廖桂堂,崔阔澍,乔善宝,蒋 艺,苟 曦
(1.成都信息工程大学资源环境学院,四川 成都 610225;2.四川省农技推广总站,四川 成都 610041;3.四川省耕地质量与肥料工作总站,四川 成都 610041)
玉米是我国第一大粮食作物,2018年播种面积超过4200万hm2,产量近2.6亿t,为粮食连续增产和粮食安全做出了重要贡献。近年来,我国玉米出现阶段性供过于求,加之国内外价格倒挂严重,导致了生产量、进口量和库存量“三量齐增”的特殊景象[1]。为破解玉米产业困境,中央持续推进玉米产业供给侧结构性改革,优化生产区域布局、统筹调整粮经饲结构、降低生产成本是玉米供给侧结构性改革的重点和难点[2]。四川是玉米大省,种植面积近140万hm2,产量超过760万t,居全国前十位,为四川省委、省政府重点打造的“川猪”“川酒”等特色产业提供了的重要保障。但是,由于四川独特的丘陵山地特征,玉米生产规模化、机械化水平低[3],产能不能较好满足饲料和酿酒等工业需求;另一方面,由于四川玉米技术生产效率低[4-5],农药、化肥等农业投入品用量较大[6],在产生环境风险的同时,生产成本明显高于国外和东北主产区。当前,四川玉米缺口巨大,每年需从东北等地大量调入,供需矛盾和结构性矛盾十分突出,严重制约了玉米产业的可持续发展。因此,掌握玉米农药、肥料及生产技术投入情况,不仅对提高资源效率、降低生产成本,增强四川玉米产业竞争力具有重要的现实意义,同时也是四川农业绿色可持续发展、长江上游生态屏障建设以及区域产业扶贫的重要支撑。本研究选择四川省2个典型玉米主产县,对企业、农民合作组织、种植大户及农户等进行现场问卷调查。在金堂县官仓镇、又新镇的99个农户及9个新型经营主体开展鲜食玉米及籽粒玉米调查;在洪雅县29个农户及6个新型经营,金堂县云合镇48个农户及1个新型经营主体开展青贮玉米调查,分析3种类型玉米的农药、肥料及生产技术等现状及限制因素,以期为四川玉米产业结构调整和可持续发展提供理论支撑。
图1 调查区域
金堂县位于成都平原与川中丘陵接壤地带,西北部属川西平原,东南部属川中丘陵区,中部为低山区,幅员面积1156km2,辖21个乡镇,230个行政村,总人口90万;属亚热带季风气候区,年均气温16.6℃,年均降雨量920.5mm,年均日照时数1268.7h;金堂县玉米种植面积1.48万hm2,其中籽粒玉米0.95万hm2,青贮玉米0.2万hm2,鲜食玉米0.33万hm2。洪雅县位于四川盆地西南边缘山地,处成都、乐山、雅安三角地带,幅员面积1896.49km2,辖15个乡镇,265个行政村,总人口33万;地貌以山地丘陵为主,河谷平坝分布在青衣江、花溪河两岸,由西南向东北高低梯次变化依次为高山、中山、深丘、浅丘、台地、河谷、平坝,最高海拔3090m,最低海拔417.5m;属亚热带季风气候区,年均气温16.6℃,年均降雨量1435.5mm,年均日照时数1006.1h。全县青贮玉米种植面积0.21万hm2,每年可提供优势饲料13.5万t,是四川省10个粮改饲示范县之一。
四川省玉米生产以露地人工栽培为主,主要技术模式有玉米覆盖增密高产栽培技术、玉米-大豆带状复合种植技术、玉米机械化生产技术、旱地“油菜/玉米/大豆”周年循环高产种植技术、饲用玉米—黑麦草轮作技术、全株玉米袋装青贮技术。
2.1.1 高产栽培技术 地膜覆盖栽培。玉米覆膜栽培技术有效缓解了四川玉米生产受到季节性、局部性干旱和低温冷害的影响,促进玉米高产稳产。玉米覆膜以春玉米为主,覆膜时间主要集中在3月中旬到4月下旬之间。覆膜方式上主要采用全程覆膜和膜侧栽培形式,重点发展玉米全程覆膜栽培技术和膜侧节水栽培技术。2019年,四川玉米覆膜面积约35.8万hm2(占全省玉米总面积约19.41%),其中膜侧节水栽培技术约7.3万hm2(表1)。育苗移栽。四川玉米播种时期多在3~5月份,此时段正好处于小麦、油菜等小春作物的收获期,为有效降低玉米与小春作物的茬口竞争,保证出苗率,促进苗齐苗壮,近年来四川大面积推广玉米育苗移栽技术。2019年,全省玉米育苗移栽面积约54.7万hm2(表1)。间套作种植。在四川丘陵及河谷地带,光热条件二熟有余、三熟不足,多采用间套作种植,主要有小麦/玉米/甘薯,小麦+蔬菜/玉米甘薯/蔬菜,小麦(马铃薯)/玉米/大豆等一年三熟模式。