海南島木薯主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量差及限制因素分析

梁海波 黃潔 韓全輝 陳冬冬 肖鑫輝 安飛飛 薛茂富

摘 要 為分析海南島木薯主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量的限制因素，找出縮減產(chǎn)量差的途徑。研究調(diào)查海南島木薯主產(chǎn)區(qū)典型鄉(xiāng)村木薯種植管理情況，確定各級(jí)木薯產(chǎn)量差，從種植密度、連作年數(shù)、養(yǎng)分管理、產(chǎn)投結(jié)構(gòu)等方面分析產(chǎn)量差的貢獻(xiàn)因素。結(jié)果顯示：不同產(chǎn)量等級(jí)間木薯產(chǎn)量差異顯著，基于高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)的產(chǎn)量差YGT、高產(chǎn)紀(jì)錄的產(chǎn)量差YGB、模型模擬的產(chǎn)量差YGM分別為15.59、30.98、37.82 t/hm2；25%最低產(chǎn)農(nóng)戶(hù)平均種植密度和連作年數(shù)均高于其余農(nóng)戶(hù)，其K2O總施用量、基肥中N、K2O的施用量及追肥中K2O的施用量均低于其余農(nóng)戶(hù)；現(xiàn)有管理水平條件下，N、P2O5、K2O對(duì)產(chǎn)量差的貢獻(xiàn)率分別為6.3%、11.0%、6.3%，達(dá)到高產(chǎn)高效施肥水平的農(nóng)戶(hù)僅4.69%～6.45%；產(chǎn)投結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)量達(dá)到65.15 t/hm2時(shí)產(chǎn)投比最大，此后隨產(chǎn)量增加，報(bào)酬遞減，人工成本尤其收獲成本是最大限制因素。縮減木薯產(chǎn)量差的途徑為合理密植，減少連作年數(shù)，增施鉀肥，調(diào)整基追肥比例，增施氮鉀基肥，追肥增鉀，為節(jié)約勞動(dòng)力成本，推廣全程機(jī)械化，尤其是收獲環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞 木薯；海南島；產(chǎn)量差；種植密度；連作年數(shù)；養(yǎng)分管理；產(chǎn)投結(jié)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào) S533 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract This study aims to analyze the limiting factors on cassava yield and find measures to decrease its yield gap in the main growing regions of Hainan Island. Based on the investigation of the cassava cultivation in typical villages in the major cassava producing areas， different levels of yield gap were calculated， and then the main contribution to yield gap was analyzed from these aspect， including planting density， continuous cropping， nutrient management and economic investment and output. Cassava yield gap was significantly different among the three levels， in which， the high-yield farmers yield gap YGT， best farmers yield gap YGB， modeled yield gap YGM， was 15.59， 30.98， 37.82 t/hm2， respectively. Average planting density and continuous cropping years of 25% the lowest yield farmer were higher than those of other farmers， also its N and K2O amount for basic fertilization， K2O amount for top-dressing fertilization and the total K2O amount were lower than those of other farmers. Under the current management level， contribution rate of N， P2O5 and K2O to the yield gap was 6.3%， 11.0% and 6.3%， respectively， only 4.69%-6.45% of the farmers reached a high yield and high efficiency. In composition of production and investment structure， the yield to investment ratio was maximum when the yield reached 65.15 t/hm2， after that， it showed diminishing returns with the increasing of yield， and the cost of labor， especially spending on the harvest， was the maximum limiting factors on the yield. Reasonable planting density and decreased continuous cropping years， more potassium fertilizer， adjusted the ratio of basic fertilization and top-dressing fertilization， more nitrogen fertilizer and potassium fertilizer for basic fertilization and more potassium fertilizer for top-dressing fertilization， and advanced mechanization replacing for labor should be spread in all cassava production， especially the harvest link.

