南方冬閑田綠肥鮮食兩用蠶豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略及建議

周恩強(qiáng),周 瑤,姚夢(mèng)楠,趙 娜,繆亞梅,魏利斌,金建華,王學(xué)軍

(江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,南通 226541)

冬閑田是指冬季沒(méi)有播種而一直空閑的土地[ 1]。 由于南方各地氣候差異大,再加上耕作制度多樣,冬閑田閑置的時(shí)間長(zhǎng)短不一。 近年來(lái)冬閑田面積有逐年擴(kuò)大的趨勢(shì),給農(nóng)業(yè)帶來(lái)了極其不利的影響,如何有效開(kāi)發(fā)和利用好“冬閑田”,提高土地產(chǎn)出率、資源利用率,促進(jìn)農(nóng)民增收農(nóng)業(yè)增效,成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要工作。 利用冬閑田種植綠肥鮮食兩用蠶豆,符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求,對(duì)減少化肥施用,培肥地力,提高土地利用率,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,推動(dòng)綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[ 2-3]。

1 南方冬閑田利用現(xiàn)狀

1.1 南方冬閑田現(xiàn)有面積

根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2020》[ 4]統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(表1),2020 年南方15 個(gè)省(區(qū)、市)共有農(nóng)作物種植面積7 802.68 萬(wàn)hm2,占全國(guó)農(nóng)作物面積總數(shù)的47.02%;其中糧食作物面積4 780.98 萬(wàn)hm2,在全國(guó)占比41.19%;并且南方15 個(gè)省(區(qū)、市)中的稻谷、小麥、玉米、豆類和油料面積在全國(guó)占比20.02%—78.40%。 由此可見(jiàn),南方農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在我國(guó)整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中占有重要地位,維護(hù)和保持南方農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展尤為重要。 但南方各地冬季農(nóng)田撂荒而形成的“冬閑田”,約占整個(gè)耕地面積的50%—60%,有的地方甚至達(dá)到80%—90%[ 5]。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)南方有冬閑田2 000 多萬(wàn)hm2,其中廣東冬閑田面積在130 萬(wàn)hm2以上,湖南和廣西冬閑田也在120 萬(wàn)hm2左右,福建冬閑田面積不少于60 萬(wàn)hm2[6]。 這些冬閑田在水稻收獲后一般閑置4 個(gè)月以上,不僅造成全年光照、積溫、降水等自然資源的浪費(fèi)和直接的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)引起水土流失等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

表1 2020 年中國(guó)南方15 個(gè)省(市)農(nóng)作物和糧食作物面積Table 1 Proportions of crop area,area of alimentary crops in the 15 provinces(municipalities) of the whole country in 2020 × 10 3 hm2

1.2 冬閑田形成原因

研究發(fā)現(xiàn),造成大量冬閑田形成的原因較多,綜合分析主要為以下幾個(gè)方面[ 1,7-8]:(1)土地較分散且部分土地質(zhì)量差,造成整地和收割成本增加;(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益增幅較小,而成本增幅較大,收益率達(dá)不到預(yù)期,農(nóng)民生產(chǎn)積極性降低;(3)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力缺失;(4)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,生產(chǎn)條件差,農(nóng)民種收難度加大;(5)農(nóng)作物之間換茬存在矛盾,且農(nóng)戶意識(shí)薄弱,茬口問(wèn)題無(wú)法有效安排;(6)自然災(zāi)害頻發(fā),造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的直接損失。

