馬鈴薯輪作的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益
——案例分析

于臺(tái)澤，賈良良，牛麗娟，王慶鎖，李 穎，張 丹*

（1.大自然保護(hù)協(xié)會(huì)TNC，北京 100600；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京 100083；3.河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所，河北 石家莊050051；4.雪川農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司，河北 張家口 076481；5.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081）

馬鈴薯是中國(guó)重要的糧食作物，近年播種面積和產(chǎn)量都迅速擴(kuò)大，其中播種面積從2000 年的472.3 萬hm2增加到2015 年的551.8 萬hm2，產(chǎn)量從2000年的1 325.5萬t增長(zhǎng)至2015年的1 897.2萬t[1]。2015年，為滿足國(guó)家糧食安全的需求，農(nóng)業(yè)部提出了“馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略”，進(jìn)一步推動(dòng)了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，馬鈴薯在中國(guó)糧食中所占的地位不斷攀升，規(guī)?；图s化種植程度不斷提高。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，隨著馬鈴薯集約化種植程度的不斷提高，馬鈴薯連作導(dǎo)致的土傳病害日趨嚴(yán)重，產(chǎn)量、品質(zhì)下降問題十分突出[2]，嚴(yán)重制約了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

輪作是指在同一田地上按一定順序連續(xù)種植不同作物的方法，這與高度集約化的單一連作模式相反。國(guó)內(nèi)外已有大量試驗(yàn)證明輪作對(duì)馬鈴薯生產(chǎn)有巨大生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路[3]。本研究總結(jié)馬鈴薯輪作的相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合實(shí)地案例，對(duì)馬鈴薯的輪作效益進(jìn)行分析，以期對(duì)未來馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供幫助。

1 材料與方法

1.1 馬鈴薯輪作及連作成本-效益數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建

為便于量化馬鈴薯輪作的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，本研究收集國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，運(yùn)用成本-效益分析（Cost-benefit analysis，CBA）的方法，從不同效益角度建立馬鈴薯輪作效益參數(shù)庫(kù)，以此量化馬鈴薯輪作種植的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，并將生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)進(jìn)行了貨幣化以便更加綜合、直觀地分析問題。搜集到的文獻(xiàn)資料主要來自CNKI 中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，Web of science 數(shù)據(jù)庫(kù)及Google scholar數(shù)據(jù)庫(kù)，文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分布如圖1所示，其中圖1A 為文獻(xiàn)試驗(yàn)地點(diǎn)分布，圖1B 為文獻(xiàn)中與馬鈴薯輪作作物種類分布。本研究共選取13 項(xiàng)指標(biāo)，其中經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)6 項(xiàng)，包括病蟲害發(fā)生率、水分利用率、平均年需氮量、平均年需磷量、平均年需鉀量以及產(chǎn)量；生態(tài)效益指標(biāo)7項(xiàng)，包括碳足跡、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤總氮、土壤微生物碳與氮、土壤細(xì)菌與真菌比值（細(xì)菌/真菌）及土壤酶活性。在對(duì)搜集到的文獻(xiàn)資料分析整理的基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)據(jù)提取，組成了馬鈴薯輪作及連作成本-效益數(shù)據(jù)庫(kù)。把文獻(xiàn)收集所得出的馬鈴薯經(jīng)濟(jì)及生態(tài)效益參數(shù)，運(yùn)用至實(shí)地案例分析當(dāng)中，并通過比較不同輪作組合的成本收益，得出對(duì)不同輪作組合在案例地區(qū)的效益。

