摘要:隨著新質生產力的不斷發展,蠶豆種植作為農業可持續發展的重要組成部分,其推動作用日益凸顯。蠶豆作為營養豐富的食用豆類作物之一,不僅在糧食安全中扮演著關鍵角色,而且在土壤改良、生態平衡和農業循環經濟中具有不可替代的作用。通過分析蠶豆種植的生態效益、經濟效益和社會效益,揭示其在促進農業可持續發展中的多維價值,旨在探討新質生產力引領下蠶豆種植對農業可持續發展的推動作用。
關鍵詞:新質生產力;蠶豆種植;可持續發展;土壤改良;生態效益
The Role of Faba Bean Cultivation in Promoting Sustainable Agricultural Development Led by New Quality Productive Forces
LI Wenjun,ZHAO Kewang,JIANG Guirong,HAO Luoying,LI Long,YANG Shenghua,LI Qiang,WANG Xiansheng,HUANG Qingyan,WANG Xueying,GUO Yanping,SHAO Yang
(Linxia Hui Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences,Linxia 731100,Gansu)
農業可持續發展是指在滿足當代人類對食物和其他農產品需求的同時,不損害后代滿足自己需求的一種農業發展方式[1]。隨著全球人口增長和資源消耗加劇,如何實現農業生產的長期穩定和生態環境的保護成為全球關注的焦點。可持續農業不僅著重于增加農產品的產量,還注重資源的有效利用、生態環境的維護以及社會經濟的公正性。可持續農業不僅關注短期的農業生產效益,更重視長期的生態平衡和社會福祉,是實現全球可持續發展目標的重要途徑之一。在這一背景下,增強農業生產力,特別是新質生產力,變得尤為關鍵。新質生產力強調的是在不破壞生態平衡的前提下,通過科技創新和管理優化,實現農業產出的增加和質量的提升。
蠶豆(Vicia faba L.)是全球范圍內種植面積廣泛的經濟豆科作物之一[2],中國是蠶豆種植面積最大的國家。蠶豆作為我國主要食用豆類作物之一,既是傳統口糧,又是現代綠色食品和營養保健食品,既是富含營養的糧食作物和動物飼料,也是實行輪作、提升土壤肥力的關鍵作物;同時作為一種固氮植物,蠶豆不僅能夠減少對化肥的使用率,還可對農業可持續發展具有顯著的推動作用。盡管如此,蠶豆的種植也遇到了包括氣候變化、病蟲害頻發以及種植技術落后等問題,制約了蠶豆的生產潛力。本研究意在探究蠶豆種植怎樣在新質生產力引領下,借助科技創新與管理優化提高產量和質量,分析蠶豆種植對農業可持續發展的推動意義,期望為蠶豆的推廣種植提供科學支持。
1 理論分析
1.1 農業可持續發展理論 農業可持續發展是指在滿足當前人類需求的同時,不損害后代滿足其需求的能力[1]。其核心為經濟的可持續性、環境的可持續性和社會的可持續性,經濟可持續性聚焦于農業生產的長期穩定與經濟收益,環境可持續性則側重于維護自然資源及生態平衡,社會可持續性體現在資源的公平分配、鄉村基礎設施的改善和群眾權益的保障方面[3]。
1.2 新質生產力的定義與重要性 新質生產力,是創新起主導作用,擺脫傳統經濟增長方式、生產力發展路徑,具有高科技、高效能、高質量特征,符合新發展理念的先進生產力質態[4]。農業新質生產力是指在不增加資源消耗或減少對環境的負面影響的前提下,通過科技創新和管理優化實現生產力的提升。它不僅包括產量的增加,還包括產品質量的提高、資源利用效率的改善以及對環境的正面影響。
