我国冬闲稻田马铃薯生产的潜力与问题
2010-04-16谢开云王晓雪王凤义
谢开云,王晓雪,王凤义,2*
(1.国际马铃薯中心北京联络处,北京 100081;2.东北农业大学,黑龙江 哈尔滨 150030)
人口的持续增长和耕地不断减少,是长期困扰着世界粮食安全的两个重要因素。全世界人口从16亿(1900年)增加到60亿(2000年),增长了近4倍。中国人口增长了3倍,从1900年的4.26亿增加到2000年的12.75亿。联合国人口司预计,到2050年世界人口将增加到95~100亿,比现在再增加35~40亿。今后20~30年中国人口将从13.21亿(2007)增加到15~16亿,再增加2~2.5亿人口。人口学家预料,到21世纪末,全球人口至少要超过120亿,比2000年增加2倍[1]。
与此同时,由于发展中国家的经济发展和城镇化进程,全球耕地面积正迅速减少。自20世纪70年代末以来,中国失去了以前用于生产粮食的大量耕地。根据国土资源部每年的《国土资源公报》显示,2000~2006年间,全国共净减少耕地728万hm2,年均耕地净减面积为104万hm2。直到2007年后,耕地净减少的势头才得到控制。
在中国,缓解人口增加和耕地减少而引起的粮食安全问题,主要靠提高作物单产和提高土地利用率。由于我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物的单产水平已远高于世界平均水平,进一步提高它们的产量难度较大,靠三大粮食作物单产增加来缓解粮食安全问题潜力有限[2]。而我国马铃薯种植面积较大,单产水平较低,增产潜力较大。而且在我国南方的12个水稻种植省区,存在着1 600多万hm2的冬闲稻田,其中已有少部分种植油菜、绿肥、蔬菜和马铃薯等作物,大部分稻田处于休闲状态。这12个省区都尝试过在冬闲田上种植秋、冬季马铃薯,均获得了较高的产量和较好的经济效益。充分利用冬闲稻田种植马铃薯既可增加粮食生产又可提高农民收入。
1 中国稻田中马铃薯生产
中国是水稻的起源地之一,至今已有7 000多年的种植历史。目前水稻是中国第一大粮食作物,基本上在全国各省区都有种植。水稻是一种喜温好湿的短日照作物,根据活动积温(≥10℃)、降雨量、日照时数和海拔等不同,全国分为6个稻作区,分别为华南双季稻稻作区、华中双季稻稻作区、西南高原单双季稻稻作区、华北单季稻稻作区、东北早熟单季稻稻作区和西北干燥区单季稻稻作区。1949~2007年,我国水稻播种面积从2 570.8万hm2提高到2 891.9万hm2,只增加了12.5%,但稻谷总产量却从 0.48亿 t增加到 1.86亿 t,增加了287.5%。这得益于水稻品种改良和综合高产配套技术,特别是杂交水稻的广泛应用[3]。
从1997到2007年的11年中,中国水稻年平均播种面积和年平均总产量分别为2 936万hm2和18 426万t,年播种面积和年总产量都有一定的波动。1997~2003年面积减少、单产下降;2004年之后,有所回升。从1997~2007年间,全国水稻公顷单产一直在6 061~6 433 kg之间徘徊(表1)。
2007年全国水稻种植面积为2 891.9万hm2,占粮食作物总种植面积的27.4%,占全国粮食总产量的37.1%。水稻播种面积和产量较大的南方水稻生产省区有湖南、江西、安徽、广西、四川、湖北、广东、云南、浙江、福建、贵州和重庆12个省(区),其水稻播种面积和总产量分别占全国的74.4%和71.6%(表2)。
2 中国马铃薯生产概况
马铃薯是在1600年前后经欧洲引入到中国的,距今只有400多年的历史。与水稻播种面积增长缓慢相比,马铃薯的种植面积增加较快。马铃薯种植面积从1950年的155.9万hm2,增加到2006年前后的500万hm2左右,增幅达184%~221%,总产量也增加到了2006年前后的7 000万t左右,增幅达 639%~748%。在过去的10年中,全国马铃薯的种植面积都在400万hm2以上,年总产量在5 600万t以上,2006年达到了7400多万t(表3)。
