全球案例分享:在墨西哥索诺拉沙漠种植1138 公顷蓖麻

全球案例分享:在墨西哥索诺拉沙漠种植1138 公顷蓖麻

2013 年 11 月,耐特菲姆 墨西哥公司应CastorFields 公司的要求为位于索诺拉沙漠的 1,138 公顷蓖麻豆宏大项目提供灌溉解决方案。耐特菲姆墨西哥公司与当地核心经销商Aquafim一起接受了这项艰巨的任务。

艺背景

蓖麻是一种常见的植物,生长在随处可见的路边和田间,有些品种种子含油量较高,可以作为作物进行种植。它的叶子以及种子中含有一种叫蓖麻毒素的剧毒蛋白质,它的毒性非常大。

尽管由种子所产生的油不含水溶性毒素,但它仍然不可食用,主要用作生物柴油。蓖麻油中90%的脂肪酸含量主要是蓖麻油酸,这被认为具有保湿,修复以及促进细胞再生的功能,因此它常被用于护发和护肤等化妆品行业。

在蓖麻田项目中,他们选取种植了由一家以色列初创公司Kaiima通过基因增殖种子开发的新品种,他们预计这种强壮、抵抗力高的品种也能够实现更高产量。

这一尝试最初在野生小麦上取得成功,它的DNA从两组染色体增加到六组,实现了更高产量,并在近几年推广应用到其他作物上,比如水稻、甘蔗和蓖麻。

当地条件和主要挑战

该项目地位于索诺拉州的萨瓦拉尔沙漠,距离寒冷的太平洋海岸约18公里。

年降雨量:180 毫米;

最低温度:6-24°C;

最高温度:24-39°C

平均湿度:30-50%.

为了确定作物的最大需水量,我们计算作物蒸腾蒸发量(ETo),并充分考虑到蓖麻在蒴果发育时的最大作物系数(Kc)为1.1,在此基础上计算出最大的作物需水量(ETc)。由此,我们推算得出最大ETc值为8毫米/天,但遗憾的是,该项目的120米深井只能提供4.4毫米/天。客户开始寻找更多的水源,开挖更多的井,而我们面临的第一个挑战显而易见就是: 如何实现高效用水

在我们实地考察过程中,我们观察到一个采用漫灌方式的小型蓖麻试验田,其土壤表层已经形成板结,灌溉期间土层出现了许多深度裂缝,尤其在灌溉结束后,收获前的最后一个月,这种状况更为严重。我们怀疑土壤中钠离子含量高,而在后期的土壤分析中也证实了这一点。它的土壤类型为粘壤土,可交换性钠在总阳离子交换量(CEC)中的占比非常高,约20%(理想值为5%),钙离子占比非常低,约45-52%(理想值为70-80%)。高钠和低钙导致的土壤板结和深度裂缝是影响土壤结构和水分吸收的重要因素,因此,在确定灌溉解决方案时,我们必须充分考虑到这些影响因素。我们建议使用石膏(硫酸钙)增加钙离子含量,但我们也很清楚面临的第二个挑战就是: 在这种易板结及开裂的盐碱地中,如何保障作物能够得到精准灌溉?

盐碱地是另一个挑战。我们都知道,盐分会随水分流动,并倾向于积聚在湿润球边缘,包括地埋滴灌情况下的土壤表面也是如此。因此,我们还必须考虑: 如何避免苗带附近的盐分积累,如何避免盐份在发芽过程中对新生根的伤害,即使像蓖麻这类耐盐碱作物的根部也有可能会死于土壤中盐碱含量过高。

从长远来看,灌溉水质对土壤条件有很大影响。在降雨量充沛的地区,土壤矿物质或盐分会被冲刷稀释而不会堆积,但在年降雨量只有180毫米的索诺拉沙漠中,必须用灌溉水进行冲洗。但是,如果灌溉水的PH值和EC值也高呢?我们需要对其水质进行分析。

在分析经常用于喷灌的水井和较少使用的水井的水质时,我们发现后者的水质比前者要好很多。可能是由于前者在密集抽水的情况下,井里的水位会下降,然后开始泵出地下盐碱水和重水。因此,我们决定将经常使用的水井的水质作为参考标准(EC电导率高达2.0dS/m(可接受),钠高达14meq/l(高),SAR钠吸附比高达17(高))。不幸的是,这个水质对于降低土壤盐碱化和维持土壤结构并没有多大帮助。相反,密集灌溉则会不断加重盐碱的积累。

需要考虑的更多挑战是:野生动物的存在和破坏(如土狼和野兔),它们很可能会在寻找水的过程中破坏滴灌管道。

考虑到面临的所有挑战,我们决定提供以下灌溉解决方案:超级台风产品-Super Typhoon 16100 滴头流量 0.84 L/H,0.4 M滴头间距,每一垄铺设一根滴灌管,滴灌管间隔0.96米,将其浅埋在苗带附近5-7cm处。后来,我们被要求埋设在15厘米的土层深度,这样他们就可以在每季收获后使用旋耕机耕作,并更好地保护滴灌管不受野生动物的破坏。每两垄铺设一根滴灌管这种所谓更经济的方案被证明不可行。我们需要通过滴灌管足够靠近作物根部,能够供水并稀释作物根区的盐分。

萌芽期灌溉
在距离苗带最近处高效供水。水分上升到地表,从而避免在种子萌发时的盐分堆积。

苗期

滴灌管位置和根系结构:主根和水平侧根发达

蓖麻种植非常成功,直到遭遇连续6次霜冻:每次持续5小时(凌晨3:00-8:00),零下2-4°C低温,这些冻害对部分地块的作物枝叶、花果和种子都造成了严重的损害。

无冻害时

冻害影响
为了寻找更多的水源,他们又挖了6口井,但仍然不足以供应整个农场的种植。由于这个原因和霜冻的问题,投资者开始寻找一个具备更佳条件的环境:水源更充足,没有霜冻天气。直到今天,这个灌溉项目还在继续运行,但不再是用于蓖麻,而是山核桃。
沙漠种植是对耐特菲姆、种植者以及作物本身巨大的挑战,耐特菲姆愿与所有合作伙伴携手努力,不断研发更优的解决方案。