農(nóng)作制度創(chuàng)新理論與實(shí)例探析

吳早貴

（浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江杭州 310020）

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農(nóng)作制度創(chuàng)新理論與實(shí)例探析

吳早貴

（浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江杭州 310020）

摘 要：闡述農(nóng)作制度創(chuàng)新所依據(jù)的理論，包括光能利用原理、物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量多級(jí)循環(huán)原理、生物互補(bǔ)原理、氣候生態(tài)學(xué)原理和生態(tài)位原理，舉例分析浙江省幾類主要農(nóng)作制度，包括水旱輪作、旱地間套多熟、園地套種套養(yǎng)，以及稻田立體種養(yǎng)等。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作制度；理論；實(shí)例；浙江

文獻(xiàn)著錄格式:吳早貴.農(nóng)作制度創(chuàng)新理論與實(shí)例探析［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（6）: 970-973.

農(nóng)作制度是指在同一塊田、一個(gè)生產(chǎn)年度內(nèi)，通過(guò)糧經(jīng)搭配、間作套種、立體種養(yǎng)等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)光、溫、水、土等自然資源的綜合利用，獲得收益的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制度。浙江省農(nóng)作制度演變大體經(jīng)歷了3個(gè)階段。第1階段是20世紀(jì)60年代到80年代中期，主要推廣麥-稻-稻、油-稻-稻為主的三熟制模式，重點(diǎn)解決吃飯問(wèn)題；第2階段是20世紀(jì)80年代中期到90年代末，在糧食短缺問(wèn)題解決后，開始轉(zhuǎn)向多種經(jīng)營(yíng)，主要解決收入問(wèn)題；第3階段是世紀(jì)之交以來(lái)，在耕地不斷減少的情況下，既要保障糧食安全又要確保農(nóng)民增收，從而推動(dòng)了糧經(jīng)結(jié)合等新型高效農(nóng)作制度發(fā)展。農(nóng)作制度創(chuàng)新，就是按照農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理，通過(guò)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)多種形式的結(jié)合，以及水旱作物的合理輪作、復(fù)種，對(duì)土地、物種、時(shí)空進(jìn)行科學(xué)配置，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)本增收、安全生態(tài)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，統(tǒng)籌解決“米袋子”“菜籃子”“錢袋子”問(wèn)題。

1 農(nóng)作制度創(chuàng)新基本原理

農(nóng)作制度創(chuàng)新的科學(xué)依據(jù)主要有生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)等多種學(xué)科，其原理大致有5個(gè)方面［1］。

1.1 光能利用原理

綠色植物能利用光能，通過(guò)光合作用把自然界中的無(wú)機(jī)物變成有機(jī)物并且貯存能量。光合作用是第1次物質(zhì)生產(chǎn)，是生物界賴以生存的基礎(chǔ)。對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)作物種植來(lái)生產(chǎn)人類所需的用于維持生命的食物，如稻谷、小麥、玉米等。光合作用的強(qiáng)弱主要決定于綠色葉面積、光強(qiáng)、光合作用時(shí)間以及作物進(jìn)行光合作用的能力，光合能力強(qiáng)的作物其產(chǎn)量就高，反之則低。為獲得更高產(chǎn)量，實(shí)際生產(chǎn)中要重視作物品種的選用、群體的配置，盡可能擴(kuò)大光合面積、延長(zhǎng)光合時(shí)間。如近年來(lái)推廣的超級(jí)稻，其產(chǎn)量之所以高，就是因?yàn)槌?jí)稻在形態(tài)上表現(xiàn)為植株高大、緊湊，綠葉數(shù)多，葉面積大，同時(shí)超級(jí)稻生育期普遍較長(zhǎng)，因此超級(jí)稻更容易獲得高產(chǎn)。