表1 1997~2007年中国水稻生产概况Table 1 Rice production in China(1997-2007)
表2 2007年中国各地区水稻种植概况Table 2 RiceproductionindifferentregionsinChinain2007
表3 1997~2007年中国马铃薯生产概况Table 3 Potato production in China(1997-2007)
到2007年,马铃薯已成为中国第四大粮食作物。中国马铃薯种植面积和总产量,已位居世界第一,均约占全世界的1/4。尽管如此,我国马铃薯种植面积和单产还具有很大的潜力。由于马铃薯的水分利用率较高,而且是收获营养器官,不会出现禾谷类粮食作物颗粒无收的现象,所以在广大的干旱和半干旱地区将会有更多的耕地用于马铃薯生产。目前在中国南方有1 333~2 000万hm2冬闲稻田,部分省区已尝试稻田中种植马铃薯,产量和经济效益均不错。由于这种种植方式不与其他农作物争地,有较大的发展潜力。此外,我国在过去10年中产量基本上在每公顷15 t左右徘徊,与世界平均产量有一定的差距,与发达国家的差距更大,只有其产量的1/3左右,产量增加潜力巨大。
根据我国马铃薯种薯栽培制度和类型、品种类型,结合马铃薯生物学特性、参照地理、气候条件和气象指标,将中国马铃薯种植分为四个栽培区:①北方一作区:包括东北三省、内蒙、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、青海和新疆等省区的大部分和全部,本区种植面积占全国的50%左右;②中原二作区:包括辽宁、河北、山西、陕西等省的南部,以及湖北、湖南、河南、山东、江苏、浙江、安徽和江西,本区种植面积占全国的10%左右;③南方二作区:包括广西、广东、海南、福建和台湾,本区种植面积占全国的5%左右;④西南单双季混作区:包括云南、贵州、四川、西藏及湖南、湖北部分地区,本区种植面积占全国的35%左右。
尽管各地区每年的种植面积有所变化,甘肃、内蒙、贵州、云南、重庆、四川、陕西、黑龙江、宁夏和山西10个地区都保持在前10位。这10个省种植面积约占全国的85%,总产量占全国的82%(表4)。虽然其他一些省区也有较大面积的马铃薯生产,但因为统计原因没有将马铃薯列于表4中,这些省区包括广西、山东和河南。
表4 2007年中国不同地区马铃薯种植概况Table 4 Potato production in different regions in China in 2007
3 休闲稻田中的马铃薯生产现状及潜力
目前在我国南方12个适宜种植马铃薯水稻生产省区中,晚稻收获后,有1 600多万hm2的稻田在冬季处于闲置状态(表5)。以湖南为例,每年收获晚稻后,有近250万hm2的冬闲田,其中晚稻收获后到早稻插秧前的半年时间里完全不种任何作物的冬闲田就超过130万hm2[4]。这些冬闲稻田,除了小部分种植冬季蔬菜、油菜和绿肥外,大部分冬闲稻田没有被利用,而此时的水、热、光、温条件正适合马铃薯生长,因此利用冬闲田种植马铃薯潜力巨大。
从表5可以看出,2006年12个南方水稻种植省区都开始了在冬闲稻田种植马铃薯,总种植面积达到64.25万hm2,不同省区种植面积从4 200 hm2到17万hm2不等,其中江西省种植面积最小,云南省种植面积最大。12个省区冬闲稻田马铃薯种植面积只占全部冬闲稻田的3.93%,少的江西省只占0.22%,多的云南省也只占17%。在冬闲田种植面积最大的广西自治区,全区马铃薯种植面积达12.07万hm2,全部在冬闲稻田中生产,也只占其冬闲水稻田的10.1%。而浙江、广东和江西三省尽管马铃薯种植面积不大,但其马铃薯生产全部在冬闲稻田中进行。而在马铃薯主要生产区,如贵州、云南、重庆、四川和湖北,冬闲稻田种植马铃薯的比例较低,分别为4%,30%,6%,13%和30%。
表5 2006年部分省区休闲稻田马铃薯种植情况Table 5 Potato production in fallow rice fields in some provinces in 2006
