我國耕作制度研究進展與展望

摘要：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在滿足人民對糧食基本需求和美好生活需要的同時，正面臨耕地資源銳減、環(huán)境健康受損和土壤退化加劇等歷史性挑戰(zhàn)，與此相關(guān)的耕作制度再一次受到人們關(guān)注，并被賦予新的歷史使命，給當(dāng)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題的解決從耕作制度視角提供歷史經(jīng)驗和參考。從耕作制度演變及內(nèi)涵變遷、耕作制度研究的作用與貢獻以及耕作制度發(fā)展的驅(qū)動力和現(xiàn)實挑戰(zhàn)三個方面進行了詳細綜述，同時針對耕作制度改革、智能化發(fā)展等提出了未來研究重點。

關(guān)鍵詞：耕作制度；糧食安全；農(nóng)業(yè)區(qū)劃；利用效率；可持續(xù)

中圖分類號：S344" " " " " " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " " " 文章編號：2097-2172（2022）01-0019-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2022.01.004

Research Progress and Prospect of Farming System in China

CHAI Qiang 1， 2， HU Falong 1， 2

（1. State Key Laboratory of Arid Land Crop Science， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. College of Agronomy， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： Agricultural production providing essential foods and needs for peoples' demand and good life. However， it facing with historical challenges on farmland resources reduction， environmental health damage， and soil degradation aggravation. Farming system has once again attracted people's attention， and been excepted with new historical missions， therefore， providing the historical experience and reference to address agricultural production issues. The current study detailly reviewed the historical evolution and connotation evolvement， the research meaning and contribution and the driving force of development and realistic challenges of farming system. Besides， the study also proposed future key research directions regarding reform and intelligent development of farming system.

Key words： Farming system; Food security; Agricultural division; Utilization efficiency; Sustainability

農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程是人類文明史和進步史的直接映射，展現(xiàn)了人類認識自然、改造自然的非凡成就，體現(xiàn)了人類和自然和諧共處的偉大智慧。在任何一個歷史階段，農(nóng)業(yè)始終承載著提供人類物質(zhì)需求和滿足人們生活需要的多重功能。耕作制度作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)綱領(lǐng)，被賦予解決好糧食安全和推動農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的重大責(zé)任［1 ］。縱觀我國耕作制度的演變歷程，以復(fù)種、輪作、間混套作為特色的多熟種植在保障糧食安全方面做出了巨大貢獻［2 - 3 ］，是種植制度的核心；以農(nóng)田培肥、種養(yǎng)結(jié)合、保護性耕作為主的養(yǎng)地策略實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)［4 ］，是養(yǎng)地制度的核心。隨著近年來我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和種植業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，耕作制度在優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、提高耕地健康和可持續(xù)生產(chǎn)水平方面的潛力亟需進一步挖掘。

進入21世紀以來，生態(tài)和環(huán)境問題突出，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正面臨著耕地資源銳減［5 - 6 ］、土壤退化和污染加?。? - 8 ］、資源格局發(fā)生根本性改變、自然災(zāi)害頻發(fā)等多重壓力。同時，品種更新加速、土地流轉(zhuǎn)加快、機械化普及、信息和人工智能迅速發(fā)展，如何在多重變化環(huán)境條件下解決好糧食安全問題及可持續(xù)發(fā)展問題是時代賦予耕作制度的又一次重大考驗。我們綜述了我國耕作制度的演變及內(nèi)涵變遷，分析了耕作制度研究的主要作用和貢獻，解析了耕作制度發(fā)展的驅(qū)動力及現(xiàn)實挑戰(zhàn)，同時結(jié)合新時代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求和特征，提出了我國耕作制度改革和發(fā)展的研究重點，以期為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提供理論參考。