1.3 冬閑田利用模式

為解決冬閑田和土地退化的問(wèn)題,各地區(qū)政府和科研推廣機(jī)構(gòu)研發(fā)了多種種植模式。 冬閑田不僅可以種植牧草[ 9-10],帶動(dòng)水產(chǎn)和畜牧業(yè)發(fā)展,形成“種草養(yǎng)魚(yú)養(yǎng)畜”高效生態(tài)種養(yǎng)新模式。 杜光波等[ 11]提出“豬-沼-草-鵝種養(yǎng)”新模式、楊代鳳等[ 12]開(kāi)發(fā)了“稻-蝦-草-鵝高效循環(huán)種養(yǎng)”新技術(shù)、周萍[ 13]和皮金華[ 14]創(chuàng)建的“種草養(yǎng)魚(yú)高效生態(tài)養(yǎng)殖”模式,不僅能解決冬閑田問(wèn)題,還能給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)收益;冬閑田還可以種植綠肥,培肥地力,推動(dòng)農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展[ 8,15]。

2 綠肥、鮮食兩用蠶豆種植模式及效益

蠶豆是豆科豌豆屬一年生或越年生草本植物,又名胡豆、南豆、佛豆、羅漢豆、蘭花豆等,是糧、飼、菜、肥兼用的經(jīng)濟(jì)作物[ 16],其蠶豆殼和蠶豆秸稈不僅可以作為動(dòng)物飼料[ 17],也可以作為食用菌栽培的優(yōu)良原材料[ 18]。 蠶豆在我國(guó)已有約兩千年的栽培歷史,可在我國(guó)的大多數(shù)省份種植,其種植面積達(dá)130 萬(wàn)hm2,占世界種植面積的45.7%,為世界第一[ 19]。 鮮食蠶豆是指在灌漿鼓粒期,采摘新鮮嫩豆莢獲得的供食用的鮮籽粒[ 20]。 鮮食蠶豆因其營(yíng)養(yǎng)豐富,富含蛋白質(zhì)、維生素、糖類、膳食纖維等,且脂肪含量低,味道鮮美,而成為人們喜愛(ài)的豆類蔬菜[ 21]。

2.1 綠肥、鮮食蠶豆周年種植模式

20 世紀(jì)80 年代以前,蠶豆以收干為主,后逐漸向“干改鮮”模式發(fā)展,品種是影響鮮食蠶豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的直接因素,近年來(lái)專家們選育出一批優(yōu)質(zhì)的鮮食蠶豆專用品種。 其中,江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所培育出優(yōu)質(zhì)大粒的綠肥鮮食兩用蠶豆品種‘通蠶鮮6 號(hào)’[ 22]、‘通蠶鮮7 號(hào)’[ 23]和‘通蠶鮮8 號(hào)’[ 24];云南省玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育出中熟、中莢、中粒型優(yōu)質(zhì)鮮食蠶豆品種‘玉豆4 號(hào)’[ 25]和早熟高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鮮食蠶豆‘玉豆3 號(hào)’[ 26];甘肅省臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育出糧菜兼用型春蠶豆新品種‘臨蠶13 號(hào)’[ 27];浙江省麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育出秋播大粒型鮮食蠶豆新品種‘麗蠶1 號(hào)’[ 28]。 為了配套鮮食蠶豆種植模式,提高種植效益,研究人員研制出各類多元多熟高效周年種植模式。 既有大棚黃秋葵-鮮食蠶豆[ 29]一年兩熟制;也有鮮食蠶豆-玉米-大豆[ 30]、鮮食蠶豆-鮮食玉米-超級(jí)晚稻[ 31]等一年三熟制;還有鮮食蠶豆-榨菜-無(wú)籽西瓜-秋豌豆一年四熟高效種植模式[ 32]。 此外,研究形成了鮮食“蠶豆∕春玉米+大豆-秋玉米∕秋大豆”[ 33]和大棚“鮮食蠶豆∕大葉枸杞∕茗荷+絲瓜+番茄”[ 34]一年五熟周年種植模式。 這些周年高效種植模式具有培肥地力、合理時(shí)空配置、茬口銜接緊密等特點(diǎn),不僅能夠更大程度地利用自然資源,還能夠帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 綠肥、鮮食蠶豆種植效益

