安徽稻茬小麥產(chǎn)量差異性與生產(chǎn)限制因子構(gòu)成解析

何賢芳，趙 莉，劉 澤，汪建來

（安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，安徽合肥 230031）

隨著全球人口的不斷增加以及耕地面積的逐漸減少，糧食安全問題逐漸在世界范圍內(nèi)顯現(xiàn)，保障壓力進(jìn)一步增大[1]。世界糧農(nóng)組織（FAO）預(yù)計(jì)2050年世界新增人口9.10 億，糧食生產(chǎn)必須增加70%才能滿足全球的食物需求[2]。我國耕地面積不足世界的9%，卻承擔(dān)著養(yǎng)活全球近21%人口的重任，可見我國糧食供給的壓力尤為巨大[3]。安徽是我國重要的糧食主產(chǎn)省之一，是國家糧食安全戰(zhàn)略的重要支撐省，對(duì)保障糧食總量的有效供給和確保我國糧食安全具有舉足輕重的作用。小麥?zhǔn)前不帐∫?guī)模最大的糧食作物，目前年收獲面積已達(dá)266.67 萬hm2。2014年安徽省小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，安徽省稻茬小麥播種面積達(dá)120.00 萬hm2。由于安徽稻茬麥區(qū)南北跨度很大，涉及地形地貌類型復(fù)雜，且在不同的生態(tài)條件下生產(chǎn)條件、耕種方式、障礙因子、發(fā)展?jié)摿Φ雀鞑幌嗤虼?，該地區(qū)的稻茬麥發(fā)展具有區(qū)間不均衡[4]、產(chǎn)量差異大等特點(diǎn)，是安徽省小麥總產(chǎn)提升的攻堅(jiān)區(qū)。如何縮減該地區(qū)稻茬麥產(chǎn)量差異，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)空間與潛力是當(dāng)前亟待解決的問題。產(chǎn)量差（yield gap）的概念是由DE DATTA 于1981年首度提出，主要將其定義為農(nóng)民實(shí)際收獲的作物產(chǎn)量與試驗(yàn)站獲得產(chǎn)量之間的差距，并將導(dǎo)致產(chǎn)量差距的因子稱為產(chǎn)量限制因子（yield constraints）[5]。依據(jù)比較水平，產(chǎn)量差可分為作物模型模擬的產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量之差（YGM）、試驗(yàn)樣地產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量之差（YGE）、農(nóng)民最高產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量之差（YGF）[6-8]。產(chǎn)量差越小，剩余開發(fā)空間越小，開發(fā)潛力就越低[9]。為了解安徽省不同地區(qū)稻茬小麥產(chǎn)量差異與生產(chǎn)限制因子構(gòu)成，本研究利用參與式農(nóng)村評(píng)估方法[10-11]對(duì)安徽省沿淮、江淮、沿江3 個(gè)稻茬麥區(qū)小麥產(chǎn)量水平差異和限制因素構(gòu)成進(jìn)行調(diào)研，旨在了解安徽省稻茬麥區(qū)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，闡述當(dāng)前限制稻茬麥區(qū)小麥產(chǎn)量潛力實(shí)現(xiàn)的限制性因素，初步分析產(chǎn)量差的幅度和時(shí)空變化原因，探索縮減區(qū)域間（內(nèi)）產(chǎn)量差異措施，提升增產(chǎn)空間和增產(chǎn)力度，尋找嘗試性的縮減產(chǎn)量差的途徑。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域

研究區(qū)域包括安徽省沿淮地區(qū)（懷遠(yuǎn)縣、天長(zhǎng)市），江淮地區(qū)（鳳臺(tái)縣、六安市），沿江地區(qū)（銅陵市）5 個(gè)縣（市），基本涵蓋稻茬小麥生產(chǎn)區(qū)域。

1.2 研究方法

利用中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物產(chǎn)量與效率層次差異調(diào)查表，采用參與式農(nóng)村評(píng)估的方法對(duì)2018年安徽省5 個(gè)縣（市）504 個(gè)農(nóng)戶進(jìn)行了56 個(gè)因素的調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容如下。