1.2 馬鈴薯輪作及連作成本-效益分析

在馬鈴薯輪作及連作的成本-效益分析方法中，經(jīng)濟(jì)效益包括因病蟲害發(fā)生率減小所導(dǎo)致的農(nóng)藥效益、因水分利用提高所導(dǎo)致的灌溉效益、因需肥量減少所導(dǎo)致的施肥效益以及因產(chǎn)量提高所產(chǎn)生的產(chǎn)值效益；生態(tài)效益主要包括碳足跡減少所產(chǎn)生的溫室氣體減排效益，其中碳足跡是指糧食生產(chǎn)的凈碳排放，即碳排放與碳固定量的差值[4,5]。通過檢索國(guó)內(nèi)外田間試驗(yàn)條件下馬鈴薯輪作（大豆、小麥、燕麥等）與連作試驗(yàn)的相關(guān)文獻(xiàn)[6-30]，統(tǒng)計(jì)了兩種種植模式下不同效益的平均值、最小值和最大值（表1），其中水分利用率計(jì)算方式為作物產(chǎn)量除以耗水量，碳足跡的計(jì)算公式為單位產(chǎn)量碳足跡乘以每公頃的產(chǎn)量。

馬鈴薯輪作的總效益貨幣值的計(jì)算方法為：首先根據(jù)所收集數(shù)據(jù)，計(jì)算兩種種植模式下各效益指標(biāo)的變幅，得到輪作后不同效益的增長(zhǎng)百分比。根據(jù)所得增長(zhǎng)百分比或直接文獻(xiàn)檢索[31,32]到的效益增幅，將其與《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2019》[33]中河北省馬鈴薯相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合計(jì)算，并將各項(xiàng)效益指標(biāo)進(jìn)行貨幣化轉(zhuǎn)換后加和，得出馬鈴薯輪作的總效益貨幣值。農(nóng)藥效益即農(nóng)藥需求減少百分比與農(nóng)藥費(fèi)的乘積；灌溉效益即水分利用率提高百分比與灌溉費(fèi)的乘積；施肥效益數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)檢索[32]；產(chǎn)值效益即產(chǎn)量增加百分比與馬鈴薯產(chǎn)值的乘積；溫室氣體減排效益為碳足跡減少量與二氧化碳成交價(jià)格的乘積。

將上述計(jì)算所得的各項(xiàng)指標(biāo)以雷達(dá)圖進(jìn)行展示，將指標(biāo)進(jìn)行分類：病蟲害發(fā)生率、水分利用率、平均年需氮量、平均年需磷量、平均年需鉀量以及產(chǎn)量為經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，碳足跡、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤總氮、土壤微生物碳與氮及土壤細(xì)菌/真菌為生態(tài)效益指標(biāo)。但由于各指標(biāo)間量綱不同，需要對(duì)各原始數(shù)值進(jìn)行一致化處理，其中病蟲害發(fā)生率、碳足跡、平均年需氮量、平均年需鉀量以及平均年需磷量為逆向指標(biāo)，這些指標(biāo)的數(shù)據(jù)越大則代表相關(guān)優(yōu)勢(shì)越低，因此需將逆向指標(biāo)進(jìn)行倒數(shù)一致化：

式中，xij為第i 個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象在第j 個(gè)指標(biāo)上的一致化數(shù)值，mij為第i 個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象在第j 個(gè)指標(biāo)上的原始數(shù)據(jù)。為了將所有數(shù)值控制在區(qū)間[0，1]，需將數(shù)據(jù)根據(jù)公式進(jìn)行歸一化處理[34]：

表1 馬鈴薯輪作及連作經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益參數(shù)Table 1 Parameters of economic and ecological benefits of potato rotation and continuous cropping

式中，yij為第i 個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象在第j 個(gè)指標(biāo)上歸一化后的數(shù)值，xij為一致化后數(shù)據(jù)。

1.3 河北省張家口察北管理區(qū)馬鈴薯輪作案例分析

1.3.1 馬鈴薯輪作案例分析情況

2018 年開始，在位于河北省張家口市察北管理區(qū)的雪川農(nóng)業(yè)集團(tuán)試驗(yàn)田內(nèi)建立了馬鈴薯輪作示范基地，將輪作作物（燕麥、小麥、大豆等）納入馬鈴薯的生產(chǎn)過程中，并對(duì)不同輪作組合進(jìn)行對(duì)比，以定量化的科學(xué)數(shù)據(jù)分析農(nóng)戶輪作的可行性，多維度分析作物經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的變化。