1" "耕作制度的演變及內(nèi)涵變遷

自有目的的獲取穩(wěn)定食物開始，圍繞如何種好作物和養(yǎng)好土地，人類邁入了認識自然、改造自然的歷史進程，而不同歷史階段針對提高土地利用率所進行的創(chuàng)新，推動了耕作制度從撂荒耕作制向休閑耕作制、輪種耕作制和集約耕作制的更迭（表1），成為現(xiàn)代耕作制體系建立不可或缺的重要歷史積淀和組成部分。進入工業(yè)社會以來，機械設(shè)備、化肥農(nóng)藥被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，單位面積產(chǎn)量大幅提高［9 ］。然而，高強度、掠奪式的生產(chǎn)方式使土壤遭受破壞［10 ］，導(dǎo)致耕地資源面臨可持續(xù)生產(chǎn)的重大挑戰(zhàn)，這迫使現(xiàn)代集約耕作制不得不審視內(nèi)在問題。以史為鑒，是尋找解決途徑的關(guān)鍵?？v觀耕作制度更迭的歷史經(jīng)緯，遵循自然規(guī)律、順應(yīng)自然法則、強化土地用養(yǎng)結(jié)合是其建立和發(fā)展的根本。為此，以資源稟賦和氣候特征為約束、以種植—養(yǎng)地—防護（—經(jīng)營）制度為核心、以智能機械和信息裝備為輔助、以資源高效利用和可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)建立氣候智慧型耕作制度［3 ］，將是解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題，保障農(nóng)業(yè)健康和持續(xù)發(fā)展的重點。

我國農(nóng)耕歷史悠久，但對耕作制度研究始于近代，其內(nèi)涵也幾經(jīng)變遷（表2）。1936年，中華書局編印《農(nóng)作學(xué)》一書，標(biāo)志著我國耕作制度在學(xué)科尺度上的研究正式拉開帷幕［12 ］。到1994年的《耕作學(xué)》問世，耕作制度內(nèi)涵從作物生產(chǎn)和土壤耕作技術(shù)措施向土地用養(yǎng)綜合技術(shù)體系轉(zhuǎn)變，成為耕作制度內(nèi)涵變遷的一個里程碑，由此確立了種植制度（中心）和養(yǎng)地制度（基礎(chǔ)）兩個重要組成部分［13 ］。然而，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)涉及土壤、水分、作物、牲畜、勞動力、市場及其他資源和要素，以種植系統(tǒng)為主體研究耕作制度具有明顯的局限性［14 ］，同時“耕作制度”一詞在向縱深綜合方向發(fā)展過程中也存在諸多限制。

2002年，中國耕作制度研究會學(xué)術(shù)年會在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)召開，會議倡導(dǎo)以農(nóng)作制度與農(nóng)作學(xué)替代耕作制度與耕作學(xué)。2005年，劉巽浩等［15 ］編制出版《農(nóng)作學(xué)》，并對農(nóng)作制度給出確切的定義（表2），使耕作制度研究以種植業(yè)為邊界拓展到與其相關(guān)的養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等領(lǐng)域，也標(biāo)志著“耕作制度”被“農(nóng)作制度”包含和代替。2016年，李軍［4 ］編制出版《農(nóng)作學(xué)》（第2版），將農(nóng)作制度基本組成歸納梳理為農(nóng)田種植制度、農(nóng)田養(yǎng)地制度、農(nóng)田防護制度和農(nóng)作經(jīng)營制度等4個方面，使農(nóng)作制度研究內(nèi)容更趨系統(tǒng)和完善。將自然和社會資源，種—養(yǎng)—加—運—銷全產(chǎn)業(yè)鏈，農(nóng)業(yè)法律、法規(guī)和規(guī)章等納入現(xiàn)代農(nóng)作制研究已成為作物栽培學(xué)與耕作學(xué)科發(fā)展的必要趨勢。

2" "耕作制度研究的作用與貢獻

2.1" "建立農(nóng)業(yè)綜合區(qū)劃，提高資源利用效率

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有強烈的地域性，與之相適應(yīng)的資源種類、數(shù)量和性質(zhì)也千差萬別，因地制宜是首要原則［17 ］。針對我國復(fù)雜的地形地貌和氣候環(huán)境特征，前人根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況（社會經(jīng)濟條件）和自然資源特點編制了我國第1部《中國綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃》［18 ］，為耕作制度區(qū)劃的制定奠定了理論基礎(chǔ)。1984年出版的《中國種植業(yè)區(qū)劃》［19 ］，以作物種植結(jié)構(gòu)和布局為依據(jù)，突顯了農(nóng)業(yè)區(qū)劃中種植制度的重要性。之后的《中國耕作制度區(qū)劃》和《中國農(nóng)作制》中區(qū)劃的制定均以耕作制為單元進行（表3），確立了耕作制度在農(nóng)業(yè)區(qū)劃制定中的主導(dǎo)地位。同時也使農(nóng)業(yè)區(qū)劃更趨生產(chǎn)現(xiàn)實，對區(qū)域種植結(jié)構(gòu)安排和資源高效利用具有重要的指導(dǎo)意義。

