走粮豆轮作均衡持续丰产的农业发展道路*

韩天富，韩晓增

（1.中国农业科学院作物科学研究所/国家大豆产业技术研发中心，北京 100081；2.中国科学院东北地理与农业生态研究所/国家大豆产业技术体系海伦综合试验站，黑龙江 海伦 152300）

■专家视点

走粮豆轮作均衡持续丰产的农业发展道路*

韩天富1，韩晓增2

（1.中国农业科学院作物科学研究所/国家大豆产业技术研发中心，北京 100081；2.中国科学院东北地理与农业生态研究所/国家大豆产业技术体系海伦综合试验站，黑龙江 海伦 152300）

大豆和其他豆类均可共生固氮，根茬落叶多且较易腐解，是良好的养地作物。粮豆轮作具有培肥地力、调节作物茬口、防治作物病虫害、促进多种经营等方面的作用。我国是大豆等多种豆类的起源国，以粮豆轮作为基础的耕作制度和以有机肥料（含农作物秸秆还田）为主体的施肥制度，是我国传统农业的精华。早在汉代，黄河中下游南部地区就建立了麦→豆→杂谷两年三熟为主要形式的轮作复种制度；黄河中下游北部地区在后魏时代就形成了一年一熟的豆→谷轮作格局；东北地区在清末即通行豆→谷→谷三年轮作制，实行耲扣交替的轮耕垄作。

长期定位试验证明，豆类与禾谷类作物轮作可实现持续增产增收的目的。农业部公主岭黑土监测实验站30年的定位试验表明，在玉米→玉米→大豆轮作模式下，土壤有机质含量增加了0.15个百分点，较玉米连作提高13%，玉米产量较连作条件下增加11.2%。另据国家大豆产业技术体系海伦大豆综合试验站21年的定位试验结果，大豆→玉米轮作比连作玉米土壤有机质含量高15.6%，大豆茬比玉米茬土壤水分含量提高21.5%，速效磷含量提高16.3%。如果以连作玉米的产量为100%，大豆和玉米两区轮作使玉米增产8.8%；玉米→大豆→小麦三区种植，玉米增产14.1%。黑龙江省农业科学院土壤肥料研究所18年定位试验结果表明，大豆→玉米轮作时，大豆单产比连作2年的高26.52%，比连作15年的高21.21%。

美国、巴西、阿根廷等农业大国均实行玉米→大豆轮作，配合实施秸秆还田、深松改土等技术，使土壤肥力不断提高，生产成本明显下降，玉米、大豆保持高产稳产。艾奥瓦及伊利诺依是美国玉米和大豆主产州，80%面积的玉米和大豆实行隔年轮作。在轮作过程中，在玉米茬施肥，大豆种植年份不施或少施肥料，玉米、大豆秸秆全部还田，土壤有机质含量一直保持在较高水平，为玉米、大豆双高产创造了条件。以2010年数字做比较，我国辽宁、吉林两省玉米平均亩产比上述美国两州玉米平均亩产低319.17公斤，差值相当于中国两省玉米平均亩产的79.3%；大豆平均亩产比美国两州低61.07公斤，差值相当于中国两省大豆平均亩产的36.2%。可见，我国辽宁、吉林两省与美国艾奥瓦、伊利诺依两州玉米产量的差距比大豆更大，原因之一是大豆尚实行不规范的轮作，而玉米长期连作。可见，缺少合理的轮作和土壤培肥制度，直接导致我国作物单产远低于美国。因此，即使从提高禾谷类粮食作物单产的角度出发，也要实行轮作倒茬。

新中国成立至二十一世纪初，大豆在我国各地轮作制度中有较重要的地位。东北地区的轮作方式有大豆→玉米、大豆→玉米→玉米、大豆→小麦、大豆→小麦→小麦、大豆→小麦→玉米、大豆→玉米→高粱→玉米等；黄淮海南部地区普遍实行冬小麦→夏大豆一年两熟制，北部地区隔年在冬小麦收获后种植夏大豆；南方和西北地区则推行大豆和高秆作物（含林果）的间作套种。近十余年来，由于片面追求高产，上述轮作制度在一些地方受到破坏，在东北地区出现长期连作玉米的局面，黄淮海地区的麦茬夏大豆被夏玉米替代，导致土壤肥力不断下降，病虫害（如东北玉米螟、黑穗病，黄淮海小麦赤霉病、全蚀病）发生明显加重，生产成本不断上升，种植效益逐步下降，农产品质量难以保证。恢复和改进粮豆轮作制度是调整我国农业生产结构、实现“一增两减三基本”目标，促进农业可持续发展的必由之路。