綠肥、鮮食兩用蠶豆是隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展而產(chǎn)生的蠶豆產(chǎn)業(yè)新類型,在每公頃收獲15 t 鮮莢的基礎(chǔ)上,還能夠生產(chǎn)21 t 經(jīng)濟(jì)綠肥并固氮225 kg。 種植綠肥、鮮食兩用蠶豆不僅能夠產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益[按浙江以南等早上市地區(qū)鮮莢4.0 元(人民幣,下同)∕kg 計(jì),產(chǎn)值可達(dá)6.0 萬(wàn)元∕hm2],還能夠改良土壤,培肥地力。 綠肥、鮮食兩用蠶豆品種及其種植模式都已發(fā)展成熟,大面積推廣種植不僅可以解決南方“冬閑田”問(wèn)題,還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3 冬閑田綠肥、鮮食兩用蠶豆發(fā)展需求

研究表明,南方冬閑田綠肥、鮮食兩用蠶豆生態(tài)高效技術(shù)研發(fā)利用具有以下優(yōu)勢(shì):①解決南方冬閑田問(wèn)題,多收獲一季作物,從而提高農(nóng)民的收入;②綠肥鮮食蠶豆多元多熟高效種植模式,能夠充分利用溫光資源,提高周年種植效益;③產(chǎn)生了大量的經(jīng)濟(jì)綠肥,可減少化肥的使用量,提高耕地質(zhì)量和土壤中有機(jī)質(zhì);④可減少環(huán)境污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,利于美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。 該技術(shù)的研發(fā)利用符合國(guó)家糧豆輪作、藏糧于地的“綠色、高效、生態(tài)”重大科技需求,在南方冬閑田的綜合開(kāi)發(fā)利用、重金屬污染修復(fù)[ 35]、糧豆高效輪作、耕地輪作休耕、綠色生態(tài)高效農(nóng)業(yè)及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略中發(fā)揮重要的技術(shù)支撐作用。

3.1 符合政策發(fā)展規(guī)劃

各級(jí)政府針對(duì)冬閑田的開(kāi)發(fā)利用相繼出臺(tái)一些措施。 2015 年4 月10 日農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)文:南方冬閑田亟待開(kāi)發(fā)利用;2016 年3 月20—23 日全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心在江西開(kāi)展了“糧豆綠色高效種植模式調(diào)研”活動(dòng),并考察了“鮮食蠶豆-早稻-晚稻”種植模式。

3.2 符合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需求

隨著全國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,實(shí)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整勢(shì)在必行[ 36]。 而“綠色高效生態(tài)”為我國(guó)各地農(nóng)業(yè)“調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式”的主要抓手。 根據(jù)國(guó)家“一控、兩減、三基本”的政策要求,發(fā)展綠肥鮮食兩用蠶豆可以達(dá)到一控(秸稈還田覆蓋地表,減少水分流失)、二減(減少化肥、農(nóng)藥)、三基本(農(nóng)作物秸稈得到有效利用)中的基本要求,也符合國(guó)家生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展基本要求。

3.3 符合市場(chǎng)需求

鮮食蠶豆在南方各地均有消費(fèi),是市場(chǎng)不可或缺的豆類蔬菜品種之一,和鮮食玉米、鮮食大豆、鮮食豌豆合稱為“四青作物”,已成為南方地區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的特色作物。 上海市場(chǎng)鮮食蠶豆每年鮮莢銷量約70 萬(wàn)t,同時(shí)速凍加工企業(yè)發(fā)達(dá),僅南通市速凍加工企業(yè)就近40 家,年加工量25 萬(wàn)t 左右,表明鮮食蠶豆具有較大的市場(chǎng)空間。

3.4 符合綠色生態(tài)需求

鮮食蠶豆采收鮮莢后,每公頃可生產(chǎn)21 t 左右的綠肥,綠肥埋青可明顯提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,改良土壤;同時(shí)每公頃可固氮225 kg,相當(dāng)于生產(chǎn)450 kg 的尿素,生態(tài)效益顯著,符合國(guó)家綠色生態(tài)需求。

