徐寧,張洪亮,張榮華,許亞坤
(黑龍江省農墾科學院經濟作物研究所,黑龍江哈爾濱150030)
馬鈴薯在世界、中國、黑龍江省、黑龍江墾區幾個層面上均為第4大作物,在中國起到保證糧食安全的重要作用,也是脫貧增收重點扶植產業[1],是糧食作物的重要增長點。黑龍江墾區作為國家糧食的壓艙石,擁有耕地296.5萬hm2,具備超過200億kg的糧食綜合生產能力和商品糧保障能力[2],但馬鈴薯占比很低,主要起補充種植,調整種植結構,輔助企業發展的作用。據近年調查結果,墾區馬鈴薯生產機械化水平高于全省,各類農業機械1.8萬臺(套),農機總動力保持在1 000萬kW以上,并為馬鈴薯產業預留8萬hm2專用土地,供馬鈴薯輪作使用。年均馬鈴薯收購量約40萬t,年生產精制淀粉5萬~6萬t、全粉0.6萬t。馬鈴薯精淀粉占國內市場的20%左右。
因國家級龍頭企業北大荒薯業集團有限公司(2005年成立黑龍江北大荒馬鈴薯產業有限公司,2008年母公司北大荒馬鈴薯集團有限公司成立,2021年更名為北大荒薯業集團有限公司,以下統一簡稱“北大荒薯業”)對原料薯的需求,使墾區馬鈴薯種植面積顯著高于自然發展規律,“北大荒薯業”成立前在省內占比約為3%左右,現今提升并穩定到10%。企業的介入促進了墾區馬鈴薯種植面積和單產水平的提高,使墾區馬鈴薯單產從20 t/hm2提高到30 t/hm2,單產一度大幅度領先省內平均水平[3,4]。但隨著品質需求、人工費用增長、土壤條件、異常氣候等因素的影響,墾區馬鈴薯產業從2013年起進入瓶頸期,單產水平停滯,產品品質低,企業加工效益差。據此,本文詳細分析了限制墾區馬鈴薯發展的因素并對未來前景進行了展望。
墾區馬鈴薯規模種植始于1985年。從種植面積和單產變化(圖1、2)可知,墾區馬鈴薯發展主要經歷了4個時期:起步期,低谷期,中興期,瓶頸期。1993年以前為起步期,開始有規模化種植,主要在墾區西部的嫩江和克山農場[5],年均播種面積在0.5萬hm2左右,平均單產12.16 t/hm2。

圖1 黑龍江墾區馬鈴薯播種面積變化Figure 1 Changes of potato planting areas in Heilongjiang reclamation area
1994~2000 年,受市場因素影響,播種面積快速收縮,進入低谷期,面積減至約上一階段的50%,在0.28萬hm2左右,單產水平略有提升,產量突破15 t/hm2。
21世紀初始,隨著墾區對馬鈴薯產業的重視,迎來了中興期,該時期墾區馬鈴薯產業呈現出三級跳的進階方式,第1階段,2001~2002年,播種面積較低谷期開始恢復,提升約50%,年均播種面積達到0.42萬hm2,產量超過20 t/hm2;第2階段,2003~2004年,年均播種面積翻倍,接近1萬hm2,產量接近25 t/hm2;第3階段,2005~2012年,由于馬鈴薯加工企業的建立,播種面積較前一個階段再次翻倍,超過2萬hm2,產量接近30 t/hm2,峰值分別達4.4萬hm2和34.2 t/hm2。

圖2 黑龍江墾區馬鈴薯單產變化Figure 2 Changes of potato yields per unit area in Heilongjiang reclamation area
2013年以后,由于多種限制因素無法克服和需求由高產到優質的改變,墾區馬鈴薯產業進入瓶頸期,面積回落至1.3萬hm2左右,產量在25 t/hm2往復。該時期,單產止步不前,播種面積擴張勢頭停止。
“北大荒薯業”成立(2005)前,墾區馬鈴薯播種面積占比不足全省的3%,之后逐年提升,到2008年達到峰值,占比接近20%,近十年維持在10%左右(圖3)。可見企業對原料的需求對馬鈴薯產業的促進作用。