當(dāng)前，氣候變暖、自然災(zāi)害增多，以傳統(tǒng)耕作制確立的農(nóng)業(yè)區(qū)劃在熟制界定、防災(zāi)減災(zāi)等方面表現(xiàn)出一定不足。因此，陳阜等基于氣候變化、技術(shù)進步及資源環(huán)境保護綜合因素，運用遙感、地理信息系統(tǒng)，通過模型模擬將全國分為3個熟制帶，11個一級區(qū)和41個二級區(qū)［3 ］，為“國家糧食安全產(chǎn)業(yè)帶”建設(shè)提供了科學(xué)參考。然而，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正面臨著資源限制加劇、生產(chǎn)成本劇增、環(huán)境足跡加重等突出問題，同時面臨作物品種更新、土地流轉(zhuǎn)加速、智能機械普及的生產(chǎn)變革，現(xiàn)有農(nóng)業(yè)區(qū)劃應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)作制的基本內(nèi)涵和國家戰(zhàn)略需求，加快形成以產(chǎn)業(yè)帶為基礎(chǔ)的功能性區(qū)劃體系，以此針對性布局糧、經(jīng)、飼等主要作物，調(diào)整性完成輪作休耕戰(zhàn)略任務(wù)，使各產(chǎn)業(yè)帶內(nèi)光、熱、水、土資源得到合理和充分利用。

2.2" "促進作物持續(xù)高效生產(chǎn)， 保障我國糧食安全

耕地銳減、土壤退化、資源短缺已成為全球性問題［22 ］，嚴重威脅著我國乃至全球的糧食安" " 全［23 ］。同時，人口不斷增長導(dǎo)致糧食需求進一步加大［24 ］，持續(xù)高效生產(chǎn)糧食是不同國家應(yīng)對當(dāng)前問題的唯一途徑?？v觀我國耕作制度的演變和發(fā)展歷程，以輪作復(fù)種、間套作等為代表的多熟種植［25 - 26 ］，在不同歷史階段承擔(dān)了持續(xù)產(chǎn)出糧食的重要使命［27 ］。但進入21世紀以來，機械化使間套作種植受到嚴重沖擊，應(yīng)用面積大幅縮減［26 ］；同時，資源性限制（勞力、水資源）使傳統(tǒng)的間套作、復(fù)種難以為繼，造成了種植模式單一且嚴重依賴化肥的不可持續(xù)生產(chǎn)現(xiàn)狀。

以耕作制度為依循，在辨識不同區(qū)域特定農(nóng)業(yè)資源條件下合理構(gòu)建作物多樣化種植，可實現(xiàn)作物穩(wěn)定增產(chǎn)、持續(xù)高效和綠色環(huán)保目標(biāo)［23， 28 ］。近年來，北方的冬小麥—夏玉米輪作、春小麥—春玉米輪作，以及南方的水稻—小麥輪作、水稻—油菜輪作等以多熟種植為主的多樣化種植模式已形成完整的技術(shù)體系，基本實現(xiàn)機械化、標(biāo)準化，有效保障了糧食產(chǎn)出。然而，玉米/花生、玉米/豌豆等間作模式，盡管在資源互補利用、增加產(chǎn)量、減少溫室氣體排放等方面有諸多優(yōu)" 勢［29 - 30 ］，但由于配套機械缺乏，生產(chǎn)中大面積應(yīng)用的困難日益加劇。近年來，以楊文鈺教授為首的四川農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米大豆帶狀復(fù)合種植團隊，在該模式的機械化播種、施肥、噴藥和收獲等領(lǐng)域取得了突破性進展［31 ］，有望為帶狀間作現(xiàn)代化提供重要理論和實踐支持。通過間作機械化全面普及，可緩解我國糧食自給壓力，消除國際封鎖對我國制造的不利影響。

