褚光 陳松 徐春梅 劉元輝 王丹英 章秀福
(中國水稻研究所/水稻生物學國家重點實驗室,杭州311400;*通訊作者:zhangxiufu@caas.cn)
我國以占世界9%的耕地面積(1.24 億hm2)養活占世界約20%的人口,多熟制種植起到了無可替代作用。多熟種植指的是時間上一年內在同一塊地上種植1 次以上的作物或空間上同時種植1 種以上作物的做法,體現了時間和空間的集約化[1]。它是我國作物種植制度的重要特征,是提高糧食產量、進行多種經營的一個重要途徑[2]。我國是耕地復種率較高的國家,大約有近半數的耕地實行多熟種植。通過多熟種植,一方面有利于提高土地、溫光等自然資源,以及人力資源的利用效率,增加單位面積土地產能,提高糧食產量;另一方面也在一定程度上緩解了糧食作物與經濟作物之間的爭地矛盾,促進我國農業多元化發展[3]。在過去的幾十年中,我國復種面積占總播種面積的20%以上,糧食產量有近25%得益于復種指數的提高[4]。然而,受到各方面因素的影響,當前我國農作物生產實際上并沒有達到糧食種植的最大潛力。但從另一方面也說明,通過進一步增加復種指數提高糧食產能來保障我國糧食安全是切實可行的。
我國水稻種植面積和總產量分別約占糧食作物的27%和37%,全國有65%以上的人口以稻米為主食。糧食安全的核心是口糧安全,口糧安全的基石是稻米的供給。水稻在保證我國糧食安全中占有極其重要的地位。近年來,隨著我國社會經濟發展,水稻種植面積不斷減少。因此,提高稻田復種指數,進一步提高稻米產能,是保障我國糧食安全的重要途徑。稻田系統具有生物多樣性優勢,擁有防(抗)旱、防(抗)洪、防災能力強,高產、穩產、高效、可持續等特征,是最穩定的農作系統[5]。稻作文明是中華文明的重要組成部分,推動了中華文明從黃河文明到長江文明、從旱作文明到稻作文明、從粟文化到稻文化的轉變,極大地促進了社會經濟的進步。復種輪作與精耕細作,是我國傳統農業的精髓,也是對世界農業的巨大貢獻,是可持續農業的典范,是我國農耕文化發展的巔峰,其根本內涵是勤勞質樸與耕讀傳家。同時,稻田是一個人工濕地系統,具有濕地的所有功能,是我們生活家園之腎,也是人與自然融合的一道風景線。
我國稻田復種起源很早,但在很長時期內,只是零星和散在的現象[6]。稻田復種,主要是稻麥復種,初現于我國唐代。白居易在《答白太守行》一詩中描述:去年到郡日,麥穗黃離離。今年去郡日,稻穗白霏霏。白居易于寶歷元年五月五日(農歷)到蘇州任官,次年八月離任??梢?,稻麥復種制度早在唐寶歷年間就已在我國太湖稻區初見端倪。宋代,特別是南宋年間,隨著以面食為主食的北方人口向南方遷移,我國長江下游稻麥復種制發展迎來了第一個高峰,其伴隨著社會經濟發展和人口繁衍需求而擴大。
從我國稻田復種輪作制度的早期發展情況來看,有3 點值得注意:第一,需求壓力下,早稻有了大面積擴充,原因在于早稻有利于解決過冬后糧食出現青黃不接的急需、早稻比較穩產高產、早稻受災后還可以補種秋雜糧。第二,復種為提高糧食單位面積產量找到了新途徑;第三,稻田復種實現了一年之內水旱輪作,并在冬季插種綠肥作物及增施糞肥、河泥等措施,有助地力恢復。復種輪作與精耕細作相輔相成,演化為我國傳統農業的本質特征。
