袁曉婷，湯 松，羅 凱，蔣靖怡，楊文鈺，雍太文*

（1. 四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室/四川省作物帶狀復合種植工程技術(shù)研究中心，成都 611130；2. 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心，北京 100125）

大豆是我國重要的油料作物、蛋白食品和飼料蛋白原料，在國家糧食安全中占有重要地位[1]。隨著人們生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的改善，國內(nèi)對于大豆的需求量呈現(xiàn)逐年穩(wěn)步上升的趨勢[2]；同時我國面臨著人口基數(shù)大、人均耕地資源不足等問題，為保障水稻、玉米、小麥等大宗作物的生產(chǎn)，大豆種植面積受限，單產(chǎn)水平偏低[3]，近20年進口依存度始終保持在80%以上[4]。2022年我國大豆產(chǎn)量為2 028萬t，進口量達9 108萬t (數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局)，仍處于嚴重依賴進口的階段。中美貿(mào)易摩擦[5]、新冠疫情[6]、俄烏沖突[7]的爆發(fā)，使得國際貿(mào)易環(huán)境更加嚴峻復雜，這些因素導致我國大豆產(chǎn)業(yè)對外依存度過高的風險進一步上升，大豆產(chǎn)業(yè)的自主意識增強[8]。2023 年中央“一號文件”中強調(diào)要“加力擴種大豆油料，深入推進大豆和油料產(chǎn)能提升工程，扎實推進大豆玉米帶狀復合種植”。

大豆玉米帶狀復合種植兼具穩(wěn)定玉米產(chǎn)量、提高大豆種植面積的顯著優(yōu)勢[9-10]。該系統(tǒng)下兩種作物可充分高效利用光熱資源和耕地資源，促進作物協(xié)同共生、一季雙收，有效緩解了糧油爭地的矛盾，是實現(xiàn)可持續(xù)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展和大豆產(chǎn)業(yè)振興的有效策略[11-12]。2020—2023 年大豆玉米帶狀復合種植技術(shù)3 次被寫入中央一號文件，為夯實糧食安全根基、提高大豆自給率提供了新的思路[13-14]。2022年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大力推廣大豆玉米帶狀復合種植技術(shù)，全國推廣面積超100 萬hm2，該技術(shù)在不同區(qū)域大面積推廣后產(chǎn)量和經(jīng)濟效益如何，以往試驗研究中的田間配置、管理方式等與不同區(qū)域具體條件的適配性如何不得而知，是否促進農(nóng)民增產(chǎn)增收、緩解大豆缺口問題有待考證。為全面了解大豆玉米帶狀復合種植的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益狀況，全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心聯(lián)合四川農(nóng)業(yè)大學對16 個省(市、區(qū))的種植示范戶開展問卷調(diào)研。本文在2022年大豆玉米帶狀復合種植示范推廣調(diào)查結(jié)果和實地測產(chǎn)的基礎(chǔ)上，綜合分析大豆玉米帶狀復合種植模式下產(chǎn)量和效益的基本情況，明確各區(qū)域適宜的種植密度和種管收方式，并提出發(fā)展建議，以期為大豆玉米帶狀復合種植示范推廣和大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

為了解2022 年全國大豆玉米帶狀復合種植作物產(chǎn)量及效益狀況，本文使用了全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心與四川農(nóng)業(yè)大學聯(lián)合開展的微觀調(diào)查數(shù)據(jù)。使用該數(shù)據(jù)主要有以下2 個原因：一是調(diào)查的區(qū)域覆蓋范圍廣，涉及黃淮海、西北、西南及長江流域三大技術(shù)主推區(qū)域，包含山東、河北、安徽、江蘇、河南、內(nèi)蒙古、陜西、寧夏、山西、甘肅、云南、貴州、四川、湖南、廣西、重慶16個省(市、區(qū))。二是調(diào)研數(shù)據(jù)詳盡可靠，采用網(wǎng)絡問卷調(diào)研的方式對典型的種植示范戶開展調(diào)研，調(diào)研內(nèi)容包括大豆玉米產(chǎn)量、種植密度、除草方式、收獲方式、各種投入等，共收集有效問卷2 991份，其中黃淮海1 006份、西北840份、西南及長江流域1 145 份。同時為了解大豆玉米帶狀復合種植高產(chǎn)示范區(qū)的產(chǎn)量，對72個高產(chǎn)示范點進行專家實地測產(chǎn)進一步分析大豆玉米帶狀復合種植產(chǎn)量情況。

