關于現代糧食作物農業生產方式發展戰略的研究

摘要：本文分析了現代農業作物經濟可持續發展的關鍵因素，提出高效低投入生態農業概念及其最佳生產模式。認為多年生糧食作物品種培育和推廣，規模化機械化生產，提高復種指數、加強救荒填閑可以獲得全年高產和穩產，充分利用作物的多重用途發展相關產業，是現代農業生產高效率的關鍵基礎。由于多年生蕎麥等多年生糧食作物的高度抗旱耐瘠薄性和防止水土流失特性，以此為基礎的高效低投入生態農業模式特別適合喀斯特山區的農業生產。

關鍵詞：高效懶農業；可持續發展；多年生糧食作物；蕎麥

中圖分類號：S03

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2017）02-0001-05國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.02.001

Abstract：After analyzing the key factors of sustainable development of modern crop agricultural economy， the concept of ecological agriculture with low-input and high-output and its best model were put forward. It is suggested that variety breeding of perennial grain crops and their promotion， commercial and mechanization production， increasing multiple crop index， calamity relief and catch cropping for stable annual value， and developing related industries based on multiple uses of crops are key basis of high effectiveness of modern agriculture production. Since perennial grain crops such as perennial buckwheat with highly endurance to drought and barren and highly protection for water and soil， the ecological agriculture with low-input and high-output based on them is fit for agricultural production in Karst mountain area.

Key words：high effective lazy agriculture； sustainable development； perennial grain crops； buckwheat

1農業作物經濟的關鍵要素

現代農業作物經濟首先應符合循環經濟模式。循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續發展理念的經濟增長模式，就是要減少資源消耗、減少廢物產生，將廢物直接作為原料進行利用或再生利用、對環境無明顯有害影響的一種可持續經濟模式，是對“大量生產、大量消費、大量廢棄”的傳統增長模式的根本變革。國務院2013年2月6日印發我國首部循環經濟發展戰略規劃——《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》[1]，明確了我國循環經濟發展的重點任務是構建循環型工業體系，同時提出要構建循環型農業體系，即在農業領域推動資源利用節約化、生產過程清潔化、產業鏈接循環化、廢物處理資源化，形成農林牧漁多業共生的循環型農業生產方式，改善農村生態環境，提高農業綜合效益。歸根結底是要實現現代農業的可持續發展。

現代農業作物可持續發展主要有如下幾個關鍵要素：

11土地和氣候

土地和氣候是農業生產的最根本要素（陽光+水+養份），它決定了當地所能進行的農業生產活動。目前農業生產方式主要是家庭聯產承包制[2]。由此導致的主要問題是土地嚴重分割、不利于機械化和規模化生產，經濟效益低下，而土地流轉不暢、農村勞動力不足，又進一步降低了生產效益，制約著農業發展。實現土地規模化經營是農業產業化、農業現代化、農業參與國際競爭的需要。土地的規模化是農業現代化、產業化和可持續發展的基本條件。因此從小農經濟向規模經濟是基本的發展戰略。在工業化、城鎮化高速推進的現代社會，農業工作辛苦和低效，無法留住青壯年農民，農村主要勞動力多數外出務工，造成農村勞動力嚴重缺乏、土地拋荒現象普遍發生。“誰來種地”、“怎么種地”已經成為急需解決的重大問題。對此應大力推進土地適度流轉。按照依法、自愿、有償原則，鼓勵和引導農戶以轉包、轉讓、入股、租賃等方式，流轉土地承包經營權，發展專業大戶、家庭農場、農業企業規模經營等多種形式的規模經營。

12勞動力

即從事農業生產的人員。目前主要是受教育程度較低的農民為主。提高勞動力的知識水平和受教育程度，是提高農業生產效益的主要方法。教育是民族發展和社會進步的階梯，大力發展教育、加大科技普及力度，是推動產業發展的基礎性策略。重點是要培育一批有文化、懂技術、會經營、善管理的新型職業農民和種養大戶，為農業規模化經營提供人才保障。應鼓勵和支持高等院校畢業生、返鄉農民工、個體工商戶以及農業科技人員從事農業創業，使新型鄉土人才和相關專業人才逐步成為新型農業產業經營的主體。同時，還應提升農民組織化水平，大力發展農民專業合作社、大力興辦農產品加工企業或參股農業龍頭企業，通過聯合生產、規模經營，將分散的資金、勞動力、土地和市場組織起來，形成完整產業鏈，解決市場對接問題。在訂單農業或其他規模化生產中進行技術培訓、規范栽培和生產過程，一方面提升勞動力的素質，另一方面保障了企業原料的品質。

