黃河流域麥棉兩熟種植模式經(jīng)濟(jì)效益分析與展望

王國平，王貴彥，劉連濤，張永江，馮 璐，韓迎春，王占彪，李亞兵，李存東

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/省部共建華北作物改良與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071001；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 安陽 455000)

發(fā)展兩(多)熟制是緩解作物爭地矛盾、實(shí)現(xiàn)糧棉油同步生產(chǎn)的主要途徑，也是中國特色的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式[1-5]。麥棉兩熟是黃河流域重要的農(nóng)作制，起源于20世紀(jì)60年代，盛行于80—90年代，種植面積曾占兩熟棉田60%～80%；歷史最大面積近200萬公頃，約占當(dāng)年植棉面積的40%[4-8]，為我國棉花發(fā)展和棉農(nóng)增收作出了重要貢獻(xiàn)。但是，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和勞動(dòng)力成本不斷上升，麥棉兩熟因管理復(fù)雜、用工多、機(jī)械化水平低等原因，受到其他農(nóng)作模式的擠壓，近年來面積縮減，不利于我國棉花產(chǎn)業(yè)安全[7-10]。

自2008年以來，我國小麥主產(chǎn)區(qū)機(jī)械化水平已達(dá)到94%以上[10-14]，因此，在傳統(tǒng)麥棉帶狀種植基礎(chǔ)上，立足小麥機(jī)種機(jī)收和棉花簡化管理，探索麥棉新模式、重塑經(jīng)典的糧棉種植制度成為發(fā)展內(nèi)地棉花生產(chǎn)的研究熱點(diǎn)之一。新模式融合農(nóng)機(jī)農(nóng)藝，較大幅度提高了周年機(jī)械作業(yè)率，具有一定的發(fā)展?jié)摿15-18]。了解和比較不同麥棉兩熟模式的經(jīng)濟(jì)效益、剖析成本投入，是判斷各種模式是否符合農(nóng)民植棉驅(qū)動(dòng)力和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的首要經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)角度和內(nèi)容，有利于引導(dǎo)棉農(nóng)科學(xué)選擇，優(yōu)化物質(zhì)投入，實(shí)現(xiàn)節(jié)本高效生產(chǎn)。以往的關(guān)于種植效益報(bào)道主要涉及一熟棉田或1～2種傳統(tǒng)模式棉花季的成本與效益比較，缺乏全面性、系統(tǒng)性的分析和論述[5-10,14-27]。

本文圍繞近10年麥棉兩熟試驗(yàn)資料及有關(guān)文獻(xiàn)，介紹并評(píng)述了不同麥棉種植模式的成本、效益及勞動(dòng)力效率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo),旨在為麥棉兩熟種植模式的合理規(guī)劃與科學(xué)決策提供依據(jù)。

一、麥棉兩熟制主要種植模式

麥棉種植模式是指一個(gè)生產(chǎn)周年中小麥和棉花在同一地塊組成不同時(shí)期和空間的復(fù)合系統(tǒng)[5]。主要包括2個(gè)層面，一是種植方式，包含作物種植時(shí)間與栽培管理方式。根據(jù)棉花播種時(shí)間可分為3種(表1)：(1)小麥春棉套作(春套)，播麥時(shí)小麥采用帶狀種植，預(yù)留棉行，棉花4月份在行中套播或移栽；(2)小麥早熟棉套作(夏套)；(3)麥?zhǔn)蘸竺藁ń硬绶N植(平播復(fù)種)[5-7]。二是作物配置方式，是指麥棉在一個(gè)種植帶的空間布局和配置比例。有預(yù)留行較寬的4-2式(一帶4行小麥，2行棉花)、3-2式、6-2式；也有小麥占地寬的6-1式、小3-1式；還有糧棉兼顧的4-1式、3-1式、2-1式(表1)。一個(gè)完整的麥棉種植模式須包括種植方式和配置方式，如春套6-2式、春套4-2式、夏套小3-1式/2-1式，平播復(fù)種可參照夏套或小麥單作模式進(jìn)行生產(chǎn)管理。

表1 幾種主要麥棉模式配置參數(shù)

兩熟中小麥和棉花單產(chǎn)低于單作種植，一般小麥減產(chǎn)10%～30%，棉花減產(chǎn)10%～40%[5-7]，減產(chǎn)幅度與種植模式密切相關(guān)。因此，結(jié)合作物品種特性、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、耕作習(xí)慣等方面，實(shí)施科學(xué)的麥棉模式配置十分重要，既能提高系統(tǒng)自然資源利用率，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)高效；又能方便簡化栽培，提高物質(zhì)效率和機(jī)械作業(yè)率，實(shí)現(xiàn)節(jié)本種植。