1.2 分析方法

采用Microsoft Excel 2010 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和整理，采用Origin 2023進行方差分析和作圖。

2 結(jié)果分析

2.1 示范省份和區(qū)域的復合種植產(chǎn)量及效益狀況

2.1.1 示范省(市、區(qū))的作物產(chǎn)量與效益

調(diào)查結(jié)果顯示(圖1)，在大豆玉米帶狀復合種植體系中，大豆和玉米的全國平均產(chǎn)量分別為1 513和7 053 kg/hm2。不同省(市、區(qū))大豆和玉米的產(chǎn)量表現(xiàn)差異顯著。大豆產(chǎn)量排名前三的省份是廣西、四川和湖南，分別為1 788、1 711和1 665 kg/hm2，較全國平均產(chǎn)量高18.18%、13.07%和10.03%。玉米產(chǎn)量較高的3個省份是寧夏、內(nèi)蒙古和河北，顯著高于其他省份，較全國平均產(chǎn)量高28.26%、27.93%和14.88%。

受不同環(huán)境條件、區(qū)域基礎(chǔ)設施條件等因素的影響，各省(市、區(qū))之間的復合種植效益存在顯著差異(圖2)。16 個省(市、區(qū))中，經(jīng)濟效益較高的3 個省份是廣西、甘肅、陜西，分別為12 282、11 332 和10 789 元/hm2，較全國平均效益高31.26%、21.20%和15.30%。

圖1 各省(市、區(qū))大豆、玉米平均產(chǎn)量Figure 1 Average soybean and maize yield of each province (municipality, autonomous region)

圖2 各省(市、區(qū))復合種植效益Figure 2 Province (municipality, autonomous region)compound planting benefit

2.1.2 三大示范區(qū)域的作物產(chǎn)量與效益

各區(qū)域帶狀復合種植系統(tǒng)中大豆和玉米單產(chǎn)水平均低于凈作(表1)。西南及長江流域的大豆產(chǎn)量最高，達1 610 kg/hm2，較西北地區(qū)產(chǎn)量高18.34%，較全國平均產(chǎn)量高6.41%；同時西南及長江流域復合種植大豆產(chǎn)量可達到該區(qū)域凈作大豆單產(chǎn)的79.20%。全國、黃淮海、西北、西南及長江流域的復合種植玉米產(chǎn)量可達到本區(qū)域凈作玉米產(chǎn)量的86.57%、84.47%、84.88%和90.71%，其中西南及長江流域的減產(chǎn)程度最低。西北地區(qū)的玉米平均產(chǎn)量最高，達8 242 kg/hm2，遠高于全國平均產(chǎn)量，有效彌補了該區(qū)域大豆產(chǎn)量不足引起的效益損失。同時帶狀復合種植提高了土地利用效率，在三大區(qū)域中，西南及長江流域的土地當量比最高，較黃淮海、西北高16.89%和6.79%。

表1 各區(qū)域不同模式下作物產(chǎn)量及土地當量比Table 1 Crop yield and land equivalent ratio under different planting models in each region

由圖3 可知，帶狀復合種植在不同區(qū)域的成本和效益存在差異。在各類成本中，土地租金和用工成本差異更為明顯，黃淮海土地租金最高，較西北和西南及長江流域高49.72%和176.52%；西南及長江流域用工成本最高，較黃淮海和西北高177.62%和65.91%，該區(qū)域土地租金低、用工成本高，可能是由于自有土地較多，且多為人工種收。在總效益上，西北地區(qū)和西南及長江流域復合種植效益相當，較黃淮海高12.68%和12.30%，較全國平均效益高381元/hm2和348元/hm2。

圖3 各區(qū)域復合種植成本和效益Figure 3 Cost and benefit of compound planting in each region

圖4 各區(qū)域大豆玉米實測產(chǎn)量Figure 4 Measured yield of soybean and maize in each region