Key words Cassava； Hainan Island； Yield gap； Planting density； Continuous cropping； Nutrient management；

Production and investment structure

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.10.003

木薯（Manihot esculenta Crantz）是熱帶及亞熱帶地區(qū)重要的糧食及能源作物，也是當(dāng)?shù)厣絽^(qū)低收入農(nóng)民重要的經(jīng)濟(jì)作物[1]；作為生產(chǎn)清潔能源木薯燃料乙醇的原料，木薯因其非糧特性正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[2]。海南島地處中國(guó)最南端，屬熱帶海洋季風(fēng)氣候，全年光溫充足，經(jīng)濟(jì)作物十分豐富，是發(fā)展熱帶特色高效農(nóng)業(yè)的天然寶地，具有發(fā)展木薯的優(yōu)越條件，是中國(guó)的主要木薯產(chǎn)區(qū)[3]。但近年來(lái)，海南農(nóng)民對(duì)木薯種植積極性不高，木薯產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)萎縮，據(jù)農(nóng)業(yè)部南亞辦統(tǒng)計(jì)，2004～2013年間，海南島木薯單產(chǎn)僅緩慢提高25.06%，而種植面積縮減了21.66%，木薯產(chǎn)量的高低直接影響著當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的種植積極性，提升木薯單產(chǎn)是海南島木薯產(chǎn)業(yè)面臨的首要問(wèn)題。白沙縣和瓊中縣二大木薯主產(chǎn)縣種植面積分別位居海南島第一、第二，為此，對(duì)二縣進(jìn)行農(nóng)戶(hù)調(diào)研，分析當(dāng)?shù)夭煌r(nóng)戶(hù)間木薯產(chǎn)量差，找出產(chǎn)量限制因素，挖掘增產(chǎn)潛力，為增產(chǎn)增收提供科學(xué)依據(jù)。

不同產(chǎn)量水平之間的差異即為產(chǎn)量差（Yield gap，YG）。產(chǎn)量差的概念首先由De Datta[4]提出，定義為作物實(shí)際產(chǎn)量與潛在產(chǎn)量的差值。Fresco[5]進(jìn)一步完善了產(chǎn)量差概念模型的內(nèi)涵，引入了“經(jīng)濟(jì)上限產(chǎn)量”的概念。de Bie[6]總結(jié)了不同定義下的各級(jí)產(chǎn)量差，并對(duì)各級(jí)產(chǎn)量差的主要限制因子進(jìn)行了分類(lèi)。產(chǎn)量差在世界各地研究廣泛，尤其是在印度和泰國(guó)等一些發(fā)展中國(guó)家[4]；目前在小麥、水稻、玉米和大豆等作物上的研究較多[7]，研究方法主要分為試驗(yàn)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析以及作物模擬模型系統(tǒng)分析兩大類(lèi)[8]，可分為基于產(chǎn)量潛力的產(chǎn)量差、試驗(yàn)產(chǎn)量的產(chǎn)量差、高產(chǎn)紀(jì)錄的產(chǎn)量差，也可用來(lái)分析區(qū)域尺度的產(chǎn)量差和農(nóng)戶(hù)尺度的產(chǎn)量差[9]。de Bie采用比較優(yōu)勢(shì)評(píng)價(jià)法對(duì)造成泰國(guó)芒果產(chǎn)量差的因素進(jìn)行分析[10]；Surabol等[11]通過(guò)農(nóng)戶(hù)調(diào)查方法對(duì)泰國(guó)大豆產(chǎn)量限制因子進(jìn)行了分析。產(chǎn)量差分析是明確增產(chǎn)潛力、闡明決定因素、制訂管理措施、指導(dǎo)未來(lái)發(fā)展的有效工具，分析不同農(nóng)戶(hù)的產(chǎn)量差和決定因素，有助于揭示增產(chǎn)限制因子，制訂高產(chǎn)高效措施[9，12]。