農業新質生產力的核心在于其先進性,與傳統生產力相比,它展現出動態和時代特征[5]。作為先進生產力的代表,它超越了現有的生產力水平,并且具有可持續發展的特點,與傳統的要素驅動型發展模式形成對比,從創新驅動的視角來看,農業新質生產力的關鍵在于深入應用高新技術的創新成果[5]。為此,習近平總書記強調,農業的發展要從主要追求產量增長和拼資源、拼消耗的粗放經營,盡快轉到數量質量效益并重、注重提高競爭力、注重農業技術創新、注重可持續的集約發展上來[6]。
2 蠶豆的生物學特性與種植優勢
2.1 蠶豆的生長周期與環境適應性 蠶豆在長江以南地區,主要以秋播冬種為主;而在長江以北地區,則適宜早春時節播種。除山東、海南和東北三省極少種植蠶豆外,其余省(自治區、直轄市)均有蠶豆種植。其生長過程一般經歷發芽、幼苗生長、分枝、開花、結莢和成熟6個階段,生長周期在120~150d,具體由種植地的地理和氣候因素決定。蠶豆適應多種土壤類型,在排水良好、土壤肥沃、土層深厚且有機質豐富的中性至微堿性壤土或沙壤土中生長最為理想。蠶豆對光照的需求適中,既能在全日照條件下良好生長,也能在部分遮陰的環境中生長。
2.2 蠶豆的營養價值與市場需求 蠶豆含有豐富的蛋白質和8種人體必需氨基酸[7],是優質蛋白質的來源,對于促進身體發育和組織修復具有重要作用。蠶豆含有鈣、鋅、錳、磷脂等礦物質,對人體骨骼健康、延緩動脈硬化、增強記憶力和健腦等都有積極作用。蠶豆是低熱量高蛋白食物,富含膳食纖維和維生素C,有助于降低膽固醇、促進腸道蠕動和預防便秘,適宜于高血脂、高血壓及心血管疾病患者食用。
隨著公眾對健康飲食的關注,蠶豆因富含蛋白質和膳食纖維而變得越來越受歡迎,市場需求量也逐年增長。蠶豆煮熟后可以直接食用,也可加工成休閑零食(怪味胡豆、干炒蠶豆等)、豆瓣醬和粉絲等多種產品,迎合了各種消費者的口味偏好。蠶豆不僅滿足國內市場需求,還出口到其他國家,具有一定的國際市場潛力。此外,蠶豆也是有機農業和可持續農業的重要組成部分,其市場需求也在不斷增長。
2.3 蠶豆種植對土壤健康的促進作用 蠶豆作為豆科植物,在土壤改良方面發揮著重要的作用。蠶豆與根瘤菌存在著一種共生關系,根瘤菌能夠將大氣中的氮氣(N2)轉化為氨(NH3)或其他形式的氮化合物,將原本不可直接利用的氮氣轉化為植物可以吸收的銨或硝酸鹽,從而增加土壤中的氮素含量。氮是植物蛋白和核酸的組成成分之一,增加土壤氮含量可以增加蠶豆籽粒的生物量,提高蠶豆的生產力,改善土壤理化性質,從而為土壤有機碳儲量的增加提供良好的環境[8-9]。且氮含量的增加使得土壤的碳氮比降低,如植物殘體、菌體等有機碳組分的分解轉化較慢[10]。
蠶豆的根是圓錐根系,主根粗壯強大,入土深度可達1m以上,主根上分生很多側根,在土壤耕作層水平分布,側根延長達50~180cm,縱向分布,深度可達80~100cm。如此強大的根系可以有效改善土壤結構,提升通氣性、保水性和穩定性,防止水土流失。另外,蠶豆殘體富含蛋白質、粗纖維、鈣、磷等營養成分,其在土壤中的分解可進一步增加土壤有機質,促進土壤健康。最后,在輪作中,蠶豆可以作為綠肥作物,提高土壤有機質,促進土壤微生物的多樣性,進一步增強土壤的自我修復能力和生產力。
3 蠶豆種植與農業生態系統的互動
3.1 蠶豆與土壤微生物的相互作用 作為豆科作物的蠶豆,其根系能與固氮根瘤菌建立共生關系,將大氣氮轉化為可用形態,增加土壤氮素含量。這一機制不僅降低了化學肥料的需求,還有利于增強土壤肥力,為農業生態系統供給氮素營養[11]。蠶豆根系分泌的物質和殘余物的分解為微生物提供了充足的養分,有助于促進微生物群落的興旺發展,提升土壤微生物的多樣性,增強土壤生態系統的穩定性。