2.3" "增強土地用養(yǎng)結(jié)合，提高農(nóng)田土壤肥力

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高質(zhì)量發(fā)展離不開健康的土壤，提高土壤保肥、保水、供肥、供水能力需要構(gòu)建用養(yǎng)并重的綜合技術(shù)體系［32 - 33 ］。早在休閑耕作制時期，有機肥就被用來培肥土壤；到輪種耕作制時期，豆科、綠肥被納入輪作系統(tǒng)中，實現(xiàn)了土地用養(yǎng)的緊密結(jié)合。進入21世紀以后，化肥成為大多數(shù)種植業(yè)系統(tǒng)唯一養(yǎng)分來源，輔助以農(nóng)藥施用，使糧食產(chǎn)量獲得了大幅提升，但同時面源污染、土壤退化也隨之加重［7 ］，探索綠色、可持續(xù)生產(chǎn)方式成為時代的緊迫需要。近年來，國家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、有機類肥料和微生物肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟相繼成立，為新時代土地用養(yǎng)結(jié)合創(chuàng)新發(fā)展建立了一流平臺，為“農(nóng)田必須是良田”的期望和目標(biāo)實現(xiàn)提供了有力支撐。

耕作措施方面，以少免耕、秸稈覆蓋免耕等為主導(dǎo)的保護性耕作措施得到快速發(fā)展，緩解了土壤結(jié)構(gòu)的損害和破壞，達到養(yǎng)地、保地目的［34 - 35 ］。2005年，中央一號文件提出“改革傳統(tǒng)耕作方法、發(fā)展保護性耕作”，倡導(dǎo)土壤耕作技術(shù)改革；2025年，保護性耕作實施面積將達933萬hm2，可有效減輕土壤風(fēng)蝕水蝕、增加土壤肥力和保墑抗旱能力。同時，輪作休耕制度、黑土地保護與利用科技創(chuàng)新、北方干旱半干旱與南方紅黃壤等中低產(chǎn)田能力提升科技創(chuàng)新重點專項相繼實施，為養(yǎng)地制度的科技創(chuàng)新和發(fā)展提供了智力和技術(shù)保障。耕地用養(yǎng)已迎來理論、技術(shù)和制度全面發(fā)展的最佳歷史機遇，使“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略實施得以穩(wěn)步實現(xiàn)。以化肥減施替代和保護性耕作為實現(xiàn)路徑的耕作制度改革，已成為我國農(nóng)田土壤保育和健康發(fā)展的重點突破方向。

2.4" "保護生態(tài)環(huán)境， 推進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

自1993年我國成為世界上化肥消費第一大國以來［32 ］，化肥施用量持續(xù)增高，但糧食產(chǎn)量增加緩慢［36 ］，養(yǎng)分資源浪費嚴重［37 ］，大量未被作物利用的養(yǎng)分進入土壤、大氣和水體生態(tài)系統(tǒng)中，導(dǎo)致氮素沉降、酸雨以及溫室氣體排放等生態(tài)環(huán)境問題［38 - 39 ］。研究表明，免耕、秸稈還田、配方施肥優(yōu)化等措施能降低農(nóng)田溫室氣體排放，減少土壤氮素殘留［40 - 43 ］；同時，將保護性耕作、施氮制度等養(yǎng)地技術(shù)措施與間套作種植模式結(jié)合可提高水、氮利用效率，同步減排農(nóng)田溫室氣體［44 - 45 ］。因此，將種植制度與養(yǎng)地制度有效銜接，建立資源節(jié)約型、生產(chǎn)經(jīng)營集約型和環(huán)?？沙掷m(xù)型耕作制度，是未來農(nóng)業(yè)健康、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

施用肥料是養(yǎng)地制度的核心，合理施肥是減少農(nóng)田溫室氣體的關(guān)鍵［46 - 47 ］，將有機與無機肥料配合施用，可提高肥料利用率、降低凈溫室效應(yīng)，實現(xiàn)“減排”和“固碳”目標(biāo)［48 - 49 ］。近年來，圍繞化學(xué)肥料減施增效，以新型緩/控釋肥料與穩(wěn)定肥料研制、新型復(fù)混肥料及水溶肥料研制、功能水溶肥料研制與產(chǎn)業(yè)化、新型綠肥產(chǎn)品創(chuàng)制與產(chǎn)業(yè)化等為代表的一大批國家重點研發(fā)計劃項目相繼啟動，為養(yǎng)地制度的不斷完善提供了創(chuàng)新動力，為土壤質(zhì)量修復(fù)提升以及綠色可持續(xù)發(fā)展提供了有力保障。改進和優(yōu)化耕作措施、創(chuàng)新種植模式、優(yōu)化肥料配置方式等已成為我國耕作制度改革的重點方向，在土壤有機碳貯量穩(wěn)步提升、農(nóng)田溫室氣體持續(xù)減排等方面將發(fā)揮重要作用。