间套作种植技术对充分利用光热资源,增加土地复种指数,提高单位面积土地产出率做出了重要贡献。2019年,四川玉米间套作种植面积约74.7万hm2(表1)。机械化种植。四川机械化生产主要分布在平原及浅丘区,全省机械化播种、收获程度总体较低,机耕机收率总体不足6%(表1)。近年来,根据四川玉米间作套作的耕作模式和耕地特点,研发了西南地区农业作业的中小型农机系列装备,包括耕整地机械、玉米-大豆的播种机、喷施机、收割机等,并将农机和农艺相结合,制定了规范的全程机械化技术规程,进一步提高了机械化生产率。
表1 四川省玉米生产技术现状统计
2.1.2 品种及种植模式 四川鲜食玉米灌溉率较高,粒用和青贮玉米以雨养为主。播种和收获时间变幅较大,总体上鲜食和青贮玉米播种主要集中于4月上旬,收获时间为7月下旬至8月初;而粒用玉米相对较晚,播种主要集中于4月下旬至5月上旬,收获时间为8月下旬至9月上旬。3种类型玉米的播种密度基本一致,均在36000~60000株/hm2之间,但与农业部推荐的45000~52500株/hm2的标准还存在一定差距。四川玉米以小农户生产为主,生产用种品种多于300个,主要推广品种超过100个,从调查区域使用品种上看,鲜食玉米以万甜、超甜、华美68为主;粒用玉米品种较多,以中单、川单、成单、正红系列品种为主;青贮玉米品种结构相对较简单,以雅玉8号、神龙玉5号、成单99为主(表2)。
表2 四川省玉米品种及种植模式现状统计
四川省玉米种植主要施用商品有机肥、猪粪和牛粪等类型的有机肥,青贮玉米施用有机肥比例最高(占调查对象的88.1%,下同),其次为鲜食玉米(占62.26%),而粒用玉米较低(占29.09%)。由图2(左)可知,鲜食玉米基施化肥比例超过96%,青贮玉米和粒用玉米在70%~75%之间;鲜食玉米种植至少追施1次化肥,近70%的青贮玉米种植追施2次化肥,粒用玉米2次追肥仅占23.1%。由图2(右)可知,粒用玉米化肥用量达到658.8kg/hm2(折纯,下同),高于鲜食玉米和粒用玉米445~488kg/hm2的施用量,粒用玉米基肥与追肥比约为1∶3,而鲜食玉米和粒用玉米在2∶1~3∶1之间;鲜食玉米和粒用玉米以复合肥主(占90%以上),粒用玉米以氮肥特别是尿素为主(约占基肥的74%和追肥的87%),其余为追施的磷肥和钾肥。总体上看,四川省鲜食玉米施肥管理水平相对较高,肥料比例、用量及品种结构总体较合理;而粒用玉米生产仍属粗放型管理方式,有机肥、复合肥用量少,养分投入不均衡,偏施氮肥严重,导致化肥用量大、利用率低、面源污染风险高等问题突出。另一方面,由于有机肥养分含量低,用商品有机肥需要200kg/667m2以上、农家肥1000kg/667m2以上,加之四川丘陵、山区面积大,施肥机械配套率低,运输和施用的人工成本较高,单位面积有效养分投入成本高出化肥近4倍,生产经营主体施用有机肥的内在动力不足。目前,四川玉米单位面积肥料投入量高于全国平均水平,应进一步加强测土配方、机械施肥等化肥减量增效技术的推广和应用,提高农户科学施肥意识,促进肥料利用率不断提升,实现玉米生产可持续发展。
图2 四川省玉米肥料使用情况
由图3可知,四川玉米生产中杀虫剂使用率最高,其次为除草剂和杀菌剂。鲜食玉米三种类型农药的使用率均在90%以上,明显高于粒用玉米和青贮玉米。其中,鲜食玉米施用除草剂次数相对较多,超过50%调查对象施用2次以上;杀虫剂施用以2次为主,占调查对象的80%以上;杀菌剂施用1次的占60%,2次的占35%左右。粒用玉米施药次数较少,不施用除草剂和杀菌剂的调查对象分别占70%和80%以上,杀虫剂施用1次的占60%左右。青贮玉米米施药次数总体最少,不施用除草剂和杀菌剂的调查对象分别占70%和90%以上,近20%的调查对象不施用杀虫剂,施用1次的占65%左右。玉米生产使用的农药大类主要有菊酯类、吡虫啉、毒死蜱、乙草胺、阿特拉津、丁草胺和克百威等。总体上,四川玉米生产仍以化学防治为绝对主导,由于化学农药见效快、使用方便,长期以来农民对化学农药产生了依赖性,特别是病虫草鼠害爆发、突发时,化学防治仍是广大农民防病治虫的首选措施。另一方面,与化学防治相比,绿色防控产品投入成本较高、使用技术要求高、防控效果见效慢,农民不易接受,绿色防控技术推广应用难度较大。此外,农药使用的主体是普通农户,年龄结构严重老化、文化程度偏低,对农药性能和科学用药知识了解掌握不够,存在随意加大农药使用浓度、增加使用次数、没有轮换施药等现象。