察北管理區(qū)位于河北省張北縣，地處河北省西北部壩上地區(qū)，因海拔和緯度高，氣候冷涼，無霜期短，空氣干燥，日照充足，晝夜溫差大，病蟲害發(fā)生少，非常適合馬鈴薯生長(zhǎng)，且馬鈴薯退化慢，有利于種薯繁育，是全國(guó)優(yōu)質(zhì)馬鈴薯種薯和商品薯生產(chǎn)基地。試驗(yàn)田所在位置經(jīng)緯度為N 45°51′，E 115°99′，面積3.47 hm2。

輪作模式試驗(yàn)從2018 年開始，設(shè)6 種馬鈴薯種植方案，分別為兩年輪作：馬鈴薯-春小麥（PWPW）、馬鈴薯-燕麥（POPO）、馬鈴薯-大豆（PSPS）；三年輪作：馬鈴薯-春小麥-燕麥（PWOP）、馬鈴薯-燕麥-大豆（POSP）；以及馬鈴薯連作。另外，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將一種特殊的兩年輪作模式納入分析，因?yàn)楹邴溎軌蛟诙痉N植，因此能夠進(jìn)行馬鈴薯-單播冬性黑麥+ 復(fù)播短生育期燕麥（PROPRO）輪作模式，即在同年9 月至次年5 月種植黑麥，次年6～10 月種植燕麥。總計(jì)7種馬鈴薯種植方案，具體措施見表2和表3。

試驗(yàn)田距離雪川廠區(qū)2 km，在2018 年之前已連續(xù)種植馬鈴薯3 年，其中每個(gè)輪作組合占地0.67 hm2，馬鈴薯連作占地0.13 hm2，地塊分布為兩年輪作與三年輪作交替排列。馬鈴薯品種為‘中薯4號(hào)’，試驗(yàn)過程中使用噴灌的方式進(jìn)行灌溉，馬鈴薯以525 kg/hm2復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O = 12∶19∶16）為底肥，用195 kg/hm2尿素（N，46%）與75 kg/hm2硝酸鉀（N∶P2O5∶K2O=13∶0∶46）進(jìn)行追肥，其余輪作作物以磷酸二銨（N∶P2O5∶K2O=18∶46∶0）為底肥，以尿素進(jìn)行追肥。

表2 不同馬鈴薯輪作模式試驗(yàn)處理Table 2 Experimental treatments of different potato rotation patterns

表3 試驗(yàn)田輪作種植方案Table 3 Rotation planting plan of experimental field

1.3.2 成本收益數(shù)據(jù)來源

馬鈴薯連作相關(guān)成本收益及生態(tài)效益數(shù)據(jù)來自《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2019》[33]以及《2019 年張北縣馬鈴薯輪作項(xiàng)目作物產(chǎn)量效益及品質(zhì)總結(jié)》。馬鈴薯輪作后相關(guān)成本收益及生態(tài)效益數(shù)據(jù)根據(jù)上文所計(jì)算的效益參數(shù)進(jìn)行計(jì)算（包括產(chǎn)量的提升比率以及因農(nóng)藥、灌溉和化肥減少所產(chǎn)生的成本降低），輪作馬鈴薯產(chǎn)值即連作馬鈴薯產(chǎn)值與產(chǎn)量提升比例的乘積，輪作馬鈴薯的直接成本即連作馬鈴薯成本減去參數(shù)中因農(nóng)藥、灌溉和化肥減少取得的效益值；春小麥、大豆的成本收益數(shù)據(jù)來自《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2019》[33]中河北省數(shù)據(jù)；其余燕麥、黑麥成本收益以及作物碳足跡數(shù)據(jù)均來源于文獻(xiàn)檢索[23,35,36]，每公頃碳足跡二氧化碳當(dāng)量即每千克碳足跡二氧化碳當(dāng)量與每公頃作物產(chǎn)量的乘積，構(gòu)建不同種類作物每年的成本收益以及生態(tài)效益（表4）。在成本收益中，凈利潤(rùn)即產(chǎn)值減去總成本，其中總成本為生產(chǎn)成本（包括物質(zhì)與服務(wù)費(fèi)用與人工成本）與土地成本之和；在生態(tài)效益當(dāng)中，碳足跡成本為二氧化碳當(dāng)量與二氧化碳交易價(jià)格的乘積；生態(tài)效益折現(xiàn)為馬鈴薯連作碳足跡成本與馬鈴薯輪作碳足跡成本的差值。最后，通過疊加的方法計(jì)算不同種植模式的成本收益以及生態(tài)效益，建立表格并進(jìn)行比較。表格中，直接費(fèi)用包括種子費(fèi)、化肥費(fèi)、農(nóng)家肥費(fèi)、農(nóng)藥費(fèi)、農(nóng)膜費(fèi)、租賃作業(yè)費(fèi)、燃料動(dòng)力費(fèi)、技術(shù)服務(wù)費(fèi)、工具材料費(fèi)、修理維護(hù)費(fèi)和其他直接費(fèi)用；間接費(fèi)用包括固定資產(chǎn)折舊、保險(xiǎn)費(fèi)、管理費(fèi)、財(cái)務(wù)費(fèi)以及銷售費(fèi)；土地成本為當(dāng)?shù)亓鬓D(zhuǎn)地租金，合計(jì)效益為凈利潤(rùn)與生態(tài)效益折現(xiàn)的總和。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入Microsoft Excel 2016 進(jìn)行計(jì)算、制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯輪作及連作經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益