1 材料與方法

1.1 材料

2015年6～7月份，選取海南島木薯主產(chǎn)區(qū)中具有代表性的白沙縣阜龍鄉(xiāng)、邦溪鎮(zhèn)以及瓊中縣黎母山鎮(zhèn)；每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均選4個(gè)村，與當(dāng)?shù)剞r(nóng)技推廣人員一起，每個(gè)村選取2～3個(gè)代表性種植類(lèi)型樣本；每個(gè)樣本隨機(jī)抽取2～3戶(hù)農(nóng)民進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，總計(jì)67戶(hù)農(nóng)戶(hù)。調(diào)查內(nèi)容包括農(nóng)戶(hù)基本情況，木薯品種、種植面積、種植密度、連作年數(shù)、施肥情況及產(chǎn)量效益等。調(diào)查木薯種植總面積約56.75 hm2，平均每戶(hù)面積約0.85 hm2；種植品種主要為華南5號(hào)和華南8號(hào)，分別占農(nóng)戶(hù)總數(shù)的43.28%、35.82%，其次是華南10號(hào)和華南205，共占農(nóng)戶(hù)總數(shù)的20.90%；主要是在前1年的11月份至當(dāng)年的4、5月份種植，當(dāng)年的10月份至翌年的4、5月份收獲。

1.2 方法

1.2.1 分析方法 不同產(chǎn)量等級(jí)的產(chǎn)量差（YG）、肥料偏生產(chǎn)力（Partial factor productivity， PFP）、經(jīng)濟(jì)效益（Economic benefit， EB）按下列公式計(jì)算。肥料偏生產(chǎn)力（PFP）是指單位投入的肥料所能生產(chǎn)的作物產(chǎn)量，是反映肥料效益的指標(biāo)[13]。

YG=Y1-Y2

上式中，Y1、Y2分別表示不同產(chǎn)量等級(jí)的產(chǎn)量。

肥料偏生產(chǎn)力[PFP/（kg/kg）]=施肥區(qū)產(chǎn)量÷肥料施用量[13]

經(jīng)濟(jì)效益EB=單位面積產(chǎn)量×當(dāng)年單價(jià)-總成本[14]

產(chǎn)量潛力的平臺(tái)不同，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)量差結(jié)果也不同。Lobell等[9]確定4個(gè)常用的產(chǎn)量平臺(tái)，即高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)產(chǎn)量、模擬產(chǎn)量潛力、試驗(yàn)產(chǎn)量潛力和農(nóng)戶(hù)平均產(chǎn)量，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生3級(jí)產(chǎn)量差即以高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)量差、以試驗(yàn)產(chǎn)量為基礎(chǔ)的產(chǎn)量差和以模型產(chǎn)量為基礎(chǔ)的產(chǎn)量差。本研究中選用其中的3個(gè)產(chǎn)量平臺(tái)--高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)產(chǎn)量YT、模擬產(chǎn)量潛力YB和農(nóng)戶(hù)平均產(chǎn)量YA，加上高產(chǎn)紀(jì)錄YB，共有4個(gè)產(chǎn)量平臺(tái)；對(duì)應(yīng)產(chǎn)生了3級(jí)產(chǎn)量差，即基于高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)的產(chǎn)量差YGT=YT-YA，基于高產(chǎn)紀(jì)錄的產(chǎn)量差YGB=YB-YA，和基于模型模擬的產(chǎn)量差YGM=YM-YA（圖1）。

1.2.2 化肥與有機(jī)肥養(yǎng)分的換算 化肥養(yǎng)分按照調(diào)查表記錄值計(jì)算，有機(jī)肥養(yǎng)分按照《中國(guó)有機(jī)肥料養(yǎng)分志》提供的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算[15]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算制圖，SPSS 20.0、SigmaPlot 12.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncau（D）法檢驗(yàn)p<0.05水平上的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)戶(hù)產(chǎn)量差