二、麥棉兩熟不同種植模式的產(chǎn)量變化

(一)近50年麥套棉作物產(chǎn)量變化

傳統(tǒng)的麥套春棉模式下，籽棉產(chǎn)量從上世紀(jì)60—70年代的2 463.0千克/公頃逐步提高到3 882.6千克/公頃，年增長方程為y1=66.89x-12 920(R2=0.884，N=14)；而小麥籽粒產(chǎn)量從2 624.1千克/公頃提高到6 158.0千克/公頃，年增長方程為y2=176.8x- 34 929(R2=0.652，N=14)。21世紀(jì)以來，由于小麥生產(chǎn)機(jī)械化程度逐步提高，小麥短季棉模式的預(yù)留行變窄，棉花夏播套作或連作，相當(dāng)于增加小麥播種面積。夏套時(shí)小麥產(chǎn)量明顯增加，較春套增產(chǎn)21.2%，當(dāng)前產(chǎn)量可達(dá)到7 109.1千克/公頃；然而因棉花進(jìn)地晚，產(chǎn)量較春套減少約16.1%[5-8,20-26](圖1)。

注：數(shù)據(jù)來源于中國棉花栽培學(xué)和中棉所農(nóng)場(chǎng)[5]。

(二)不同麥棉模式土地當(dāng)量比

土地當(dāng)量比(LER)是用來衡量間混作模式比單作產(chǎn)量或某種性狀是否具有優(yōu)勢(shì)的一項(xiàng)指標(biāo)。麥棉模式中以平播復(fù)種LER較高(表2)，為1.53～1.81，其中育苗移栽方式高于直播，在豫東南、蘇北等熱量較充足的區(qū)域可以采用；夏套LER為1.47～1.77；春套LER較低，為1.27～1.65[5-8,20-23]。

小麥的產(chǎn)量對(duì)周年LER的貢獻(xiàn)較大，可達(dá)到單作的61.9%～99.9%。因此兩熟中提高小麥產(chǎn)量是增加LER的主要途徑。一方面通過合理配置麥棉作物比例，提高小麥有效播種面積。預(yù)留行窄，有利于小麥增產(chǎn)，一旦大于60厘米，小麥會(huì)減產(chǎn)20%以上[5-8]；另一方面推行小麥增密技術(shù)，充分發(fā)揮小麥邊行效應(yīng)，使套作產(chǎn)量接近滿幅。兩熟棉花對(duì)LER貢獻(xiàn)率為54.0%～86.0%。要提高棉花對(duì)系統(tǒng)LER貢獻(xiàn)，須克服兩熟棉花因前茬遮蔭、低溫、水肥競(jìng)爭等不利因素造成的晚熟和遲發(fā)，采用早熟品種、合理密植和加強(qiáng)促早管理，提高內(nèi)圍鈴比例和改善作物熟性以減少產(chǎn)量損失。

表2 麥棉兩熟不同種植模式產(chǎn)量及土地當(dāng)量比

三、麥棉兩熟生產(chǎn)成本

麥棉兩熟中生產(chǎn)成本可分為物質(zhì)費(fèi)、人工費(fèi)和間接費(fèi)[19-20,23-31]。其中，物質(zhì)和人工直接作用周年生產(chǎn)過程，投入數(shù)量多少和費(fèi)用會(huì)影響作物產(chǎn)量與種植效益；而間接成本一般與產(chǎn)量關(guān)系不密切，各地標(biāo)準(zhǔn)不一，僅占總成本的5%以內(nèi)[19-20]，因此本文不納入成本計(jì)算。

(一)周年成本

周年物質(zhì)費(fèi)以春套模式最多(表3)，為11 373～11 528元/公頃，小麥占54.7%～65.5%。其次為夏套和平播，分別較春棉單作高出27.1%～28.9%、24.9%和23.6%，并與小麥-玉米模式(黃河流域主要農(nóng)作模式，簡稱麥玉)基本持平；不同配置方式之間，4-2式>3-1式=6-2式>2-1式。當(dāng)小麥占地比例大時(shí)，物質(zhì)費(fèi)增加。麥棉模式投入的用工量以春套模式最大，為263.9～271.4工日/公頃，分別高于夏套和復(fù)種模式約5.9%和9.0%。人工費(fèi)同樣以春套最大，為15 833～16 283元/公頃，其次是夏套和春棉單作，平播最少，但均高于麥玉模式。主要是棉花生長季用工多，約占總?cè)斯べM(fèi)的80.2%～83.3%，而玉米人工費(fèi)僅占64.9%。因此，降低各模式用工成本的重點(diǎn)在于降低兩熟棉花季的人工費(fèi)。