馬鈴薯輪作經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益增幅見表5。馬鈴薯輪作與連作相比，經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益均有不同程度的提高。在經(jīng)濟(jì)效益方面，馬鈴薯病蟲害發(fā)生率如黑痣病、黃萎病等顯著降低，能夠有效降低農(nóng)藥的使用，節(jié)省119 元/hm2的農(nóng)藥成本；通過輪作，馬鈴薯的水分利用率也會(huì)提高24.60%，從而節(jié)省58 元/hm2的灌溉成本；需肥量的減少能夠有效降低化肥的施用量，從而節(jié)約4 500 元/hm2的化肥成本；通過輪作，馬鈴薯的產(chǎn)量也能夠提升31.86%，從而增加5 921 元/hm2的收入。在生態(tài)效益方面，輪作同樣會(huì)帶來效益，如土壤碳、氮，土壤微生物碳、氮以及土壤酶活性，馬鈴薯輪作與連作相比均有提高，這意味著土壤肥力的有效提高。另外輪作體系的碳足跡遠(yuǎn)低于連作，根據(jù)歐洲能源交易所碳交易價(jià)格折合成碳交易成本，能夠提供1 973 元/hm2的效益?？偟膩碚f，經(jīng)過將不同的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益貨幣化加和后發(fā)現(xiàn)，輪作與單做相比可多獲得12 571元/hm2的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益（其中生態(tài)效益僅包含碳減排效益）。

表4 不同作物經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)原始數(shù)據(jù)Table 4 Raw data of economic benefit indicators for different crops

2.2 馬鈴薯輪作及連作經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)以上對(duì)關(guān)于馬鈴薯輪作文獻(xiàn)的檢索以及數(shù)據(jù)的歸一化處理，得出馬鈴薯輪作與連作的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的雷達(dá)圖（圖2）。

在經(jīng)濟(jì)效益方面，馬鈴薯輪作與連作相比，病蟲害發(fā)生率降低的幅度最大（圖2A）。在生態(tài)效益方面微生物碳、氮，土壤細(xì)菌/真菌以及GHGs減排量均明顯上升，土壤酶活性的上升不是十分明顯（圖2B）。

表5 馬鈴薯輪作經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益增幅參數(shù)Table 5 Summary of increase in economic and ecological benefits of potato rotation

2.3 案例描述

對(duì)7 種種植模式進(jìn)行成本收益分析，不同作物經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)原始數(shù)據(jù)見表4，種植模式經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益比較結(jié)果見表6。

表6 馬鈴薯不同種植模式經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益比較（每4年）Table 6 Comparison of economic and ecological benefits of different potato planting methods (every four years)