图3 四川省玉米农药使用情况
本研究通过玉米发展需求调查与排序,分析四川玉米生产发展的限制因素,为制定玉米生产发展的支持政策提供参考。由表3可知,品种选择、病虫害防治、供求价格、科学施肥以及农机农艺等为主要限制因素,社会需求较强烈。首先,四川玉米育种研究多注重粮饲通用型即普通玉米品种的选育,真正优质专用玉米品种很少。据调查,全省销售及农户种植的玉米品种数都在百余个以上,种植品种呈多样化,一般每户种植2~3个玉米品种,玉米营养品质参差不齐,籽粒均匀度差,加之农民以原粮直接饲喂畜禽,饲料报酬率低。同时,还造成加工困难、成本偏高,影响了玉米相关产业的发展。二是绿色防控技术发展受限,省内开展天敌繁育、生物农药研发和微生物发酵的专业研究机构仅3家,研究人员严重不足,亟需构建生物防治产学研推用一体化研发体系。同时,生物农药现有产能无法满足生产需要,年产量仅占全省农药使用量的11%左右。三是四川人均耕地少、生产规模小、土壤肥力水平不高,玉米主产区户均种植0.13~0.2hm2,导致玉米生产成本不仅高于美国,而且也显著高于东北主产区。目前,全省玉米生产成本平均为1.2元/kg,分别比东北主产区和美国(不含补贴)的生产成高出0.3元/kg和0.5元/kg。四是四川在玉米轻简栽培方面的研究和应用明显低于北方玉米主产区,测土配方施肥、旱作节水、病虫害综合防治等技术的集成配套仍然不足,生产技术的普及率和到位率较低。重品种轻栽培等问题依然存在,大面积栽培管理较为粗放,突出表现在播期、播量不适宜,密度与品种不配套,灌、排水不及时及收获时期不当等方面,影响了玉米生产的转型升级。五是区域性、季节性旱灾是四川玉米生产的最大影响因素,全省耕地有效灌面仅占42%,旱涝保收面积仅为29%。由于灌溉条件差,每年均有一定的玉米因干旱原因而减产甚至绝收。此外,由于中低产田土面积大,影响了玉米单产和品质的提高。六是目前四川农业生产社会化服务体系发展滞后,玉米产前、产中、产后等环节仍以农户分散经营为主,不能有效降低生产成本和抵御市场风险。加之龙头企业带动能力有限,生产加工转化无法有效衔接,产业化水平较低,整个玉米产业还位于产业链底端。
表3 四川省玉米生产发展需求排序
因地制宜、分区施策,优化玉米产业布局,巩固并加强四川盆地丘陵区玉米的优势地位,积极发展优质籽粒玉米生产基地。充分发挥盆周山区的光温优势,根据草食性牲畜快速发展需要,积极发展甜糯玉米以及兼用型、饲草型玉米生产基地,进一步优化品种结构,实现“宜粮则粮,宜饲则饲”。提升青贮玉米与畜牧业资源承载能力和环境容量的匹配度,促进种养循环健康可持续发展。
开展玉米主要产区高标准农田建设,不断改善玉米生产条件,按照平坝河谷、盆地丘陵、山地深丘等不同区域,大力开展“田网”“路网”“水网”三网配套工程建设,重点配套完善玉米产区小型提灌设施、农田灌排系统,开展玉米绿色节水农业示范,推进耕地质量保护和提升工程建设。在开展玉米高质高效生产的基础上,通过“三田一村”(高塝田、望天田、漏筛田、旱山村)改种玉米,大力发展田埂玉米、堆堆玉米等途径,稳定扩大玉米播种面积。
进一步研究集成并示范推广玉米抗逆高产高效配套生产技术,在区域性自然灾害偶发区域,大力推广防灾避灾农业技术。在受季节性干旱影响较大的玉米产区,大力发展膜侧栽培、营养钵育苗移栽、适期早播避旱、水肥耦合等旱作农业技术,促进玉米稳产高产。实施玉米种植生物防治替代化学防治、有机肥替代化肥“两个替代”战略,组织大专院校、科研单位和推广部门分区域、分品种制定“两个替代”技术方案和标准体系,研发“两个替代”新技术、新产品和新设备,促进玉米生产方式的绿色转变。
国家、省级层面在科研项目向玉米产业倾斜,开展一批优质优良玉米的遗传改良和育种项目。同时,建设并逐步完善玉米栽培研究体系,支持各级政府建立主导新品种的良种繁殖基地,确保大面积生产用种的供给。同时,加大玉米种植保险品种开发,配套落实玉米种植保险补贴,降低农户种植风险,提高生产积极性,推动玉米产业发展。