作者段跃初
清晨的超市里,鲜红的圣女果、翠绿的生菜、饱满的彩椒整齐陈列,即便在冰天雪地的北方冬日,消费者也能轻松买到来自大棚的新鲜蔬菜。作为设施农业的核心组成部分,大棚蔬菜自上世纪80年代在我国规模化推广以来,已成为保障“菜篮子”供应的重要力量。数据显示,我国大棚蔬菜种植面积已从2000年的140万公顷扩展至2023年的380万公顷,占蔬菜总种植面积的27%,贡献了全国40%以上的蔬菜产量。然而,随着种植规模的不断扩大,大棚菜对生态环境的多重影响也逐渐显现,引发了公众对其发展合理性的讨论。科学看待大棚菜的生态效应,需要我们跳出“非黑即白”的认知误区,从资源利用、环境影响、生态效益等多维度进行全面解析。
大棚蔬菜的生态优势,首先体现在对土地资源的高效利用上。传统露地蔬菜种植受季节限制明显,北方一年仅能种植1-2季,土地闲置时间长。而大棚通过调控温度、湿度等环境因子,实现了蔬菜的周年生产。山东省寿光市作为全国大棚蔬菜之乡,自1989年引进冬暖式大棚技术以来,全市大棚种植面积达60万亩,每亩年均产量从露地种植的2000公斤提升至1.5万公斤,土地产出效率提高了6.5倍。这种集约化生产模式,在保障蔬菜供应的同时,有效减少了为满足市场需求而过度开垦耕地的压力,间接保护了生态脆弱地区的土地资源。此外,大棚种植能有效控制水土流失,在黄土高原等生态敏感区域,大棚薄膜覆盖可使地表径流减少45%,土壤侵蚀量降低62%,显著提升了土地的生态稳定性。
在水资源利用方面,大棚蔬菜的节水潜力尤为突出。传统露地蔬菜种植多采用漫灌方式,水资源利用率仅为30%-40%,而大棚配套的滴灌、喷灌系统,能将水资源利用率提升至80%-90%。宁夏中卫市在沙漠边缘发展大棚蔬菜产业时,采用智能滴灌技术,每亩蔬菜耗水量从露地种植的800立方米降至220立方米,节水率达72.5%。通过收集雨水、循环利用灌溉废水等措施,大棚蔬菜种植还能实现水资源的循环利用。北京市通州区某生态农场构建的“大棚雨水收集-净化-灌溉”系统,年收集雨水1.2万立方米,满足了30亩大棚的灌溉需求,每年减少地下水开采量近千立方米,为缓解北方地区水资源短缺压力提供了有效路径。
然而,大棚蔬菜种植也存在不容忽视的生态挑战,其中土壤退化问题最为突出。为追求高产,部分种植户长期过量施用化肥,导致土壤理化性质恶化。据农业农村部2023年监测数据,我国设施蔬菜种植区土壤酸化比例达68%,比露地种植区高出35个百分点,土壤有机质含量平均下降0.8个百分点。山东省聊城市某大棚种植区连续种植黄瓜10年后,土壤pH值从6.5降至4.2,土壤板结严重,黄瓜产量较初期下降30%,病虫害发生率增加40%。此外,大棚内高温高湿环境加速了土壤养分消耗,长期连作还会导致土壤病原菌积累,形成“连作障碍”,迫使种植户增加农药使用量,进一步加剧土壤污染风险。
塑料薄膜的使用与处理,是大棚蔬菜种植面临的另一大生态难题。目前我国大棚薄膜年使用量超过120万吨,其中80%以上为不可降解薄膜。由于回收体系不完善,大量废弃薄膜被随意丢弃或焚烧,造成严重的环境污染。在河北省永清县等大棚种植集中区域,田间废弃薄膜回收率不足40%,残留的薄膜碎片会破坏土壤结构,影响农作物根系生长,每亩土壤若残留5公斤薄膜,蔬菜产量将下降10%-15%。焚烧废弃薄膜产生的二噁英等有毒气体,还会污染空气,危害人体健康。尽管可降解薄膜已开始推广,但由于成本较高(比普通薄膜贵30%-50%),目前使用率仅为12%,尚未能从根本上解决薄膜污染问题。