2.2 不同種管收方式下的產(chǎn)量及效益分析

2.2.1 種植密度對作物產(chǎn)量及效益的影響

復合種植下大豆產(chǎn)量隨種植密度的增加呈先增后減趨勢，密度過高或過低均不利于大豆產(chǎn)量形成(表2)。全國、黃淮海、西北、西南及長江流域3個區(qū)域的大豆種植密度在9.0萬～10.5萬株/hm2時產(chǎn)量最高，較最低密度和最高密度高27.45%、34.60%、46.31%、37.45%和47.63%、28.76%、35.39%和39.89%，該密度下西南及長江流域的大豆產(chǎn)量最高；其次是7.5 萬～9.0 萬株/hm2，與9.0 萬～10.5 萬株/hm2產(chǎn)量差異不顯著。大豆種植密度對復合種植(玉米+大豆)總效益具有顯著影響，其效益與產(chǎn)量表現(xiàn)趨勢基本一致。在黃淮海，種植密度為9.0 萬～10.5 萬株/hm2時效益最高，其次是7.5 萬～9.0 萬株/hm2；西北地區(qū)密度為7.5 萬～9.0 萬株/hm2時效益最高，9.0 萬～10.5萬株/hm2次之；西南及長江流域在密度為9.0 萬～13.5萬株/hm2效益較高，差異不顯著。綜合來看，黃淮海和西北地區(qū)適宜的種植密度為7.5 萬～10.5 萬株/hm2、西南及長江流域適宜的種植密度為7.5 萬～12.0萬株/hm2。

表2 大豆密度對大豆產(chǎn)量及總效益的影響Table 2 Effect of soybean planting density on soybean yield and total benefit

玉米產(chǎn)量隨種植密度的增加而先增后減，適宜的種植密度有利于穩(wěn)定或增加玉米產(chǎn)量(表3)。黃淮海和西北均表現(xiàn)為密度達到6.0 萬～7.5 萬株/hm2時產(chǎn)量最高，較3.0 萬株/hm2以下高28.74% 和80.77%。西南及長江流域則在密度為4.5萬～6.0萬株/hm2時產(chǎn)量表現(xiàn)最好，較7.5 萬～9.0 萬株/hm2高18.16%?？傮w上西北地區(qū)的玉米產(chǎn)量較黃淮海、西南及長江流域高，西南及長江流域的產(chǎn)量水平最低，不同密度下產(chǎn)量變化幅度較小。復合種植總效益也呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，各區(qū)域在密度為4.5 萬～7.5 萬株/hm2范圍內(nèi)效益較高，且差異不顯著。綜合比較產(chǎn)量和效益，黃淮海的玉米適宜于6.0 萬～9.0 萬株/hm2范圍內(nèi)種植，西北地區(qū)適宜于6.0萬～7.5萬株/hm2范圍內(nèi)種植，西南及長江流域的適宜密度為4.5萬～7.5萬株/hm2。

表3 玉米密度對玉米產(chǎn)量及總效益的影響Table 3 Effect of maize planting density on maize yield and total benefit

2.2.2 除草方式對成本及效益的影響

在復合種植模式中，合理的除草方式有利于降低成本，增加經(jīng)濟效益(表4)。在黃淮海、西北地區(qū)，“封閉除草”成本最低，3 種除草方式間成本差異較?。辉摲绞较驴傂б孀罡?，較“封閉除草，苗后除草”和“苗后除草”增加23.12%和15.01%、15.32%和13.69%。在西南及長江流域，“封閉除草，苗后除草”和“封閉除草”成本顯著低于“苗后除草”，較其低8.73%和15.59%；而總效益表現(xiàn)為“封閉除草，苗后除草”最高，較“封閉除草”和“苗后除草”高6.24%和15.48%。

表4 除草方式對成本及總效益的影響Table 4 Effects of weeding methods on cost and total benefit

2.2.3 收獲方式對成本及效益的影響

收獲方式?jīng)Q定收獲成本的高低，進而影響總效益(表5)。黃淮海、西北、西南及長江流域均表現(xiàn)為大豆、玉米分別機收成本較低，總效益最高。成本較大豆、玉米分別人工收獲和玉米機收、大豆人工收獲低14.62%和4.27%、13.41%和7.54%、15.20%和5.01%；總效益高25.30%和23.11%、21.02%和18.97%、13.17%和2.22%。大豆、玉米同時機收(青貯)總效益均低于其他收獲方式。