表3 黃河流域棉區(qū)主要種植模式的周年主產(chǎn)品產(chǎn)值-成本-純收益比較(2014—2018年)

(二)不同麥棉模式物質(zhì)投入成本

1.物質(zhì)投入的季節(jié)差異比較。小麥季高于棉花季，占全部費(fèi)用的45.8%～60.6%，主要是小麥基施肥料、播麥整地和灌溉等費(fèi)用；棉花的物質(zhì)費(fèi)多發(fā)生在2個(gè)階段，一是棉花播種期，占總物質(zhì)費(fèi)的14.8%～17.7%，主要是種子和灌溉支出；二是花鈴期，占總物質(zhì)的12.6%～13.9%，主要為花鈴肥和機(jī)械費(fèi)用(表4)。

表4 麥棉模式物質(zhì)和人工費(fèi)在各管理階段的分配比例 %

2.物質(zhì)成本的投入差異。進(jìn)一步比較本區(qū)域冀、魯、豫3省兩熟棉花各物質(zhì)投入組成[27-28]，兩熟棉花季總物質(zhì)費(fèi)為5 420～6 948元/公頃；各地均以肥料投入比例最大(圖2)，占總物質(zhì)費(fèi)用的39.5%，其次為機(jī)械(13.6%～17.1%)、農(nóng)藥(12.3%～16.8%)、種子費(fèi)(11.9%～13.2%)和排灌費(fèi)(6.7%～8.9%)，其他物質(zhì)費(fèi)用不足2.5%。根據(jù)中棉所農(nóng)場(chǎng)資料(圖2d)，各物質(zhì)費(fèi)用比例與3省基本一致，但比重份額有所變化，肥料仍占第一位，占比下降到28.2%；種子和機(jī)械費(fèi)明顯上升，分占20.1%和18.4%，說明農(nóng)場(chǎng)型物質(zhì)投入雖以肥料為主，但注重良種、機(jī)械化和排灌的投入，且總物質(zhì)費(fèi)較個(gè)體經(jīng)營者明顯增加，增31.9%，其中機(jī)械費(fèi)增537～915元/公頃，排灌費(fèi)增397～715元/公頃，占比分別提高0.6%和5.3%。

注：資料來源，a、b、c圖分別為《全國農(nóng)產(chǎn)品投入與資料匯編》，d為2014-2018年中棉所農(nóng)場(chǎng)資料。

(三)不同麥棉模式人工投入成本

1.小麥季和麥棉共生期人工成本。不同麥棉模式小麥季人工成本占用比例占全年總?cè)斯さ?9.8%以內(nèi)，以平播>夏套>春套(表4)，套作方式下，麥棉共生期人工成本春套>夏套，高出0.4個(gè)百分點(diǎn)。小麥季是相對(duì)省工的時(shí)期，較棉花用工少3～4倍。

2.棉花各階段人工費(fèi)比例。兩熟人工費(fèi)以棉花苗期和收獲期居多，分別占總?cè)斯べM(fèi)的36.8%～38.0%和23.9%～27.7%，苗期主要是進(jìn)行定苗補(bǔ)苗、病蟲草防治和滅茬等兩熟苗期管理，模式間比較，夏套>春套>平播；收獲期主要是棉花采摘費(fèi)，模式間比較，春套>夏套>平播?？梢娒藁úシN和收獲是人工投入最多的兩個(gè)環(huán)節(jié)，開展棉花高效播種保全苗、集中成熟吐絮及機(jī)械化采收的研究，可以大幅度降低棉花生產(chǎn)管理的人工成本(表4)。

四、麥棉不同模式周年經(jīng)濟(jì)效益分析

(一)周年產(chǎn)值和收益

全年產(chǎn)值以夏套小3-1式最高(表3)，為44 449元/公頃，其中棉花作物貢獻(xiàn)較大，為總產(chǎn)值的55.9%，較平播復(fù)種、單作春棉和麥玉模式分別高出19.7%、18.8%和26.3%；春套4-2式產(chǎn)值其次。因棉花價(jià)格高，麥棉模式總產(chǎn)值明顯高于小麥-玉米，最多可高出18.8%。棉花和玉米的價(jià)格比會(huì)直接影響麥棉、麥玉的周年產(chǎn)值差。因此，提高麥棉兩熟模式產(chǎn)值的途徑之一是合理地調(diào)節(jié)棉花與小麥的種植占地比例，特別是根據(jù)糧棉價(jià)格比，提高相對(duì)價(jià)格較優(yōu)的作物比例，從而實(shí)現(xiàn)周年產(chǎn)值增加。