近几年来，国家大豆产业技术体系针对我国东北、黄淮海和南方大豆产区实际，研究、完善了大豆与主要粮食作物轮作倒茬和间套作的模式，建立了粮豆轮作均衡增产技术模式，创造了高产典型，为我国粮食主产区提供了可持续发展农业的样板。在东北地区，国家大豆产业技术体系开展大豆→玉米不同轮作周期定位试验，分析比较不同轮作方式下玉米与大豆的产量与效益，获得大量第一手资料；进行玉米茬大豆机械化作业技术研究，发现利用秋季深松打破耕作犁底层可增加土壤活化深度，扩大土壤有效容量；提出动力配置、化学除草、田间管理、收获贮藏等关键技术的优化组合方案，遴选出3种机械耕作模式；对玉米秸秆腐解情况进行研究，认为深埋能增加0～20厘米有机质含量；对东北28个示范县、32个调查点进行调查，进一步明确了大豆、玉米田主要除草剂及药害情况；开发出新药剂，对玉米茬除草剂对大豆产生的药害有缓解作用；优化根瘤菌接种施用技术，通过接种根瘤菌配施用缓释氮肥使大豆单产提高6.6%。2014年，上述技术在东北地区9个综合试验站服务区域示范16 987亩，大豆平均亩产244.5公斤，比对照亩增产22.7公斤，增幅为9.3%，按大豆目标价4.80元/公斤计算，亩增效108.96元；改进了在玉米前茬上进行作业的大豆垄上三行“大垄密”栽培技术，2014年示范面积29万亩，大豆平均亩产达到219.87公斤，平均每亩增产大豆45.37公斤。

在黄淮海地区，立足麦→豆一年两熟制，围绕大豆播种环节麦秸资源化处理困难、焚烧麦秸造成空气污染、土壤理化性质变差、肥力不断衰退等问题，国家大豆产业技术体系组织农艺、农机专家，提出了“侧向抛秸、分层施肥、精量播种、覆土镇压、封闭除草、秸秆覆盖”等6项作业一次完成的麦茬大豆免耕覆秸精量播种技术，系统研究了免耕覆秸条件下的品种选择、密度设置、肥料施用、杂草防除、病虫害防治等田间管理技术和产量形成规律，并研制出配套农机具，形成了农艺、农机有机结合的麦茬免耕覆秸精量播种技术体系。这项技术目前已开始在大豆生产上示范应用，取得了显著的增产增收效果。

2012年，中国农业科学院作物科学研究所采用大豆新品系中作J9083和免耕覆秸精量播种技术，在晚播（7月4日播种）、全期未施肥、未灌水、未间苗、未中耕、未喷施生长调节剂、未防治病虫害的情况下，在北京市顺义区获得实收亩产275.7公斤的大豆高产。2013年，在中国农业科学院新乡试验基地，采用同一生产模式和大豆新品系中作XA12938，实收亩产311.2公斤，创造了黄淮海夏大豆节本高产典型。2014年，尽管大豆生长前期遭遇严重干旱、鼓粒期间阴雨连绵，鼓粒不佳，仍在新乡试验基地创造每亩实收大豆281.95公斤的高产典型。2015年，在河南新乡采用免耕覆秸栽培技术种植超高产大豆新品系“中作XA12938”，经专家实收，亩产达到336.28公斤，创造了我国大豆主产区（含东北、黄淮海和南方）大豆实收单产新纪录。上述事例充分证明麦茬大豆免耕覆秸播种技术的优越性，为在黄淮海粮食主产区建立麦→豆一年两熟轮作体系提供了可靠的技术保证。

在南方地区，针对间作套种发展迅速而模式栽培不规范、缺少适宜小型机械、用工成本高等问题，国家大豆产业技术体系组织相关岗位科学家和综合试验站在原有麦/玉/豆间作套种技术模式基础上，通过筛选适合间套作的大豆与玉米品种、调整玉米大豆株行距和播期、控制旺长、减施氮肥、防病治虫等措施，完善大豆与高秆作物带状复合种植技术，并研发出适合带状复合种植的配套动力机械与播种机具，形成玉米大豆带状复合种植高产栽培技术体系。在大豆与玉米、甘蔗、木薯、马铃薯等作物的间套作模式下，通过不同年份作物苗带调整，可实现微区轮作。

鉴于豆类与玉米等禾谷类作物轮作倒茬具有保水保肥、提高土壤有机质、减少化肥农药投入、增加作物产量、降低生产成本、提高种植效益的作用，建议在东北北部地区实行豆类→禾谷类作物隔年轮作；在东北中部和南部地区每种植2年或3年玉米轮作一次豆类；三江平原稻作区定期实行稻豆水旱轮作；黄淮海南部小麦赤霉病和全蚀病重发区推行麦→豆一年两熟制；黄淮海平原其他小麦产区每隔2～3年麦后复种一季豆类（大豆、杂豆或花生）；在南方和西北地区，推广大豆与禾本科粮食作物、经济作物间套作，隔年实行微区轮作；在南方早、中稻产区推广禾根豆。在当前物价水平下，可在豆类种植年份（季节）向农民每亩补贴200元，推动轮作制度的建立，并配套推广配方施肥、深松改土、秸秆还田、根瘤菌接种等技术和农机具。实行轮作补贴后，全国豆科作物（含大豆、花生、杂豆等）总面积达到3亿亩，大豆面积恢复到1.5亿亩，总产可达2 200万吨以上，除满足国内食用大豆需求外，还可出口菜用大豆和大豆食品，并保持一定的油用大豆生产能力。2016年，可在黑龙江省第三、四积温带及安徽淮河以北地区、四川成都平原设立粮豆轮作试点，积累经验后在全国推广。

S344.1

C

1674-3547（2016）01-0001-03

2016-01-03

韩天富，研究员，国家大豆产业技术体系首席科学家，E-mail:hantianfu@caas.cn

农业部财政部现代农业产业技术体系建设专项（CARS-04）；中国农业科学院科技创新工程