河北省杂粮比较效益研究

刘 猛，赵文庆，崔纪菡，侯彩霞，李顺国，刘建军

（1.河北省农林科学院谷子研究所，石家庄 050035；2.国家谷子改良中心，石家庄 050035；3.河北省杂粮研究实验室，石家庄 050035；4.河北省杂粮产业技术研究院，河北 邯郸 057250；5.河北东粮农业科技股份有限公司，河北 邯郸 057250）

杂粮通常是指水稻、小麦、玉米、大豆以外的粮豆作物，主要包括谷子、高粱、燕麦、荞麦、大麦、青稞、甘薯以及芸豆、绿豆、小豆、蚕豆、豌豆等各类粮豆作物。杂粮在中国分布十分广泛，因其种植管理粗放，播种面积逐渐减少［1-3］。杂粮具有抗旱、节水、耐瘠薄的特点，在改善居民食物结构、增加农民收入、缓解农村贫困以及提高土地利用率等方面具有重要意义［4］。从政策方面来看，中国逐步重视杂粮生产，中央一号文件以及乡村振兴规划将杂粮作为特色产业发展，鼓励因地制宜地发展杂粮产业，提高杂粮在粮食安全中的地位；从消费和经济方面来看，中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展的新阶段，消费者对于有益健康的绿色食品的重视程度不断提升，杂粮正是健康绿色食品的重要原料，也是满足人民日益增长的美好生活需求的重要粮食，需求必将持续扩大；从生态方面来看，杂粮具有较广的适应性和抗逆性，尤其在干旱、贫瘠的土地上种植，化肥、农药的需求都很低，能够起到耕地修复、土壤改良等作用；从社会方面来看，杂粮产品因其富含的多种营养素和生物活性物质，非常契合“健康中国”战略的要求，推广杂粮产品对于改善全面膳食结构、提高全民身体素质有着重要的意义。同时，杂粮种植区多为“老少边穷”地区，通过新品种、新技术的示范推广，适当扩大杂粮规模，实施特色产业扶贫，促进产业兴旺和乡村振兴，有利于提高种植户的生活水平。杂粮所具有的生态属性、营养特性和厚重的农耕文化将在乡村振兴战略、“健康中国”战略等新时代背景下焕发新的生机［5，6］。

河北省是农业大省，同时也是杂粮种植大省，杂粮种植面积历史上呈现减少的趋势，但是近几年却呈现增长的态势，2018年河北省杂粮种植面积达35.2 万hm2，主要是杂粮消费量和价格不断增长所致。河北省生态类型多样，山区、丘陵、平原、高原、沿海滩涂等类型均存在，各类地形均有杂粮种植。河北省杂粮生产受多种因素的影响，但最根本的因素还是经济效益［7-9］，效益高的话，种植户才愿意种植，若效益低，即使品种和技术再好，种植户也不愿意种植，通过调研与文献发现，经济效益是种植户首要考虑的因素，杂粮经济效益也被很多种植户认为较低［10-13］。因此，本研究以经济效益为角度，分析河北省杂粮生产的比较效益，除进行杂粮与大宗作物效益比较以外，还考虑到杂粮在各区域的比较效益［14］，以期为杂粮生产提供参考依据。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

1.1.1 方法的选择 河北省杂粮比较效益分析采用比较效益模型（密切值法）。作物比较效益分析是一个多指标综合评价问题的方法，可以运用多种方法分析，最主要的是主成分分析、模糊综合评价等多种方法测算。但这些方法多采用横截面数据，而不是采用时间序列数据，因此不能动态、持续地反映问题的特征。密切值法是应用范围较广的一种方法，又称比较效益模型，采用密切值法能较好地分析比较效益问题。具体方法如下。

若对m个区域，采用n个变量指标进行评价分析，构造一个初始矩阵D，则D=（dij）m×n，dij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）表示第i个区域在第j项指标的取值。D作为初始矩阵，由于指标间存在错综复杂的关系，有正向指标（指标越高，越有利于生产）和逆向指标（指标越高，越不利于生产）之分，并且各指标量纲也不相同，为便于比较，对D进行无量纲规范化处理：

