广西花生产业发展现状及建议
2021-06-24刘宇锋范如芹曾成城梁芷姮
刘宇锋 范如芹 曾成城 梁芷姮
(1.广西壮族自治区农业科学院农业资源与环境研究所,广西 南宁 530007;2.仲恺农业工程学院/环境科学与工程学院,广东 广州 510225)
花生(Arachis hypogaeaL.)为我国四大油料作物(油菜、花生、大豆、芝麻)之一[1]。花生播种面积仅次于油菜,花生产量占全国油料作物产量的50%以上[2]。广西作为我国南方花生重要产区之一,花生播种面积保持在16~22 万hm2[3,4]水平,花生播种面积分别占广西耕地面积和旱作耕地面积的3.6~5.0%和7.1~9.8%,占广西油料作物种植面积的80%以上[5,6],是广西第一大油料作物。广西花生产业发展和科学施肥水平取得了较大进步,比较同期全国水平仍存在一定差距。本文对近10 年(2009~2018)来广西与全国花生播种面积、单位面积产量和总产量数据进行整理和分析,对广西花生产业发展和科学施肥存在的问题进行归纳与总结并提出相应的建议,为促进广西花生产业可持续发展和花生科学施肥水平提高提供参考。
1 广西花生产业发展现状与分析
广西地处我国华南地区,位于东经104°26′~112°04′,北纬20°54′~26°24′之间,北回归线横贯全区中部,属中、南亚热带季风气候区。年平均日照1028.3~2247.3h,无霜期331~365d,各地年降水量为1149.4~2800mm,年平均气温16.5~23.1℃,日平均温度≥10℃的积温,全区在5500~8300℃,是全国积温最高的省区之一[7];广西作为我国南方7个花生主产区(广东、广西、江西、福建、云南、湖南、海南)之一,属于南方春秋花生产区[8]。广西气候气温较高,具有光照充足,雨量充沛,无霜期长等特点,使得广西花生产业温、光、水、气条件较我国其他花生产区具有一定比较优势[9]。
就灌溉条件而言,广西90%花生种植在缺少有效人工灌溉条件的山地、丘陵地区[10,11],平原地区花生种植比例较低;缺乏有效的农业灌溉条件是限制广西花生单产提高的重要因素之一。广西花生产区土壤类型以红壤和赤红壤为主[12]。受到中、南亚热带季风气候的影响,土壤风化和淋溶作用明显,土壤养分过量流失现象普遍存在,阳离子交换量偏低,Ca2+、Mg2+等阳离子流失较为严重。红壤偏酸(pH4.5~5.5)的特点加剧了Ca2+、Mg2+等盐基离子的淋溶流失,促进了Al3+、Mn2+等离子的释放,P 的固定加强,造成N、P、K 等养分相对匮乏,不利于花生高产。广西花生产区高温多雨的特点,土壤有机质矿化作用明显,且含量偏低,土壤保水保肥能力较差;加之长期不合理的人类活动,加剧旱地退化及肥力衰减,致使广西花生在栽培过程中容易出现空荚,饱果率降低,产量偏低且年际变化不稳定等问题。同时,广西高温高湿的气候特点有利于病菌繁殖,各种土传病害及黄曲霉污染较为严重,花生容易感病减产;且广西花生主栽品种多属于珍珠豆型小花生品种[13],实现高产稳产存在一定难度。
笔者以国家统计局网站[14]公布的相关统计数据为依据,将2009~2018 年10 年间广西与全国花生播种面积、单位面积产量、花生总产量等数据进行了整理与分析。
1.1 广西与全国花生播种面积变化
2009~2018 年广西和全国花生播种面积分析表明(图1),广西花生播种面积在16~22万hm2,同期全国花生播种面积在430~470万hm2,10年间广西花生播种面积占全国花生播种面积的比例在3.7%~4.7%的范围内波动。
图1 2009~2018年广西与全国花生播种面积变化及其总增长率、年平均增长率
虽然广西花生播种面积在全国花生播种面积的比例较低,但10 年间广西花生播种面积占同期全国比重整体呈逐年上升趋势(图1A)。播种面积总增长率(31.5%)是全国同期水平(5.6%)的5.6 倍(图1B),广西花生播种面积年平均增长率(3.16%)是全国同期水平(0.62%)的5.1倍(图1C),表明10年来广西花生产业发展势头比较迅猛。