（1）生產(chǎn)信息：種植農(nóng)戶的年齡，種植規(guī)模，小麥的產(chǎn)量，投入成本（肥料投入、機(jī)械投入、人工投入等）。

（2）非人為可控因素：倒春寒、穗發(fā)芽、赤霉病等。

（3）人為可控因素：品種選擇、栽培管理技術(shù)、病蟲害防治等。

（4）社會(huì)因素：市場(chǎng)糧價(jià)低，效益差，投入大，成本高，種子市場(chǎng)混亂等。

（5）生態(tài)因素：土壤不夠肥沃、土壤鹽堿化、土壤質(zhì)地差、水土流失嚴(yán)重、干旱、澇漬等。

2 結(jié)果與分析

2.1 安徽省稻茬麥區(qū)小麥生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1.1 安徽省稻茬小麥從業(yè)年齡結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量水平 通過全省尺度調(diào)研504 份反饋數(shù)據(jù)可以看出（表1），稻茬麥區(qū)當(dāng)前從事小麥生產(chǎn)的人員年齡主要集中在41～60 歲（表1），人數(shù)總占比為79.52%，40 歲以下從業(yè)人員僅占7.62%，年齡結(jié)構(gòu)整體偏中老化。稻茬麥產(chǎn)量從北往南遞減，變幅為3 048.60～5 685.60 kg/hm2（表2），平均為4 978.50 kg/hm2，總體平均產(chǎn)量呈現(xiàn)沿淮地區(qū)＞江淮地區(qū)＞沿江地區(qū)的變化趨勢(shì)。降水及降水帶來的病害和光照時(shí)長(zhǎng)是導(dǎo)致南北產(chǎn)量差的主要因素。稻茬麥平均產(chǎn)量區(qū)域間差異達(dá)2 637.00 kg/hm2，沿淮地區(qū)、江淮地區(qū)、沿江地區(qū)同一區(qū)域內(nèi)農(nóng)戶間產(chǎn)量極差分別為2 778.00、2 505.00、1 575.00 kg/hm2。同一區(qū)域內(nèi)，品種選擇、耕作方式和田間管理水平的不同是導(dǎo)致產(chǎn)量差異的主要因素。

表1 安徽省稻茬麥區(qū)從業(yè)年齡結(jié)構(gòu)

表2 安徽省稻茬麥區(qū)產(chǎn)量水平 單位：kg/hm2

2.1.2 安徽省稻茬麥區(qū)小麥生產(chǎn)成本與收益 小麥種植效益直接關(guān)乎農(nóng)民種植積極性。由表3 可知，全省尺度稻茬小麥生產(chǎn)總成本平均為11 574.00 元/hm2，其中，農(nóng)資成本為4 526.55 元/hm2、機(jī)械作業(yè)成本為2 695.50 元/hm2、人工成本為1 338.30 元/hm2、土地成本為301 3.65 元/hm2。不同地區(qū)的小麥生產(chǎn)成本構(gòu)成不同，總體農(nóng)資成本、機(jī)械作業(yè)成本與土地成本占比較高，分別為39.11%、23.29%和26.04%。較低的人工成本說明全省尺度稻茬麥區(qū)種植全程機(jī)械化程度較高。按照國家糧食保護(hù)價(jià)2.36 元/kg 計(jì)算，安徽省稻茬麥產(chǎn)量為4 978.50 kg/hm2時(shí)，其平均收入為11 749.2 元/hm2，直接純收益為184.80 元/hm2。調(diào)查顯示，安徽省稻茬麥區(qū)超過50%的稻茬田塊處于不同程度的虧損狀態(tài)，間接說明安徽省沿淮及沿江稻茬麥區(qū)是否適宜種植小麥還值得考量。區(qū)域性結(jié)構(gòu)調(diào)整、種植模式改革可能成為高效資源配置的新方向。

表3 安徽省稻茬麥區(qū)生產(chǎn)成本

2.2 安徽省稻茬麥區(qū)小麥生產(chǎn)主效影響因素構(gòu)成

從小麥產(chǎn)量潛力的影響因子可以看出，不同稻茬麥區(qū)非人為可控因素中的限制因素基本相同，其中，限制稻茬小麥生產(chǎn)的主要?dú)庀笠蛩厥撬氚l(fā)芽、冬季低溫、春季漬害和高溫逼熟，占比分別為17.26%、12.50%、11.90%和11.31%；主要病害因素是赤霉病，占比為51.09%；主要蟲害因素是蚜蟲和紅蜘蛛，占比分別為54.17%和38.54%（表4）。