1.2 物質(zhì)循環(huán)和能量多級(jí)轉(zhuǎn)化原理

綠色植物制造的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為動(dòng)物性產(chǎn)品或微生物產(chǎn)品，最終又轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中既有能量的消耗，也有新物質(zhì)的產(chǎn)生。根據(jù)這一原理，在農(nóng)作制度安排中可以充分考慮物質(zhì)的循環(huán)利用，比如作物秸稈的綜合利用，既可以還田用于土壤培肥，也可以用來(lái)飼喂牲畜，牲畜的排泄物可以用于食用菌生產(chǎn)或直接還田用作肥料；同時(shí)，秸稈也可以直接用來(lái)生產(chǎn)食用菌，食用菌菌渣也可以重復(fù)利用，作為肥料或基質(zhì)栽培的主要原料。循環(huán)鏈越長(zhǎng)，其利用效率也就越高，盡可能做到以最少投入獲得最大產(chǎn)出。

1.3 生物互補(bǔ)原理

任何生物群體都是競(jìng)爭(zhēng)與互補(bǔ)的統(tǒng)一，主要表現(xiàn)對(duì)光、熱、水、土、養(yǎng)分等自然資源的爭(zhēng)奪，在形態(tài)、生態(tài)、生理和營(yíng)養(yǎng)方面的互相排斥，同時(shí)也存在互補(bǔ)，競(jìng)爭(zhēng)和互補(bǔ)的強(qiáng)弱，因生物的生態(tài)、生理、形態(tài)特征、生命活動(dòng)習(xí)性等的不同而不同，通過(guò)農(nóng)作制度結(jié)構(gòu)要素的調(diào)整，可以創(chuàng)造良好的共育、共生環(huán)境，抑制共生中的不利因素。如稻鴨共育，水稻為鴨子提供了良好的生活棲息環(huán)境、活動(dòng)場(chǎng)所、良好的食物來(lái)源；同時(shí)，鴨子的活動(dòng)客觀上也為水稻生長(zhǎng)創(chuàng)造良好條件，鴨子活動(dòng)可以攪動(dòng)水土，除去雜草，增加水中含氧量，促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng)，鴨子以稻田害蟲為食，可以減少水稻病蟲危害，鴨子的排泄物可以提高土壤肥力，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)等。

1.4 氣候生態(tài)學(xué)原理

生物與環(huán)境是統(tǒng)一體，氣候和土壤特點(diǎn)不同，適應(yīng)的種群也不同，同一物種在不同的氣候生態(tài)條件下也會(huì)有不同的表現(xiàn)。最簡(jiǎn)單的例子，橘生淮南則為橘，生于淮北則為枳，究其原因，是因?yàn)橥寥篮蜌夂虿煌：芏嗟胤教禺a(chǎn)，都與當(dāng)?shù)氐男…h(huán)境小氣候密切相關(guān)。在生產(chǎn)上要順應(yīng)不同的氣候生態(tài)條件，什么時(shí)候該種什么作物，什么地區(qū)適合種什么作物，都要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛏鷳B(tài)條件來(lái)安排。但有時(shí)候也可以通過(guò)適當(dāng)?shù)娜斯じ深A(yù)，來(lái)創(chuàng)造最佳的生產(chǎn)環(huán)境。比如采用大棚栽培，可以實(shí)現(xiàn)提前播種，在原來(lái)不適宜播種的時(shí)間播種，爭(zhēng)取季節(jié)；也可以大大提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，如西瓜、葡萄的避雨栽培等；還能實(shí)現(xiàn)原來(lái)不適合當(dāng)?shù)卦耘嗟淖魑锉镜鼗?，如火龍果、大櫻桃甚至芒果等?/p>

1.5 生態(tài)位原理

不同的物種會(huì)有不同的生態(tài)位，對(duì)空間、時(shí)間、營(yíng)養(yǎng)等要求不同。當(dāng)多物種共生共育時(shí)，為了減少競(jìng)爭(zhēng)，強(qiáng)化互補(bǔ)，應(yīng)盡量選擇生態(tài)位差異較大的類型，包括生物的形態(tài)、生理、營(yíng)養(yǎng)、生長(zhǎng)期等等，合理安排農(nóng)作制度。對(duì)一個(gè)池塘來(lái)說(shuō)，鯽魚、鯉魚一般生活在水底層，草魚生活在中下層，鰱魚、鳙魚生活在中上層，因此同一個(gè)池塘可以通過(guò)不同魚種的混養(yǎng)，提高養(yǎng)殖密度，從而提高池塘的利用率。桑茶果園立體種養(yǎng)也是利用生態(tài)位的不同實(shí)現(xiàn)一園多用、一季多收，如桑園養(yǎng)雞、梨園套種大豆，在不影響桑、梨生產(chǎn)的同時(shí)多收了雞、蛋和大豆，提高了土地的產(chǎn)出率。又比如作物的間作套種，一般提倡高稈作物與矮生作物、不同科作物間作套種，減少相互間的競(jìng)爭(zhēng)，如玉米與甘薯、大豆間作套種等。