13作物生產技術

作物生產技術主要包含作物育種技術、作物栽培技術和作物加工技術等。針對不同作物品種，采用高產穩產、優質、無公害栽培技術和低成本高效益的加工技術，從小農經濟向機械化的規模化栽培轉變是現代農業生產的重要發展戰略。

14作物生產資料

作物生產資料包括種子、肥料、設施等。良好的種子、相適應的肥料和設施是作物品種發揮最大潛力的關鍵。加大生產資料的研發，更加具有針對性地、高效地、無公害地滿足農業生產的需求，是農業發展主要之路。

上述要素中，作物種子的特點決定了其主要的生產方式，即決定了其最佳的栽培技術和加工技術以及所需要的最低勞動力投入和所需要的土地特點等。

2作物高效低投入生態農業的概念及最佳模式

傳統的作物農業生產尤其是糧食作物生產主要是利用一年生作物如水稻、小麥、玉米等。其主要問題是每年都需要購買種子、每年每季都需要進行播種栽培，不僅導致土地外露易于水土流失，還使得用工量和成本相當沉重。如何降低用工量又大幅提升農業生產水平是當今農業發展的瓶頸問題。這里提出高效低投入生態農業（簡稱高效懶農業）概念，就是指以最低的用工量和最少的投入獲得最多收獲的農業生產模式，是高效農業中的最佳模式。這種模式的基礎是“一次栽培，總是收獲”，即“plant once， harvest always”。

多年生作物是指第一年栽培后，以后各年不再需要播種，只需適當管理即可進行各年各季收獲的作物，這對于農業生產來說是最理想的作物。目前農業生產上的多年生作物主要是果樹等林木和少數多年生蔬菜和花卉，未見多年生糧食作物生產。一旦培育出多年生糧食作物品種，在一些地勢較平坦的地區，還可以結合使用聯合收割機等農機進行農業機械化耕作、管理和收獲，可極大提高農業生產效率和降低用工量及成本。這種高度節約人力物力的多年生糧食作物生產模式是未來農業發展的必然趨勢之一，是現代高效農業的最佳模式。

多年生作物具有三大優點：（1）高度節約人力物力資源，一次栽培，總是收獲，無需年年播種和用種；（2）防止水土流失、維護生態平衡。多年生作物對水分和養分利用效率高，其發達的根系可攔截、保留和利用更多的降水，防止水土流失，對表層土壤與肥料的保持能力強；（3）極強適應性和抗逆性，可以在一年生作物生長極端不利的環境中生長。正是這些優點吸引著人們開展多年生糧食作物育種。

目前，多年生糧食作物育種研究計劃已在美國、澳大利亞、加拿大等國協作展開。主要涉及多年生小麥、多年生玉米、多年生水稻等研究。國內已有少數關于多年生糧食作物的研究報道。但國內外都還沒有多年生糧食作物的規模化生產。

孫玉等[3]嘗試利用多年生偃麥草與普通小麥雜交，將偃麥草的多年生及其它有益基因導入小麥，選育多年生小麥，培育多年生新的麥草飼料品種，相關研究取得一定進展，并發現在遠緣雜交后代多年生特性會逐漸減弱，甚至變成一年生，而且由于大量異源染色體的導入，導致育性不正常。同時一些不良性狀也一并導入，降低了品種的豐產性和商品性。盡管早在20世紀20年代，前蘇聯就開始了通過將一年生小麥與多年生近緣種偃麥草雜交來培育多年生小麥的研究，目前仍未取得突破性進展。