麥棉模式周年收益以夏套小3-1式最高，為18 091元/公頃(表4)，其中棉花占44.9%；其次為春套4-2式，棉花占62.9%；這兩種模式純收益均高于當(dāng)?shù)氐柠溣衲Ｊ?。兩熟中春套、夏套和平播模式的純收益分別較春棉一熟高36.9%～58.9%、55.9%～76.6%和11.0%。兩熟麥棉周年總收益(y3)與夏季作物的效益比例(x)存在顯著的二次項(xiàng)關(guān)系(y3=-2.749x2+288.1x+8 681.0，R2=0.808 1)，當(dāng)夏季作物效益占52.4%時(shí)，麥棉兩熟的周年總收益可達(dá)最大值。

(二)勞動(dòng)生產(chǎn)率和物質(zhì)生產(chǎn)率比較

勞動(dòng)工生產(chǎn)產(chǎn)量。單位勞動(dòng)工(工日)生產(chǎn)小麥產(chǎn)量，以春套3-1式最高(表4)，為165.8千克/工日，其次為夏套小3-1式，高于麥玉模式；生產(chǎn)的棉花以小2-1式最高，為18.5千克/工日，高出春套5.4%～21.3%。

勞動(dòng)力生產(chǎn)效益。周年效益以夏套小3-1最高，為71.5元/工日，其次為夏套小2-1式和春套4-2式。這3種模式分別較春棉一熟高53.9%、35.9%和29.1%，但明顯低于小麥-玉米模式，分別低36.3%、43.8%和46.6%。

物質(zhì)生產(chǎn)產(chǎn)量和效益。麥棉兩熟每投入1元物質(zhì)可生產(chǎn)小麥0.89～1.19千克，棉花0.58～0.85千克。從小麥季看，以小3-1式較好，分別較2-1式、4-2式高24.2%、22.3%；從棉花看，夏套小2-1式較高，分別較春套4-2式和平播復(fù)種高0.06千克/元和0.32千克/元。同時(shí)，每1元物質(zhì)產(chǎn)生的周年效益以夏套3-1式最高,為1.62元/元,其次為夏套小2-1式和春套4-2式，均高于小麥-玉米模式和春套6-2式。物質(zhì)生產(chǎn)效益與作物產(chǎn)量高度相關(guān)(R2=0.958 7)，物質(zhì)生產(chǎn)率高的模式作物產(chǎn)量高。增加周年收益必須要優(yōu)化麥棉兩熟各模式的物質(zhì)投入。

表5 麥棉5種種植模式周年收益、物質(zhì)生產(chǎn)率和勞動(dòng)生產(chǎn)率比較

(三)不同麥棉種植模式經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)綜合分析

基于5種麥棉模式的8項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的綜合比較(圖3)。兩熟周年收益與物質(zhì)投入生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率有較好的相關(guān)性(R2分別為0.997 7和0.974 1)。棉花和小麥的收益在模式間波動(dòng)性均較大，周年投入5種不同模式相對(duì)值差異不大，說明優(yōu)化投入顯得尤為重要。綜合考慮，夏套3-1式中兩季作物產(chǎn)值較高，投入合理，物質(zhì)成本生產(chǎn)率和總收益均較高，可作為重點(diǎn)模式進(jìn)行推廣。

圖3 不同麥棉模式周年有關(guān)成本效益的主要參數(shù)雷達(dá)圖比較

五、提高麥棉兩熟經(jīng)濟(jì)效益的對(duì)策建議

麥棉兩熟種植符合現(xiàn)階段我國人多地少的國情和農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，當(dāng)前麥棉兩熟制仍處于過渡時(shí)期，現(xiàn)有的各種種植模式在未來一定時(shí)期會(huì)長期并存。由于小麥已基本實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化管理，因此新麥棉模式必須在適應(yīng)小麥機(jī)械化管理下，進(jìn)行棉花機(jī)采農(nóng)藝融合，提高周年勞動(dòng)力和物質(zhì)生產(chǎn)率[5-9]。另外，兩熟棉花的增產(chǎn)提質(zhì)是永恒的主題。所以，發(fā)展麥棉兩熟制要合理平衡小麥和棉花，兼顧作物產(chǎn)投需求，制定合理的生產(chǎn)目標(biāo)和作物布局，優(yōu)化投入，簡化管理，提高麥棉生產(chǎn)系統(tǒng)的整體效益，以保持麥棉模式較強(qiáng)的競(jìng)爭力和較高的種植效益[5-9,29-32]。建議如下：