2 主要農(nóng)作制度模式

2.1 水旱輪作模式

該模式分布廣，類型多，面積大，主要有稻菜、稻瓜、稻莓、稻藥、稻菌輪作等模式［2］。一般1年種植2季，1季水栽、1季旱作，1季糧食、1季經(jīng)作，茬口搭配緊湊，資源利用率高，效益明顯。通過(guò)水旱輪作，使土壤理化性狀得到修復(fù)和改善，土傳病害得以減輕或消除，無(wú)論是水稻或者蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物品質(zhì)和產(chǎn)量都有提高。因此，水旱輪作是一種土壤用養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展模式，也是控制一些高效經(jīng)濟(jì)作物如草莓、西瓜、西紅柿生理性病害的主要農(nóng)藝措施。

2.1.1 1年2熟

浙江省的水旱輪作模式以1年2熟為主，面積較大的、有一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模的主要有水稻-大棚西紅柿、水稻-大棚茄子、水稻-大棚草莓、水稻-大棚西甜瓜、水稻-西紅花、水稻-黑木耳等，一般產(chǎn)值均在15萬(wàn)元·hm-2以上，高的達(dá)75萬(wàn)元·hm-2以上。如溫州蒼南、瑞安等地的水稻-大棚西紅柿模式，西紅柿在9月上旬育苗，10月上中旬定植，第1批果實(shí)在春節(jié)前后上市，一直采收到5月上旬，產(chǎn)量90 t·hm-2以上，產(chǎn)值超過(guò)27萬(wàn)元· hm-2；早中稻在5月中下旬直播或移栽，8月中、下旬收獲，產(chǎn)稻谷6 t·hm-2左右。麗水龍泉、云和等地的水稻-黑木耳模式，水稻在5月移栽，9月下旬至10月上旬收割，產(chǎn)量9 t·hm-2；黑木耳8月上旬制棒，9月下旬至10月上旬將菌棒排放到水稻田，年底前可采收1～2潮黑木耳，次年4月黑木耳采收完畢，一般黑木耳（干品）產(chǎn)量為9 t· hm-2，產(chǎn)值52.5萬(wàn)元·hm-2。稻耳輪作既能有效降低稻、耳病蟲害發(fā)生率，菌糠還田還能培肥地力，減少化肥施用量［3］。

2.1.2 1年3熟

該模式主要分布在金華的蘭溪、義烏、金東和麗水的蓮都、松陽(yáng)等地，年推廣面積近2 000 hm2。金華主要有春馬鈴薯-早中稻-秋馬鈴薯、春馬鈴薯-早中稻-秋豌豆、春馬鈴薯-早中稻-小蘿卜、春馬鈴薯-蓮子-小蘿卜等，其中以第1種模式面積最大。麗水則主要是蠶豆/春玉米-水稻模式。這類模式季節(jié)非常緊湊，光溫條件充足的地區(qū)才能推廣。通過(guò)1季水稻或蓮子，馬鈴薯連作障礙得以緩解，提高了產(chǎn)量和品質(zhì)，馬鈴薯、小蘿卜、蓮子等均用作蔬菜，經(jīng)濟(jì)效益較高。以春馬鈴薯-早中稻-秋馬鈴薯為例，春馬鈴薯采用地膜覆蓋栽培，在12月下旬播種，4月中旬即可根據(jù)市場(chǎng)行情陸續(xù)收獲上市，產(chǎn)量隨收獲時(shí)間早遲在22.5～45 t·hm-2；早中稻在5月上中旬移栽，8月中下旬收獲，產(chǎn)量7.5 t· hm-2；秋馬鈴薯在9月中下旬播種，11月下旬后開始陸續(xù)收獲上市，產(chǎn)量30 t·hm-2，全年平均產(chǎn)值可達(dá)15萬(wàn)元·hm-2。