3" "耕作制度發(fā)展的驅(qū)動力及現(xiàn)實挑戰(zhàn)

從耕作制度的發(fā)展史中能清晰看到人口增長（糧食需求）壓力下人類在適應(yīng)自然、改造自然過程中做出的一系列突破和創(chuàng)新，而不同時期的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟基礎(chǔ)決定了人們所做突破的方向以及所做創(chuàng)新的價值。當(dāng)然，所有的嘗試都離不開資源稟賦的限制。因此，在耕作制度發(fā)展過程中，社會需求是基本動力、資源稟賦是決定因素、科技進步是技術(shù)保證［4 ］?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，無論社會需求、資源稟賦還是科學(xué)技術(shù)都發(fā)生了根本改變，也使耕作制度面臨變革需要。明確當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實挑戰(zhàn)，對耕作制度改革具有重要指導(dǎo)意義。

伴隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和生活質(zhì)量不斷提升，我國居民對肉、蛋、奶產(chǎn)品的需求不斷增加［50 ］。然而，我國種養(yǎng)業(yè)發(fā)展的協(xié)調(diào)度不足，大量農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)后形成農(nóng)業(yè)廢棄物，秸稈、畜禽糞污循環(huán)受阻，普遍采用焚燒和集中堆放的方式處理［51 ］，在造成資源浪費的同時加重了環(huán)境危害，因此構(gòu)建區(qū)域內(nèi)、跨區(qū)、甚至產(chǎn)業(yè)帶間的種養(yǎng)結(jié)合農(nóng)作制度成為迫切需要。在農(nóng)產(chǎn)品種類和數(shù)量的要求之外，人們對食品安全的意識逐漸增強，綠色、無公害農(nóng)產(chǎn)品需求不斷增大。但傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程缺乏農(nóng)作制度統(tǒng)籌管理，種植業(yè)嚴重依賴化肥和農(nóng)藥，農(nóng)產(chǎn)品環(huán)境足跡普遍較高。通過種養(yǎng)結(jié)合、資源合理配置和生態(tài)區(qū)位聯(lián)通構(gòu)建生態(tài)環(huán)保型農(nóng)作制，將是未來高品質(zhì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)模式。

受氣候變暖影響，作物種植北界持續(xù)擴展，伴隨其右的是降水格局發(fā)生轉(zhuǎn)變，我國降水已多年呈現(xiàn)“北多南少”的倒置現(xiàn)象，南方夏伏旱嚴重，北方秋季極端性強降水頻發(fā)，同時風(fēng)雹、低溫冷凍等極端災(zāi)害事件時有發(fā)生。除水、熱資源特征發(fā)生變化外，耕地資源面臨著退化和貧瘠化的風(fēng)險，且隨著生產(chǎn)性變革，土地流轉(zhuǎn)加速進行［52 ］，但部分土地流轉(zhuǎn)后被掠奪式利用，引起嚴重的板結(jié)和污染問題。社會資源方面，勞動力結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員年齡普遍偏高，勞動生產(chǎn)率較低，而種子、化肥、地膜等生產(chǎn)資料成本劇增，極大削弱了生產(chǎn)部門在土地養(yǎng)護方面的投入。積極應(yīng)對自然及社會資源新變化，需要從種植模式、耕作方式、施肥制度等多個環(huán)節(jié)對耕作制度做出優(yōu)化和調(diào)整。