将规范化处理后的矩阵记为：

1.1.2 最优点集和最劣点集的确定

则最优点集为：

最劣点集为：

越接近N+而与N-相差越大的地区作物生产能力越高，反之，则越低。因此，作物生产能力最好的地区是在区域集中离最优点集最近、离最劣点集最远的区域。

最优点集和最劣点集是计算密切值的基础，是必不可少的一部分，密切值使多个指标转化为能从总体上衡量各地区作物生产能力高低的单一指标。密切值（Ci）的计算用到最优点集的最大值和最劣点集的最小值，其计算公式如下：

其中：

式中，密切值Ci反映各区域与极端点的接近程度分别表示Ci与作物生产能力最强的地区N+、最弱地区N-之间的欧氏距离；d+、d-分别表示n个最优点距离的最小值和n个最劣点距离的最大值。

1.2 指标选取

根据密切值法的要求，通过讨论和专家咨询，建立了标准的指标评价体系。选取经济效益、生态效益、社会效益3 个一级指标，土地成本、物质成本、人工成本、经济效益、化肥用量、用电量、农药用量、单产、价格、用工量10 个二级指标（表1）。

表1 杂粮种植密切值模型指标评价体系

密切值模型的指标单位均以单位面积计算，折算成每666.7 m2计量。机械成本是谷子生育期管理过程中产生的个人机械使用和机械租赁的费用，计元/666.7 m2；人工成本是谷子生育期开展的谷子施肥、间苗、除草、收获所产生的雇工费用，计元/666.7 m2；纯效益是谷子主产品产值扣除总的生产成本，即为纯效益，计元/666.7 m2。

生态效益指标中均以各投入数量计算。但是在问卷调查中对数量的统计非常困难，因此调查各项投入是记录的各项费用，只有化肥的数据是实际的使用数量，因为种植户对化肥的用量记录较清楚，容易获得，另外样本量增加可以抵消不同化肥的NPK含量，所以实际用量具有代表性。农药、水电要进行数量的折算，各投入的折算单价通过调研得出，农药的单价为36 元/kg；水电的使用量未满1 kW 时，单价以0.52 元/度计算，1～35 kW 时的单价为0.51 元/度，35 kW 以上的单价为0.50 元/度。

另外土壤修复是一个复杂的过程，在本研究中确实很难获得土壤修复的数据，因此未考虑土壤修复的分析，虽然没有考虑这方面的指标，但对本研究的影响不大。

1.3 数据来源

本研究数据来自2015—2019年国家谷子高粱产业技术体系信息平台、国家谷子高粱产业技术体系实际调研、河北省主要杂粮新型经营主体生产调研、河北省农业统计数据。主要采取区域内作物的优势效益分析和杂粮作物在不同区域的效益分析［15，16］。谷子、高粱、糜子的数据来源于2015—2019年武安市、蔚县等18 县51 户的数据，高粱的数据来源于2015—2019年阜城县、枣强县等4 县26 户的数据，绿豆、红小豆采用入户与线上相结合的方式获得数据，其中绿豆的调研范围为2015—2019年蔚县、阳原县等6 县23 户，红小豆的调研范围为2015—2019年故城县、阳原县等4 县32 户。玉米、棉花、水稻、黄豆合计15 县33 户种植户数据。本研究中调查的种植户基本属于新品种、新技术的采用户，种植品种和技术较先进，种植效益相对较高。

2 实证分析

2.1 河北省各区域内作物效益分析

依据河北省杂粮种植区域和数据获得局限性，选取谷子、绿豆、小豆、高粱、糜子5 种作物为比较作物进行分析，对照选择玉米、黄豆、棉花、水稻4 种作物。区域选取太行山区、燕山山区、低平原区、太行山前平原高产区、燕山山区平原区、滨海盐碱平原区6 个类型区（表2）。

表2 河北省分区域各作物的密切值及效益排序情况

2.1.1 低平原区作物的效益分析 河北省低平原区又称黑龙港地区，是河北省中低产生态区，主要包括廊坊、沧州、衡水、邢台、邯郸等部分县市。该区域选取谷子、玉米、绿豆、红小豆、高粱、黄豆、棉花7 种作物进行比较效益分析，经过计算密切值，并依据密切值大小对该区域的作物进行排序。结果显示，效益第一名是高粱、第二名是谷子、第三名红小豆、第四名是绿豆、第五名是玉米、第六名是黄豆、第七名是棉花。该区域的作物比较效益，杂粮作物占到前4名，比对照作物玉米、黄豆、棉花的效益相对要好。