利用上文所得參數(shù)進(jìn)行計(jì)算發(fā)現(xiàn)，輪作馬鈴薯的產(chǎn)量比連作提升31.86%，且直接成本如農(nóng)藥費(fèi)、灌溉費(fèi)以及化肥費(fèi)用等減少4 677 元/hm2。從表6 中可以看出，輪作與連作相比，平均每年可獲得3 124（1 629～6 154）元/hm2的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)（僅包含碳足跡）效益。馬鈴薯連作模式綜合效益比輪作模式低38.33%，并且其無論從經(jīng)濟(jì)效益來看還是從生態(tài)效益來看都不具備優(yōu)勢(shì)，其年凈利潤(rùn)5 025元/hm2，遠(yuǎn)低于馬鈴薯輪作平均8 149元/hm2，僅為其61.66%，并且其年碳足跡成本高昂，為5 721 元/hm2，比馬鈴薯輪作（平均4 482 元/hm2）高27.64%。

將不同的輪作模式進(jìn)行比較，其中，同為一年一作模式的三年輪作與兩年輪作相比，其無論是在經(jīng)濟(jì)效益還是生態(tài)效益方面都比兩年輪作高。但是若在兩年輪作模式中加入PROPRO 這種兩年三季的輪作模式，發(fā)現(xiàn)兩年輪作的年凈利潤(rùn)平均為7 583 元/hm2，三年輪作年凈利潤(rùn)平均為5 565 元/hm2，兩年輪作年凈利潤(rùn)比三年輪作高36.26%。兩年輪作年碳足跡成本為4 891 元/hm2，而三年輪作年碳足跡成本為3 670 元/hm2，三年輪作碳足跡成本比兩年輪作低24.96%。這是因?yàn)殡m然兩年輪作模式下兩年三作比一年一作的經(jīng)濟(jì)效率提高了158.88%，但是因?yàn)閺?fù)種指數(shù)的增加，作物年單位面積的碳排放有所增加（134.84%），不過，正因?yàn)閺?fù)種指數(shù)增加帶來了作物年單產(chǎn)增加，單位產(chǎn)量的碳排放降低了24.91%。

3 討 論

雖然關(guān)于馬鈴薯相關(guān)輪作效益的研究很多，但是大多數(shù)的研究?jī)H局限于土壤及作物本身，選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)往往僅局限于土壤理化性質(zhì)、作物產(chǎn)量等[6-22,25-30]，主要體現(xiàn)在病蟲害發(fā)生率降低，平均年需氮、鉀、磷減少，產(chǎn)量上升、土壤全氮提高以及水分利用率提高等方面。如宋佳承等[37]在西北干旱地區(qū)的試驗(yàn)結(jié)論指出，通過與藜麥、玉米等作物輪作后，土壤pH 明顯升高，土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷等含量顯著增加，且細(xì)菌與真菌數(shù)量比值、土壤酶活性顯著提高，生態(tài)環(huán)境得到有效改善。胡新元等[38]在半干旱區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果顯示，輪作較連作處理顯著增加了土壤有效磷和全氮的含量，并且全氮與馬鈴薯產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。Wright 等[7]在新西蘭奧克蘭的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)馬鈴薯與洋蔥輪作的土壤有機(jī)質(zhì)含量比連作提升12%，土壤氮含量提升11%。可見，馬鈴薯輪作在各個(gè)方面均優(yōu)于馬鈴薯連作，經(jīng)濟(jì)效益明顯。與此同時(shí)，輪作所帶來的生態(tài)效益不可忽視，輪作雖然并沒有使直接種植收益顯著提升，但卻能夠通過改善土壤健康狀況而減少水、肥等種植成本投入[32,39]，間接增加農(nóng)民的凈收益。從本研究的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，與單作相比，馬鈴薯輪作的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在碳足跡降低和土壤微生物豐度提升兩方面，能為國(guó)家實(shí)現(xiàn)二氧化碳等溫室氣體的減排目標(biāo)做出貢獻(xiàn)[40]。綜合比較，輪作與單作相比可多獲得12 571 元/hm2的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

