平凉市农作物三年五熟种植模式探究

张长庆，李三禄，黄建伟，闫晓波，王 瑨，王虎堂，郭丽娜，朱俊峰，胡俊伟，李娜娜，景东田

(1.平凉市牛产业开发办公室 甘肃 平凉 744000；2.平凉市动物疫病预防控制中心 甘肃 平凉 744000；3.平凉市畜牧渔业站，甘肃 平凉 744000；4.平凉市农业技术推广站 甘肃 平凉 744000)

平凉市地处陇东黄土高原沟壑区，牛产业日益成为全市农业增效、农民增收、农村经济发展的重要支撑，作为全市深度贫困地区脱贫增收的“首位产业”，在助推全市脱贫攻坚工作中发挥了积极作用。破解现代草业发展难题，探索建立农作物合理的轮作倒茬种植模式，加快现代草业发展步伐，完善全市饲草料生产体系，对进一步促进全市牛产业实现高质量发展具有重要意义。为此，我们按照农业可持续发展的要求，针对陇东地区光热资源在农作物生产中一季有余、两季不足的特点，在我市东部旱作农业区开展了资源节约型“三年五熟”农作物种植模式试验研究探索，以期为提高以玉米为主的饲草料种植效益、推动平凉红牛产业化开发利用提供依据。

“三年五熟”农作物种植模式——是指通过合理的农作物轮作倒茬方式，实现三年内收获五季作物，从而达到高产高效的目的。具体种植模式是：在第一年4月上中旬春播饲用玉米，8月中下旬收获春播饲用玉米，8月下旬种植冬油菜(采用地膜覆盖的可推迟到9月上旬播种)；第二年6月上中旬收获冬油菜并复种饲用玉米，9月中下旬收获复种的饲用玉米并种植冬小麦；第三年6月下旬收获冬小麦并复种饲用玉米，10月上中旬收获复种的饲用玉米，实现三年五熟轮作制。

1 材料与方法

1.1 试验地点

本试验在平凉市东部旱塬地有代表性的崆峒区白庙乡白庙村、草峰镇十庄村、泾川县玉都镇康家村和东部旱川地有代表性的崆峒区花所乡光明村同时进行。

1.2 试验设计

第一年10月开始在崆峒区白庙乡白庙村、草峰镇十庄村、花所乡光明村和泾川县玉都镇康家村分别选定春播玉米茬已种植了冬油菜、冬小麦和第二年将要春播玉米的试验田，并对已种植的冬油菜和冬小麦生长过程及各环节生产成本进行全面调查和记录。第二年4月上中旬春播饲用玉米，6月上中旬及下旬分别在冬油菜和冬小麦收获后翻耕镟地，采用全膜双垄沟播栽培方式，人工点播复种饲用玉米，8月中下旬收获春播饲用玉米，并于8月下旬种植冬油菜，9月中下旬收获冬油菜茬复种的饲用玉米并种植冬小麦，10 月上中旬收获冬小麦茬复种的饲用玉米。所有试验田均为旱地，全生育期均未灌水，冬小麦、冬油菜及春种和复种饲用玉米其它耕作、栽培、管理措施均与大田同类作物相同。

1.3 项目测定及方法

1.3.1 干物质含量测定 饲用玉米植株收获期分别在各个试验田随机选择10株玉米植株全株割取，铡碎后各取样3份，每份约1 kg(记为W0)。借鉴国标法检测玉米青贮样本干物质含量的方法，将样品置于105 ℃烘箱中烘杀15 min，而后将烘箱温度调至65 ℃烘干24 h，取出后在室内空气中冷却1 h，称重记录后，再将其置于烘箱中烘干24 h，取出后再在室内空气中冷却1 h，称重并记录，直至前后两次称重无变化时确定为最终烘干数据(记为W1),最后利用公式：试样干物质含量(%)=W1/W0×100,计算出试样干物质含量。

用同样的方法对玉米籽粒、玉米秸秆(不含玉米穗)取样，分别测定干物质含量。

1.3.2 生产成本调查 调查并记录春播玉米、复种玉米、冬油菜及冬小麦种植各个环节的投入、产量及收入等情况，作为评估不同种植模式生产成本和种植效益的依据。

1.3.3 生产情况评估 利用试验数据，结合饲用玉米不同种植方式(春播、复种)与不同种植模式(连年春播、“三年五熟”)的具体实际，评估推算不同种植方式与不同种植模式下全株玉米秸秆生产情况。