2.1.2 太行山区作物的效益分析 河北省太行山区南起漳河（涉县境内），北至拒马河（涞源县境内），主要包括保定、石家庄、邢台、邯郸等西部县市。该区域选取谷子、玉米、绿豆、红小豆、高粱、黄豆6 种作物进行比较效益分析，经过计算密切值，并依据密切值大小对该区域的作物进行排序。结果显示，效益第一名是谷子、第二名是高粱、第三名是红小豆、第四名是绿豆、第五名是玉米、第六名是黄豆。该区域的作物比较效益，杂粮作物仍然占到前4 名，比对照作物玉米、黄豆的效益相对要好。

2.1.3 太行山前平原区作物的效益分析 河北省太行山前平原区是环境条件比较优越的地区，农作物产量较高，土壤肥沃、水资源相对充足。该区域主要包括保定、石家庄、邢台、邯郸等部分县市。该区域作物种类较多，选取谷子、玉米、绿豆、红小豆、高粱、黄豆、棉花7 种作物进行比较效益分析，经过计算密切值，并依据密切值大小对该区域的作物进行排序。结果显示，效益第一名是高粱、第二名是谷子、第三名红小豆、第四名是绿豆、第五名是黄豆、第六名是玉米、第七名是棉花。该区域的作物比较效益，杂粮作物占到前4 名，比对照作物玉米、黄豆、棉花的效益相对要好。

2.1.4 滨海盐碱平原区作物的效益分析 滨海盐碱平原区主要是沧州和唐山等县市的沿海地区，以盐碱地为主，农作物潜力相对较差。该区域选取谷子、玉米、绿豆、红小豆、高粱、黄豆、棉花7 种作物进行比较效益分析，经过计算该区域的作物密切值，并依据密切值大小对该区域的作物进行排序。结果显示，效益第一名是谷子、第二名是高粱、第三名绿豆、第四名是玉米、第五名是红小豆、第六名是黄豆、第七名是棉花。排名靠前的除了玉米第四名以外，谷子、高粱、绿豆、红小豆均排在对照作物黄豆和棉花的前面，杂粮作物相对效益较高。

2.1.5 燕山山前平原区作物的效益分析 燕山山前平原区主要包括唐山和秦皇岛等县市的平原地区，该区域选取谷子、玉米、绿豆、红小豆、黄豆、水稻6种作物，经过计算该区域作物的密切值，并依据密切值大小对该区域的作物进行排序。结果显示，效益第一名是谷子、第二名是红小豆、第三名绿豆、第四名是玉米、第五名是黄豆、第六名是水稻。排在前三的谷子、绿豆、红小豆都属于杂粮作物，其相对效益高于对照作物玉米、黄豆、水稻。

2.1.6 燕山山区作物的效益分析 燕山山区作物复杂多样，主要是张家口坝下、承德、秦皇岛等县市的山区部分，该区域选择谷子、玉米、绿豆、红小豆、高粱、黄豆、糜子7 种作物进行比较效益分析，经过计算密切值，并依据密切值大小对该区域的作物进行排序。结果显示，效益第一名是红小豆、第二名是绿豆、第三名高粱、第四名是谷子、第五名是玉米、第六名是糜子、第七名是黄豆。该区域的杂粮占据主要优势。

2.2 河北省杂粮区域效益分析

通过作物在不同区域间的比较效益分析，来判断不同生态类型区适宜种植的作物，是对某种作物进行区域选择的依据。虽然各作物在不同区域的效益和以杂粮作物分析区域适应性采用的是一套数据，但是分析区域作物的效益和区域效益却有不同的意义。河北省杂粮区域效益分析如表3 所示。

表3 河北省主要杂粮优势区域的密切值及效益排序情况

谷子在6 个区域的种植比较效益分析显示，排名前四的依次是滨海盐碱平原区、太行山区、燕山前平原区、燕山山区。滨海盐碱平原区主要特点是盐分含量高，谷子具有抗贫瘠的特点，最近几年在该区域谷子种植较多，效益相对较高；太行山区属于山地丘陵于一体的地形结构，土壤类型较少，有机质含量缺乏，对小类型作物种植比较有利；燕山山区自然条件差，地形复杂，杂粮种植面积较大，效益比玉米高。虽然燕山山前平原也在前列，但是该地区实际谷子种植非常少。