將調(diào)研區(qū)域木薯的鮮薯單產(chǎn)按4等分法分為4個(gè)等級(jí)（表1），4個(gè)等級(jí)的農(nóng)戶(hù)鮮薯單產(chǎn)差異均達(dá)到顯著水平。其中，占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)平均鮮薯單產(chǎn)YT為51.77 t/hm2，與全部農(nóng)戶(hù)平均產(chǎn)量YA=36.18 t/hm2相比，產(chǎn)量差YGT達(dá)15.59 t/hm2 （圖1中高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)產(chǎn)量均值，用表1中占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)產(chǎn)量均值表示）；調(diào)研區(qū)域農(nóng)戶(hù)木薯高產(chǎn)紀(jì)錄產(chǎn)量YB為67.16 t/hm2，基于高產(chǎn)紀(jì)錄的產(chǎn)量差YGB=30.98 t/hm2。

模型模擬是目前定量評(píng)估產(chǎn)量潛力最為有效的方法之一，對(duì)探索農(nóng)戶(hù)短期內(nèi)增產(chǎn)潛力具有重要意義。試驗(yàn)產(chǎn)量和高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)產(chǎn)量一般會(huì)低于模型模擬產(chǎn)量潛力[16]。Schnug等[17]開(kāi)發(fā)的Boundary line系統(tǒng)，可用來(lái)分析各種生物物理因素和產(chǎn)量之間的相關(guān)性關(guān)系，從復(fù)雜的多因素中孤立出某一個(gè)因素，分析該單因素對(duì)產(chǎn)量的限制程度，適用性較好，土壤因素、農(nóng)戶(hù)管理因素等都可分析[18-20]。Boundary line系統(tǒng)利用Fermont等[21]開(kāi)發(fā)出的仿真模型將邊界點(diǎn)擬合成邊界線(xiàn)，其中，Ym是在獨(dú)立變量X的限制下，預(yù)測(cè)可獲得的最大單產(chǎn)；Yatt表示在調(diào)研區(qū)域內(nèi)的可獲得的最高產(chǎn)量；X表示各種獨(dú)立的生物、非生物變量；K和R是常數(shù)。

本研究中，用Boundary line系統(tǒng)建立散點(diǎn)圖組合成邊界線(xiàn)上的點(diǎn)，根據(jù)各試驗(yàn)中實(shí)際推薦施肥條件下獲得的鮮薯單產(chǎn)，用Boundary line系統(tǒng)擬合出理論上可實(shí)現(xiàn)的鮮薯單產(chǎn)（圖2），對(duì)3個(gè)方程進(jìn)行F檢驗(yàn)，施N量p值為0.045<0.05，方程擬合度好，達(dá)到顯著水平；施P量p值為0.098>0.05，方程擬合度稍差；施K量p值為0.000<0.001，方程擬合度最好，達(dá)到極顯著水平。模型模擬出在現(xiàn)有施肥技術(shù)水平下，海南省農(nóng)民鮮薯產(chǎn)量潛力為74.00 t/hm2，基于模型模擬的產(chǎn)量差 YGM=37.82 t/hm2；分別根據(jù)N、P2O5、K2O施用量與鮮薯單產(chǎn)的一元二次方程，得出N、P2O5、K2O最高施用量分別為166.32、117.08、174.77 t/hm2，從此圖可初步發(fā)現(xiàn)，N、P2O5施用過(guò)量、K2O施用不足，是造成減產(chǎn)的重要原因。

圖2中最高產(chǎn)量和邊界線(xiàn)模擬產(chǎn)量間的產(chǎn)量差即①，是由變量（N、P2O5、K2O施用量）不同產(chǎn)生的，定義為可解釋的產(chǎn)量差（Explainable yield gap）；邊界線(xiàn)模擬產(chǎn)量和農(nóng)戶(hù)實(shí)際產(chǎn)量之間的產(chǎn)量差即②，是由除該變量外的其他因素造成的，定義為不可解釋的產(chǎn)量差（Unexplainable yield gap）[18]?？山忉尞a(chǎn)量差可定量某一因素對(duì)產(chǎn)量差的貢獻(xiàn)量，而可解釋的產(chǎn)量差占最高產(chǎn)量的比例，即yield gap%，可用來(lái)解析該因素對(duì)產(chǎn)量差的貢獻(xiàn)率。本研究中，N、P2O5、K2O對(duì)產(chǎn)量差的貢獻(xiàn)率分別為6.3%、11.0%、6.3%（圖3）。

