欢迎在线点击下面下载(文章更新时间2013年4月7日)
工 程 农 业 技 术

    我引入工程农业技术这个术语是为了配合人造土壤技术的应用。我们知道人造土壤是一种由工厂里制造的产品,它有广泛的用途,可以用于绿化荒山、治理沙化(漠)、城市绿化、改良土地、改良草场,但它最主要的用途是人造耕地,这与我国的农业关系极为密切。从工厂库房中的人造土壤变成能生长各种农作物的人造耕地有一个设计、选址、施工和管理的过程,而这一过程是任何人和任何单位都没有经历过的,所以我把这一过程一并称作工程农业技作“Engineering? Agricultural? Technique”。
工程农业技术的基本原则是防止水土流失和保存大气降水。我国各地的气候条件差别很大,就是同一地区不同的季节其气候差别也很大,再加上我国农耕的历史较长,人多地少的实际情况,要找到大面积平坦的地方进行人造耕地是很困难的,所以大部分人造耕地是在坡度20–25度以上的山区进行,因此对工程农业技术的研究就尤其显得重要。
    在长期的生产实践中,我国广大人民群众创造出许多好的办法,以防止水土流失和解决干旱地区生产与生活用水问题,在此我摘录一些报刊上登载的材料,做一个简单的介绍。云南省元阳县哈尼梯田在海拔144–2000米,坡度在25。以上,这里雨水充沛,因此元阳山有多高,水有多高,元阳人充分利用这一自然优势,在适应水稻生长的山上开沟引水,围造梯田。由于坡度较陡,田埂较高,为防渗水和倒塌,梯田需用湿度来保持,因此梯田一年四季都有水,用水来保埂、养土、养肥,创造出这一人类农耕史上的奇迹。广西壮族自治区桂林市龙脊壮族月亮田和金坑瑶族月亮田,都是建于元代成于清代的高山梯田,几百年来养育着那里的人民,也是劳动人民智慧的生动体现。贵州省毕节市观音河流域的弄拉村,通过封山育林和“坡改梯”,使森林覆盖率达到72%,已断流多年的裂缝泉又淙淙出流,清澈的泉水引储入一个个新建的蓄水池和水柜。生态的恢复又使弄拉村的石山梯地变成稳产高产田,这被称作解决干旱缺水地区的弄拉村效应。在东北平原,我国专家呼吁,搞“水平梯田”是保护这片黑土地,防止水土流失的根本措施,应尽快启动。微型水利扬威我国西部干旱地区节水型农业,人们从小水窖、小涝池中受益。甘肃省目前建各种蓄水窖253万眼,稳定解决252万人饮水和457万亩集水节灌农业。此外,新疆一带的坎儿井,从山坡上直到田地里挖成一连串的井,再把井底挖通,连成暗沟,把山上溶化的雪水和地下水引来浇灌田地,都是干旱地区解决生产生活用水问题的好办法。
    工程农业技术是在我国人民长期生产实践中获得宝贵的经验基础上,结合人造土壤应用的特殊需要而产生与发展起来的,具体应体现以下几个方面的内容:
  1、为防止人造耕地、绿化荒山发生水土流失,最基本的形式是“坡改梯”,做成梯田。梯田能有效地防止水土流失,这已为千百年的实践所证实。
  2、在雨水充足地区重点是建立完善的排水系统,除防止水土流失外,还要防止过强的流水冲洗和淋溶作用把土壤中的养分大量带走。与此同时,还要有一定的调节供水能力,防止旱季时发生旱情。
  3、在干旱少雨的地区重点放在建立完善的集水系统,采用多种形式把大气降水保存起来,以确保生产生活用水需要,同时还要防止因水分过度蒸发而使土壤盐渍化。
  4、在局部的小范围内形成良性循环系统。这一点是指在一个独立的生产–生活小区内,要自成体系,实现物质平衡和物流的良性循环。
    由此可以看出,工程农业技术与人造土壤技术是相辅相成的姊妹技术,它们是密不可分的,因为无论人造土壤应用在哪个领域,都必须通过工程农业技术来实现。我在《浅谈人造土壤战略》一文中,列举了20个人造土壤技术中间试验方案和8项建议,它们概括了人造土壤应用的方方面面,然而它们的实现都离不开工程农业技术。例如第16方案是以天山南麓为背景,模拟在极其恶劣的自然条件下从事农业生产活动的典型方案。人造耕地选在向阳45度的山坡上,试验区内基本没有植被覆盖,几乎没有天然土壤,到处是裸露的岩石,气候干旱,每年的降水量不足200毫米,但气温较高,昼夜温差大,日光充足。按照人造耕地设计方案,应用工程农业技术开山破石,先修建100厘米深的梯田槽基,在槽基下面开凿蓄水室,该蓄水室又与试验区内的集水区相连通,形成完善的大气降水保存体系,然后在梯田槽基内填充100厘米厚的人造土壤,这就是人造耕地。为了防止农田水分蒸发,在人造耕地上建有塑料大棚或者玻璃屋,为防止土壤盐渍化还应当采用毛细渗灌技术。