在南方稻区利用冬闲稻田进行马铃薯生产,包括冬作马铃薯和小春作马铃薯[5]。冬作马铃薯指南方地区10月末~11月中旬播种,翌年2~3月收获的马铃薯生产,包括海南、台湾全部、广东、广西大部、福建、云南南部,其他省份在低热河谷地带也有零星分布,所需气候条件是没有霜冻或仅有轻微霜冻不至于对产量影响太大,目前马铃薯播种面积为22万hm2左右。近年,通过研究、推广冬季稻田生产的配套技术,水稻、马铃薯轮作已较为普遍。在广西玉林地区,充分利用光照充足、雨量充沛、无霜期长的自然优势,通过全力推广稻草覆盖免耕技术,双季稻加冬马铃薯的种植模式,实现了农业增效和农民增收。小春作马铃薯指12月底~翌年1月播种,4月末~5月份水稻播种前收获的马铃薯,除海南、台湾外的所有长江以南各省均有分布,其中广东、广西仅少量分布,其它省福建、浙江、江西、湖南、贵州、云南、四川、重庆均有较大种植面积,目前这种种植方式大约有53万hm2[5]。在有些省区,如湖南,目前中稻和一季稻面积正在逐年扩大,马铃薯与水稻轮作搭配种植,己被农民接受和应用。
4 休闲稻田马铃薯生产的优势
(1)价格优势:马铃薯在休闲稻田的产量一般每公顷可达到15~22.5 t,高的可达到30~45 t。由于这些马铃薯是在淡季上市,销路较好,价格较高。按每千克1.0元计,每公顷产值15 000~45 000元,在市场渠道较好的地方,如广东,每千克可达到1.6元。冬闲稻田中种植马铃薯可获得比与其他冬季作物的更高的经济效益。
(2)资源优势:在南方地区,冬季阳光充足,温度适宜,降雨适中,特别适合马铃薯生产。而且冬闲稻田资源十分丰富,目前种植马铃薯的比例不到4%,如果提高到10%,则可种植160万hm2的马铃薯,只需要在目前的种植面积上增加100万hm2。这样可以提高土地的复种指数、充分利用自然资源,却不会与其他农作物竞争耕地。
(3)栽培优势:“早稻-晚稻-马铃薯”或“中稻-马铃薯”等水旱轮作模式,有利于改善土壤理化性质并减少病虫危害。一些马铃薯的土传和种传病害,如青枯病、环腐病和疮痂病等,通过一次或两次水耕后,可完全消除或显著减轻。
(4)环保优势:种植马铃薯或采用稻草覆盖的栽培方法,可减少冬季闲田的CO2排放量[6]。在一些水稻产区还可显著减少因焚烧稻草带来的空气污染,严重时还影响当地机场正常的飞行。由于冬闲田种植马铃薯多采用稻草覆盖全免耕种植技术,或者稻草包芯种植技术,增加了稻草还田的数量,进而可增加土壤有机质含量。
5 休闲稻田中马铃薯生产存在的问题
种薯问题。小春作马铃薯生产的种薯需要从北方或高海拔地区调种,南方二作区和冬作区马铃薯种薯的主要来源是东北地区,西南混作区马铃薯种薯的主要来源是西南高海拔地区[7]。由于种薯供应体系不健全,无论是当地政府统一调种还是由农民自发贩运种薯,从东北地区调运种薯都存在着成本较高且质量得不到保证,品种混杂、种薯带病、物理损伤、品种不适宜等问题经常发生[5]。近年来,在西南高海拔地区逐渐开始了种薯生产,这种就近供种方式在品种适应性、生理年龄调节、保证供应及时和降低成本上有一定优势,但在种薯贮藏管理和防冻害上还有待进一步完善[8]。
品种问题。在冬闲稻田中种植马铃薯,存在着品种不适宜和品种混杂。在一些地区,品种选用不当,给栽培管理带来很大困难,生产效果不佳。一些稻谷产区,由于育种力量薄弱,品种依靠从外地引进,缺乏适宜南方冬季生产特殊环境条件的品种,如中早熟品种、抗晚疫病品种、加工品种和耐霜冻品种等。
病虫害问题。由于我国种薯缺乏严格的检疫和监控,混乱的种薯调运使病虫害蔓延到冬闲田中。由于南方地区冬季湿度大,温度适中,一些病害发展迅速。在四川、重庆和广西等地晚疫病非常严重,在云南地区马铃薯青枯病、斑潜蝇等危害也较为严重[2]。病虫害防治不当,如防治时机和药剂选择不当,既加重了环境污染,又增加了防治成本。在晚疫病流行的地区,预测预报和防治体系还不健全,往往错过防治的最佳时期,使得病害难以控制。