根據(jù)Lobell等的理論[9]，不同產(chǎn)量差的影響因素不同，YGT是由于微域土壤和氣候差異，投入成本、技術(shù)和管理措施的不同造成的；YGB主要來(lái)源于土壤肥力、投入成本和管理措施等；YGM主要由品種、光溫水資源的利用、土壤條件、栽培管理措施以及雜草、病蟲(chóng)害等管理措施導(dǎo)致。針對(duì)不同的產(chǎn)量差，分別從種植密度、連作年數(shù)、養(yǎng)分管理、產(chǎn)投結(jié)構(gòu)等方面，對(duì)造成當(dāng)?shù)啬臼懋a(chǎn)量差的原因進(jìn)行分析。

2.2 種植密度、連作年數(shù)

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)木薯平均種植密度為26 490株/hm2，平均連作年數(shù)為3.31年，連作年數(shù)主要集中在1～5年，不同產(chǎn)量等級(jí)的農(nóng)戶(hù)木薯種植密度、連作年數(shù)差異較大（表2）。占總數(shù)25%的最低產(chǎn)農(nóng)戶(hù)的平均種植密度為40 430株/hm2，顯著高于其余3類(lèi)農(nóng)戶(hù)，其余3類(lèi)農(nóng)戶(hù)的平均種植密度不超過(guò)24 990株/hm2；占總數(shù)25%的最低產(chǎn)農(nóng)戶(hù)木薯連作年數(shù)均值為4.06年，顯著高于占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)，木薯連作年數(shù)越長(zhǎng)則產(chǎn)量越低；占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)的平均連作年限僅為2年，顯著少于其余3類(lèi)農(nóng)戶(hù)。可見(jiàn)，當(dāng)?shù)啬臼砗侠砻苤惨?.7～2.5萬(wàn)株/hm2為宜，連作年數(shù)以2年為佳，最多連作3年。

2.3 養(yǎng)分管理

2.3.1 氮磷鉀肥投入量分布 當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)施肥基本以無(wú)機(jī)肥為主，調(diào)研的67戶(hù)農(nóng)戶(hù)中，僅有1戶(hù)施用了有機(jī)肥，占總施肥量的2.38%。當(dāng)?shù)豊、P2O5、K2O投入量均值分別為123、89、82 kg/hm2，N的投入量遠(yuǎn)高于P2O5和K2O，說(shuō)明當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)存在偏施氮肥的習(xí)慣（表3）。各產(chǎn)量等級(jí)農(nóng)戶(hù)N、P2O5投入量差異不顯著，但占總數(shù)25%的最低產(chǎn)農(nóng)戶(hù)K2O施用量遠(yuǎn)低于其余3類(lèi)農(nóng)戶(hù)，且顯著低于占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)，僅為其K2O施用量的36.28%，可見(jiàn)，K2O施用不足是造成產(chǎn)量差的主要原因。