3.2 蠶豆在輪作系統中的作用 蠶豆作為一種糧食和經濟作物,常與其他作物(如小麥、玉米、馬鈴薯、油菜、蔬菜和中藥材等)進行輪作[12],在給群眾帶來直接收益的同時,提高了下季作物的產量和品質,從而間接提升經濟效益。氮素是植物生長不可或缺的關鍵營養成分之一,蠶豆在輪作體系中通過其固氮作用,可以為下季作物提供豐富的氮源,從而減少對化學肥料的依賴。蠶豆的根系可以增強土壤的通氣性和保水性,并且可以將土壤養分,尤其是土壤深層的鈣素帶到土壤表層來,也可以將其殘體在土壤中分解,增強土壤的肥沃度。輪作能有效中斷特定病蟲害的生命周期,減少其出現和擴散,從而降低對農藥的需求。合理的輪作方法可以提高作物種類的多樣性,加強農田生態系統的穩定性,促進土壤養分的均衡利用,降低化肥和農藥的使用量,有助于生產環保健康的農產品,并對生態環境的保護和改善起到積極作用。
3.3 蠶豆對生物多樣性的貢獻 播種蠶豆有助于為農業生態中的多種生物提供生存空間和營養來源,進而豐富生態位并提高生物多樣性。蠶豆的開花階段為多種益蟲和捕食性天敵提供了營養資源,促進了有益生物種群的維持與增長,減少了化學農藥的使用。蠶豆在禾豆混播中,發揮固氮作用,固定大氣中的氮氣,并把部分固氮作用產生的氮肥提供給伴生的禾本科植物。如此,既可以提高土壤氮含量,又可以優化土壤結構,增加土壤中的有機質含量,從而提升土地的生產能力和整個生態系統的健康水平,其固定的氮素能夠增加 15%~20%的禾本科牧草產量 [13-14]。禾豆混播能夠對土壤的有機質、氮、磷、鉀及有機碳等關鍵養分元素產生積極的增強效應,混播系統有助于增強草地對氣候變化的適應能力,通過種間互補和生物多樣性的增加,減少病蟲草害的發生[15]。
4 蠶豆種植對農業可持續發展的具體推動作用
4.1 提高農業生產的生態效率 蠶豆主根和側根上叢生著許多根瘤,根瘤菌通過固氮作用,可以將無機態的氮元素轉化為有機態的氮肥,從而減少化學肥料的使用。此外,蠶豆種植有助于抑制田間病蟲害的出現,降低農藥的施用頻率。種植蠶豆不僅有助于環境保護,還能降低生產成本。在高寒地區,禾本科與豆科植物混播系統展現出顯著的生態和經濟效益,這主要得益于豆科植物與根瘤菌的共生固氮作用及其對氮循環的貢獻 [16-17]。
蠶豆秸稈含有中等水平的纖維、較高的粗脂肪和粗蛋白,是優質的粗飼料,特別適合直接作為鮮飼料喂養家畜、進行混合飼喂或制作成青貯飼料[18]。使用其秸稈作為生物肥料,可以提升土壤中的有機質水平和作物的產量,從而促進農業廢棄物的再利用和農業生態系統的良性循環。
4.2 促進農業資源的合理利用與循環 種植蠶豆能夠使耕地得到高效的利用,特別是在與其他農作物輪作時,蠶豆作為輪作的前茬作物,能夠改善土壤結構,為后茬作物創造良好的生長環境,進而增強土地的綜合利用效益。
4.3 增強農業系統的抗逆性與穩定性 蠶豆的固氮作用和殘體分解能夠顯著提高土壤肥力,增強土壤的自我修復能力,使農業系統更能抵御自然災害和氣候變化的影響。健全的土壤生態系統構成了農業可持續發展的根基,而蠶豆種植在這一領域扮演了關鍵角色。
種植蠶豆對維護和提升農業生態中的生物多樣性有益,它通過提供多種棲息地和食物來源,增強了生態系統的穩定性和對病蟲害的抵抗能力。生物多樣性的增加有助于打造更為穩固和抗逆的農業環境。