3.5 符合種植制度改革的需求

鮮食蠶豆收獲鮮莢,較收獲干籽蠶豆提早近1 個(gè)月的時(shí)間,能有效安排茬口,不影響水稻等后茬作物的正常生長(zhǎng);收獲期顯著縮短,可利于間套作作物的合理安排,使間作套種組合模式變得更加豐富;綠肥埋青和根瘤菌的固氮作用,能明顯減少后茬作物化肥的使用量,提高水稻等后茬作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。

3.6 符合高效益需求

據(jù)統(tǒng)計(jì),近年干籽蠶豆收購(gòu)價(jià)在4.8 元∕kg,每公頃產(chǎn)值0.75 萬(wàn)元左右。 南通地區(qū)鮮食蠶豆品種‘通蠶鮮6 號(hào)’‘通蠶鮮7 號(hào)’‘通蠶鮮8 號(hào)’鮮莢產(chǎn)量約15 t∕hm2,鮮莢銷售價(jià)格在2 元∕kg,每公頃產(chǎn)值3.0 萬(wàn)元;而福建、浙江、江西等地上市更早,效益更高,一般產(chǎn)值可達(dá)6.0 萬(wàn)元∕hm2以上。

4 冬閑田綠肥鮮食兩用蠶豆發(fā)展策略及建議

4.1 篩選適宜于南方的綠肥、鮮食兩用蠶豆品種

根據(jù)南方各地氣候條件、耕作制度類型、種植習(xí)慣及消費(fèi)特點(diǎn),圍繞“高效、綠色、生態(tài)”目標(biāo),篩選適宜于不同產(chǎn)區(qū)大面積推廣應(yīng)用的外觀商品性好、內(nèi)在品質(zhì)佳的綠肥、鮮食兩用蠶豆優(yōu)良品種,為冬閑田綜合利用提供品種支撐。

4.2 研發(fā)稻茬免耕鮮食蠶豆栽培技術(shù)

圍繞季節(jié)緊、土壤濕度高、播種難度大等因子開(kāi)展鮮食蠶豆稻茬免耕栽培技術(shù)研究。 鮮食蠶豆稻茬免耕技術(shù)可減少耕地、旋耕兩道作業(yè)程序,降低能源消耗和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,也能縮短作業(yè)時(shí)間以爭(zhēng)取農(nóng)時(shí),為秋季鮮食蠶豆播種創(chuàng)造時(shí)機(jī)。

4.3 研發(fā)鮮食蠶豆春化早熟栽培技術(shù)

根據(jù)南方不同產(chǎn)區(qū)的氣候特點(diǎn),通過(guò)對(duì)各產(chǎn)區(qū)設(shè)施及露地春化蠶豆的適宜播期、適宜密度、株型控制等技術(shù)進(jìn)行研究,研發(fā)出南方綠肥、鮮食蠶豆促早栽培技術(shù)并大面積推廣與應(yīng)用,使鮮莢提早上市15 d左右。

4.4 配套南方鮮食蠶豆綠色標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)

在不同產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件的基礎(chǔ)上,開(kāi)展綠肥、鮮食兩用蠶豆優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、氮肥減量、病蟲(chóng)害綠色綜合防控等生產(chǎn)技術(shù)研究,優(yōu)化集成適宜品種配套的綠色標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)體系。

4.5 優(yōu)化周年高效種植模式

圍繞“周年高效、綠色生態(tài)”目標(biāo),在篩選品種和綠色生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)上,開(kāi)展綠肥鮮食兩用蠶豆品種搭配、組合配置、周年氮肥減量等綠色高效種植模式技術(shù)研究,形成“鮮食綠肥蠶豆+N”的高效種植模式并進(jìn)行大規(guī)模示范與應(yīng)用。