搜集2005～2015年海南島木薯肥料試驗(yàn)文獻(xiàn)[22-24]及中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所試驗(yàn)基地（海南儋州）的木薯肥料試驗(yàn)，總計(jì)21組推薦施肥數(shù)據(jù)，求其平均值，得出當(dāng)?shù)豊、P2O5、K2O試驗(yàn)推薦施肥量均值分別為127、43、135 kg/hm2（表4），結(jié)合調(diào)研的當(dāng)?shù)卣伎倲?shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)的施肥量，將2個(gè)施肥指標(biāo)作為當(dāng)?shù)氐耐扑]施肥量基準(zhǔn)，考慮到農(nóng)戶(hù)操作可行性及不同品種、地區(qū)間差異等因素，結(jié)合Boundary line系統(tǒng)模擬的當(dāng)?shù)豊、P2O5、K2O的最高投入量，基本確定海南島木薯的氮磷鉀肥施用量范圍以305～458 kg/hm2為宜，其中，N為127～166 kg/hm2，P2O5為43～117 kg/hm2，K2O為113～175 kg/hm2。

2.3.2 基肥及追肥投入量分布 當(dāng)?shù)啬臼硎┓手饕曰蕿橹?，占總施肥量?4.36%，N、P2O5、K2O的基肥與追肥比例分別為1.12 ∶ 1、3.01 ∶ 1、2.34 ∶ 1（表5）。調(diào)研結(jié)果顯示，施用基肥時(shí)，占總數(shù)25%的最低產(chǎn)農(nóng)戶(hù)N、K2O的施用量均低于其余3類(lèi)農(nóng)戶(hù)，且顯著低于占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)，僅為其N(xiāo)、K2O施用量的56.34%、45.15%；追肥時(shí)，占總數(shù)25%的最低產(chǎn)農(nóng)戶(hù)K2O的施用量低于其余3類(lèi)農(nóng)戶(hù)，僅為占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)施K2O量的15.95%?？梢?jiàn)，基肥中N、K2O投入不足，追肥中K2O投入過(guò)少，也是造成當(dāng)?shù)啬臼懋a(chǎn)量差的重要原因。

2.3.3 氮磷鉀肥投入與產(chǎn)出效果分析 當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)氮磷鉀肥投入與產(chǎn)出效果分析表明，當(dāng)?shù)啬臼鞱、P2O5、K2O偏生產(chǎn)力均值分別為384.44、618.59、666.75 kg/kg（表6）。隨著N、P2O5、K2O投入量的增加，肥料偏生產(chǎn)力均逐漸降低（圖4），將N、P2O5、K2O偏生產(chǎn)力分別按照4等分法進(jìn)行劃分，統(tǒng)計(jì)分析得出，N偏生產(chǎn)力以300～450 kg/kg比例最大，占總數(shù)的35.94%，54.69%的農(nóng)戶(hù)氮肥偏生產(chǎn)力低于平均水平；P2O5偏生產(chǎn)力以200～400 kg/kg比例最大，占總數(shù)的40.32%，69.35%的農(nóng)戶(hù)磷肥偏生產(chǎn)力低于平均水平；K2O偏生產(chǎn)力以200～ 400 kg/kg比例最大，占總數(shù)的47.54%，73.77%的農(nóng)戶(hù)鉀肥偏生產(chǎn)力低于平均水平。

依據(jù)增產(chǎn)10%～15%、增效15%～20%的目標(biāo)，提出高產(chǎn)高效施肥的劃分標(biāo)準(zhǔn)[25]。則海南島木薯的高產(chǎn)目標(biāo)為41.61 t/hm2，氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力高效目標(biāo)分別為430.19、700.58、752.97 kg/kg，按此標(biāo)準(zhǔn)（表7），將海南島農(nóng)戶(hù)施肥劃分為高產(chǎn)高效、高產(chǎn)低效、低產(chǎn)高效、低產(chǎn)低效4個(gè)水平，僅有7.81%～11.48%的農(nóng)戶(hù)達(dá)到了高產(chǎn)高效水平，70%以上的農(nóng)戶(hù)氮、磷、鉀肥的投入仍處于低產(chǎn)低效水平（圖5）。如何實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效施肥是當(dāng)?shù)啬臼硎┓拭媾R的首要問(wèn)題。