1.4 数据分析

利用Excel对所测数据进行整理统计，并用SPSS17.0统计软件进行独立样本T检验分析，结果均用(平均数±标准差)表示。

2 结果与分析

2.1 干物质含量测定及产量测算结果与分析

不同地块玉米秸秆干物质含量及产量测定结果见表1。由表1可知，不同地区春播地全株玉米秸秆干物质含量、玉米籽粒干物质含量、玉米秸秆干物质含量、每667 m2全株玉米秸秆鲜重均高于复种地，其中草峰春播地全株玉米秸秆干物质含量、每667 m2全株玉米秸秆鲜重较复种地分别高出约19.2%、35.3%，花所分别高出约13.1%、63.0%，玉都分别高出约20.9%、55.7%，白庙分别高出约12.2%、48.2%。

依据表1数据结果，对饲用玉米不同种植方式(春播、复种)下全株玉米秸秆干物质含量、玉米籽粒干物质含量、玉米秸秆干物质含量、每667 m2全株玉米秸秆鲜重进行综合推算，结果见表2。由表2可知，春播方式下全株玉米秸秆干物质含量、玉米籽粒干物质含量、每667 m2全株玉米秸秆鲜重均显著高于复种方式，分别高出约13.9%、34.9%、47.3%，而玉米秸秆干物质含量虽然春播方式高出复种方式18.5%，但二者差异不显著。

依据表1和表2 的数据结果，对不同种植模式下饲用玉米干物质含量及产量进行了综合评估分析，结果由表3可知，在连年春播模式下，全株玉米秸秆干物质含量、玉米籽粒干物质含量、玉米秸秆干物质含量分别高出复种模式10.1%、16.7%、5.8%，且玉米籽粒干物质含量在两种种植模式下差异显著，而在“三年五熟”种植模式下，还可生产出小麦秸秆412.5 kg。

表1 不同种植地玉米秸秆干物质含量及产量测定结果

表2 不同种植方式下饲用玉米干物质含量及产量结果

表3 不同种植模式下饲用玉米干物质含量及产量评估结果

对同一生产周期(三年)内不同种植模式的饲用玉米产量情况进行了综合评估和推算，结果由表4中数据可知，在同一生产周期(三年)内，每667 m2地的全株玉米秸秆产量，鲜重量，干物质量，总产量和年平均产量，连年春播模式均显著高于“三年五熟”种植模式，鲜重量高出28.6%，干物质量高出42.0%。而在“三年五熟”种植模式中，除了生产饲用玉米外，还可生产一季小麦秸秆412.5 kg，其亦可作为饲草料平衡肉牛日粮营养。

表4 同一生产周期(三年)内不同种植模式饲用玉米产量评估结果

2.2 不同种植模式生产成本与效益核算

本研究对不同农作物种植各环节生产成本进行了调查与统计，结果见表5。依据表5中的相关数据，对不同种植模式的生产成本及效益进行了评估分析，结果见表6和表7。

表5 不同农作物种植各环节生产成本调查统计表 元

由表6可知，在同一个生产周期(三年)内，连年春播模式全株玉米秸秆生产总成本、全株玉米秸秆年均生产成本都显著高于“三年五熟”种植模式，均高出71.5%，而全株玉米秸秆产出投入比，“三年五熟”种植模式显著高于连年春播模式，鲜重水平和干物质水平分别高出32.8%和26.7%；同时，由表7可知，在鲜重水平和干物质水平上，全株玉米秸秆每吨生产成本，“三年五熟种植模式较连年春播模式分别降低25.0%和17.6%。由此可见，“三年五熟”种植模式更有利于土地资源的高效利用，可显著降低生产成本，增加经济效益。

表6 同一生产周期(三年)内不同种植模式玉米秸秆生产成本评估结果

表7 同一生产周期(三年)内不同种植模式平均每吨全株玉米秸秆生产成本

3 讨论

陇东地区属典型的半湿润偏旱雨养农业区，是我国旱作农业的主要地区，雨热同季，光热资源丰富，在传统农业生产中一季有余，两季不足，但通过改良品种和改进栽培技术，大多数地域光热降水资源有利于油菜茬或小麦茬复种夏玉米的生长和高产稳产。研究表明[1]，在冬油菜或冬小麦收获后采用全膜双垄沟播栽培技术复种夏玉米，平均每667 m2产量可达500 kg左右，从而实现一年两熟两收。通过本次试验研究结果分析，我们发现，资源节约型“三年五熟”种植模式属集成型、节约型、高效型玉米种植模式，能充分利用当地土地资源和自然资源生产饲草料，如果利用复种模式生产饲草料，其经济、社会、生态效益优于连年春播玉米模式，是全市乃至陇东广大旱作农业区值得推广和应用的饲草料生产模式。