能源消耗与碳排放也是大棚蔬菜生态影响的重要维度。北方冬季大棚需依赖燃煤、燃气等方式供暖,能耗巨大。辽宁省沈阳市某大棚种植基地数据显示,每平方米大棚冬季供暖需消耗标准煤1.2公斤,一个占地10亩的大棚冬季供暖碳排放达8.4吨。此外,大棚蔬菜种植过程中,化肥生产、农药制造、机械耕作等环节也会产生大量碳排放。研究表明,我国大棚蔬菜生产的碳足迹平均为每公斤0.86公斤二氧化碳当量,比露地蔬菜高出65%,其中化肥施用贡献了42%的碳排放,成为设施农业节能减排的关键靶点。
面对大棚蔬菜种植的生态利弊,通过科学管控与技术创新实现绿色发展,已成为行业共识。在土壤改良方面,各地积极推广轮作休耕、秸秆还田、生物菌肥应用等技术。江苏省徐州市推广“大棚蔬菜-豆科作物”轮作模式,每两年轮作一次豌豆,土壤有机质含量提升0.5个百分点,化肥使用量减少30%,连作障碍发生率下降50%。山东省农业科学院研发的生物炭基复合肥,在大棚番茄种植中应用后,不仅使番茄产量提升15%,还能降低土壤重金属含量,钝化率达28%-35%,有效改善了土壤质量。
在薄膜污染治理上,政府与企业协同推进全链条管控。浙江省出台政策,对使用可降解薄膜的种植户给予每亩200元补贴,推动可降解薄膜使用率提高至35%;同时建立薄膜回收激励机制,回收企业每回收1吨废弃薄膜可获得150元补贴,使薄膜回收率提升至75%以上。企业层面,山东某科技公司研发的光热降解薄膜,在自然环境下可在180天内完全降解为有机物质,成本较传统可降解薄膜降低20%,已在山东、河南等地示范推广,累计应用面积达5万亩,减少塑料污染近千吨。
节能减排技术的创新应用,为大棚蔬菜低碳发展提供了有效路径。北方地区推广的太阳能供暖大棚,通过光伏板发电与太阳能集热器供暖相结合,可满足大棚冬季60%的供暖需求,每亩大棚年减少碳排放3.2吨。北京市推广的大棚智能通风与遮阳系统,通过传感器实时监测环境数据,自动调节通风口大小和遮阳网开度,不仅降低了30%的能耗,还能减少病虫害发生,农药使用量下降25%。此外,秸秆气化供暖、地源热泵等清洁能源技术也在逐步推广,推动大棚蔬菜种植向低碳化转型。
从更广阔的生态系统视角看,大棚蔬菜种植与生态文明建设并非对立关系,而是可以通过科学规划实现协同发展。在长江流域等水资源丰富地区,大棚蔬菜种植可与水产养殖结合,构建“渔菜共生”生态系统。广东省佛山市某生态农场采用“大棚蔬菜种植-鱼塘养殖”模式,蔬菜灌溉废水经鱼塘净化后循环利用,鱼塘粪便经发酵后作为蔬菜有机肥,实现了水资源利用率提升至95%,化肥农药零使用,每亩综合效益较传统大棚提高2倍。这种生态循环模式,既保障了蔬菜生产,又减少了环境污染,为大棚蔬菜的绿色发展提供了可复制的经验。
展望未来,随着智慧农业技术的深度应用,大棚蔬菜的生态效益将进一步提升。通过物联网、大数据等技术,实现水肥精准施用、病虫害智能预警,可使化肥农药使用量再降低20%-30%;人工智能与机器人技术的应用,能提高大棚生产效率,减少人工成本与能源消耗。同时,随着公众环保意识的增强,绿色认证大棚蔬菜市场需求持续增长,将倒逼种植户转变生产方式,推动设施农业向生态友好型方向转型。
大棚蔬菜作为保障食品安全的重要产业,其存在的生态问题并非不可解决,关键在于以科学的态度正视问题,通过技术创新与制度完善实现提质增效与生态保护的双赢。从土壤改良到薄膜回收,从节能减排到生态循环,一系列实践已经证明,大棚蔬菜完全可以走上绿色发展之路。在生态文明建设的大背景下,唯有坚持科学规划、科技赋能、多元共治,才能让大棚蔬菜既装满百姓的“菜篮子”,又守护好我们的“生态家园”,实现经济效益、社会效益与生态效益的统一。
来源: 科普文讯
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