表5 收獲方式對成本及總效益的影響Table 5 The effect of harvesting method on cost and total benefit

2.2.4 高產(chǎn)示范區(qū)實測產(chǎn)量

黃淮海、西北、西南及長江流域共72個示范點位實地測產(chǎn)結(jié)果(圖4)顯示，復合種植下大豆和玉米的全國平均產(chǎn)量為1 920 kg/hm2和8 423 kg/hm2，較調(diào)研產(chǎn)量高26.90%和19.42%。在各區(qū)域中，西南及長江流域的大豆平均產(chǎn)量最高，達2 015 kg/hm2，較全國平均產(chǎn)量高4.95%，較調(diào)研產(chǎn)量高25.16%。西北地區(qū)的玉米產(chǎn)量最高，達10 163 kg/hm2，較全國平均產(chǎn)量高20.66%，較調(diào)研產(chǎn)量高23.31%。大豆和玉米實地測產(chǎn)的表現(xiàn)趨勢與調(diào)查顯示的趨勢基本一致。

3 結(jié)論與啟示

3.1 討論與結(jié)論

本文與以往試驗研究不同，主要基于2022年我國16 個省(市、區(qū))大豆玉米帶狀復合種植情況的微觀調(diào)查數(shù)據(jù)，對比分析黃淮海、西北、西南及長江流域的產(chǎn)量與效益差異狀況，以及不同種管收方式(種植密度、除草方式、收獲方式及收獲機械)對產(chǎn)量、成本與效益的影響，并通過專家實地測產(chǎn)進一步分析復合種植模式下大豆和玉米的產(chǎn)量情況。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，帶狀復合種植系統(tǒng)中大豆和玉米的單產(chǎn)水平低于凈作。分析原因可能是由于在該系統(tǒng)下，大豆與玉米種植于同一田塊，兩作物存在競爭與互補的關(guān)系[15]。玉米競爭資源的能力較強，其產(chǎn)量較凈作下降幅度較小，最高可達凈作的90%以上，而處于競爭劣勢的大豆則與之相反。各區(qū)域作物產(chǎn)量差異顯著，可能主要受生態(tài)差異的影響。西北地區(qū)光溫資源較優(yōu)且病蟲害少，有利于玉米植株生長及其產(chǎn)量形成，有效保障了玉米高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性[16]，而該區(qū)域缺水問題嚴峻，大豆出苗率較差難以保障較高的基本苗數(shù)，不利于大豆產(chǎn)量提升[17]。國家統(tǒng)計局結(jié)果顯示2018 年以來，西北玉米產(chǎn)量可達8 900 kg/hm2以上，遠高于全國平均水平。本研究中西北地區(qū)高產(chǎn)示范區(qū)實測玉米產(chǎn)量在三大區(qū)域中最高，達到10 163 kg/hm2，且調(diào)研數(shù)據(jù)趨勢與其一致。西南及長江流域陰雨寡照天氣居多，光照不足影響作物進行光合作用[18]，玉米產(chǎn)量低于西北和黃淮海，而大豆種植密度保持在較高水平，其產(chǎn)量2 015 kg/hm2處于可觀狀態(tài)。黃淮海作為一年兩熟耕種區(qū)，受前茬作物小麥的影響，玉米和大豆多選用生育期短的中早熟品種，同時麥茬量大影響了兩作物的出苗及田間管理，致使其產(chǎn)量難以突破更高水平。以往各個試驗點的研究表明，在大豆玉米帶狀復合種植系統(tǒng)中，適宜的行比配置[19]、種植密度[20]、機械裝備[21]等有利于充分挖掘作物群體產(chǎn)量，同時增加了經(jīng)濟效益[22]。本文中調(diào)研數(shù)據(jù)進一步印證了這一點，各區(qū)域不同的種植密度、除草方式、收獲方式對作物產(chǎn)量、成本及效益影響顯著。