多年生玉米的研究主要是利用四倍體多年生玉米（Zea perennis，2n=40）與二倍體一年生普通玉米雜交，以便將其多年生特性導入普通栽培玉米中[4-5]。

水稻屬也有一些種類和變異類型如長雄野生稻（Orizae longistaminata）、藥用野生稻（O.officinalis）、澳洲野生稻（O.australiensis）有較發達的地下莖，是多年生的。李勤修等[6]以柳州野生稻和長藥野生稻為材料，利用有性雜交產生宿根原種固定雜種優勢，無性繁殖擴大利用的育種方式，培育出了宿根越冬再生雜交稻。胡鳳益[7]通過建立F2遺傳群體對長雄野生稻（Oryzae longistaminata）地下莖的有無、多少、分支數、長度、節間數、干重、分蘗數等進行了SSR分子標記QTL定位，發現了地下莖9個性狀涉及16個QTL位點分布于8個染色體上。重慶市三峽農業科學研究所從重慶忠縣馬灌鎮農民胡代書家征集到一份珍稀稻種資源— 多年生糯稻89-1。趙正武等[8]對該多年生水稻種質進行了主要農藝性狀的遺傳變異研究。但是這些多年生水稻的主要問題是宿根來年春季發芽不整齊導致產量較低。

上述主要作物的多年生特性大多數來源于野生種類，多年生類型的豐產性和商品性較差，難以直接利用。目前尚無多年生糧食作物大面積推廣。

中國西南部是蕎麥起源地和多樣性中心，有最豐富的蕎麥野生和栽培資源。蕎麥屬約有23個種左右[9-10]，可分為兩個組，即大粒組和小粒組。大粒組7個種，有較大的經濟價值，包括普通蕎麥（甜蕎，F.esculentum， 第1栽培種，一年生二倍體）、苦蕎（F.tataricum， 第2栽培種，一年生二倍體）、佐貢野蕎（F.zuogongense，一年生四倍體）、大野蕎（F.megaspartanium，多年生二倍體）、毛野蕎（F.pilus，多年生二倍體）、金蕎（F.cymosum，多年生異源四倍體）、巨蕎（F.giganteum，一年生異源四倍體）。小粒組與栽培蕎麥親緣關系較遠，經濟價值低，包括F.gracilipes（一年生）、 F.leptopodum（一年生）、 F.urophyllum（多年生）等16個種。除栽培種類廣泛分布外，其它種類均相對集中地分布于中國西南部[9-10]。從上述可知，蕎麥屬植物同時具有多年生和一年生類型，其中以甜蕎、苦蕎、金蕎麥復合物最重要。

金蕎麥復合物是一種常用的中藥材，是多年生類型，包含三個生物學物種，即二倍體大野蕎、二倍體毛野蕎、異源四倍體金蕎麥，由于其形態上較相似又都是多年生植物，被稱為金蕎麥復合物[10]。金蕎麥復合物植物都是野生植物，其中大野蕎和毛野蕎生長極其茂盛，抗旱抗寒耐瘠薄，但是具有強烈的落粒性和種子休眠特性，難以收獲到種子。其中大野蕎是較常用的中藥材，具有大葉、大花、大果等特性，生長最繁茂，豐產性能最佳，據估計單產可達300kg/畝以上，大大超過栽培蕎麥，而且極其抗旱抗寒耐瘠薄。貴州師范大學蕎麥產業技術研究中心通過大量收集和變異篩選，于2012年已獲得了較不落粒的金蕎麥新品系暫命名為“紅心金蕎麥”。該新品系再生力極強、枝條扦插很容易存活，缺點是花期對高溫敏感，因此春季開花不結實，只有秋季開花季節可以獲得一季產量，而且花柱異長自交不親和蟲媒傳粉，產量對環境要求高。2014年春陳慶富將一年生的栽培苦蕎與多年生金蕎麥“紅心金蕎麥”進行雜交，2014年秋獲得雜種植株，經三亞2014年冬繁，2015年春季、秋季、冬繁，2016年春季、秋季、冬繁，已獲得F8代穩定品系，在世界上首創的高產優質貴多苦003、貴多苦60、貴多苦74等多年生苦蕎新類型系列品[11]。由于這種類型的后代分離出了具備雙親的優點（母本的自交可育、高結實率、株型好；父本的多年生、再生能力強、種子大粒），又克服了雙親的缺點（母本的一年生、種子小粒、再生力弱；父本的自交不親和、自交結實率低、落粒、株型差），具有很大的發展潛力。我們把這種類型，稱為多苦蕎系列，特別是其多年生特性，使得多苦蕎系列品系具有強大的再生力，栽培割刈收獲一季后，可再生自發收獲1～2季，直到地上部分冬季凍死。在冬季較溫暖地區，其宿根來年可再自發生長，由此實現栽培一季，季季收獲、年年收獲即“Plant once， and harvest always”。這就是以多年生植物為基礎的高效懶農業糧食生產模式。這種模式擺脫了常規農業生產的頻繁翻耕土地導致水土流失、生態失衡、農民辛苦勞作、成本高昂、效益低下等問題，或將對我國乃至世界農業糧食生產產生革命性影響。在這里，我只是展望了前景，關于是否一定能實現這個變革，還需要進一步研究。特別是在產量和越冬性上需要進一步的研究和提升。

