東北稻區(qū)有機和稻蟹種植模式經(jīng)濟(jì)效益分析

壽麗娜, 張智才, 陳淑峰,吳文良

(1.邢臺市環(huán)境科學(xué)研究院,河北 邢臺 054000; 2.北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院, 北京 100037;3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,北京 100193)

水稻是我國的主要糧食作物，種植面積約占全世界的18.8%，全國65%的人口以大米為主食[1]。隨著人民生活水平的提高，資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)觀念的深入人心，水稻生產(chǎn)者在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時，越來越重視用生態(tài)種植模式培育水稻以提高農(nóng)業(yè)資源的利用效率，提升稻米的品質(zhì)[2]。近年來，全國各地水稻生態(tài)種植模式發(fā)展迅速，其中以科學(xué)施肥、稻田復(fù)合生態(tài)、有機等種植模式最具典型性[3～5]。

東北地區(qū)是我國重要的水稻種植區(qū)，2011年東北三省水稻種植面積和產(chǎn)量分別達(dá)到494萬 hm2和3 427萬 t，較上一年分別增加11.47%和15.67%。其中粳稻種植面積占全國的46%、產(chǎn)量占50%以上[6]。稻蟹復(fù)合生態(tài)模式在東北地區(qū)頗具典型性，僅遼寧省稻蟹種養(yǎng)面積已經(jīng)發(fā)展到80 000～100 000 hm2[7]。另一方面，我國有機水稻的生產(chǎn)面積已達(dá)到3.4萬 hm2左右, 每年可產(chǎn)稻谷20萬～22萬 t。尤其在東北的大型農(nóng)場中，有機水稻種植面積已占據(jù)很大的比例[11]。

國內(nèi)圍繞稻田經(jīng)濟(jì)效益評價開展的研究并不少見，尤其是針對復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[9～13]、有機水稻種植模式[3, 14]、科學(xué)施肥[5,15～18]、新型肥料研發(fā)[19]等。但是這些研究多數(shù)以南方地區(qū)的稻田為研究對象，Xie 等[20]經(jīng)過6 a的試驗研究，揭示了在浙江青田延續(xù)了1 200 a的傳統(tǒng)生態(tài)水稻種植模式中主要構(gòu)建的“稻魚共生系統(tǒng)”內(nèi)在重要生態(tài)學(xué)機制是物種間的正相互作用及資源的互補利用，生產(chǎn)實踐表明相比單一水稻種植模式，該種植模式減少68%的農(nóng)藥和24%的化肥投入，仍可以保證糧食產(chǎn)量，有效的保護(hù)了環(huán)境，證明了生態(tài)水稻種植模式具有較高的生態(tài)價值，但對于其經(jīng)濟(jì)效益未作詳細(xì)闡述。由于南北氣候的差異，生產(chǎn)模式和生產(chǎn)資料的不盡相同，這些評價對于指導(dǎo)東北地區(qū)不同水稻生態(tài)種植的市場適應(yīng)性意義有限，因此系統(tǒng)性的評估東北典型稻區(qū)的不同水稻生態(tài)種植模式，對于加快水稻生態(tài)種植模式的推廣具有重要意義。

研究選擇東北典型水稻種植區(qū)盤錦市為試驗區(qū)，針對有機水稻、稻蟹模式、減量施肥模式進(jìn)行系統(tǒng)研究，著力評價不同水稻生態(tài)種植模式的經(jīng)濟(jì)效益，以期為上述種植模式的市場適應(yīng)性提供科學(xué)指導(dǎo)性建議。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗區(qū)選擇位于東北地區(qū)水稻重要種植區(qū)、遼河下游平原的遼寧省盤錦市。試驗點布設(shè)在盤錦市的水稻種植大戶鼎翔農(nóng)工建集團(tuán)有限公司農(nóng)場。試驗點土壤為黏質(zhì)鹽漬型水稻土， 耕層有機質(zhì)含量23.89 g·kg-1，全氮1.24 g·kg-1，堿解氮107.48 mg·kg-1，有效磷16.86 mg·kg-1，有效鉀289.22 mg·kg-1，全鹽2.42 g·kg-1，陽離子交換量21.42 cmol·kg-1，pH 7.9，地下水埋深為0～1 m。

1.2 試驗材料

水稻品種為“鹽豐47號”；供試肥料為有機肥(含有機質(zhì)24.02%，含N 2.39%，含P2O51.24%，含K2O 1.57%)，尿素(含N 46%)，復(fù)合肥(含N 26%，含P 12%，含K 10%)；試驗蟹種為中華絨螯蟹。