该试验区每当雨季天下雨(雪)时,山上产生径流,集水区的水可以流到人造耕地下面的蓄水室内,此方案设计每亩耕地下面可以蓄水695立方米,也就是说一次蓄满水相当于1041毫米的年降水量,用来灌溉农田,2年也用不完,如果说这个试验区具有相当的规模,在任何情况下确保人畜清洁用水都没有问题。整个试验区变成一个良性的循环体系,人造耕地上生长的粮食、饲料及其它农产品,可以供区内人畜食用或者对外出售,人畜大小便及秸秆送到工厂造土,工厂产生的沼气又返回试验区作燃料,由于不大量使用化肥和农药(最好一点也不使用)和没有工业污染,生活污水只需适当处理就可以重新使用,实现小范围内人与自然的和谐统一。第17方案是模拟地表核污染后,地下1000米人类生存的能力,利用地下矿井进行农业生产试验。应用工程农业技术,确保整个生产活动的顺利进行,包括建造一层层的人造耕地,通风、排水、照明、湿度与温度控制,甚至防止病虫害等因素都是工程农业技术要考虑的因素。
    上述这些实例都是属于狭义工程农业技术范畴,它只是使局部地区具有农业生产条件,只能使局部地区生态环境得到改善,它对背景环境没有改变,甚至会有所加重,因为背景的干旱状况也许会因此而加重。我在《浅谈人造土壤战略》一文中,还体现有广义工程农业技术的学术思想,即文中所说的“阻止水东流”五个字,下面我就把它展开来说明一下。
    从地理学上看,我国地势西高东低,形成三个大的阶梯地带,我国的主要河流为东西走向,我国处于东亚季风带,所以从东到西气候差异很大。我国年降水量为630毫米,低于世界800毫米的平均值。不但东西降水不均,就是同一地区,一年四季降水量也不同,这种气候特点给我国人民的生产、生活带来了一些特殊的问题。但是,同样的中国,在几千年前的气候却与今天大不一样,那时森林遍布草原广袤,我国古代有大禹治水的传说,却没有黄帝治沙治旱的传说,可见当时并不缺水,甚至出现以水为患。几千年来由于人为的破坏,特别是近几十年的破坏,使我国的气候条件发生了天翻地覆的变化。而从地质学的角度来看,几千年只是地史上的一瞬间,其变化是微乎其微的,不足以引起这么大的气候变动,追其根源,以我看就是,我国现在的大气降水返回东海的速度太快了,这是因为我国青藏高原的草场在退化,我国西部雪山每年以5–7%的速度在退缩,长江、黄河、澜沦江等源头的植被遭受破坏,涵养水分能力大为减弱,而长江、黄河中下游水道变窄,大片沼泽、湿地、湖泊消失,所以导致我国的大气降水来去匆匆,迅速回到海洋里去,这样一来西部的干旱就发生了,据计算,西藏的雨水最快2–4个月就能返回东海,而在几千年前也许要200–400年或者更长的时间才能返回东海,只有“阻止水东流”才能保持西部气候湿润,才能使这些大气降水有机会在西部上空形成云团,又重新降落在西部的大地上,才能增加我国西部的年降水量,这才叫做良性循环。
    那末,如何做到“阻止水东流”呢?那只有靠广义工程农业技术才能实现,只有那些巨大的工程农业项目才能改变我国的背景环境。我在《浅谈人造土壤战略》中提出8项建议,其中第5项“关于利用黄土高原的黄土大规模改良内蒙古草场的建议”和第6项“关于我国防治风沙侵害不宜采用“空降兵式”(即以三北防护林为代表的传统治理模式)的战略,应改为“治沙先治土”,从改良土壤做起,逐步改善气候条件,步步为营,从东南向西北推进的建议”。前者是利用天然的粘土矿物改变草原土质的组分,增加细粒成分,有利于植被恢复,有利于涵养水分,后者是利用人造土壤改变沙地(漠)的土质组分,增加细粒成分,有利于植被恢复,有利于涵养水分,这些在宏观上都能达到恢复生态环境和改善背景气候的效果。
    人类社会总是要进步的,科学技术也总是要向前发展的,由于受到生产力水平和人们认识能力的限制,过去我们认为行之有效的做法,今天不再适用了,我们就改变我们的做法,这是顺天理合民意的事情,一点也不奇怪,反之固执已见,因循守陈、不求进取那才是可悲的。人类活动本身也具有双重性,也是一把双刃剑。一方面由于人类的活动使地球的环境遭受破坏,这是消极方面,但是我相信,另一方面人类有能力恢复地球的生态环境,这又是积极方面,关键在于我们要找到正确的方法,否则,南辕北辙,我们的环境会越治理越糟糕。
    有关工程农业技术,我现在只能提出基本原则和做出轮廓性的描述,如果人造土壤技术能得以推广,作为姊妹技术的工程农业技术必须加快发展,因为它涉及的学科和部门很多,如工程地质学、材料力学、水力学、能源、气象及财务管理方面的知识,这项应用技术不仅要有理论高度,而且要有可操做性,因此必须要有专人从事研究,才能满足人造土壤技术应用的需要。
李 鹏 飞  2004年10月18日于辽宁盘锦

 
 
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