馬冉,趙成雷,趙瑜,張宏彥,2*
(1.中國農業大學資源與環境學院,北京 100193;2.中國農業大學曲周實驗站,河北 曲周 057250)
甜葉菊別名糖草、甜菊,為菊科甜葉菊屬的多年生草本植物,原產于南美巴拉圭和巴西交界的高山草地[1]。甜葉菊葉片中含有甜菊糖苷,其甜度是蔗糖的300 倍,但熱量僅為蔗糖的1/300,因此被譽為“天然糖精”[2]。我國從開始大面積種植甜葉菊至今已有30 a[3],2018 年我國甜菊種植面積達到1.81 萬hm2[4]。甜葉菊作為一種天然健康的糖代替品被廣泛應用于食品、醫藥和飼料加工等行業[5,6],推廣應用前景廣闊。河北省曲周縣擁有國內最大的植物色素提取企業和最大的甜菊糖生產基地——晨光集團,依托龍頭企業拉動和國家農業科技園區、國家農業綠色發展先行區科技優勢,發展以甜葉菊為主要內容的大健康產業,成為曲周縣農業產業結構調整、農業供給側改革的重要方向。近幾年在企業、政府共同推動下,曲周縣甜葉菊種植面積逐步增大,且以小農戶、分散經營為主,栽培環節存在諸多問題,制約甜葉菊產業健康發展和農民經濟收入的提高。為此,通過與曲周科技小院與晨光集團合作,采用大樣本實地調研方式,深入曲周縣甜葉菊生產一線,對小農戶甜葉菊種植現狀、主要栽培管理等進行調研與分析,并提出相應的解決方案,為推動曲周縣甜葉菊產業、實現高產高效綠色發展提供依據。
河北省曲周縣地處黃淮海平原,地理位置為東經114°50′30″~115°13′30″、北緯36°34′45″~36°57′57″,屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,年平均氣溫13.1 ℃,極端最高氣溫41.1 ℃,年平均降雨量556.2 mm 且降水主要集中在7~9 月,雨熱同期,適合發展甜葉菊產業。小農戶種植甜葉菊的土壤質地主要有砂壤土和黏土。2019 年甜葉菊的種植面積約為420 hm2,大多以小農戶分散種植為主,戶均種植面積0.23 hm2。
2019 年8 月中國農業大學實驗站科技小院與晨光生物集團合作,在全縣8 個甜葉菊種植鄉鎮隨機選取31 個村莊(表1),每個村莊選取3 個代表性的農戶,采用問卷調查與田間觀測評價相結合的方式進行調查。共發放調查問卷92 份,其中有效問卷91 份,實地走訪種植田塊91 個,有效率為98.9%。調查的主要內容有種植戶基本信息、種植地塊基本狀況、甜葉菊施肥管理方式、甜葉菊長勢及種植成本等。采用Excel 軟件對數據進行統計和分析。

表1 調查的8 個鄉鎮31 個村莊Table 1 Villages investigated in Quzhou County
對調研樣本的基本情況匯總結果(表2) 顯示,男女比例為1∶0.74,年齡跨度為20~73 歲,種植甜葉菊的勞動力年齡主要集中在51~73 歲,學歷主要集中在小學、初中或中專,占總樣本量的75.1% (圖1)。樣本的基本情況符合當前我國農戶、農業生產現狀,說明調研數據具有一定的代表性,能夠反映現實情況。