2.2 旱地間套多熟模式

2.2.1 1年4熟

麗水的松陽(yáng)、蓮都等地具有春季回溫快、光照足等特點(diǎn)，適合作物早熟早收早上市。近年來(lái)為進(jìn)一步提高復(fù)種指數(shù)和農(nóng)田生產(chǎn)效益，研究推廣了鮮食蠶豆/春玉米-夏玉米-秋馬鈴薯多熟制種植技術(shù)（秋馬鈴薯收獲前套種蠶豆，開始第2輪循環(huán)），實(shí)現(xiàn)1年4種4收，全年產(chǎn)值在15萬(wàn)元·hm-2以上，真正實(shí)現(xiàn)“噸糧萬(wàn)元”。該模式較大幅度提高了農(nóng)田復(fù)種指數(shù)，且多熟秸稈還田，改良土壤，達(dá)到土地用養(yǎng)結(jié)合，產(chǎn)值比原來(lái)三熟制增加20%以上，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益明顯。蠶豆在10月下旬播種，4月下旬收完；春玉米2月下旬小拱棚保溫育苗，3月下旬移栽，6月中下旬采收；夏玉米6月中旬育苗，下旬移栽，9月中旬采收；馬鈴薯9月中旬播種，11月下旬開始陸續(xù)收獲上市。全年可產(chǎn)蠶豆鮮莢11.25 t·hm-2，春玉米鮮穗15.5 t· hm-2，秋玉米15 t·hm-2，馬鈴薯15 t·hm-2。

2.2.2 間作套種多熟

近年來(lái)，蕭山、東陽(yáng)等地探索出了（鮮食玉米+鮮食大豆）/迷你甘薯-（鮮食大豆+鮮食玉米）間作套種多熟模式，即鮮食玉米、大豆春秋2季間作，夏季套種1季迷你甘薯，1年3熟。春季鮮食玉米、大豆實(shí)行帶狀間作，1畦玉米，1畦大豆，每畦種植2行，3月中下旬播種或移栽、6月中下旬收獲；夏季在玉米和大豆行間套種甘薯，5月中旬扦插、8月中旬收獲；秋季鮮食大豆與玉米輪畦間作，即原來(lái)種植玉米的畦改種大豆，大豆畦改種玉米，8月中旬播種或移栽、11月中下旬收獲。在田間管理水平較高的情況下，全年可產(chǎn)玉米鮮穗25.5 t·hm-2，大豆鮮莢7.5 t·hm-2，甘薯12 t·hm-2以上，按玉米3元·kg-1，大豆3元· kg-1，甘薯5元·kg-1計(jì)算，產(chǎn)值可達(dá)15萬(wàn)元· hm-2以上。這種模式茬口銜接緊湊，土地利用率高，產(chǎn)出率高，間作情況下玉米產(chǎn)量可達(dá)常規(guī)凈作栽培的80%以上，大豆約為凈作的50%左右。同時(shí)，通過(guò)分帶間作、隔季輪作和秸稈還田，可減少病害，提高土壤肥力。

2.3 園地套種模式

園地套種模式主要是指果園、茶園、桑園和幼林園地等套種旱糧、蔬菜、藥材等作物，是充分利用園地空間、改善園地小環(huán)境的一種增收模式，在不影響主要作物生產(chǎn)的情況下，多收1季或多季其他作物。近年來(lái)面積較大的類型主要有葡萄園套種蠶豆、鮮食大豆、榨菜，桑園套種青菜、雪菜，茶園套種杜瓜、橘園套種大豆、馬鈴薯等。以葡萄園套種蠶豆為例，葡萄夏秋生長(zhǎng)茂盛，8月底左右采收完畢，冬天落葉、剪枝，土地空閑空間較大；蠶豆在10月下旬葡萄基本落葉后播種，4月中下旬采收，此時(shí)葡萄新梢剛好在伸長(zhǎng)期，兩者基本沒(méi)有影響。一般蠶豆在葡萄園套種與凈作產(chǎn)量相差不大，鮮莢產(chǎn)量達(dá)7.5 t·hm-2左右，增收1.8萬(wàn)元· hm-2，蠶豆通過(guò)固氮、莖葉還田還能增肥地力，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)糧、增效、培肥三統(tǒng)一。