1.3 試驗設(shè)計

試驗田采用隨機區(qū)組設(shè)計，以田埂為界分為15個小區(qū)， 埂寬40 cm、高30 cm， 田埂之間設(shè)置50 cm保護(hù)行，每小區(qū)面積為100 m2(10 m ×10 m) 。設(shè)5個處理，分別為對照處理(Control, CK)；常規(guī)處理(Conventional Management, CM)；稻蟹處理(Rice-crab management，CR)；有機處理(Organic management，OR)；減量施肥處理(Reduced fertilizer management，RF)，每個處理3次重復(fù)。對照處理在水稻生長季內(nèi)不施肥，其它田間管理與常規(guī)和減量施肥處理相同。常規(guī)、稻蟹處理施肥量一致為每年441 kg N·hm-2，149 kg P2O5·hm-2，125 kg K2O·hm-2；減量施肥處理施肥量為301 kg N·hm-2，101 kg P2O5·hm-2，84 kg K2O·hm-2；有機處理2011年施肥量為239 kg N·hm-2，127 kg P2O5·hm-2，124 kg K2O·hm-2，2012年施肥量為119 kg N·hm-2，62 kg P2O5·hm-2，78 kg K2O·hm-2。

1.4 田間管理記錄

試驗期間，2011年，5月24日插秧，10月10日收獲；2012年5月20日插秧，10月14日收獲。插秧密度為7.5萬 株·hm-2，收獲以人工方式收割，每小區(qū)取2 m×2 m面積植株樣品，用小型脫粒機脫粒后，晾曬干，測得籽粒含水量約為13.7%。將脫粒后的稻谷稱重測產(chǎn)。兩季水稻分別于2011年5月14日和2012年5月10日插秧前，對稻田進(jìn)行劃區(qū)整地。整地同時，有機處理每試驗小區(qū)施入有機肥，在水稻返青期追施1次有機肥。常規(guī)處理、稻蟹處理及減量施肥處理在泡田后施入復(fù)合肥。上述3個處理每年在水稻生長期間追肥2次：在水稻返青期追施1次復(fù)合肥，7月中下旬追施1次尿素。具體施肥日期、種類及施肥量見表1。

各處理灌水量一致。每次灌水均用水表計量，每個小區(qū)灌水量約為5 m3，折合水深5 cm。2011年在整個水稻生育期灌水15次，灌水日期分別為：5月25日、6月1日、6月11日、6月7日、6月11日、6月16日、6月21日、7月12日、7月19日、7月25日、8月1日、8月11日、8月21日、9月1日、9月11日；2012年灌水14次，灌水日期分別為：5月20日、5月29日、6月11日、6月21日、6月30日、7月6日、7月17日、7月25日、8月1日、8月9日、8月17日、8月27日、9月3日、9月13日。

分別于2011年5月28日和2012年5月24日在每個稻蟹處理的小區(qū)放入60只中華絨螯蟹(每只約20 g)。此后，每2周投放1次螃蟹飼料，每次約1.5 kg。在各小區(qū)四周設(shè)置高30 cm的塑料布圍欄，防止螃蟹爬出。水稻生育期內(nèi)，不施用農(nóng)藥進(jìn)行除草、除蟲，其他田間管理與常規(guī)處理類似。

常規(guī)、優(yōu)化、空白3個處理采用常規(guī)化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲草害，施用情況相似：水稻播種前，用多菌靈500倍液浸種3～4 d消毒殺菌，預(yù)防稻瘟病。整地泡田后，在插秧前1周左右，做插前封閉。分別于2011年5月18日和2012年5月12日，施除草劑丁草胺，每公頃22.5 L，用小型農(nóng)藥噴霧器人工噴施。插秧后10 d，分別于2011年6月4日和2012年5月30日做除草補救，施除草劑芐嘧磺隆，每公頃藥量600 g，配施丁草胺，每公頃1.5 L，用農(nóng)藥噴霧器人工噴施。2011年7月22日和2012年7月18日，人工噴施井岡霉素1 000倍液至水稻莖稈下部，防治水稻紋枯病。2011年8月12日和2012年8月10日，每公頃3 L敵敵畏乳液，用人工噴施到水稻基部，防治稻瘟病。