表2 91 個樣本的基本信息Table 2 Basic information of 91 samples investigated
2.2.1 品種選擇 目前,曲周縣種植的甜葉菊品種主要為譜星一號和譜星六號。通過實地調研發現,譜星一號具有分枝較多、葉片較小、品種適應性強等特點;譜星六號具有分枝較少、葉面較大且厚、適應性較差等特點。譜星六號較譜星一號的含糖量更高而作為2019 年的主推品種,調研結果顯示,95%的農戶種植譜星六號,5%的農戶種植譜星一號。
2.2.2 成本及經濟效益分析 甜葉菊種植總成本為2.25 萬元/hm2,其中購苗費用8 385 元/hm2、化肥費用4 275 元/hm2、移栽雇工費用2 880 元/hm2、灌溉費用2 700 元/hm2、補苗費用1 155 元/hm2、農藥費用1 080 元/hm2、地膜費用825 元/hm2、整地費用750 元/hm2、打頂雇工費用255 元/hm2、除草雇工費用195 元/hm2,購苗和化肥費用占總生產成本的56.26% (圖2)。甜葉菊平均產量為2 625~6 750 kg/hm2,以12 元/kg 的收購價計算,年收益為9 000~58 500 元/hm2。
2.2.3 機械化水平 實際調研發現,甜葉菊生產過程中,僅種植環節實現了機械化作業;其他生產環節如移栽、灌溉、植保、收獲晾曬等均未實現機械化生產,采取人工作業。
2.3.1 種植密度與移栽存活率 種植密度是影響甜葉菊產量的重要因素。甜葉菊移栽推薦密度為12 萬~15 萬株/hm2,行距30 cm,株距20~25 cm[7]。實際調研數據顯示,甜葉菊移栽的平均密度為11.29 萬株/hm2,其中61%的種植戶移栽密度為12 萬株/hm2,31%的種植戶移植密度9 萬~12 萬株/hm2,8%的種植戶移栽密度<12 萬株/hm2。對移栽存活率調研結果顯示,甜葉菊幼苗平均移栽存活率為84%,為保證種植密度,60%的種植戶進行了查苗補苗,平均補苗量為2.20 萬株/hm2,栽培管理不當(如干旱、施肥、病害、灌溉水質) 是影響存活率的主要因素,生長后期實際密度為10.20 萬株/hm2。
2.3.2 養分需求量與水肥管理
2.3.2.1 養分需求量與肥料管理。甜葉菊全生育期對養分的需求量順序為鉀>氮>磷,氮磷鉀吸收比例為1∶0.30∶1.42[8]。研究區域農戶實際生產過程中的氮磷鉀施用量順序為氮>磷>鉀,養分實際投入比例與甜葉菊所需養分的吸收比例不符。85.71%的種植戶甜葉菊產量為中低產水平,高產地塊施鉀量較中低產地塊分別高30.89%、36.16%(表3)。基肥方式以撒施+旋耕為主,其中51.6%的農戶施用有機肥,48.1%的種植戶施用化肥,平均施用量為825 kg/hm2;中期追肥平均投入化肥量為780 kg/hm2,其中66%的農戶采用撒施,32%的農戶隨水沖施,2%的農戶采用溝施。

表3 甜葉菊施肥量與產量狀況Table 3 Fertilization and yield of S. rebaudiana
2.3.2.2 水分管理。曲周縣位于我國北方地區,水資源相對匱乏。甜葉菊具有根系分布淺、抗旱性差、需水量大等特點[9]。農戶在甜葉菊全生育期內采用大水灌溉,灌溉次數為3~9 次,平均灌溉次數為6 次,每次灌水量為1 050~1 200 m3/hm2。甜葉菊耐鹽性較弱,當灌溉水中鹽堿含量較大時,早期會降低育苗的存活率,中期影響甜葉菊的生長[10]。實地調研發現,61.54%的種植戶使用深水井灌溉,20.88%的種植戶使用淺井水灌溉,17.58%的種植戶使用河水灌溉(表4)。由于淺水井鹽堿地含量較高,灌溉的地塊甜葉菊的產量較深水井、河水均有所下降。

表4 不同灌溉源的甜葉菊產量Table 4 Yield of S. rebaudiana from different irrigation sources
2.2.3 前茬作物 前茬作物的種類會影響甜葉菊的生長。若前茬土壤中有毒有害物質較多或前茬作物使用了殘留時間長、對菊科作物敏感的除草劑,會降低甜葉菊苗期的存活率,不利于甜葉菊根系的生長[11,12]。據調查,曲周縣有37.36%的甜葉菊種植地塊前茬作物是甜葉菊,有20.88%的甜葉菊種植地塊前茬作物是白菜,有19.78%的甜葉菊種植地塊前茬作物是玉米,有5.49%的甜葉菊種植地塊前茬作物是棉花,有5.49%的甜葉菊種植地塊前茬作物是辣椒(表5)。前茬作物是白菜、辣椒和菠菜的地塊,甜葉菊長勢較好,產量≥4 000 kg/hm2;前茬作物是玉米、棉花、甘藍的地塊,甜葉菊長勢較差。甜葉菊是具有連作障礙的作物,同一地塊連續種植甜葉菊不得超過3 a[13]。調研結果顯示,37%的用戶在同一地塊連續種植甜葉菊年限為2 a 及以上,其中的10%農戶連作時間為3 a。