工業(yè)的快速發(fā)展推動了我國農(nóng)業(yè)機械化和智能化步伐，一大批復(fù)式作業(yè)和聯(lián)合作機械被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，且部分機械具備操控智能化、自動化功能，大幅提高了工作效率［53 ］。與大型智能機械的普及相反，適用于多樣化種植模式的機械研發(fā)卻嚴重滯后，特別是針對間套作種植的微小型機械十分短缺，造成相關(guān)種植模式在生產(chǎn)中的應(yīng)用受限嚴重。與農(nóng)業(yè)機械的現(xiàn)狀相似，隨著育種手段的科技水平不斷提高［54 ］，適宜規(guī)模化種植的作物品種類型較為豐富，但針對多樣化種植，耐陰、耐密的品種嚴重缺乏。此外，眾多研究人員瞄準種植模式、耕作方式、灌水施肥等進行科技創(chuàng)新，獲得了大量研究成果，但科技轉(zhuǎn)化率較低。以耕作制度改革的現(xiàn)實需求為出發(fā)點，針對種植、養(yǎng)地、防護及經(jīng)營制度中不足的進行專項研發(fā)，是提高科技進步對農(nóng)業(yè)貢獻率的關(guān)鍵。

4" "耕作制度未來研究重點

以精耕細作為特征的中國耕作制度在中華" " " 五千年發(fā)展歷程中扮演著重要角色，使我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平一度領(lǐng)先于世界［55 ］，在近代，更是創(chuàng)造了用世界7%的土地養(yǎng)活世界21%人口的偉大奇" " "跡［56 ］。中國耕作制度向來具有包容性和發(fā)展性，在21世紀，將向著信息化、智能化和可持續(xù)的方向發(fā)展，所涉及的內(nèi)容在秉承糧食自給和可持續(xù)原則基礎(chǔ)上將逐步深入到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的各個方面。

4.1" "耕作制度未來改革方向始終以可持續(xù)為原則

我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨著耕地不斷減少、水資源短缺和自然災(zāi)害頻發(fā)等突出問題［24， 55 ］，不適宜的生產(chǎn)方式造成了嚴重的土壤退化和生態(tài)問題［8 ］，耕作制度的改革應(yīng)尋求資源節(jié)約、生態(tài)平衡、生產(chǎn)效率提高、農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、人民生活水平提高的可持續(xù)發(fā)展路徑［56 ］?，F(xiàn)代耕作制度的改革還應(yīng)充分了解生物與生物、生物與環(huán)境的關(guān)系，依靠先進的科學(xué)技術(shù)來提高資源利用率，形成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與資源環(huán)境承載力相匹配、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出與市場需求相匹配的高效生產(chǎn)模式。

4.2" "耕作制度改革需要大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的宏觀決策作為支撐

農(nóng)業(yè)是一個非均勻的、具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的非平衡開放系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，有人口、資源、環(huán)境、生態(tài)等諸多因素，也有生產(chǎn)、流通、分配、消費等諸多過程［57 ］。因而，耕作制度改革必須及時、有效和準確地掌握這些因素與過程之間的聯(lián)結(jié)特征，必須通過農(nóng)業(yè)信息的收集、處理和反饋來促進各因素和不同過程的相互協(xié)調(diào)。加強我國農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，以信息作為耕作制度改革的決策依據(jù)，可科學(xué)優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，不斷完善農(nóng)業(yè)標(biāo)準化服務(wù)體系［58 ］，從而提高農(nóng)產(chǎn)品科技含量，推進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程。

4.3" "耕作制度智能化發(fā)展需要智慧農(nóng)業(yè)作為依托

智慧農(nóng)業(yè)是提供全程智能服務(wù)的綜合性策略，它利用3S技術(shù)對農(nóng)業(yè)信息進行全面感知、采集和分析，通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)、自動控制實現(xiàn)智能預(yù)警、智能決策和智能分析，同時結(jié)合專家在線指導(dǎo)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準化調(diào)控策略［59 ］。在未來，耕作制度所涉及的生產(chǎn)、加工、經(jīng)營等各個環(huán)節(jié)必將越來越依靠自動化智能服務(wù)系統(tǒng)，以此實現(xiàn)精準化種植、可視化管理、互聯(lián)網(wǎng)銷售和智能化決策［60 ］，使農(nóng)業(yè)系統(tǒng)更加有效、智慧地運行。

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收稿日期：2022 - 09 - 15

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（2021YFD1700204-05）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-22-G-12）。

作者簡介：柴" "強（1972 — ），男，甘肅武威人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事多熟種植、旱地綠肥栽培、節(jié)水及循環(huán)農(nóng)業(yè)研究工作。Email： chaiq@gsau.edu.cn。