吉林省西部半干旱區(qū)保護性耕作發(fā)展SWOT分析與建議

趙國祥

（前郭灌區(qū)農(nóng)墾管理局，吉林松原 138000）

1 區(qū)域氣候資源特征與玉米種植方式

1.1 吉林省西部氣候條件與變化特征

吉林省西部（地處43° 16′～46° 18′ N、121°38′～127°45′E）位于松嫩平原西南端，行政區(qū)劃上包括前郭、鎮(zhèn)賚、大安等20 個縣（市），土地總面積和耕地面積分別為468.5 萬公頃和190.0 萬公頃，分別占吉林省土地總面積的24.5%、耕地總面積的38.1%，是我國北方脆弱帶的一部分，也是吉林省生態(tài)環(huán)境最脆弱、破壞最嚴重的地區(qū)［1］。吉林省西部位于我國溫帶半濕潤與半干旱的過渡地帶，降水分布呈現(xiàn)時空分布不均的特點，年降水量在200～600 mm，主要集中在6—9 月，春季干旱少雨，屬于典型的溫帶大陸性氣候［2］。雖然該區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源分布不均、生態(tài)環(huán)境相對脆弱，但在吉林省糧食生產(chǎn)中占有十分重要的地位，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

就區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展來看，在全球氣候變化背景下，季節(jié)性干旱少雨是限制吉林省西部農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙。分析中華人民共和國成立以來的氣象資料發(fā)現(xiàn)，吉林省西部干旱概率為68.4%～90.3%，素有“十年九旱”之說［3］；1980—2018 年，該區(qū)域平均氣溫由3.8 ℃增加至6.1 ℃，平均降雨量呈降低趨勢；而1961—2015 年，初霜日平均每10 年推遲1.3 d，出現(xiàn)區(qū)域氣溫升高明顯、降水量較少、日照時間增多，即干旱化進一步發(fā)展的變化特征［4］。4—9 月，吉林省西部農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中干旱發(fā)生頻率見圖1，每年4—5 月的播種季及8—9 月的玉米灌漿成熟期是干旱高發(fā)期，給區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。此外，區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍以旱作雨養(yǎng)為主，85%以上的旱田主要依靠自然降水，干旱缺水一直影響著區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形勢，是該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大威脅。

圖1 4—9 月吉林省西部農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中干旱發(fā)生頻率

1.2 區(qū)域種植制度演變歷程

目前，吉林省西部是我國優(yōu)質(zhì)玉米、水稻、大豆及高粱等的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)［5］，其中玉米是該區(qū)域的主要糧食作物，種植面積超過60%。水資源短缺始終是制約該區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要問題。在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為提高農(nóng)作物生產(chǎn)效率，除了發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉水利工程外，有效利用和節(jié)約水資源也是該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重中之重。為此，結合當?shù)貙嶋H，相關研究人員總結和發(fā)展出一些實用抗旱栽培技術，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了積極作用。

吉林省西部玉米種植制度演變發(fā)展歷程見圖2。從區(qū)域玉米種植方式演變發(fā)展歷程來看，2000 年以前基本以傳統(tǒng)壟作為主，不同地區(qū)實現(xiàn)方式多樣，其中以三犁串打壟為典型模式。隨著農(nóng)機化的發(fā)展，2000 年當?shù)鼗拘纬闪艘孕⌒娃r(nóng)機作業(yè)下的壟作為主要模式、以“滅茬—起壟—播種”為主要流程、以“滅茬—起壟—坐水—播種”為核心內(nèi)容的傳統(tǒng)“坐水種”的有效抗旱播種方式，該技術與常規(guī)大水漫灌技術相比可節(jié)約用水70%～80%，同時對土壤溫度影響較小，短時間內(nèi)能保證玉米快速出苗。另外，隨著免耕播種機的問世和發(fā)展，2010 年部分地區(qū)開展了免耕及留高茬免耕播種的保護性耕作，如吉林省農(nóng)業(yè)科學院研究提出的玉米高留茬寬窄行種植方式等［6］。而近幾年，隨著我國對黑土地保護的日益重視，自2020 年以秸稈覆蓋免耕種植和秸稈覆蓋條帶旋耕種植為主的保護性耕作模式得到逐步示范和推廣，目前已形成多種種植模式并存的基本種植格局，隨著土地規(guī)模化的發(fā)展和興起，可以預見未來保護性耕作模式將得到廣泛應用。