1.2 广西与全国花生单位面积产量变化
广西与全国花生单位面积产量分析表明,2009~2018 年广西花生单位面积产量在2400~2900kg/hm2范围,同期全国花生平均单位面积产量在3300~3700kg/hm2之间波动,广西花生单产水平为全国花生平均单产水平的73%~80%(图2)。
图2 2009~2018年广西与全国花生单位面积产量变化及其总增长率、年平均增长率
广西花生单产水平在10 间虽然低于同期全国平均单产水平,但广西花生单产在逐步提高,占同期全国单产水平的比例在逐步增加;2009 年到2018年,广西花生单产水平从占全国同期的73.7%上升至79.0%,增加了5.3 个百分点(图2A)。10 年间广西花生单产总增长率(19.7%)高出全国同期水平(11.6%)6.1 个百分点(图2B),广西花生单产年平均增长率(2.02%)是全国同期水平(1.24%)的1.63 倍(图2C)。广西花生单产增长速率较快,这也表明限制广西花生单产增加的各种因素得到较大改善,广西花生单位面积产量增长显著。
1.3 广西与全国花生总产量变化
通过对2009~2018 年广西、全国花生总产量数据分析,广西花生总产量在39~65 万吨,同期全国花生总产量为1400~1700 万吨,广西花生总产量占同期全国花生总产量的比例在2.7~3.8%(图3)。
图3 2009~2018年广西与全国花生总产量变化及其总增长率、年平均增长率
虽然广西花生总产量在10 年间占同期全国总产量比例维持在较低水平,但是广西花生年总产量从39.8 万吨增长到62.7 万吨,增长了几乎1 倍(图3A)。广西花生总产量增长迅速,且占同期全国花生总产量的比例逐步上升,广西花生总产量增长率(57.4%)是同期全国花生总产量增长率(17.8%)的3.2 倍(图3B),广西花生总产量年平均增长率(5.27%)是同期全国水平(1.88%)的2.8倍(图3C)。
从全国花生发展现状分析,广西花生产业发展水平在全国还处于较低水平;广西花生播种面积和总产量在全国所占份额较小,花生单产水平低于同期全国平均水平。但花生播种面积、单产和总产量10 年来增长势头均高于同期全国平均水平,是我国南方春秋花生产区的重要产区和典型代表,发展潜力较大。
1.4 广西与全国花生播种面积、单位面积产量和总产量及其增长率相关分析
通过对广西花生播种面积、单产和总产量相关分析(图4)发现,2009~2018 年广西与全国的花生播种面积、单产和总产量之间均存在相似的相关性,花生播种面积、单产和总产量均存在极显著性正相关(P<0.01)。广西花生总产量与播种面积、单产的相关系数分别为0.99 和0.98(图4A),而同期全国的花生总产量与播种面积、单产的相关系数分别为0.91和0.97(图4B);这表明广西花生总产量更多是依赖花生播种面积的增加,而同期全国花生总产量则更多依靠花生单产的增长。在我国城镇化率逐步提高,农业耕地面积日趋紧张,农业人口非农化转移加快,农业产业政策与结构不断调整,不同作物用地矛盾日益凸显[15,16]的当代农业农村发展的大背景下,广西花生产业继续走扩大花生播种面积来提高花生总产量的老路将难以为继,广西花生产业须从数量规模型向质量效益型转变,提高单位面积花生产量势在必行。
图4 2009~2018年广西与全国花生播种面积、单产和总产量相关分析
广西与全国花生播种面积、单产和总产量3 者年平均增长率相关分析(图5)表明,广西与全国的花生播种面积年平均增长率、单产年平均增长率和总产量年平均增长率之间均存在相关性;总产量年平均增长率、单产年平均增长率和总产量年平均增长率呈显著性正相关(P<0.05)。
图5 2009~2018年广西与全国花生播种面积、单产和总产量等年平均增长率相关分析
2009~2018 年广西花生总产量、播种面积与单产3 者的年平均增长率的相关系数分别为0.97 和0.67,而同期全国花生总产量、播种面积与单产3 者年平均增长率的相关系数分别为0.88 和0.86,这说明广西花生总产量与单产年平均增长率的相关性却低于同期全国水平,广西花生总产量的年平均增长更多地依赖花生播种面积的年平均增长,与总增长情况的结论基本一致。