2.4 產(chǎn)投結(jié)構(gòu)分析

種植效益是決定農(nóng)戶(hù)種植積極性的重要因素，也是直接導(dǎo)致當(dāng)?shù)刈魑锂a(chǎn)量上下波動(dòng)的原因之一[14]。對(duì)不同產(chǎn)量水平農(nóng)戶(hù)種植木薯經(jīng)濟(jì)效益的分析結(jié)果表明：占總數(shù)25%的最低產(chǎn)農(nóng)戶(hù)的凈收益顯著低于25%～50%中產(chǎn)農(nóng)戶(hù)，且以上2類(lèi)農(nóng)戶(hù)凈收益均顯著低于50%～75%中高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)及占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)（圖6）；隨著木薯產(chǎn)量提升，凈收益快速提升，在產(chǎn)量水平中上等情況下仍能獲得較大的收益，產(chǎn)量超過(guò)50 t/hm2時(shí)，隨著木薯產(chǎn)量提升，凈收益提升速度逐漸變慢，當(dāng)鮮薯產(chǎn)量達(dá)到65.15 t/hm2時(shí)，凈效益最高，為15 581.70元/hm2，總投入成本為15 214.17元/hm2，產(chǎn)投比達(dá)到最大值2.02，此后隨著產(chǎn)量的進(jìn)一步提升，出現(xiàn)報(bào)酬遞減，可見(jiàn)，當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到65.15 t/hm2后，需要考慮減少投入來(lái)提升收益，以縮小不同田塊間的產(chǎn)量差。從農(nóng)戶(hù)的投入結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要包括人工費(fèi)投入和肥料、租金、農(nóng)藥的投入兩部分，67戶(hù)農(nóng)戶(hù)中24戶(hù)有地租費(fèi)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)均自留種莖、不灌溉，故二者不計(jì)算成本，隨著鮮薯產(chǎn)量提高，人工投入增長(zhǎng)最快，其次是肥料、租金和農(nóng)藥投入。目前，海南島基本是人工種植管理，極少機(jī)械化生產(chǎn)，以100元/人·天的工價(jià)計(jì)算，人工費(fèi)在總成本中所占比例最大，達(dá)65.97%，不同農(nóng)戶(hù)間投入水平的差異主要體現(xiàn)人工投入上。

進(jìn)一步將整地、種植、田間管理和收獲4個(gè)環(huán)節(jié)的人工投入分開(kāi)來(lái)看（圖7），不同產(chǎn)量水平的農(nóng)戶(hù)整地、種植2個(gè)環(huán)節(jié)的人工投入差異較小，趨勢(shì)線(xiàn)幾乎呈水平狀；田間管理人工投入在各產(chǎn)量水平間差異較顯著，趨勢(shì)線(xiàn)有一定的上升趨勢(shì)；而收獲環(huán)節(jié)人工投入趨勢(shì)線(xiàn)斜率最大，在總?cè)斯こ杀局姓急茸畲?，達(dá)56.29%，不同產(chǎn)量水平的農(nóng)戶(hù)投入結(jié)構(gòu)中，收獲環(huán)節(jié)人工投入差異最顯著。因此，當(dāng)改進(jìn)木薯高產(chǎn)高效栽培技術(shù)時(shí)，必須考慮精減田間管理環(huán)節(jié)的投入，特別是要大幅壓縮收獲環(huán)節(jié)的人工投入。在當(dāng)前投入水平下要想做到少投入高收益，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶(hù)利益最大化，當(dāng)務(wù)之急就是要提升整地、種植、管理和收獲的全程機(jī)械化程度，尤其是收獲環(huán)節(jié)。