4.4 支持農村經濟的多元化發展 蠶豆是糧食作物,亦是經濟作物,尤其是在貧瘠的土地上種植蠶豆能為群眾帶來額外的收入。竇學誠等[19]指出,在同等條件下,蠶豆的單位面積生產成本超過小麥和玉米。具體來說,蠶豆比小麥的成本每hm2高出1350元,比玉米高出553.5元;然而,蠶豆的種植收益卻顯著優于小麥和玉米,分別高出5850元和6093元,這表明蠶豆在競爭中具有明顯優勢。種植蠶豆有助于促進相關產業鏈的發展,包括加工和銷售領域,為農村剩余勞動力創造就業機會。同時,蠶豆的多種用途(包括作為零食、飼料、綠肥等)為群眾開拓了更廣闊的市場機遇,促進農村經濟的多元化發展。
5 蠶豆種植的挑戰與對策
5.1 種植技術的限制與改進 蠶豆對氣候條件較為敏感,特別是在出苗階段,土壤溫度低或含水量少會對種子的發芽和幼苗的生長造成不利影響。土壤結構不良、肥力不足、土壤中有害物質含量高,也會限制蠶豆的正常生長。選用種性退化或純度不高的的種子會導致產量下降、品質劣化,甚至無法適應本地的氣候與土壤環境。不合理的栽培管理措施,如播種時期、種植密度、施肥、灌溉及病蟲害防控等,同樣也會制約蠶豆的產量和品質。
種植蠶豆應選擇抗病蟲害、適應性好、產量高、品質優的新品種。播種時應選擇合適的時間和密度,同時減少化學肥料而增加有機肥料的使用。蠶豆在生長過程中容易遭受銹病、根腐病等病害和蚜蟲、蠶豆象等蟲害的影響,所以需要采取多種措施進行綜合防治。播種和收割時,運用機械化手段能提高工作效率。同時,提供補貼和優惠貸款等政策支持,激勵人們采用新科技和高端設備。
5.2 市場風險與營銷策略 蠶豆作為一種經濟作物,其經濟價值受市場價格波動、消費者的喜好和國際貿易政策等因素的影響。為了應對市場風險,需要采取建立穩定的銷售渠道、開發多樣化的產品、加強品牌建設等能提高蠶豆產品市場競爭力的一系列措施。同時,地方政府和行業協會應及時提供蠶豆供銷市場信息,幫助群眾更好地應對市場變化。
5.3 政策支持與群眾培訓 為鞏固和擴大蠶豆播種面積和區域,地方政府需推出良種補貼、種植獎補、技術指導等一系列的政策措施,鼓勵群眾種植蠶豆。另外,為了提高蠶豆種植的整體水平,各地農業部門應按照蠶豆的生長特性,定期召開科技培訓會,幫助群眾掌握先進的種植技術,了解最新的市場信息和農業可持續發展的理念。
6 蠶豆種植的案例研究
江蘇省沿江地區農業科學研究所開發的人工春化種植技術,對發芽種子施加特定時長的適宜低溫,減少生育周期并促使其提前開花結果。將此技術運用在蠶豆上,可使得正常播種的蠶豆提早2~3個月采摘,在提前采的基礎上,還能實現3~4個月的連續“青收”。目前,該技術已在100多個示范點推廣,畝產值可達萬元,且上市時間可提前至春節。春化蠶豆的種植不僅能提高土地的產出率,大幅增加農民的收入,還能有效整合資源,優化土壤結構。目前,這項技術已在浙江、上海、云南、福建等地進行大面積示范推廣,打開了農民致富之門,提高了產品的市場價值。
青海省推廣的青蠶16號新品種,具有有限生長習性、早熟、利于機收、單產高、價格穩定等特點,非常適合全程機械化生產。青海省通過“新品種+機械化”的方式,突破了蠶豆產業的瓶頸,形成了區域化布局,顯著提高了蠶豆產量和效益。“蠶豆生產全程機械化技術集成示范及關鍵裝備產業化開發”項目創新開展了自動導航、黑膜覆蓋精量穴播、植保無人機施藥、化控打頂、殺青、聯合收獲等技術驗證,完成了蠶豆種植的全流程機械化作業,包括土地整理、施肥、鋪設地膜、精確播種、除草、打頂、收割以及回收殘膜等環節。每667m2可節省人工7個,節本增效達到830元,平均產量達300kg以上,蠶豆秸稈產量約100kg,產值約為1500元。與傳統種植業相比,每667m2土地收益增加了近500元,生產效率提升超過20倍。青海省通過區域化布局擴大了蠶豆種植面積和區域,還與多個地區合作,推廣“青蠶”系列蠶豆新品種,不僅提高了蠶豆的產量和效益,同時提升了“青蠶”系列蠶豆品種的市場認知度和經濟價值。