霜冻问题。在中国南方,12月底~1月底气温容易骤降,突然的天气变化可能引发霜冻,正处于敏感阶段的冬种马铃薯易遭受霜冻害,从而使其大面积减产甚至绝收。如果12月底到1月份播种,此时遭遇低温,会影响出苗、造成减产,而且出苗后长期的低温阴雨造成光合产物不足,大部分植株出现黄叶。部分稻田马铃薯播种较浅、覆盖薄,会有部分种薯受冻烂种。如果在10~11月已播种,在12月底~1月底期间遭遇霜冻,严重的情况下,青苗冻死造成绝收[4]。由于马铃薯普通栽培种通常不耐霜冻,近年南方冬作马铃薯种植面积不断增加,如果不解决这一问题,一旦遭受霜冻,将造成巨大损失。
种植技术问题。在南方冬闲稻田上种植马铃薯,大多数在小块田地中进行,不适合机械化栽培,在一定程度限制了种植规模的扩大。先进的高产综合配套栽培技术,如地膜覆盖及稻草免耕栽培等新技术普及率低。在肥料施用方面,经常出现使用化肥量过大、配方不够合理、有机肥施用不足、或过于依赖复合肥等问题。
贮藏和运输问题。由于冬闲稻田种植的马铃薯一般都没有充分成熟就收获,块茎幼嫩、含水量高,给贮藏和运输带来一系列的问题。收获期在4、5月份时,进入南方的梅雨季节,雨水多,气温高,马铃薯贮藏和运输中易发生腐烂。
6 促进休闲稻田中的马铃薯生产建议和对策
使用高质量的种薯。在当前情况下,如果从北方调运种薯,尽可能找信誉好的种薯生产者购买种薯。在西南地区,如果使用自留种,则可以通过正常选择等方式,提高农民自留种薯质量。西南山区高海拔地区生产的种薯,其质量可以与东北主产区的种薯媲美,可作为西南冬种区马铃薯种薯的重要来源,降低成本,减少长途运输中的损失。当前,需要进一步提高西南山区的种薯生产能力,加强、优化基础设施建设,保证种薯供应。
筛选适宜的品种。充分利用现有的品种资源,筛选适宜当地的冬作马铃薯品种。西南地区育种已有较好的基础,如湖北选出的南中552,云南选出的抗青9-1和合作88等已经在西南冬作区推广。在品种选育研究中,需要将抗寒品种的选育作为冬作区马铃薯新品种选育的目标之一[9]。生育期适中、抗晚疫病和霜冻、适合不同用途新马铃薯品种的育成将大大促进冬闲田马铃薯生产。
技术改进。改进目前的种植技术,如稻草覆盖免耕技术,双膜覆盖防冻害栽培技术,大垄双行栽培技术,宽垄覆膜栽培技术等。针对冬作防冻、防涝、防杂草、防病害等需要,采用适当的种植技术,提高单产、降低生产成本。改进测土配方施肥技术,综合考察前茬水稻的施肥情况和冬作马铃薯的需肥特性,推广应用科学、简便、实用的施肥技术。建立优质高效栽培技术规程,使栽培管理更加科学化。借鉴国际先进的病虫害综合防治理念和技术,最大限度减少病虫害造成的损失。
市场开拓。利用冬闲田生产马铃薯,由于在上市季节上有优势,通常售价较好,但随着在南方种植面积的扩大,也出现了收获期集中、大量上市的问题,因此马铃薯除了供应省内及周边地区市场外,还需要拓展北方市场,甚至海外市场。当前,各地多出现公司加农户的订单模式,或农民自发成立的行业协会、合作社等,集中了散户,增强了贮运能力[10],一定程度上促进销售,拓展了市场。南方冬闲田种植的马铃薯,可在3~5月收获,可解决加工企业这一时期原料短缺的问题。通过延长货架期和改进包装等方式,可以增加鲜食马铃薯的销售量,拓展鲜食品种的市场。
加强科学研究。冬闲稻田种植马铃薯,具有特殊的季节性和区位性,品种研究时需要考虑抗晚疫病、耐霜冻、耐热及中早熟性等特征。栽培技术研究,需要考虑适宜的免耕技术、垄作技术和各种覆盖技术等。
7 结语
水稻是中国第一大粮食作物,但靠增加水稻种植面积和提高水稻单产来增加粮食供应潜力有限。而马铃薯在面积增加和单产提高上都有很大的潜力,可为粮食安全做出重要贡献。在中国南方12个主要水稻省区的1 600万hm2冬闲稻田中,目前只有4%左右的种植了马铃薯。由于种植马铃薯具有多种优势,种植效益较高,冬闲稻田种植马铃薯的面积日益增加。
冬闲稻田种植马铃薯还存在着种薯质量差、品种用途单一、局部地区病虫害严重或易受霜冻影响等问题,同时种植、贮藏和运输技术还需进一步提高。通过种薯质量的提高、多用途新品种的选用、栽培技术改进、市场拓展和科学研究的加强,可保证冬闲稻田马铃薯生产的持续发展。增加冬闲稻田的马铃薯种植,可为中国的粮食安全及提高南方稻区农民收入做出重大贡献。
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