2 广西花生施肥现状与存在的问题
2.1 广西花生产区施肥现状的调查研究工作存在空白
广西花生种植产区主要集中在桂中的来宾(武宣)、贵港(桂平、平南)等市,桂南的南宁(邕宁、武鸣、宾阳)、崇左(扶绥)等市,桂东的贺州(富川)、梧州(岑溪)等市,桂北的桂林(全州、恭城、平乐)等市,南部沿海的北海(合浦)、钦州等市。播种面积最大市、县份依次为:来宾市、贵港市、合浦县、南宁市邕宁区、南宁市武鸣区、扶绥县、贺州市、博白县[12]。目前关于广西全区和各主要种植区的花生施肥的文献还未见相关报道,这表明当前广西花生产区施肥情况的了解和认识还存在一定的空白,对广西主要花生主产区农民施肥习惯、用肥类型、施用方法和施肥投入缺乏系统了解和基础数据,对广西花生施肥现状还停留在估计判断和经验分析上[17],广西花生科学施肥仍存在一定的盲目性。因此,开展广西花生产业发展现状和施肥情况的科学、全面地调查研究是当前一项亟待完成的紧迫任务。
2.2 花生科学施肥水平有待提高
限制广西花生高产、稳产因素较多,肥料不合理施用就是一个主要因素[18]。广西花生肥料实践中同时存在施肥过量与不足现象[19]。过量施肥导致土壤酸化与土壤退化,施肥成本增加、肥料利用效率下降;管理粗放,施肥不足又造成花生生长受到抑制,潜在产能无法完全发挥,单产降低[20]。目前在广西花生施肥实践上普遍存在“三重三轻”问题:重N、P肥,轻K、Ca 肥;重大量元素肥料,轻中微量元素肥料;重化肥,轻有机肥。花生作为自花授粉作物,农户长期留种导致品种退化,耐肥性不佳,增肥不增产,致使肥料的投入与花生实际需求比例不匹配,肥料利用率逐年下降,施肥作用不能充分发挥。
化肥施用不合理主要表现为N、P、K、Ca 四大必需养分施用比例不科学、不协调。N 肥过量,重施P肥,K肥、Ca肥施用偏低。部分花生种植农户长期按高浓度复合肥750kg/hm2的习惯施肥方法给花生施肥,钙肥较少投入,过量和不合理肥料投入抑制了花生自身固氮作用,加大肥料在土壤中残留,造成农业面源污染问题[21]。长期大量施用单一化肥,加剧土壤退化和酸化[22-26],不利于花生单产和品质提高。
随着农牧业生产集约化程度不断增加,农村有机肥源相对减少,而商业化有机肥价格偏高;加之农业劳动力数量减少、农村劳动力价格持续走高和农民生产习惯等多重因素影响,有机肥在广西花生施肥中比例偏低,主要靠施用化肥维持生产。长期化肥施用降低了土壤保水保肥能力;而广西花生栽培土壤多为旱坡地,成地条件恶劣,土层浅、结构差、肥力低,满足不了花生生长发育对养分的需求,导致广西花生单产和品质可持续性增长后劲不足。
2.3 花生科学施肥配套技术体系有待完善
广西花生科学施肥配套技术体系存在的问题主要表现是:(1)施肥技术体系不完整;(2)适合广西特点的施肥新技术、新装备研发和推广应用相对滞后。
广西花生施肥实践中,施肥种类、施肥数量、施肥时间与比例、配套的农艺措施等没有进行系统归纳和总结,缺乏规范性和可操作性,习惯与经验施肥占据主流,实际施肥中随意性较大,普遍存在浅施、面施和撒施以及有机肥未充分发酵完成即施用等现象,造成烧苗、肥料挥发或损失,肥料利用率低下,施肥成本增加,增肥不增产等问题。
花生在进入开花下针期后,进入了一个需肥临界期,此时适当追肥对花生增产提质有显著作用;但实际人工追肥中,因花生植株的遮挡,肥料往往形成浅施和面施的效果,肥效降低,生产上迫切需要一种能有效解决花生后期追肥的施肥农机具。同时,符合广西实际的先进施肥设备研发水平相对落后,借助无人机技术等先进技术开展的根外施肥技术研究和应用在广西花生生产中还未见相关报道,这也是今后广西花生施肥技术体系的一个研究方向。
2.4 广西的花生专用肥研发和专利申报相对滞后