綜合上述，蕎麥作為糧食作物尤其是多年生蕎麥作為糧食作物栽培馴化，可使其在高效低投入生態農業的發展上率先做出貢獻，由此帶動生產方式從傳統的頻繁播種、導致水土流失的高成本、高投入、不利于水土保持的方式向低成本、低投入、有利于水土保持和生態環境保護的高效懶農業方式轉變。

中國南方喀斯特石漠化地區，由于土地干旱瘠薄，一般一年生糧食作物很難生長并獲得高的收益，而且由于頻繁播種的耕作翻土會導致水土流失。但對于抗旱耐瘠薄的多年生糧食作物則可以抵抗和耐受，因此以多年生糧食作物為基礎的高效低投入生態農業模式可能是喀斯特山區的最理想模式。

3改進農業耕作制度，發揮救荒填閑作物的功能，提高復種指數，爭取全年穩產和高產

除了種植方式從一年生向多年生轉變外，充分利用救荒作物的早熟性，發揮其救荒填閑作用，提升農業生產抗自然災害能力的同時，大大提高全年生產效益和全年生產總值。

糧食安全是人類面臨的重大問題。自然災害嚴重影響農業生產，導致糧食危機，威脅著人類的生存和發展。減輕自然災害的影響，確保糧食安全是各國政府和科學家共同關心的重大問題。

據聯合國統計，20世紀90年代每年全球約有2.5萬人喪生于自然災害，財產損失約500到1000億美元，其中，氣象水文災害造成的損失占90%以上。中國地處東亞季風區，是遭受自然災害最嚴重的國家之一，20世紀90年代以來，平均每年受災約3億多人，因災死亡約6000多人，直接經濟損失超過1500億元。

自然災害除了導致人員傷亡和財產損失外，還導致作物嚴重減產或絕收，嚴重威脅人民生活和制約經濟發展。在農業生產上，如何在遭受嚴重減產和絕收后及時翻耕、補種救荒作物，彌補所遭受的糧食損失以保障人民生活，是農業自救的基本措施之一。

在救荒方面，歷史上主要使用普通蕎麥作為救荒作物。其主要原因是普通蕎麥生長迅速、生育期短，一般60天左右就可以收獲。普通蕎麥對日照和溫度要求不嚴格，只要溫度在10℃以上，都能生長，因此可以在春夏秋任何時節播種，只要在霜前（11月底）能夠成熟即可獲得相當產量。

據估計，每年全國大約有數千萬畝作物嚴重受災，其中大多數也可以采用救荒減災增產。2009～2010年中國西南地區百年不遇的夏-冬-春三季連旱，使小麥等作物絕收面積達1500多萬畝。這些絕收的作物面積可以在旱情緩解后種植蕎麥等速生作物，可以增產增收。如果其中大約一半面積用普通蕎麥救荒，即700萬畝，按畝產100kg計算，可產70多萬噸，按每4元/kg 蕎麥計算，可以彌補產值十多億元。顯然，救荒是減災增產的有效措施。