2.3 安徽省稻茬麥區(qū)小麥生產(chǎn)的栽培管理技術(shù)因素構(gòu)成

由表5 可知，安徽省稻茬麥區(qū)小麥生產(chǎn)栽培管理技術(shù)中的限制因素構(gòu)成為品種選擇不合理，播種質(zhì)量較差、出苗質(zhì)量低和農(nóng)機(jī)農(nóng)藝不配套，分別占比23.16%、22.94%和16.23%。

2.4 安徽省限制稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)與種糧積極性的社會(huì)因素構(gòu)成

由表6 可知，限制安徽省小麥稻茬麥區(qū)小麥生產(chǎn)與種糧積極性的主要社會(huì)因素構(gòu)成是市場(chǎng)糧價(jià)低、效益差、投入大、成本高和化肥農(nóng)資價(jià)格高且不穩(wěn)定，占比分別為24.60%、23.39%和18.95%。

表4 安徽省稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)的災(zāi)害天氣和病（蟲）害因素構(gòu)成

表5 安徽省稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)的栽培因素構(gòu)成

表6 安徽省稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)的社會(huì)因素構(gòu)成

2.5 安徽省稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)的生態(tài)因素構(gòu)成

2.5.1 安徽省稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)的土壤因素構(gòu)成 由表7 可知，從生態(tài)角度分析來看，土壤條件中主要影響小麥生產(chǎn)的因素是土壤質(zhì)地差、土壤耕層淺和土壤不夠肥沃，占比分別為26.46%、19.97%和17.80%。

表7 安徽省稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)土壤因子構(gòu)成

2.5.2 安徽省稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)的氣候因素構(gòu)成 氣候變化會(huì)帶來極端天氣、病蟲害、水分供需不均、需肥量升高等問題，并會(huì)顯著增加農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本和投資成本，最終影響農(nóng)作物產(chǎn)量及糧食安全生產(chǎn)[10]。由表8 可知，安徽稻茬麥區(qū)影響小麥全生育期生長(zhǎng)的氣候因子主要有干旱、澇漬、光照不足和有效積溫不足，分別占比為11.72%、14.02%、19.77%和16.32%；小麥苗期及春后孕穗期較為敏感的氣候因子是低溫冷害，占比為16.32%；影響小麥生育灌漿期的氣候因子主要是高溫?zé)岷?，占比?3.79%。

表8 安徽省稻茬麥區(qū)限制小麥生產(chǎn)的氣候因素構(gòu)成

3 討論

3.1 提升中、低產(chǎn)田塊的產(chǎn)量潛力是縮小稻茬麥產(chǎn)量差異的有效途徑

產(chǎn)量差研究旨在揭示作物產(chǎn)量差的幅度與地域差異、形成原因[11]。從調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，安徽省稻茬麥產(chǎn)量變幅為3 048.60～5 685.60 kg/hm2，總體產(chǎn)量從北往南產(chǎn)量逐漸遞減，沿淮、江淮、沿江產(chǎn)量差為2 778.00、2 502.00、1 575.00 kg/hm2，且存在單產(chǎn)低、中低產(chǎn)田占比高、區(qū)域間產(chǎn)量差異大、品種多而雜、田間管理粗放、水肥利用率低下、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝配套差等情況。究其主要原因是由于充沛的降雨季節(jié)分布不均衡引起的一系列播前雨量過多或過少導(dǎo)致的騰茬遲，整地、播種質(zhì)量差，出苗不全，群體量小，整齊度與均勻度低等問題。范蘭等[9]研究指出，即使在灌溉和雨水豐富區(qū)也存在水資源不足的問題，這與本研究解析出的主要限制因素相似。另外，品種選擇與布局、肥料施用與田間管理技術(shù)水平參差不齊等也是導(dǎo)致稻茬麥產(chǎn)量差異的主要因素。通過推廣新型機(jī)械和新栽培模式，選用分蘗強(qiáng)、群體補(bǔ)償力強(qiáng)的品種，加強(qiáng)農(nóng)田基本建設(shè)，提高水肥利用效率，合理量化中低產(chǎn)田改造與產(chǎn)量潛力提升是稻茬麥區(qū)縮減小麥產(chǎn)量差異的途徑之一，這與劉建剛等[1]的研究結(jié)論相似。