2.4 園地套養(yǎng)模式

園地套養(yǎng)主要是桑、茶、果、林“四園”套養(yǎng)家禽。園地套養(yǎng)家禽，一方面解決了家禽的飼養(yǎng)場(chǎng)地問(wèn)題，園地為家禽提供了比較大的活動(dòng)場(chǎng)所，家禽的品質(zhì)相對(duì)較好，售價(jià)高，效益好；另一方面家禽可以為園地除蟲除草，禽糞可以肥園。2013年，浙江省農(nóng)技推廣中心在安吉縣天子湖鎮(zhèn)吟詩(shī)村建立了茶園養(yǎng)雞新技術(shù)示范點(diǎn)，面積20 hm2，年放養(yǎng)白茶雞1.8萬(wàn)羽，出售白茶雞160萬(wàn)元，除去苗雞、防疫、飼養(yǎng)成本和勞動(dòng)工資75萬(wàn)元，獲利85萬(wàn)元。實(shí)施茶園養(yǎng)雞后，全年可減少病蟲防治成本和勞動(dòng)用工1 800元·hm-2，雞糞處理后還園（棚舍里的雞糞），減少有機(jī)肥施用量和施肥用工，可降低成本4 650元·hm-2。

2.5 稻田立體種養(yǎng)模式

稻田立體種養(yǎng)是指在水稻生育期，在稻田內(nèi)放養(yǎng)魚、蝦、鱉、蟹、泥鰍等水產(chǎn)品，或者放養(yǎng)麻鴨、牛蛙等，充分利用水稻生長(zhǎng)期間，發(fā)展特種養(yǎng)殖，提高經(jīng)濟(jì)效益。水稻種植面積大，稻田具有良好的生態(tài)小環(huán)境，特別適合經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)養(yǎng)殖。稻田為魚、蝦、鱉等提供了良好的棲息和活動(dòng)場(chǎng)，特別是在盛夏高溫季節(jié)，降溫效果明顯。水稻還能吸收飼料殘?jiān)?、排泄物，在凈化水質(zhì)的同時(shí)促進(jìn)自身生長(zhǎng)。魚、鱉等可捕食水稻害蟲，它們的活動(dòng)還可清除雜草，起到耘田松土增氧等作用，排泄物可以作為優(yōu)質(zhì)肥料，使水稻生長(zhǎng)更加健壯。稻田立體種養(yǎng)一般不用農(nóng)藥，化肥用量也相對(duì)較少，無(wú)論是稻米還是水產(chǎn)，品質(zhì)都得到較大幅度的提高，是一種互促互利的生態(tài)友好型模式。目前，面積較大的主要有稻魚、稻鱉、稻蝦共生和稻鴨共育等。如青田縣現(xiàn)有稻魚共生面積達(dá)5 000 hm2多，是中國(guó)第1個(gè)全球重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)地［4］。水稻在4月下旬開始播種栽插，栽后放入田魚，9月下旬收割，同時(shí)捕魚上市，水稻產(chǎn)量7.5 t·hm-2，田魚產(chǎn)量1 125 kg· hm-2。稻鱉共生一般在5月中旬移栽水稻，秧苗返青后放養(yǎng)規(guī)格為250～300 g幼鱉，放養(yǎng)密度為7 500～9 000只·hm2，當(dāng)年養(yǎng)成商品鱉［5］。浙江清溪鱉業(yè)有限公司2013年實(shí)施鱉稻共生面積59.7 hm2，產(chǎn)商品鱉178 t，產(chǎn)稻谷457 t，實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值2 337萬(wàn)元，總收益867萬(wàn)元，平均利潤(rùn)近15萬(wàn)元·hm-2。

參考文獻(xiàn):

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（責(zé)任編輯：張才德）

中圖分類號(hào)：F321

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0528-9017（2016）06-0970-03

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20160651

收稿日期:2016-04-01

作者簡(jiǎn)介:吳早貴（1972—），男，浙江開化人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作，E-mail: wuzgmail@163.com。