在冀西北等干旱地區(qū)，馬鈴薯輪作能夠很大程度上提升土壤有機(jī)質(zhì)和氮的含量[37]。實(shí)地案例分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)同時(shí)考慮生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的綜合效益時(shí)，在冀西北地區(qū)馬鈴薯連作不具備優(yōu)勢(shì)[41]，其綜合效益比輪作低38.34%。將一年一作條件下不同的輪作模式進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯三年輪作（一年一作）無論是在經(jīng)濟(jì)效益還是生態(tài)效益方面都比馬鈴薯兩年輪作（一年一作）高。值得注意的是，在兩年輪作模式中，馬鈴薯-黑麥草/燕麥（PROPRO）這種兩年三季的輪作模式，由于能夠充分利用冬季的種植時(shí)間，與同為兩年輪作模式的一年一作相比，經(jīng)濟(jì)效益提高了158.88%。雖然作物單位面積的碳排放有所增加（134.84%），但是由于復(fù)種指數(shù)增加帶來了作物年單產(chǎn)增加，單位產(chǎn)量的碳排放降低了24.91%。同時(shí)由于冬季土壤覆蓋，減少了風(fēng)蝕和水分無效蒸發(fā)，輪作系統(tǒng)的生態(tài)效益得以提升，因此這是一種兼顧經(jīng)濟(jì)與生態(tài)雙贏值得推廣的輪作模式。

雖然本研究通過現(xiàn)有文獻(xiàn)的收集選取了多種經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益指標(biāo)量化輪作效益，但是由于現(xiàn)有研究的限制，并沒有把所有的指標(biāo)計(jì)算在內(nèi)，如減少土壤養(yǎng)分流失、土壤侵蝕、農(nóng)田產(chǎn)流量等，增加上述指標(biāo)的分析所得到的生態(tài)效益將會(huì)更大，如輪作不僅可以通過減少土壤養(yǎng)分的流失解決水體富營(yíng)養(yǎng)化的問題[42]，也可以減少農(nóng)田產(chǎn)流量和土壤侵蝕量，保持土壤的健康[43]，這些生態(tài)指標(biāo)的改善往往會(huì)帶來環(huán)境的改善，減少用于治理環(huán)境問題所產(chǎn)生的巨量成本[42]。但在現(xiàn)有的馬鈴薯輪作研究中，雖然有對(duì)這些指標(biāo)的定性分析，但是很少有人關(guān)注這些指標(biāo)的量化分析，及其變化產(chǎn)生的環(huán)境治理成本變化的關(guān)系[42]。因此在未來的相關(guān)研究中，研究人員應(yīng)加強(qiáng)關(guān)注土壤侵蝕量、養(yǎng)分流失量、水體富營(yíng)養(yǎng)化程度等生態(tài)效益指標(biāo)變化的定量分析，從而量化因這些指標(biāo)的改善帶來的用于治理環(huán)境問題所產(chǎn)生的成本減少，從而更全面、準(zhǔn)確地對(duì)馬鈴薯輪作效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，無論是田間試驗(yàn)還是文獻(xiàn)研究都發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯兩年三作等多熟的輪作方式可以在提升農(nóng)民收益的同時(shí)減少土壤侵蝕、控制水土流失等從而提升生態(tài)效益[44,45]，但目前對(duì)于馬鈴薯多熟制輪作模式的探索研究非常少尤其是在北方地區(qū)，因此在今后的研究過程中，應(yīng)加強(qiáng)馬鈴薯多熟制輪作的研究，從而探尋生態(tài)和經(jīng)濟(jì)綜合效益更好的輪作方式，為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

綜上所述，馬鈴薯輪作不僅可以幫助農(nóng)民節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還能收益間接的因農(nóng)田土壤健康提升、生態(tài)環(huán)境改善而節(jié)約的生產(chǎn)成本投入，并且為國(guó)家環(huán)境治理節(jié)約成本。助力實(shí)現(xiàn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的同時(shí)，為中國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。