(一)綜合運(yùn)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)麥棉雙增產(chǎn)

首先，明確產(chǎn)出目標(biāo)，科學(xué)布局，因地制宜選用優(yōu)良品種和配置方式，充分利用自然資源，發(fā)揮光溫生產(chǎn)潛力，提高作物產(chǎn)量。確定主導(dǎo)作物，若以棉為主，則優(yōu)先選用春套模式，如大3-1式或4-2式，預(yù)留行應(yīng)大于60 cm以上，進(jìn)一步融合農(nóng)機(jī)農(nóng)藝，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效，棉花品種豐產(chǎn)性好，具有前期穩(wěn)健，中期發(fā)棵快，后期早熟等性狀；以麥為主，則用窄行套作或復(fù)種模式，如小3-1式或6-1式，棉花以偏早熟為主；麥棉兼顧則以適合簡化管理的小3-1式。

其次，運(yùn)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)，開展作物調(diào)控、耕作優(yōu)化和地力提升等多技術(shù)和措施的同步增產(chǎn)[5,17-20]，發(fā)揮從品種到技術(shù)到物質(zhì)的集成創(chuàng)新。抓好關(guān)鍵期管理。一是共生期的棉花以壯苗、穩(wěn)長發(fā)根為主；二是麥?zhǔn)蘸竺藁ㄒ源侔l(fā)棵、快提苗等促早栽培為主。小麥實(shí)行全程機(jī)械化，選用大穗、矮稈、后期成熟快的品種，技術(shù)以增密抓主穗為主[5-9,15-20]。

(二)優(yōu)化成本投入，提高物質(zhì)效率和用工效率

麥棉兩熟物質(zhì)成本中肥料所占比例高，尤其是化肥用量較大，且氮、磷、鉀比例不合理[5,15-20]。生產(chǎn)中可充分利用棉花和小麥根系形態(tài)的差異，通過合理施肥，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分科學(xué)配比、互補(bǔ)吸收；增施有機(jī)肥，提高氮肥利用效率。合理使用化學(xué)調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)棉花塑型、早熟和集中成熟。此外，利用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉新設(shè)備新技術(shù)，也可增產(chǎn)節(jié)本，提高單位物質(zhì)成本生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)兩熟節(jié)本增效[5-9,15-25]。

兩熟棉花“一種一收”用工量較大。因此，在生產(chǎn)中進(jìn)一步提升精量播種技術(shù)，提高出苗質(zhì)量；簡化栽培技術(shù)，成熟期應(yīng)做好催熟，促進(jìn)集中吐絮，提高采收效率，或推行機(jī)采棉，大大減少采收用工[5-9]，是降成本保效益的重要措施。此外，還要加強(qiáng)人員技能培訓(xùn)，提高工人技術(shù)水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

(三)提升產(chǎn)值，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)

兩熟制中棉花的產(chǎn)值略高，密切關(guān)注國內(nèi)外棉花市場(chǎng)與價(jià)格，做好采后保值，實(shí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。當(dāng)前棉價(jià)尚在低谷徘徊，麥棉產(chǎn)值還會(huì)有上升空間。另外，棉花/玉米價(jià)格比，棉/肥價(jià)格比和當(dāng)?shù)赜霉r(jià)格也會(huì)不同程度影響麥棉種植效益[5,19-20]。而且棉花作為商品，相對(duì)糧食和蔬菜具有較長儲(chǔ)藏期，有條件者可合理收儲(chǔ)，在價(jià)格最優(yōu)時(shí)再出售以獲得較高的收益。

(四)轉(zhuǎn)變種植觀念，提升種植模式的外延價(jià)值

一方面結(jié)合新時(shí)代新農(nóng)村發(fā)展，構(gòu)建麥棉兩熟種植模式規(guī)?；F(xiàn)代經(jīng)營體，利用規(guī)?；?jīng)營實(shí)現(xiàn)節(jié)本增收增效；另一方面利用鄉(xiāng)村振興和國家糧食政策，開展農(nóng)田綜合能力建設(shè)，將單一棉區(qū)或糧食種植變?yōu)閼?zhàn)略性的糧棉組合農(nóng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)藏糧于棉，富棉及糧[15-25,32-34]。還可結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣桶l(fā)展，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品商業(yè)化品牌，例如建立專用棉、特色麥等雙商品多元化農(nóng)產(chǎn)品種類，建立糧棉區(qū)域典型示范園，形成商業(yè)性種植模式，打造商品與品牌服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的增產(chǎn)增效,進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。