稻蟹處理采用與有機處理類似的病蟲害防治管理方式：于2011年6月5日水稻分蘗期人工單獨噴施生物農(nóng)藥苦參堿500倍液，7月28日抽穗期人工單獨噴施生物農(nóng)藥小檗堿500倍液，另外分別于7月12日拔節(jié)期、8月4日揚花期2次配施苦參堿500倍液和小檗堿500倍液；2012年分別于6月4日、7月13日、7月23日、8月8日在相同的水稻生育期人工施用相同種類、相同劑量的生物農(nóng)藥，用以防治紋枯病、二化螟、稻縱卷葉螟、稻水象甲、稻飛虱等稻類病蟲害。試驗期間，分別于2011年6月14日和6月29日、2012年6月10日和6月25日以每年兩次的方式進(jìn)行除草管理。除草采用人工拔草。

上述農(nóng)事活動，每次都記錄人工開支。

1.5 生產(chǎn)資料價格收集

化肥、農(nóng)藥、有機肥、蟹苗、飼料及養(yǎng)蟹圍欄的價格均由在盤錦市盤山縣農(nóng)資市場調(diào)研收集獲得；稻苗、人工、水電費等生產(chǎn)資料的價格依據(jù)盤錦鼎翔農(nóng)場管理人員提供的信息確定，詳見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理生產(chǎn)成本分析

在2011年至2012年試驗期間，價格發(fā)生變化的生產(chǎn)資料涉及16種(表2)，主要涉及肥料類、農(nóng)藥類和養(yǎng)蟹生產(chǎn)資料(表2)。其中肥料類的3種肥料的價格均發(fā)生了變化，復(fù)合肥和尿素價格上漲，而有機肥的價格略有下降。常規(guī)處理、稻蟹處理、優(yōu)化處理的施肥量沒有變化，因此2012年肥料的實際成本投入較上一年有所增加；由于2012年調(diào)整了有機肥處理的有機肥的投入量，比2011年少施一半有機肥，且購買價格穩(wěn)中有降，使得2012年該處理的肥料成本投入有大幅下降。各處理中肥料的成本投入占的總成本投入比重最高的是2011年的有機處理達(dá)到31.5%，除空白對照外，肥料成本投入比重最低的是2012年的稻蟹處理為10.9%；綜合2年的研究結(jié)果，除了2011年的有機水稻處理外，試驗期間其它各處理間，以稻蟹模式的肥料成本投入占總成本投入比重最低，而常規(guī)水稻處理最高。

農(nóng)藥類中價格上漲的有6種，在用藥量不變的情況下各處理2012年比2011年農(nóng)藥投入資金均有所增加。相對肥料成本所占總成本投入比重，農(nóng)藥類成本在各處理中占總成本投入比重都不高。2季水稻種植期間，各處理中有機水稻處理的農(nóng)藥成本占總投入比重均為最高，以2012年占總投入比重最高，達(dá)10.5%。

2011年至2012年間，普通水稻秧苗和有機水稻秧苗的價格均沒有發(fā)生變化，有機水稻秧苗的價格比普通水秧苗高225 元·hm-2。各處理中秧苗成本占總投入最高的為優(yōu)化施肥模式，2年均在5.9%左右。灌溉的水電費單價2年間沒有明顯變化，但是由于2012年比2011年少灌溉一次，所以2012年各處理由于灌溉產(chǎn)生的水電費均下降6.7%。稻蟹模式處理投入的養(yǎng)蟹生產(chǎn)資料成本占總投入的比重很大。稻蟹處理中養(yǎng)蟹所需的蟹苗、養(yǎng)蟹圍欄和螃蟹飼料，2012年的價格均較2011年有所上漲，三者合計漲幅達(dá)到12.3%，占稻蟹模式總投入也由2011年的30.4%上漲到2012年的33.0%(表3)。

在試驗期間各處理人工費單價沒有變化，但是由于2012年減少了1次灌溉，導(dǎo)致2012年灌溉人工費有所降低。各處理中以稻蟹模式的人工費最高，2年均在18 000 元·hm-2左右，這是由于雇人喂養(yǎng)螃蟹、察看圍欄和除草產(chǎn)生的，在試驗期間每年需要喂養(yǎng)螃蟹15次，每次需要人工費375 元·hm-2，除草2次需人工費3 000 元·hm-2，2011年和2012年稻蟹模式投入的人工費占總投入的比重分別為47.4%和45.4%。有機水稻模式的人工開支在所有處理中僅次于稻蟹模式，每公頃在12 750 元左右，這也是因為有機水稻除草須要以人工方式進(jìn)行引起的，2011年和2012年這部分投入占總投入的比重分別為51.1%和60.9%。常規(guī)處理和優(yōu)化施肥投入人工費一致，2011年和2012年分別為9 375 元·hm-2和9 225 元·hm-2。2011年和2012年常規(guī)模式人工費開支占總投入的比重分別為56.9%和55.9%，優(yōu)化施肥模式分別為62.0%和61.1%。由此可見，各處理中人工開支占總投入的比重最大，因此合理控制人工開支對于收益與否有較大影響(表3)。