重慶市農業科學院豆類科技創新團隊自主選育的蠶豆新品種渝蠶5號,對赤斑病具有高抗性,個頭大、產量高、口感好。該品種在永川區蠶豆高產項目中采用了“水稻+蠶豆”輪作模式,當地26.67hm2渝蠶5號蠶豆,每667m2產量達到2128.05kg,相比普通品種產量(500kg)翻了4倍多,產值達到12700余元。“渝蠶”系列蠶豆的柚子林套種模式也獲得了好收成,每667m2產鮮莢467.64kg,收益增加3000元左右。采用“新品種+輪作模式”不僅創造了經濟效益,還顯著提高了土地的耕作質量,并增加了高品質飼料的供應量,凸顯了蠶豆種植的高產潛力和市場價值。
甘肅省渭源縣五竹鎮通過“訂單公司+合作
社+農戶”的發展模式,依托渭源縣農夫蠶豆專業合作社等3家經營大戶,在五竹鎮及周邊鄉鎮建立分散加工點34個,種植的222.73hm2青豆,每667m2平均增收近2000元。同時,建成青豆冷鏈儲藏庫3座300m2,儲藏能力達1300t,加工本地及外地毛豆達6000t,生產成品1200t左右,產值達1800萬元以上,主要銷往上海、安徽、浙江、廣東等地,每天加工處理毛豆60t左右,吸納320戶600多群眾參與,月收入人均增加2000元左右。
以上案例表明,在新質生產力的引領下,通過培育優良蠶豆品種、采用科學的種植技術、應用高效的管理方法、實施區域化布局、選擇合理的輪作模式、充分挖掘市場潛力等措施,可顯著提高經濟效益和生態效益。
7 結論與建議
7.1 研究結論 本項研究結合理論探討與實際案例分析,驗證了蠶豆種植在新質生產力的引領下對于提升農業生態效率、優化資源分配、增強農業體系的穩定性以及促進農村經濟多樣化發展具有重要的促進效果。蠶豆作為一種固氮農作物,其種植有助于減少化肥和農藥的使用,改善土壤健康,促進生物多樣性,同時為群眾提供額外的收入來源。
盡管蠶豆種植擁有眾多優點,但在推廣過程中仍然存在種植技術難題、市場波動風險以及政策扶持不足等挑戰。為了應對這些挑戰,需要在技術創新、調整市場策略以及增強政策支持等多方面做出努力。
7.2 政策建議 為了支持蠶豆產業的長期穩定發展,應鼓勵群眾選擇非豆科作物作為茬口,構建輪作體系;及時提供蠶豆生產技術培訓,包括種植模式選擇、覆膜抗旱、合理輪作等栽培措施;深入應用高新技術的創新成果,大力推廣良種和機械化生產模式,推廣適宜的播種機械(如施肥播種一體機、覆膜播種一體機等)和聯合收割機;增施有機肥,減少化肥施用量,推廣高效、低毒、低殘留的殺菌(蟲)劑以及生物農藥。
各級政府應出臺相應的扶持政策,投資建設農田水利等基礎設施,支持農業機械化發展,建立和完善病蟲害監測與預警系統,完善市場體系建設,加強市場引導,支持品牌建設,提升產品附加值,增強蠶豆的市場競爭力。
7.3 未來研究方向 為進一步深入探討蠶豆的生長規律、光合作用、物質代謝等生理生化特性,應繼續選育產量高、品質優、抗性強的蠶豆新品種;繼續研究蠶豆高效栽培技術,不斷改善田間管理措施,研發新的生物防治技術,并引進篩選高效且低毒的化學防治藥劑;探索蠶豆的采后處理方法和深度加工技術,開發新型食品和工業產品;應用物聯網和大數據等先進信息技術,對蠶豆產業的市場動向進行分析,為政府部門和企業提供決策輔助,推動該產業的持續健康發展。
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