經(jīng)綜合分析，本研究得出了以下幾點結(jié)論：①各省、各區(qū)域的大豆、玉米產(chǎn)量和效益差異顯著。②在復合種植模式下，三大區(qū)域的大豆產(chǎn)量均能達到當?shù)貎糇魉降?0%以上，玉米產(chǎn)量能達到凈作水平的84%以上。③不同區(qū)域適宜的種管收方式不同，種植密度對大豆、玉米產(chǎn)量及效益的影響顯著，黃淮海、西北、西南及長江流域適宜的大豆和玉米種植密度分別是7.5萬～10.5萬株/hm2和6.0萬～9.0萬株/hm2、7.5萬～10.5 萬株/hm2和6.0 萬～7.5 萬株/hm2、7.5 萬～12.0 萬株/hm2和4.5 萬～7.5 萬株/hm2。不同除草方式和收獲方式對成本及總效益的影響較大，黃淮海和西北地區(qū)適宜的除草方式均為“封閉除草”，西南及長江流域適宜“封閉除草、苗后除草”。在收獲方式上，三大區(qū)域均表現(xiàn)為選用“大豆、玉米分別機收”時總效益最高，因此可優(yōu)先選用這一收獲方式。

3.2 政策建議

大豆玉米帶狀復合種植對于提高作物產(chǎn)量，保障農(nóng)民增收具有重要作用。但在推廣過程中還存在一些問題：①專項推廣經(jīng)費投入待加強，大多地方農(nóng)技人員對于該技術(shù)的推廣仍處于摸索階段，推廣經(jīng)費的缺乏致使其主觀能動性較低；同時因化肥、農(nóng)藥、種子、人工等生產(chǎn)管理成本漲幅較大，農(nóng)戶生產(chǎn)意愿薄弱，加劇了農(nóng)技人員的工作難度。②技術(shù)理解存在偏差，農(nóng)技人員和種植戶受限于傳統(tǒng)思維定式，對品種搭配、田間配置、田間管理與收獲等技術(shù)精髓掌握不到位，未結(jié)合各自區(qū)域生態(tài)優(yōu)勢靈活配套種植管理措施，玉米、大豆生長受影響，最終產(chǎn)量偏離預期。③配套機具保有量少，農(nóng)機公司對于研發(fā)和生產(chǎn)大豆玉米帶狀復合種植配套專用機具的意愿較弱，種植戶多使用現(xiàn)有常規(guī)機具直接操作或改裝后操作，導致播種質(zhì)量低、收獲損失率大。

為更好地優(yōu)化和推廣大豆玉米帶狀復合種植，讓技術(shù)惠及更多農(nóng)戶，獲取更高的產(chǎn)量和效益，本文提出以下政策建議：①加大政策支持力度，匹配配套推廣經(jīng)費，調(diào)動技術(shù)人員的主動參與性；健全種子、機具、生產(chǎn)全程的補貼政策，協(xié)助普通農(nóng)戶向種植大戶轉(zhuǎn)化；同時拓寬銷售渠道，降低銷售成本，提升農(nóng)民的生產(chǎn)積極性。②加大大豆玉米帶狀復合種植技術(shù)研發(fā)力度，比對各地模式試驗結(jié)果，結(jié)合不同區(qū)域的環(huán)境條件、區(qū)位優(yōu)勢，進一步優(yōu)化當?shù)剡m宜的大豆和玉米品種、田間配置(帶寬、行比、密度等)、管理方式(施肥、除草、控蟲、防病等)。各區(qū)域可結(jié)合自身生態(tài)特點，針對玉米合理配置行比保密增肥，大豆配套耐蔭品種合理化控，充分挖掘自身優(yōu)勢，突破產(chǎn)量瓶頸。③加快機械化研發(fā)速度，增強校企合作，研發(fā)和引進先進的大豆玉米帶狀復合種植配套專用機械，鼓勵種植戶購置使用配套農(nóng)機具，促進技術(shù)向耕、種、管、收全程機械化方向發(fā)展。④加強技術(shù)培訓，建立“體系專家-農(nóng)技人員-企業(yè)售后-經(jīng)營主體”環(huán)環(huán)相扣技術(shù)服務機制，提高種植示范戶的技術(shù)認知水平和專業(yè)操作技能，示范戶與普通農(nóng)戶實行“一帶多”學習策略，共享技術(shù)落地成果。