2 a試驗期間，各處理總投入的平均值，以稻蟹模式的最高為38 654 元·hm-2，是常規(guī)模式的2.3倍；其次為有機水稻23 087 元·hm-2，是常規(guī)處理1.5倍；除空白對照外，優(yōu)化施肥的最低為15 167 元·hm-2，是常規(guī)模式的91.6%。由此可以看出，稻蟹模式的投入很高，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)模式也相當(dāng)于有機水稻的1.7倍，因此如果經(jīng)營一定規(guī)模的稻蟹種植模式，在前期必須具備一定的資本積累，同時也面臨承擔(dān)較高的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險。

2.2 各處理經(jīng)濟(jì)效益分析

螃蟹、普通稻谷和有機稻谷收購價格根據(jù)2011年10月和2012年10月當(dāng)?shù)貙嶋H收購價格確定(表 4)。在2011年到2012年試驗期間，各處理中以常規(guī)模式2年的平均糧食產(chǎn)量最高為9 466 kg·hm-2，顯著高于優(yōu)化施肥處理和有機處理(p<0.05)，分別比后兩者高11.0%和38.1%，但是與稻蟹模式無顯著差異(p<0.05)。稻蟹處理與優(yōu)化處理無顯著差異(p<0.05)，但是顯著高于有機處理(p<0.05)。在施肥量和常規(guī)模式一致的情況下，稻蟹模式糧食產(chǎn)量比常規(guī)處理略低可能是因為稻田的病蟲害控制的不理想，有機水稻同樣也面臨這個問題，試驗證明在2 a的水稻生長季內(nèi)稻蟹模式和有機水稻均存在一定程度的病蟲害。稻蟹處理在2011年和2012年獲得的螃蟹產(chǎn)量相差不大，分別為377 kg·hm-2和403 kg·hm-2。需要特別說明的是2012年常規(guī)處理、稻蟹處理、優(yōu)化處理、有機處理的糧食產(chǎn)量均低于2011年，這可能是因為2012年的水肥不合理的供給搭配導(dǎo)致的，尤其是施肥之后幾次大的降水，直接導(dǎo)致了稻田養(yǎng)分的流失。除空白對照外，優(yōu)化施肥產(chǎn)量下降最大，這可能是因為持續(xù)降低的肥料施用量，減少了農(nóng)田養(yǎng)分的供給，最終導(dǎo)致了糧食產(chǎn)量大幅下降(表4)。

表4 各處理產(chǎn)出核算

各處理中2年的平均產(chǎn)值最高的是稻蟹模式為56 074 元·hm-2，比常規(guī)模式高約2.0倍，其中大米的產(chǎn)值為26 663 元·hm-2，螃蟹的產(chǎn)值為29 411 元·hm-2，螃蟹的產(chǎn)值在稻蟹模式的總產(chǎn)值中所占的比重很高；有機處理僅次于稻蟹模式，比常規(guī)模式高1.6倍，這主要是因為有機稻谷的收購價格超過常規(guī)水稻的2倍多，如果有機稻谷的收購價格與常規(guī)水稻相同則產(chǎn)值僅有后者的72.4%，可見有機稻谷的產(chǎn)值優(yōu)勢體現(xiàn)在其較高的品質(zhì)上；優(yōu)化施肥比常規(guī)模式低了10.3%。

2012年常規(guī)模式種植的水稻在糧食產(chǎn)量略有下降的條件下，凈產(chǎn)值高于2011年，這主要是因為2012年稻谷收購價格上漲的導(dǎo)致的。而稻蟹處理的2012年凈產(chǎn)值略有降低，這是因為糧食產(chǎn)量略低和螃蟹價格下降導(dǎo)致的。優(yōu)化施肥處理2012年的凈產(chǎn)值低于2011年，是因為糧食產(chǎn)量大幅下降。2012年有機水稻處理在糧食產(chǎn)量和有機稻谷價格下降的情況下，還取得較好的凈產(chǎn)值，主要是因為有機肥施用量的降低導(dǎo)致成本下降造成的(圖1)。