作物专用肥是根据使用区域土壤养分状况和作物需肥特点,结合当地的施肥习惯、耕作制度以及自然气候条件等因素,将大量元素、中微量元素和其他生物活性物资等通过科学试验,进行科学配比,供给该地区特定作物而专门生产的一类肥料[27,28]。长期花生栽培和施肥实践和农村生产经营模式的变化,花生施肥逐步向轻简化方向发展,花生播种前一次性施入满足花生全生育期生长发育需求,并获得高产成为花生施肥发展的一个趋势。研制符合广西花生生产实际、并提供配套的栽培管理技术方法的一次性施用包含有机-无机成分的肥料对广西花生高产高效种植具有实际意义。
在花生专用肥研制过程中,测土配方施肥试验方法“3414”完全实施方案,只能满足3个因素,4个水平的14 个处理[29-31]。考虑花生必需的N、P、K、Ca 四大养分元素的施肥试验中,传统的测土配方施肥试验方法就不能满足花生专用肥的研发的要求,需引入新的肥料试验技术方法来进行花生专用肥的研发工作。
对广西和全国花生专用肥相关专利进行检索(图6)发现,广西花生专用肥申请发明专利(17 件)占全国花生专用肥申请发明专利(113 件)总数的15.04%。广西花生专用肥公开发明专利(17 件)占全国花生专用肥公开发明专利(94 件)的18.09%。目前,广西无授权花生专用肥发明专利,而同期全国花生专用肥授权发明专利为15 件,目前广西还没有花生专用肥相关的实用新型专利和外观专利授权。
图6 广西与全国花生专用肥相关专利数据
广西花生专用肥专利数据分析表明广西花生专用肥相关研发基础和能力还相对薄弱,与全国水平还存在一定差距;从侧面说明花生专用肥在广西花生施肥应用比例不高,广西花生专用肥研发、生产和应用水平亟待加强。
3 广西花生产业发展与施肥技术建议
花生作为地上开花底下结果的浅根系经济作物,在气候和土壤相似的情况下,科学合理的栽培管理措施和施肥技术是花生获得高产、稳产的关键因素之一[32,33]。
3.1 加大广西花生专用肥研发和专利申请力度
根据广西气候、土壤和花生品种特点,因地制宜地研发出满足花生全生育期养分需求的花生专用肥。花生专用肥需要符合当前广西农村经营模式变化,一次性施肥不用追肥,减少肥料使用量,降低施肥成本[32,33]。花生专用肥需具有肥料缓释的效果,使肥料的释放量与花生的吸收量相一致,最大程度地减少肥料的固定、挥发、淋溶,提高肥料利用效率,降低对环境的污染。同时,加强广西花生专用肥的相关专利的申请工作,不仅加强在专用肥生产配方专利的申请,同时重视在相关肥料施用农机具、生产加工工艺、栽培管理技术、肥料包装设计的专利申报,形成以花生专用肥为核心的“专利池”。
3.2 完善符合广西花生施肥配套栽培管理技术体系
花生专用肥应用必须与相应的施肥方法和技术相配套,才能发挥其功效。制定符合广西花生生产实际和花生专用肥特点的花生栽培管理规范与标准,包括:整地要求、种植和施肥规格、选种要求、播种时间、灌溉要求、除草剂使用、专用肥施肥时间和施肥量、人工和机械施肥技术要求、地膜覆盖、灌溉要求、除草和病虫害防治方法等均做出明确而具体的规定,有利于标准化和规范化栽培管理。花生专用肥施用配套栽培管理体系的建立和完善,助力广西花生专用肥的推广和应用,做到好肥配良法,发挥花生专用肥的最大效益。
针对花生开花下针后垄间逐渐封行、人工追肥劳动强度大且成本高、肥料基本呈撒施状态、肥料养分损失大、肥料利用率低的情况,开展农艺和农机结合的花生施肥机具的研发工作,开发符合广西花生生产实际的追肥农机设备也是对广西花生施肥配套栽培管理体系的一项重要内容。
3.3 推动农业新技术在广西花生施肥领域的应用
推广花生与其他作物进行间套种的栽培技术。充分利用花生丛生于浅根层、生长周期短且具有根瘤菌内生固氮的特点,与广西其他优势作物(甘蔗、玉米、木薯等)进行合理间套种,立体栽培,充分利用温、光、土地资源,提高土地复种指数与单位面积经济效益[35,36]。实现用地与养地相结合,促进广西农业实现生态、高效、可持续发展。
在花生施肥领域开展农业新技术的应用。随着高效灌溉施肥技术[37,38]和智能无人机技术[39]等为代表的现代新型技术推广和应用,在作物施肥领域进行了大量研究与应用,但相关新技术在广西花生施肥领域的相关研究和应用鲜有报道,应开展相关高效灌溉施肥技术和智能无人机根外施肥技术在广西花生施肥领域的研究与应用。