新中國成立后,我國水稻生產取得了歷史性的偉大成就,主要經驗有:1)大力興修農田水利,95%以上的水稻種植為灌溉稻田,為水稻的高產穩產提供了保障。同時,灌溉技術不斷進步,以間歇灌溉為特征的好氧栽培技術有利于協調稻田土壤的水、熱、氣、養分狀態,對推動水稻高產優質高效生產發揮了重大作用[7-8]。2)改革稻田種植制度,發展了“糧-飼”“糧-經”“糧-菜”等多熟制種植模式與“稻-漁”等種養復合模式[9]。3)育種創新引領,普及優良品種,實現了從地方品種篩選到矮稈品種到雜交稻品種再到超級稻品種的多次跨越,生產上實現了優良品種100%、自主品種100%[10]。4)增施肥料,改進施肥技術。化肥普及與施肥技術進步確保了水稻生長發育的養分需求,為水稻產量提升發揮了巨大作用[11-13]。5)傳承精耕細作精髓,栽培技術全面進步,經歷了20 世紀50—60 年代的“勞模經驗總結”,建立了如晚粳稻“三黃三黑”栽培理論與模式等;20 世紀70 年代雜交稻的問世及推廣應用,“稀、少、平”栽培模式與技術應運而生;20 世紀80—90 年代,凌啟鴻先生等創立“葉齡模式”栽培和“群體質量”栽培,開啟了當代栽培的新紀元;進入21 世紀,超級稻栽培關鍵技術集成、水稻好氧栽培理論與技術、水稻全程機械化生產技術等全面進步[14-16]。6)加強病蟲草有害生物防治,稻田有害生物監測預報與綜合防治水平全面提升,確保了水稻穩產高產[17]。
以水稻為主體的多熟種植和精耕細作是我國稻田種植制度的顯著特征,不僅在作物組成上表現出種類多樣性和品種多樣性,而且在種植方式上也呈現出復種、輪作、間作、套作、混種等接茬模式的多樣化[18-19]。
20 世紀50 年代至80 年代是我國稻田種植制度的第一個改革時期,主要是提高復種指數和強化多熟種植,目的是增加糧食產量和解決人們的溫飽問題。該階段主要以增加雙季稻種植面積為主要特征。雙季稻在解決我國人民溫飽問題上做出了極其重要的貢獻。新中國成立初期至20 世紀70 年代末,我國雙季稻面積得到迅速發展,種植面積從1949 年的562.3 萬hm2增加到 1979 年的 1 281.9 萬 hm2,增長了 2.3 倍。1979 年開始至1984 年,有限引入市場機制,調整農產品價格,開放集市貿易,農民在選擇生產項目時有了較大的自主權,為我國農民增收做出了積極貢獻,但同時也導致雙季稻面積緩慢下降。1985—1991 年,我國穩步推進從統購統銷向計劃流通與市場流通并存的“雙軌制”,取消統購政策,保留統銷價格,在糧食市場價格上漲和農業生產項目比較效益的雙重作用下,這一時期的雙季稻面積穩定在 190 萬hm2以上。然而,進入20 世紀90 年代,我國全面引入市場機制,推進農產品價格改革,取消糧食統銷價格,定購糧實行保量放價,雙季稻種植面積進一步下滑。
20 世紀90 年代以來,隨著我國農業新品種、新技術、新材料的廣泛運用和市場經濟的建立與不斷完善,我國稻田種植制度迎來了新中國成立后第二個改革與發展時期。即在穩定稻田復種指數和多熟種植的基礎上,重點發展以提高效益和品質為核心的多元化種植制度及生產模式,這既是增加農民收入和發展社會經濟的需要,也是提高人們生活質量和實現農業可持續發展的要求。其主要包括:1)在確保糧食穩定增長的同時,適當減少糧食作物的播種面積,以市場需求為導向,把經濟、飼料、蔬菜、瓜果等作物納入到稻田種植制度中去,通過作物的合理接茬,建立起以水稻為主體的、以提高經濟效益和作物品質質量為重點的多元化高產高效多熟種植制度,不斷提高光、熱、水及土地等自然資源的利用率和利用效率,實現土地生產率與勞動生產率的同步提高。例如,明顯減少了稻田傳統的“麥類(或綠肥、油菜)-單季稻(或雙季稻)”等“老二熟”“老三熟”的比例,大力發展了“冬季蔬菜(或瓜果、食用菌、中藥材、飼料)-單季稻(或雙季稻)”等“新二熟”“新三熟”種植制度。2)在過去稻田養魚、放鴨等種養業的基礎上,為滿足新時期人們對經濟效益、農產品質量和生態環境的更高要求,根據農田生態系統理論和種養結合原理,充分利用栽培作物與養殖生物之間相互依存、相互促進的互利共生關系,開發和推行了一批以水稻為基礎的、種植業與養殖業有機結合、自然與人工干預有機結合的稻田種養復合型立體農業生產模式,典型的如“稻+蝦”“稻鴨共育”“稻+鱉”“稻雞輪養”“稻飼鵝輪作”“稻+萍+魚”等。