圖2 吉林省西部玉米種植制度演變發(fā)展歷程

2 吉林省西部半干旱區(qū)保護性耕作發(fā)展SWOT分析與建議

2.1 保護性耕作發(fā)展SWOT分析

抓好糧食生產(chǎn)、維護國家糧食安全是吉林省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主題。利用Hybrid 模型，對吉林省不同區(qū)域玉米單位面積產(chǎn)量水平和產(chǎn)量潛力進行模擬分析［7］，不同生態(tài)區(qū)玉米產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量水平見圖3。其中，吉林省中部地區(qū)玉米平均單位面積產(chǎn)量為15.9 t/hm2，實現(xiàn)了平均產(chǎn)量潛力的49.0%；東部地區(qū)玉米平均單位面積產(chǎn)量為 11.1 t/hm2，實現(xiàn)了平均產(chǎn)量潛力的42.1%；西部地區(qū)玉米平均單位面積產(chǎn)量為16.2 t/hm2，實現(xiàn)了平均產(chǎn)量潛力的40.2%。由此可知，吉林省西部地區(qū)玉米增產(chǎn)潛力較大，是西部地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢之一。

圖3 吉林省不同生態(tài)區(qū)玉米產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量水平

此外，吉林省西部農(nóng)業(yè)發(fā)展同樣面臨著耕地質(zhì)量退化、土地沙化、鹽漬化日趨嚴重等問題，嚴重制約了該區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展。例如，2000—2013 年，由于城市建設，吉林省西部耕地數(shù)量雖未明顯減少，但優(yōu)質(zhì)耕地流失較為嚴重，一等地凈減少30 500 hm2（水田減少 20 000 hm2，旱田減少 6 900 hm2），而補給的多為劣質(zhì)耕地［8］，導致耕地質(zhì)量總體呈下降趨勢，這些均為制約該區(qū)域玉米種植的因素，同時是發(fā)展保護性耕作的重要機遇。對吉林省西部保護性耕作形勢進行SWOT 分析，結果見表1。

表1 吉林省西部半干旱區(qū)保護性耕作發(fā)展SWOT分析

2.2 發(fā)展保護性耕作的對策

2.2.1 構建“產(chǎn)學研”融合發(fā)展格局

結合吉林省西部農(nóng)業(yè)資源特點，背靠“長吉一體化”和“東北糧倉”大市場格局，做好市場定位，聚焦一兩個特色產(chǎn)業(yè)，將其發(fā)展為支柱型產(chǎn)業(yè)。以吉林省西部花生種植為例，可采取玉米/花生間作模式，在擴大農(nóng)業(yè)集約化發(fā)展規(guī)模的同時，采取“加工企業(yè)+農(nóng)戶”的訂單模式，做大做強吉林省花生品牌，同時加強與省內(nèi)大專院校的緊密合作，利用其科研優(yōu)勢形成合力，構建“產(chǎn)學研”融合格局，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。

2.2.2 堅持藏糧于地，合理保護和利用耕地資源

在土地耕作方式上，在保留秸稈還田留高茬的前提下，應采用覆蓋或秸稈還田方式；在增加土壤有機物料還田的同時，需增加地表覆蓋，盡量減少農(nóng)業(yè)耕作對土壤的擾動［9］。這樣不僅能降低土壤風蝕與水蝕的發(fā)生，而且能改善土壤微生物群落結構、提高土壤有機質(zhì)含量，起到培肥地力、保護環(huán)境的作用，進而實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)本增效［10］。

2.2.3 堅持退耕還林，大力開展生態(tài)恢復技術

近年來，為助力西部生態(tài)恢復，吉林省農(nóng)業(yè)科學院、中科院東北地理所等在吉林省西部松原、洮南等生態(tài)脆弱區(qū)陸續(xù)建立了生態(tài)恢復與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展示范區(qū)，為解決西部農(nóng)業(yè)資源退化等問題提供了參考［11］。下一步應結合吉林省農(nóng)業(yè)發(fā)展的有利政策，加速技術落地生根，遏制生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化的局面，并扭轉該局面向好的方向發(fā)展。

2.2.4 開展相關配套技術的有效銜接

在玉米品種選擇方面，應利用中熟和中晚熟品種相搭配的方式，堅持品種選擇多樣化，首選產(chǎn)量高、抗病、抗蟲、抗倒及抗旱性強的優(yōu)良品種。在秸稈資源利用方面，結合當?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展需求，部分鮮食玉米可用于青貯飼料生產(chǎn)，大田玉米秸稈一部分可還田，另一部分可機械打包作為牛羊等牲畜的飼料，這樣不僅能實現(xiàn)秸稈資源多樣化利用，而且能有限降低秸稈焚燒概率。

3 結語

應用保護性耕作栽培技術，可增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤耕作層結構，是提高農(nóng)業(yè)供給能力的重要舉措，也是提高糧食產(chǎn)量和品質(zhì)的全新技術，應在吉林省西部半干旱地區(qū)積極推廣應用。