3.1 经济效益分析

产业发展最终追求经济效益，近年来，成本“地板”上升与价格“天花板”下压的双重压力对我市牛产业发展已形成严重冲击，如何通过节约成本，降低成本“地板”，从而提升经济效益，实现牛产业持续健康发展，是当前乃至将来很长一段时期内我们探索和追求的目标，研究表明[2-3]，复种饲用玉米可在一定程度上降低玉米秸秆生产成本，有利于提高肉牛养殖的经济效益，在本次试验研究中，不同种植模式所生产的全株玉米秸秆成本差异显著。在同一生产周期(三年)内，连年春播模式下每667 m2全株玉米秸秆总产量和每667 m2年平均秸秆产量均显著高于“三年五熟”种植模式，鲜重水平高出28.6%，干物质水平更是高出42.0%，而“三年五熟”种植模式下每667 m2全株玉米秸秆生产总成本和每667 m2年平均成本分别由连年春播模式下的2 712.0元和904.0元降为1671.4元和557.1元，均降低38.4%。由此看来，仅从每667 m2全株玉米秸秆产量和生产成本分析，我们很难判定哪种种植模式更有利于提高经济效益。而从每667 m2全株玉米秸秆产出投入比来看，“三年五熟”种植模式的产出投入比在鲜重水平和干物质水平下分别高出连年春播模式25.9%和20.0%，即同样的产出水平，“三年五熟”种植模式的投入显著低于连年春播模式。同样从每吨全株玉米秸秆生产成本分析看，“三年五熟”种植模式下鲜重成本和干物质成本由连年春播模式的174.2元/t和651.2元/t降为138.1元/t和567.5元/t，分别降低20.7%和12.9%。由此可见，生产同样鲜重量或干物质量的全株玉米秸秆，“三年五熟”种植模式的生成成本显著低于连年春播模式。因此，我们可以断定，在同一生产周期(3年)内，同样的生产条件，生产相同量的全株玉米秸秆，采用“三年五熟”种植模式较连年春播模式可显著降低生产成本，从而显著提高经济效益。

3.2 社会效益分析

玉米秸秆饲料开发利用是我市发展以牛为主草食畜牧业的物质基础，已有研究表明[4-5]，玉米复种有利于解决畜牧业生产中饲草短缺的现实难题，具有良好的生态和社会效益。本试验研究中，在同一生产周期(三年)内，虽然“三年五熟”种植模式下全株玉米秸秆年均667 m2产量低于传统的连年春播模式，但与传统的连年春播模式相比，“三年五熟”种植模式中，冬油菜茬复种饲用玉米收获期提早半月，而冬小麦茬复种饲用玉米推迟约一个月，这样既可有效避开陇东地区雨季对玉米青贮工作的影响，也可缓解玉米青贮期间因“三秋”(秋收、秋播、秋耕)农忙造成劳动力紧张局面，同时还能显著降低生产成本，对于规模化养牛场来说，采取“三年五熟”种植模式生产玉米秸秆饲料是减少投入，提高经济效益的有效途径。对农户而言，作物休闲期把土地出租给养牛场，并在玉米青贮期到养牛场做点季节性的零工，也是增加经济收入的有效途径。

3.3 生态效益分析

平凉地处陇东，是典型的旱作农业区，水资源短缺是制约经济和农业发展的主要因素，“十年九旱”是当地的基本气候特点，而夏季作物休闲期降雨约占全年降雨量的一半，休闲期集雨保墒，是提高降水利用率的关键时期。研究表明[6]，在陇东旱塬区夏季休闲期播种油菜可以有效覆盖地表，达到边用边蓄、蓄用结合的效果，增加土壤孔隙度和库容，提高了土壤有效水分，具有抗旱保水、护土培肥和节本增效的生态效益。那么，在夏季节休闲期复种玉米，同样可以有效覆盖地表，达到充分利用丰富的光热水资源的效果，提高土地利用效率，具有显著的生态效益。

综上所述，“三年五熟”种植模式有利于降低肉牛养殖中饲草料的生产成本，进而提高养殖生产效益，适宜在平凉市乃至陇东地区规模化养牛场中推广应用。