當前,水稻與小麥、油菜、綠肥等復種輪作的傳統模式在我國依然占有較大比例,但新的復種輪作模式更具當代特色。(1)“水稻-蔬菜”模式:它已從開始時的南方大城市郊區逐漸向中小城市郊區延伸,從近郊區向遠郊區延伸,并廣為流行,如“馬鈴薯-早稻-晚稻”“馬鈴薯-中稻-大蒜”“花椰菜-早稻-晚稻”“青花菜-早稻-晚稻”“小白菜-早稻-晚稻”“西生菜-早稻-晚稻”“大蒜(馬鈴薯)/早辣椒-晚稻”“大麥/鮮玉米(或鮮大豆)-晚稻”“榨菜-小黃瓜-晚稻”“蒲瓜-晚稻”“小辣椒-晚稻”“茄子-晚稻”等等。(2)“水稻-瓜果”模式:主要有“大棚草莓-早稻-晚稻”“大棚草莓-中稻”“油菜-晚稻”“大蒜-晚稻”“馬鈴薯/瓜類(包括西瓜、南瓜、黃瓜、冬瓜等)-晚稻”“大棚小番茄-晚稻”“番茄-晚稻”等。通過種植價格較高的瓜類、果類,不僅提高了稻田經濟效益,而且補充和豐富了水果市場。(3)“水稻-飼/肥”模式:在稻田中擴種飼料作物,實行農牧結合,對解決飼料短缺和促進農村畜牧業的發展起到了積極作用,如“麥類-玉米(或大豆)-晚稻”“麥類-早稻-玉米(或大豆)”“馬鈴薯/玉米+大豆-晚稻”“紫云英(青飼料)-春玉米-晚稻”“油菜-早稻-玉米(或甘薯、大豆)”“黑麥草-早稻-晚稻”等。(4)“水稻-食用菌”模式:在稻田中進行食用菌的培育,可大幅度提高稻田的經濟和社會效益,如“金針菇-水稻”“袋料香菇-水稻”“袋料香菇-晚稻”“小麥/西瓜-晚稻+平菇”“小麥/西瓜+辣椒-晚稻+平菇”等。(5)“水稻-中藥材”模式,如“元胡-水稻”“元胡/玉米-晚稻”“貝母/玉米-晚稻”“車前-晚稻”等。(6)“水稻-加工原料”模式,如“煙草-晚稻”“席草-晚稻”等。(7)稻田種養模式,如“稻-漁(蟹、蝦)”“稻-家禽”等。
圍繞發展優質、高產、高效、安全、生態農業的要求,在穩定增加糧食產量和確保我國糧食安全的基礎上,發展以效益和品質質量提升為核心的稻田多元化種植制度,并與現代農業規模化、機械化、智能化、標準化、產業化發展相適應[20-21]。應根據不同稻作區現有稻田種植制度的現狀,以稻田可持續生產力提升為出發點,以提高稻田經濟效益(即增加農民收入)、社會效益(即確保水稻產量和質量安全)、生態效益(即改善和提高生態質量)并達到三者的有機統一為目標,發展現代稻田種植制度。
(1)推進高標準農田建設,滿足現代農業和新型經營主體對稻田質量標準的要求,為現代稻田種植制度建立提供農田設施保障和土地質量保障。
(2)進一步提高資源利用率和資源效率,包括增加稻田復種指數以提高周年光溫資源利用率和土地利用率,增加稻田系統的生物多樣性及強化循環及綜合利用,以提高稻田的可持續生產力和單位面積產出率,采用新技術和優化管理以減少投入和提高投入產出效率等等。
(3)適應現代稻作新型經營主體發展要求,研究和開發可規?;?、機械化、智能化、標準化、產業化的新型種植模式與種養模式,形成具有區域特色的稻田種植制度。
(4)建立我國現代稻田種植制度及配套技術體系,在保障國家糧食安全的基礎上,實現稻田綜合生產能力、產出效益、產品品質質量與生態質量以及農民收入的全面提升,為鄉村振興和農民邁向共同富裕提供可行途徑。