中國南方省作物耕作制度中，每年玉米、水稻收獲后（8月中旬）大多數擱荒至小麥播種（10月20日～11月10日）或下一季玉米播種，這段時間可以用速生高產型蕎麥栽培一季，多獲得1季蕎麥產量。據統計，中國南方這種擱荒面積上千萬畝。如果其中一半如500萬畝都增加1季蕎麥，按畝產100kg計算，全年可增加50萬噸蕎麥種子，產值達10億以上。顯然，調整農業結構，發揮蕎麥填閑功能，是農業增產增收的有效途徑。

4利用作物多重用途，發展相關產業，擴大生產規模和增加產值

這里以蕎麥為例加以說明。蕎麥不僅可以做糧食，更是保健佳品和特色蔬菜[1.12]。栽培蕎麥幼苗嫩莖尖和種子發芽芽菜，多年生金蕎麥的地下橫走幼嫩莖稈、地上幼嫩莖尖等都可以用于特色蔬菜生產。蕎麥的葉和花序富含黃酮類物質[13]，可以生產蕎麥茶。苦蕎種子黃酮含量也比較豐富[14-15]，還含有很多蛋白質等營養成分[16-17]，可生產苦蕎種子茶及系列保健產品如酒、醋、醬油、提取物等[18]。甜蕎花朵艷麗，培育花色多樣和富觀賞性的品種是發展農業旅游觀光產業的有效途徑。因此培育多重用途或專用型的特色蕎麥品種，開發利用蕎麥的多重價值，可增加蕎麥產業規模。

參考文獻：

[1]陳小鋒，顧振綸.金蕎麥抗腫瘤作用研究進展[J].中草藥，2000，31（9）：715-718.

[2]李志遠，李尚紅.農業生產組織方式創新及發展模式選擇[J].經濟問題，2006，（6）：45-47.

[3]孫玉，孫善澄，劉少翔，等多年生小麥的培育與選擇研究[J].種子，2011，30（4）：21-26.

[4]唐祈林，李曉忱，宋運濤，等.玉米與四倍體多年生玉米代換種質的選育及其基因組原位雜交鑒定[J].遺傳學報，2004，31（4）：340-344.

[5]唐祈林.玉米×四倍體多年生玉米雜種F2非整倍體研究[J].中國農業科學，2008，41（8）：2480-2484.

[6]李勤修.野生稻及其雜交后代的宿根越冬[J].四川農業科技，1978（3）：18-20.

[7]胡鳳益.長雄野生稻（Oryzae longistaminata）地下莖的分子定位和遺傳研究[D].重慶：西南農業大學，2002.

[8]趙正武，李仕貴，雷樹凡.一份特異多年生水稻種質主要農藝性狀的遺傳變異[J].中國水稻科學，2006，20（5）：481-486.

[9]Chen Qing-Fu. A study of resources of Fagopyrum （Polygonaceae） native to China[J]. Botanical Journal of the Linnean Society，1999（130）：53-64.

[10]陳慶富.蕎麥屬植物科學[M].北京：科學出版社，2012

[11]Chen Qing-Fu. Recent progreesses on interspecific crossbreeding of genus Fagopyrum Mill[R].The 13th. International Symposium on Buckwheat （ISB）， Korea.

[12]吳清，梁國魯.金蕎麥野生資源的開發與利用[J].中國野生植物資源，2002，20（2）：27-28.

[13]Liu N， Zeller FJ， Chen QF. The flavonoid content in leaves and inflorescences of the wild perennial Fagopyrum cymosum complex[J].Genet Resour Crop Evo，2013（160）：825-838.

[14]薛長勇， 張月紅， 劉英華，等.苦蕎黃酮降低血糖和血脂的作用途徑[J].中國臨床康復，2005，9 （35）：111-113.

[15]張政，王轉花，劉鳳艷，等.苦蕎蛋白復合物的營養成分及其抗衰老作用的研究[J].營養學報， 1999，21（2）： 159-162.

[16]趙鋼，唐宇，王安虎.苦蕎的成分功能研究與開發應用[J].四川農業大學學報，2001，19 （4）：355-358

[17]朱瑞.苦蕎麥的化學成分和藥理作用[J].中國野生植物資源，2003，22（2）：7-9.

[18]Li， S.Q，Zhang Q.H. Advances in the development of functional foods from buckwheat[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition，2001，41 （6）： 451-464.