4.6 開(kāi)發(fā)鮮食蠶豆鮮秸稈飼料化應(yīng)用,構(gòu)建種養(yǎng)循環(huán)新模式

鮮食蠶豆的鮮秸稈不僅可以作為綠肥提高土壤有機(jī)質(zhì),同時(shí)也是發(fā)展畜牧業(yè)的優(yōu)質(zhì)飼料;在規(guī)模種植鮮食蠶豆的基礎(chǔ)上,充分利用鮮食蠶豆秸稈資源,通過(guò)研究蠶豆鮮秸稈青貯飼料加工技術(shù)及晾曬儲(chǔ)存技術(shù),進(jìn)一步發(fā)展畜牧產(chǎn)業(yè),然后以畜牧糞便為原料進(jìn)行生物處理,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥,以支持種植業(yè)生產(chǎn),從而初步構(gòu)建具有南方冬閑田特色的、以鮮食蠶豆秸稈利用為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)新模式,同時(shí)對(duì)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式中各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行示范和展示。

4.7 創(chuàng)新冷鏈物流技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量

冷鏈物流是指在生產(chǎn)、運(yùn)輸和消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,使食品處于低溫環(huán)境,以確保其品質(zhì)、減少運(yùn)輸損耗的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。 現(xiàn)在冷鏈物流發(fā)展仍不成熟,還面臨著“小、散、亂、弱”的現(xiàn)實(shí)困境[ 37]和綠色包裝無(wú)公害化問(wèn)題[ 38]。 因此需要優(yōu)化產(chǎn)品預(yù)冷、貯藏、運(yùn)輸、銷售等技術(shù)環(huán)節(jié),構(gòu)建高效率、高收益、綠色無(wú)公害的冷鏈物流,提高產(chǎn)品質(zhì)量,擴(kuò)大市場(chǎng)消費(fèi)。

4.8 優(yōu)化速凍豆類加工關(guān)鍵技術(shù)提高產(chǎn)品品質(zhì)

針對(duì)速凍豆類產(chǎn)品外觀商品性及口感差、營(yíng)養(yǎng)成分流失等品質(zhì)劣化問(wèn)題,需要?jiǎng)?chuàng)新減菌預(yù)處理、生物護(hù)色、單體速凍、玻璃態(tài)凍藏等技術(shù),優(yōu)化速凍加工關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)參數(shù),創(chuàng)建速凍加工新工藝和技術(shù)規(guī)程,從而提升速凍加工豆類產(chǎn)品品質(zhì)。

4.9 探索鮮食蠶豆修復(fù)重金屬污染效果

土壤重金屬污染已經(jīng)成為全球性環(huán)境問(wèn)題,修復(fù)土壤中的重金屬污染對(duì)于降低重金屬毒害風(fēng)險(xiǎn)、維護(hù)人類和環(huán)境健康、構(gòu)建綠色生態(tài)家園具有重大意義。 植物修復(fù)是一種治理農(nóng)田重金屬污染的環(huán)保型技術(shù),油菜[ 39]、苧麻[ 40]、煙草-紅葉甜菜[ 41]等作物中已有相關(guān)研究,豆科的多種植物中也進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)[ 42],并取得了良好的效果。 接下來(lái)需要進(jìn)行重金屬污染區(qū)種植鮮食蠶豆預(yù)試驗(yàn)研究,探索其修復(fù)效果,預(yù)計(jì)未來(lái)幾年鮮食蠶豆會(huì)成為重金屬污染區(qū)修復(fù)的重要作物之一。

5 發(fā)展目標(biāo)

因地制宜,各主產(chǎn)區(qū)充分發(fā)揮地方優(yōu)勢(shì),通過(guò)多單位合作,按每年推廣綠肥鮮食兩用蠶豆6.67 萬(wàn)hm2計(jì)算,可增加冬閑田產(chǎn)值20 億元;同時(shí)提供140 萬(wàn)t 的綠肥并固氮1.5 萬(wàn)t,減少尿素施用量3 萬(wàn)t,節(jié)省開(kāi)支1 億元,社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益顯著。