表5 不同前茬作物地塊的甜葉菊產量Table 5 Yield of S. rebaudiana with different previous crops
2.2.4 病蟲害防治 病蟲害是影響甜葉菊生長的重要因素。據調查,曲周縣種植戶在甜葉菊生育期的打藥次數平均為6 次,9%的農戶噴藥防治病蟲害的次數>10 次。根據田間觀測,甜葉菊主要蟲害為甜菜夜蛾,發病地塊達91%;主要病害為立枯病,發病地塊達29%。50%的農戶收獲前兩周停止噴藥,農藥殘留意識較淡薄。
通過此次實地調研曲周縣農戶甜葉菊生產現狀,主要存在以下5 個方面的問題: (1) 甜菊糖苷含量高、產量高、抗病蟲害較好的品種種植面積較小。(2) 機械化水平低,尤其是移栽、收割、晾曬環節。(3) 施肥結構和施肥方式不合理,有機肥施用比例較低。(4) 大水漫灌是主要灌溉方式,水資源浪費較為嚴重。(3) 種植戶對于病蟲害防治盲目性較大。
引進適合曲周縣種植的新品種。根據曲周縣的自然資源稟賦,在引進新品種時,主要考慮以下幾個指標: (1) 甜菊糖甙含量和產量相對高的品種。(2)抗旱抗澇的早熟品種。(3) 抗病性強的品種。對于引進的新品種進行試驗示范,因地制宜集成高產栽培技術體系,并制定標準化生產技術規程。
甜葉菊種苗質量是影響甜葉菊移栽成活率和種植經濟效益的關鍵性因素。擴大招商引資,吸引社會資金,拓寬資金來源,改善育苗設施,打造一批基礎設施好、技術水平高、市場前景好的甜葉菊育苗廠。制定甜葉菊育苗企業在育苗基質選配、種子預處理、種苗管理、種苗質量和出廠檢測等方面的標準和技術操作規程。推廣網格化穴盤無土基質栽培,減少傳統的土床育苗比例。
增施有機肥尤其是生物肥,優化養分比例,改進施肥方法,開展測土配方施肥、研發專用肥。增施有機肥提高土壤的保水、保肥能力,協調土壤水、肥、氣、熱,為根系生長提供良好的土壤環境。平衡氮肥與磷肥用量,提高鉀肥的施用量,做到施肥覆土,提高肥料利用效率。推廣測土配方施肥,改善土壤環境,改善農藝性狀,提高甜葉菊產量和經濟效益,促進甜葉菊產業的可持續發展。根據不同田塊的營養狀況及甜葉菊養分吸收規律,研制營養元素不同配比、不同含量的甜葉菊專用肥料;加強肥料制造工藝技術改造,提高肥料的理化性能指標,滿足不同條件下甜葉菊生長發育的需要。
實施節水灌溉,推廣滴灌和微噴灌,不僅能節約灌溉用水,也能大幅度減輕勞動強度,提高農業勞動生產率。根據甜葉菊的不同生育期所需的作物灌溉量,確定適宜的灌溉上限,灌溉次數和灌溉定額,實現農業灌溉效益最大化。把政府關注的節水社會效益和農民關心的增產增收效益統一起來,調動各方面從事節水灌溉積極性。對節水設備的購買和銷售實行補貼,激勵農民提高節水灌溉積極性。
病蟲害防治應做到預防為主,防重于治,采取綜合防治。建立甜葉菊無公害生產基地,針對各類病蟲害的發病特征,發病規律,防治方法等進行系統研究,總結一套綜合防治方法,以指導生產,減少農藥用量和生產成本,使甜葉菊葉無害化。把農業、生物、物理、化學等綜合防治措施有機地結合起來,例如,可以采用引入其天敵的方法防治甜菜夜蛾的發生,或利用性信息素防治寄生蜂和寄生蠅的發生,利用拮抗微生物木霉菌防治立枯病。開展甜葉菊葉農殘檢測工作,規范農藥使用,控制高毒、高殘留農藥的使用,實現甜葉菊優質、安全的目標。
推行全程機械化生產是降低成本、提高效益、擴大面積、增加產量的有效途徑。加快推廣適宜曲周縣甜葉菊種植的機械化設備,歸納甜葉菊生產全程機械化工藝路線和機具配套體系,引進適宜小農戶種植的移栽機械,節省勞動力,提高移栽精度和效率;加快收割機、烘干機、脫葉機的推廣應用,提高甜葉菊收獲質量。對購置機械的種植戶進行補貼和獎勵以及操作方面的培訓,提高種植戶購買甜葉菊生產機械的能力,調動種植戶使用機械設備的積極性。
在甜葉菊生長發育的5 個關鍵時期對農戶進行科學種植技術培訓,培養科學種植甜葉菊的農民。在種植前指導農戶改良土壤、科學施肥與灌溉,提倡推廣施用腐熟的有機肥以改善土壤的理化性質,促進農業的可持續發展。在苗期與分枝期指導農戶科學防治病蟲害與合理追肥,提高甜葉菊產量和品質。在成熟期和收獲期指導農戶科學收獲,避免因為陰雨天氣造成葉片霉變而導致的經濟損失。加強菊農對病蟲害的防控,指導其科學種植甜葉菊,提高農戶種植的積極性。