入氮磷复合颗粒肥200～300kg/hm2。（2）对于重度退化的羊草草地，采用建立羊草人工草地的技术。选择在草甸土或盐化草甸土及含盐量在0.3%以下、pH值8.5以下的轻盐碱地，于6月下旬至7月上旬降透雨之后，利用农机对地块进行翻耙，施入氮磷复合颗粒肥200～300kg/hm2，机械或人工播种羊草种子，播种量20～30kg/hm2，再用钉齿耙覆土，用环形镇压器镇压。（3）对于重度、极重度盐碱地，采用建立碱茅人工草地的技术。由于碱茅种子细小，顶土能力弱，因此一般在雨季来临之前，对地块进行精细整地，播深不超过1cm，播后镇压，有条件地块可播后灌水，有利于出苗。

2.2 燕麦种植

2.2.1 主要理由 （1）燕麦（拉丁学名：Avena sativa L.）为禾本科植物，耐寒，抗旱，对土壤的适应性很强。燕麦富含膳食纤维，能促进肠胃蠕动，利于排便，热量低，升糖指数低，可降脂降糖。目前，利用燕麦开发的主要产品有燕麦米、燕麦粉、燕麦片、燕麦饼干等糕点食品。（2）部分地块土壤条件较好，较为平整且盐渍化程度不高，可将其整治后才成为农田种植燕麦，提升种植经济效益。（3）燕麦作为一种优质的粮食作物和饲料作物，目前白城地区积极推广“燕麦1年2季双熟”种植技术，现已进行的大面积的种植，具有一定的产业基础。

2.2.2 种植技术要点 “双熟制”是在同一块田地上1年内接连种植2季作物的种植方式。实行双熟制主要是根据当地光热条件，选择适宜二茬种植的作物品种，使2茬作物既能适时成熟，又充分利用了光热资源。季节紧张的情况下，可采用二茬套种达到两熟，是提高总产量和经济效益的重要手段。由于燕麦生长期较短，因此，近年来积极推广“燕麦1年2季双熟”种植技术。根据项目区光热资源和“燕麦2年2季双熟”生产实践经验，推荐采用如下2种种植模式：（1）“马铃薯+燕麦”复种模式：第1茬播种马铃薯，主要品种有：早50、柳克斯、荷兰806等。第2茬在马铃薯收获后播种燕麦，主要品种有：白燕2号、白燕8号等。（2）“燕麦+秋菜”復种模式：第1茬早春播种燕麦，第2茬夏秋在燕麦收获后，种植1茬秋菜。秋菜主要有：秋白菜、萝卜、雪里红等。

2.3 打井种稻

2.3.1 主要理由 （1）盐碱地改良主要采用水利工程、物理方法、化学方法和生物改良方法等几种方式，虽然改良方法不尽相同，但主要目的是去除或降低土壤中的无机盐和碱的含量，有效地改善其理化性质和团粒结构，使土壤能被农作物利用。目前，开垦水田是国内外公认最行之有效且开垦后土壤可持续利用的盐碱地改良方法，在有良好排灌的条件下，开垦水田忆成为了盐碱地改良的首选。（2）土壤盐渍化程度较轻，土质和肥力较好，表层土壤虽有一定盐分，但含碱量不高，在有良好灌溉条件下，通过水洗（水利工程方法）和增施有机肥，将其改造成为可以永续利用的优质稻田。（3）新开发的水田可谓是处女地，可通过绿色种植，开发绿色甚或是有机稻米，提升产品附加值，并通过稻田养蟹，进一步提升种稻的经济收益。

2.3.2 种植技术要点

2.3.2.1 水稻品种的选择 选择适合吉林省西部地区北方粳稻区种植的粳稻品种，主要选用吉林省农科院和白城市农科院培育的优质水稻品种。如“8945”（耐盐碱，开垦第1、2年使用）、“长白9号”、“白粳1号”、“长白15号”、“长白16号”、“吉粳88号”和“农大27号”等。

2.3.2.2 绿色种植技术 新开垦的水田未曾或少受过污染，可通过绿色种植，开发绿色甚或是有机稻米，以提升产品附加值。根据土壤、水质等自然资源条件及开发单位技术水平和能力，确定大宗水稻种植采用无公害种植的方式，种植生产绿色稻米。

2.3.2.3 稻田养蟹技术 开垦的多数地块，因土壤及地下水未受污染，可生产AA级绿色即有机食品，系在生态环境质量符合规定标准的产地，生产过程中不得使用任何有害化学合成物质，如化学合成的肥料、农药、激素等，并按特定的操作程生产、加工、产品包装及质量检测符合特定标准的食品。由于水稻种植过程中不使用任何有毒、有害化学合成物质，因此水质可满足养殖稻田鸭、鹅、鱼、虾、螃蟹等禽类或水产品。为提升水稻产品附加值和种植经济效益，建议选择小地块种植有机水稻，并兼养稻田蟹。稻田蟹养殖方式，建议采用每年购买蟹苗，在插秧后将其放养于四周设置防逃双层塑料薄膜的稻田内，采食稻田内一些浮游的动植物，秋季水稻成熟前后即可收获螃蟹。

3 结语

大力发展“光伏+农业”，可带动农牧渔及旅游观光、供暖等相关行业产业的发展，助力地方脱贫致富和土地生态治理，促进地区经济稳步发展，实现资源综合效益的最大化。但盐碱地区发展“光伏+农业”是一个新兴的课题，依靠单一的方式不能解决根本性问题，不仅需要多学科、系统性的技术方案与支撑，需要国家相关部委、各级政府、企业、农户共同参与、共同努力，也需要管理者根据项目的实际情况与生产需求，研究制订有针对性的技术生产与管理方案，并且在实际实施与应用过程中，不断改进、完善与提升。

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（责编：张宏民）