绿豆在6 个区域的种植比较效益分析显示，排名前四的依次是滨海盐碱平原区、燕山山区、燕山山前平原区、太行山区。从现实情况看，绿豆是特色杂粮作物，4 个区域均适合绿豆生长，平原地区较大，适应规模化发展，山区地形复杂，比玉米的效益高。

红小豆在6 个区域的种植比较效益分析显示，排名前四的依次是燕山山区、燕山山前平原区、太行山区、太行山前平原区。综合来说，燕山山区及前平原区和太行山区及前平原区均是红小豆的效益优势区，与玉米相比具有比较优势。

高粱在5 个区域的种植比较效益分析显示，前四名依次是滨海盐碱平原区、太行山区、太行山前平原区、低平原区和燕山山区（并列第四）。通过近几年的发展，高粱种植发展较快，衡水市阜城县高粱种植面积由200 hm2发展到6 666.67 hm2，黑龙港地区还有发展的趋势，当前效益比较突出。

3 结论与建议

3.1 结论

本研究经过计算作物的密切值并对其进行分析，发现河北省杂粮比较效益在农作物生产中具有一定的效益优势。河北省黑龙港地区、太行山区、太行山前平原区适宜种植杂粮中的高粱、谷子、红小豆、绿豆；滨海盐碱平原区适宜种植谷子、高粱、绿豆；燕山山前平原区适宜种植谷子、红小豆、绿豆；燕山山区适宜种植红小豆、绿豆、高粱、谷子。通过对谷子、绿豆、红小豆、高粱4 种杂粮在不同地区的效益分析，得出谷子效益排名前三的地区依次是滨海盐碱平原区、太行山区、燕山前平原区；绿豆效益排名前三的地区依次是滨海盐碱平原区、燕山山区、燕山山前平原区；红小豆效益排名前三的地区依次是燕山山区、燕山山前平原区、太行山区；高粱效益排名前三的地区依次是滨海盐碱平原区、太行山区、太行山前平原区。由于糜子的区域性比较强，且受种植习惯的影响，其主要是种植在张家口坝下地区。

3.2 建议

1）加强杂粮政策制定。政府应制定有利于杂粮发展的有力政策，在不同的区域开展不同的杂粮生产［17］，利用资源禀赋发展特色杂粮，建立“一村一品”的特色杂粮优势区。将杂粮纳入河北省粮食安全范畴，将杂粮生产纳入河北省粮食安全管理范围，增加良种补贴、农机补贴政策，增加杂粮生态保护补贴投入，将杂粮生产考核与粮食安全放在同等地位。

2）打造河北省高端杂粮品牌。河北省地方名米和贡米都很多，但是河北省小米品牌、冀酿高粱等知名度、响誉度不高，河北杂粮未能在全国打响知名度。打造河北省杂粮品牌，包括地方杂粮品牌，同时加强企业文化建设、品牌培育，针对不同人群，如孕妇、儿童、少年、青年、中年、老年、男人、妇女、健康人群、亚健康人群、各种疾病人群等需求，开发健康营养杂粮食品。

3）加大杂粮科研力度。充分依靠科技优势，加快杂粮新品种、新技术的研发、引进、试验、示范、推广工作，建立健全的杂粮标准化生产技术体系。积极采用成熟的配套栽培技术，提高产量。要加大对杂粮机械科研的投资力度，加快研制、推广实用专用机械，尤其是开发适宜不同地域、地形形态的便携式机械，促进农机、农艺深度融合，推进杂粮生产全程机械化。

4）加大宣传、扩大消费。杂粮营养健康被世界公认，世界著名医学杂志《柳叶刀》中刊出每人每天摄入杂粮125 g，能够保持人的营养需求。所以要加大杂粮健康营养的宣传，鼓励大众进行杂粮消费。利用杂粮营养、文化、历史知识的科普文章和图册，增强民众对杂粮的认知水平；结合地方食物资源、饮食习惯、传统食养理念，宣传以杂粮配伍为主的膳食结构相关食品；拍摄中国杂粮文化专题片，利用各类新媒体手段定向、精准地将科普信息传播到不同人群，促进杂粮消费。