3 討論與結(jié)論

產(chǎn)量差分析是明確增產(chǎn)潛力、闡明生產(chǎn)限制因素、制訂管理措施的有效工具，是衡量區(qū)域作物生產(chǎn)現(xiàn)狀和增產(chǎn)潛力、探索區(qū)域作物產(chǎn)量限制因素和解決方法的有效途徑。本研究結(jié)合海南島木薯生產(chǎn)情況，在Lobell等人[9]的量化模型基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)的產(chǎn)量差（YGT），基于高產(chǎn)紀(jì)錄的產(chǎn)量差（YGB）和基于模型模擬的產(chǎn)量差（YGM）3個(gè)產(chǎn)量差分析模型，并從種植密度、連作年數(shù)、養(yǎng)分管理和產(chǎn)投結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了分析。木薯適宜種植密度與水肥、品種等密切相關(guān)，過(guò)稀或過(guò)密均不利于高產(chǎn)[26]，本研究建議當(dāng)?shù)啬臼矸N植密度以1.7～2.5萬(wàn)株/hm2為宜，但一般生產(chǎn)上推薦密度為1～1.5萬(wàn)株/hm2[27]，可見(jiàn)，今后應(yīng)根據(jù)各地實(shí)際情況推薦最佳種植密度。長(zhǎng)期連作會(huì)擾亂土壤微生物的生態(tài)平衡，滋生病原菌[28]，本研究發(fā)現(xiàn)，木薯長(zhǎng)年連作會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)，為維持木薯地土壤肥力，減輕連作障礙，建議當(dāng)?shù)啬臼磉B作年數(shù)以2年為佳，最長(zhǎng)連作3年。木薯長(zhǎng)期定位肥料試驗(yàn)表明，長(zhǎng)期連作且鉀肥不足將導(dǎo)致土壤退化，木薯嚴(yán)重減產(chǎn)，重視施用鉀肥可保證多年連作木薯增產(chǎn)增收[29]，增加氮營(yíng)養(yǎng)，木薯株高、莖粗、功能葉和冠層寬度隨之提高[30]，氮素供應(yīng)不足尤其是在生長(zhǎng)前期，會(huì)導(dǎo)致木薯植株生長(zhǎng)緩慢[1]，本研究農(nóng)戶(hù)基肥中N、K2O配比及追肥中K2O配比偏低，導(dǎo)致木薯減產(chǎn)的現(xiàn)象，與前人試驗(yàn)結(jié)論相吻合[1，29]，建議遵循大配方小調(diào)整的施肥原則，以當(dāng)?shù)氐姆柿显囼?yàn)推薦施肥數(shù)據(jù)及占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)施肥數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，結(jié)合Boundary line系統(tǒng)模擬出的當(dāng)?shù)豊、P2O5、K2O最高施用量，推薦當(dāng)?shù)胤柿鲜┯昧糠秶碞為127～166 kg/hm2，P2O5為42～117 kg/hm2，K2O為113～174 kg/hm2；以占總數(shù)25%的最高產(chǎn)農(nóng)戶(hù)基追肥比例為基準(zhǔn)，調(diào)整基追肥配比，建議增加基肥中N和P2O5的投入量，后期追肥中增加K2O的投入量。人工成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了木薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[31]，而機(jī)械化種植、除草比傳統(tǒng)人工效率分別提升了10倍、20倍，收獲機(jī)可節(jié)省70%成本[32]，本研究發(fā)現(xiàn)，人工成本尤其收獲環(huán)節(jié)人工成本過(guò)高是當(dāng)?shù)啬臼懋a(chǎn)量的重要限制因素，今后應(yīng)重視優(yōu)化產(chǎn)投結(jié)構(gòu)，提高木薯全程機(jī)械化程度，特別是研究推廣中耕和收獲機(jī)械。

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)條件下，降低自然災(zāi)害和病蟲(chóng)害，提高技術(shù)到位率將是減小木薯產(chǎn)量差的重要途徑，但本研究尚未具體分析造成木薯產(chǎn)量差的氣候、自然災(zāi)害、病蟲(chóng)害、土壤等因素，今后應(yīng)進(jìn)一步量化研究上述影響因素，進(jìn)一步分析縮小木薯產(chǎn)量差的途徑。

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