3.2 培育適宜的小麥品種與布局

調(diào)查顯示，安徽省稻茬麥區(qū)普遍存在品種多亂雜、突破性品種少、良種更新速度慢、品種間產(chǎn)量差異大、種植效益低等問題；同時(shí)存在播種期、開花期、收獲期雨水多，成苗少，赤霉病流行頻繁，收獲期穗發(fā)芽風(fēng)險(xiǎn)大，商品化率低、不完善粒超標(biāo)、產(chǎn)量品質(zhì)雙降等亟待解決的問題。如何提升稻茬麥區(qū)的產(chǎn)量潛力，選擇何種降本提質(zhì)增效的技術(shù)措施仍值得進(jìn)一步探討。首先，針對(duì)不完善粒超標(biāo)，產(chǎn)量、品質(zhì)、效益下降等問題，選用與推廣抗（耐）赤霉病能力強(qiáng)、抗（耐）穗發(fā)芽、抗?jié)衬蜐n的小麥新品種來提高種植效益，確保商品安全性十分必要的，此舉還有利于引導(dǎo)豐產(chǎn)潛力大的半冬性品種從沿淮地區(qū)延伸至江淮及沿江稻茬麥產(chǎn)區(qū)；其次，在抗病、抗逆的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)抗寒性強(qiáng)、產(chǎn)量高的早熟小麥新品種選育與篩選，不僅有利于減少因寒流、干旱，播種過早或過遲等情況導(dǎo)致的幼穗受凍、穗數(shù)或粒數(shù)減少而引起的減產(chǎn)，還能引導(dǎo)抗（耐）赤霉病和其他田間病害能力強(qiáng)的春性（紅皮）品種擴(kuò)展至江淮及沿淮稻茬麥產(chǎn)區(qū)，也是從品種角度利用和布局縮減區(qū)域間（內(nèi)）稻茬小麥的產(chǎn)量差異與品種更新?lián)Q代的嘗試性措施。

3.3 建設(shè)?。ㄏx）害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)體系與完善農(nóng)機(jī)、植保社會(huì)化服務(wù)組織

安徽省稻茬麥區(qū)小麥生產(chǎn)的非人為可控限制因素基本相同，主要是穗發(fā)芽、赤霉病和蚜蟲。因稻茬小麥的病蟲害風(fēng)險(xiǎn)具有其特殊性，年度間、區(qū)域間變化演化的動(dòng)態(tài)較復(fù)雜，且部分?。ㄏx）的有效防控“窗口期”短，因此加大對(duì)稻茬麥區(qū)?。ㄏx）害發(fā)生規(guī)律和發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，及時(shí)準(zhǔn)確地將預(yù)警訊息在各產(chǎn)區(qū)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)對(duì)病（蟲）害的及時(shí)有效防控，是提升稻茬麥區(qū)小麥的植保保障。

3.4 新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體、農(nóng)技人員的科技培訓(xùn)

安徽省稻茬麥區(qū)種植方式、農(nóng)機(jī)設(shè)備、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝配套水平差異明顯。在規(guī)模化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大環(huán)境下，特別是在作物秸稈全量還田的新形勢(shì)下，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的綜合配套已成為稻茬麥生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。研究探討新型秸稈還田下的復(fù)式作業(yè)機(jī)械、提升農(nóng)技人員技能知識(shí)儲(chǔ)備及作業(yè)水準(zhǔn)是提高稻茬麥區(qū)耕地整地水平、播種質(zhì)量、群體均勻度及產(chǎn)量不可忽視的環(huán)節(jié)，同時(shí)，篩選茬口銜接合理、光溫資源高效利用的品種組合和配套技術(shù)等。