圖3 墾區馬鈴薯播種面積在全省占比變化Figure 3 Proportion of potato planting area of reclamation area in the whole province
由圖4可知,墾區馬鈴薯單產水平在1996年之前低于全省平均水平,1997年后實現了對省平均水平的超越。2005~2013年由于種薯品質的提升和標準化種植技術的推廣,領先優勢逐步擴大,2013年后,省內單產水平呈線性提升,而墾區因種植品種、土壤條件、異常氣候等因素影響導致單產水平略有回落,總體上墾區仍處于領先低位,但水平十分接近。
近3年(2017~2019年)墾區馬鈴薯平均單產為27.57 t/hm2,年均播種面積1.46萬hm2,占墾區總播種面積的0.50%,占旱田作物播種面積的1.08%。水稻為墾區第一大作物,種植面積常年保持在150萬hm2以上,占比超過50%,其次是大豆和玉米,分列2、3位,因雜豆不是單一作物(包括紅小豆、蕓豆等),剔除后,馬鈴薯為墾區第4大作物(圖5、6),但較第三大作物玉米(總占比19.70%,旱田占比42.36%)差距較大,不在一個量級上,說明馬鈴薯在墾區屬補充種植作物。如失去“北大荒薯業”的原料需求,播種面積將會遠低于現有水平,預計不超過0.4萬hm2。

圖5 黑龍江墾區不同作物播種面積占比Figure 5 Proportion of planting areas of different crops in Heilongjiang reclamation area

圖6 黑龍江墾區不同旱田作物播種面積占比Figure 6 Proportion of planting areas of different dry field crops in Heilongjiang reclamation area
2019年數據顯示,馬鈴薯在墾區的播種面積,北安分公司占35%,齊齊哈爾分公司占34%,九三分公司占24%,牡丹江分公司占6%,哈爾濱有限公司占1%(圖7)。

圖7 2019年黑龍江墾區不同區域馬鈴薯播種面積占比Figure 7 Proportion of potato planting areas in different regions of Heilongjiang reclamation area in 2019
墾區93%的種植面積集中在西北部,該區域以加工為主,包括雪花全粉和精淀粉。種植品種為‘延薯4號‘’興佳2號‘’大西洋’‘墾薯1號’等。其余為鮮食品種,以‘尤金’為主。
2019年,單產最高的是牡丹江分公司,達到36.21 t/hm2,最低的是北安分公司,為14.86 t/hm2,不同區域間差異明顯,以鮮食為主的東部地區單產高于以加工為主的西部地區(圖8)。原因有以下幾點:

圖8 2019年黑龍江墾區不同區域馬鈴薯單產水平Figure 8 Potato yields per unit area in different regions of Heilongjiang reclamation area in 2019
(1)積溫條件好。東部地區積溫高,利于自然成熟;西北部地區由于積溫限制經常出現未完全成熟而搶收的情況,影響產量。
(2)土地條件好。東部地區種植面積小,地塊選擇有更大空間;西北部地區種植面積大,且當地土壤母質以“黃土沉積物”為主[6],土質多黏重,適宜種植的壤土和砂土較少,加上輪作壓力,難以選出適宜的地塊,嚴重影響產量。
(3)收獲率高。西部因種植面積大,收獲急,機械直接收獲效果又不理想,多數靠人工撿拾,至少有10%的產量無法收回;東部地區馬鈴薯上市早,收獲壓力小,產品歸倉率高。
西部馬鈴薯傳統種植區域的齊齊哈爾分公司單產低于九三分公司,主要是由于品種因素造成,因齊齊哈爾分公司承擔部分全粉加工品種‘大西洋’的生產任務,該品種單產較淀粉加工品種低30%左右,導致整體單產水平下降。
在“北大荒薯業”成立之前,墾區存在限制發展的“三座大山”:(1)種薯質量差。(2)病害(晚疫病為主)嚴重。(3)種植標準不統一。這些因素阻礙墾區馬鈴薯產業的發展,單產很難突破30 t/hm2。經過不斷努力,上述問題基本解決。
首先成立北大荒種薯研發中心,實現種薯的自我供應,避免采購風險,解決了種薯質量問題[7]。其次通過馬鈴薯病害綜合防治技術的普及[8]和風幕式自走噴藥機的使用,解決了病害的威脅。最后通過優化統籌管理,實現了具有墾區特色的深翻、大壟、雙行,動力中耕等關鍵技術為核心的標準化種植模式[9]。促使馬鈴薯單產突破30 t/hm2。
現今墾區出現了單產水平停滯的瓶頸期。大面積單產40 t/hm2目標遲遲未能實現,直接因素即出現了新的“三座大山”。具體如下:
首先,墾區馬鈴薯主要種植區域內積溫低,尤其是北安分公司和九三分公司,而墾區現有主栽品種屬中晚熟品種,生育期較長,需在滿積溫條件下生長,一旦出現異常氣候(連續秋雨,早霜),就會對馬鈴薯產量及品質造成嚴重影響,并產生馬鈴薯集中收獲的局面,給企業加工帶來極大壓力。如有早熟品種搭配種植,可延長加工時間,減小生產企業壓力。其次,現有品種品質低,淀粉含量僅為13%左右,收購價格低,農民不愿意種植,加工品質低,企業不愿生產。急需高品質的馬鈴薯品種介入。
隨著城鄉人口調整和地區性的人口流失,人工成本逐年上升,工人的老齡化和工作效率下降成為限制成本因素的主要問題。機械化作業是降低人工成本提升生產效率的最直接方式,但墾區馬鈴薯種植區域土壤的特殊性,導致墾區馬鈴薯機械化收獲困難。墾區馬鈴薯主要種植區,以黑土和黑鈣土為主,其母質多為黃土沉積物,對收獲造成極大影響,包括“薯土不分”和“泥包豆”等情況,收獲時,多采用起收后人工撿拾的辦法。如能對土壤進行改良或收獲技術進行提升,將極大程度降低生產成本,提高效益。
(1)春季氣溫低,由于積溫低,為了搶奪生育期,多采用早播方式進行種植,雖采用“深松放寒”的方式提升低溫,仍會嚴重影響出苗時間,并造成爛種,導致缺苗的情況時有發生。
(2)生育期多雨,播種期和出苗期多雨易造成“爛種”,生長期多雨,病害重和機車無法下地是主要問題。收獲期多雨,易造成爛薯和凍薯的情況出現。
(3)早霜,造成收獲時間變短,增加收獲壓力,并且造成凍害,影響產量。
品種問題的最佳解決方案是通過育種手段,根據墾區氣候和需求因素,選擇以淀粉產量和熟期為鑒選標準,本地育種和國內優質資源收集方式同時進行,選出熟期小于90 d的中熟或早熟品種與晚熟主栽品種搭配種植,延長收獲時間,減小收獲和加工壓力。同時選出淀粉產量超過6 t/hm2且適宜淀粉加工的品種。其次可通過栽培方式進行輔助,包括“催芽播種”“地膜提溫”“滅花”等技術實現品種熟期的提前。并通過“關鍵時期,關鍵微肥”的措施提高馬鈴薯的淀粉含量。
全程機械化是提高生產效率,降低生產成本的關鍵手段,實現全程機械化作業需克服馬鈴薯種薯播前處理復雜,土壤黏重和秋季多雨等問題。首先是通過整薯播種方式,避開“切栽子”和“拌種”的問題,但急需解決上游的種薯生產問題,如何生產出適宜整薯播種用的小整薯是關鍵。其次是通過機械化次數疊加和分工細化解決自動收獲問題,包括現在實施的“動力中耕”和“二次收獲”技術,以及未來可能運用的“粉壟”技術和“收后清選”技術,通過機械的疊加操作,實現直接收獲。
進行高標準農田的建設,實現黑土和黑鈣土條件下的馬鈴薯高產和穩產。首先以土質“粘改壤”為方針,實現土壤物理性質,有機質含量,土壤菌群化等方面的改良。其次農田排水設施的改造,包括排水溝渠的完善和暗管排澇技術的實施。實現優排水和快排水,減少田間積水,為馬鈴薯生長提供優質的土壤環境。
墾區科技人員通過不斷的技術革新,已使馬鈴薯產量從20 t/hm2提升到30 t/hm2,現在限制產量提升的因素主要是自然因素,包括土質和降雨,自然因素很難通過人力改變。簡單的解決方案是在加工企業周邊300 km范圍內選擇作業區,挑選適宜馬鈴薯生產的優質環境,以增加效益平衡運輸成本,實現墾區馬鈴薯產業規模和質量上的突破。