圖1 各處理凈產(chǎn)值

從各處理2年的凈產(chǎn)值來看，最高的是有機水稻處理，為22 508元·hm-2，是常規(guī)模式的2.0倍；其次為稻蟹模式17 420 元·hm-2，是常規(guī)模式的1.5倍；而優(yōu)化施肥模式的最低為9 958元·hm-2，比常規(guī)模式低了12.7%(圖1)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

筆者研究希望通過農(nóng)田試驗來準(zhǔn)確的反映各種植模式的經(jīng)濟(jì)效益，但是由此也帶來一系列的問題。首先，由于采用的是小區(qū)試驗，各處理不適宜機器整地和機器插秧，因此在筆者研究中插秧和整地全部采用人工方式進(jìn)行，由此導(dǎo)致生產(chǎn)成本高出機器耕作約450元·hm-2。其次，試驗是在鼎翔集團(tuán)農(nóng)場內(nèi)進(jìn)行，生產(chǎn)使用的稻苗、人工、灌溉水電費等都是以農(nóng)場報價為準(zhǔn)，和市場實際價格存在一定的出入。最后，由于小區(qū)面積較小，稻蟹處理存在螃蟹翻越圍欄的現(xiàn)象，這也導(dǎo)致了最終獲得的螃蟹產(chǎn)量略低于大面積養(yǎng)殖。綜合上述因素來看，研究估算的經(jīng)濟(jì)效益還是相對保守的。

在估算有機水稻的經(jīng)濟(jì)效益中，本研究收集到的有機稻谷收購價格是經(jīng)過有機認(rèn)證的稻谷價格，但是由于不同認(rèn)證公司認(rèn)證費用不一致，故研究未把有機水稻認(rèn)證費計算在生產(chǎn)成本內(nèi)，如果生產(chǎn)成本包含有機認(rèn)證費用的話，有機水稻模式的經(jīng)濟(jì)效益將進(jìn)一步減少。此外，隨著有機水稻種植面積近幾年的不斷擴(kuò)大，有機水稻也從新生事物變成尋常事物，隨著有機水稻種植技術(shù)的不斷進(jìn)步，有機水稻的產(chǎn)量必然提高，因此未來有機水稻價格下降是個大趨勢，本研究估算的有機水稻經(jīng)濟(jì)效益具有強烈的時間局限性。

稻蟹模式由于最大限度的運用了稻田的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律，提高了農(nóng)業(yè)資源的利用效率，如稻田螃蟹可以食用稻田中的雜草以及害蟲，且螃蟹對化學(xué)農(nóng)藥敏感性很強，為保證螃蟹的成活率，在本研究中稻蟹模式?jīng)]有采用傳統(tǒng)農(nóng)藥，稻蟹模式獲得的稻谷品質(zhì)高于常規(guī)種植模式，但是由于缺乏相關(guān)認(rèn)證，在盤錦當(dāng)?shù)厥袌龅拘纺Ｊ椒N植的水稻價格和常規(guī)模式幾乎同價出售，這也在一定程度上人為低估了稻蟹模式的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 結(jié)論

(1)經(jīng)過2 a試驗證實，稻蟹模式的生產(chǎn)成本最高為38 654元·hm-2，為常規(guī)模式的2.3倍；其次為有機水稻23 087元·hm-2，為常規(guī)處理1.4倍。各處理中人工開支占總投入的比重最大。

(2)各處理中，常規(guī)模式的平均糧食產(chǎn)量最高為9 466 kg·hm-2，顯著高于優(yōu)化施肥處理和有機處理，分別比后兩者高11.0%和38.1%，但是與稻蟹模式的無顯著差異。各處理中平均產(chǎn)值最高的是稻蟹模式為56 074元·hm-2，比常規(guī)模式高約2.0倍；有機處理僅次于稻蟹模式，比常規(guī)模式高1.6倍。

(3)從各處理2年獲得的平均經(jīng)濟(jì)效益來看，經(jīng)濟(jì)效益最高的是有機水稻處理，為22 508元·hm-2，是常規(guī)模式的2.0倍；其次為稻蟹模式17 420元·hm-2，是常規(guī)模式的1.5倍。有機水稻及稻蟹模式都是當(dāng)?shù)鼐哂薪?jīng)濟(jì)推廣價值的水稻種植模式。