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1、 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/耕作制度改革及其对农业技术发展的影响张世煌 徐志刚 摘 要 论述了我国耕作制度的发展历程,新世纪耕作制度的改革及耕作制度改革对玉米产业技术的影响,提出了玉米产业技术体系的4项基本技术。关键词 耕作制度;农业技术;玉米1 问题的提出建国初期我国农村土地改革,特别是20世纪70年代末期的以家庭联产承包责任制为核心的农村土地制度改革等农村经济体制的全面渐进性改革,取得了巨大的成效。一系列适合我国国情的经济制度实现了对农业生产者
2、的有效激励,调动了农民的生产积极性,促进了农业经济的不断发展。我国粮食供给能力和居民食物消费水平不断提高,农民收入持续增长,农村社会经济结构快速变迁,经济面貌日新月异;与此同时,随着人口增长、经济发展和城市化,国内外对农产品和食物的需求不断增长且日趋多元化。而我国农村紧张的人地资源禀赋条件下的小规模农业生产和农户分散经营与现代农业生产和农民增收间的矛盾日益突出。经济体制改革、市场需求和资源禀赋都亟需农业科学技术在研发内容、方向及科研管理体制等方面进行相应的调整,不断实现农业技术创新、机制创新和制度创新。农业耕作制度改革就是在这种大背景下,从技术层面提出的核心概念和关键思路。在玉米产业技术体系酝
3、酿过程中,经过长达数月,较为全面、系统的调查研究和反复论证,制定了研发中心的任务规划,凝炼成一句话,就是我们当前正面临农业耕作制度的重大改革需求。2 我国耕作制度的发展历程历朝历代,我国农业经济的一个显著特点是人均耕地资源少。人口对土地的压力巨大,所以就想尽一切办法增加耕地面积:开发沼泽,毁林造地,围海造田,修筑梯田,双季耕种,间作套种,育苗移栽,兴修水利。所有这些都是为了节省土地和提高土地生产率1,2。我国传统农耕制度形成于汉代。与同时代其他作者简介:张世煌,研究员,中国农业科学院作物科学研究所,100081,北京徐志刚,中国科学院地理科学与资源研究所收稿日期:2009-01-09地区相比,
4、铁铧犁、播种耧车和其他铁制农具都很先进3。此后两千年,生产工具的改进非常少。但耕作制度仍然发生了较大变化,尤其是宋代以后,随着社会生产力的发展和人口的增长,农业耕作制度发生了很大的变化。我国自汉代以来的农耕文明可以大体划分成前后两个千年。第一个千年,从汉代至唐代,人口增长比较缓慢,人均收入水平基本没有大的变化。生产力的标志因素生产工具没有明显的改变。宋代(9601280),中国经济经历了一次重大转折,其经济中心从北方移到南方,也就是在第二个千年,中国经济出现了新的发展活力,表现在两个方面:人口大幅度增长,从宋代初期的5 500万,增长到宋代末的1亿以上。地区经济中心转移,长江以南水稻种植区的人
5、口大幅度上升,而北方旱农作物(小麦和谷子)种植区的重要性急剧下降1,4,5。唐代中后期,中国3/4的人口居住在以小麦和谷子为主要农作物的北方,到了宋代末期,3/4的人口定居在长江流域及其以南,以水稻为生。宋代抓住了一次发展经济的大好机会,把粗放式的旱作农业转变成稻作为主的精耕细作农业。回顾中国历史,强大的秦国都城设在陕西西部,汉唐两朝的国都东移至长安,宋朝国都再次东迁至开封,后南迁杭州,形成了繁荣的城市。定都南方,意味着以生产水稻为主、水运条件便利,能够以较低的成本养活迅速增长的中国人口。宋代以后至清中期,中国人口增长4倍,但人均收入基本稳定。在第二个千年里,虽然生产力的最活跃因素-生产工具没
6、有发生本质的改良,但是耕作制度的改变对稳定社会经济和维持人均收入水平起了很大作用。不仅粮食生产潜力得以增长,发展经济作物还增加了农民收入。第二个千年,我国从西域和南美洲引进了许多重要的经济和粮食作物,极大地提高了养育人口的能力。唐代普及茶叶种植和加工技术。宋代引进棉花,用于织布,改变了衣着习惯。元朝广泛种植高粱,提高了旱薄地的生产能力。明朝中期从美洲引进玉米、花生、马铃薯、甘薯等。这些作物产量高,能够在贫瘠土地上生长,极大地提高了中国的粮食生产能力。明朝时期还引进了烟草和甘蔗。在两个千年里,中国农业长期“自给自足”。人均食物消费水平在很长时期内没有下降,而是通过推广先进技术得到维持。14001
7、820年,粮食总产1作物杂志 Crops200911 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/量增长了513倍,与人口增长一致5。与此同时,耕地面积增加了3倍,而单位面积产量增长了大约3/4。增产原因主要包括:提高复种指数;从美洲引进玉米和马铃薯,这些作物的单位面积产量超过了本地作物;增施农家肥料2,6。明清两朝虽然农具没有明显革新,但农业技术研究并没有停滞。提高了复种指数,品种得到改良,开发早熟作物,引进新作物,增加有机肥料,扩大灌溉面积等5,7,都得益于当时
8、先进技术的推广,农业技术水平普遍提高。北方农民用耧条播高粱、谷子、油料等作物。南方水稻产区,盛行育苗移栽技术。农民重视品种选育。在中国,小麦和大麦的繁殖系数是110,糜黍谷和水稻繁殖系数还要高得多。而欧洲从罗马时期到中世纪,一直是141。历朝历代的政府都鼓励采用早熟作物和提高水稻复种指数。11世纪初,水稻的生育期180d。宋真宗(9981022)从越南引进早熟耐旱的占城稻。最初移栽后100d成熟,后来缩短到60d8。推广早熟品种,提高了复种指数。我国复种指数汉代为016,唐朝018,宋朝110,清朝中后期达到114,1995年达到116。3 新世纪耕作制度的改革、玉米需求及产业 技术方向311
9、 耕作制度的改革世界经济在18201952年间取得了巨大进步。世界生产力提高了8倍以上,人均收入提高3倍。美国人均收入提高近9倍,欧洲提高4倍。但我国的人均收入从世界平均水平的90%下降到了1/4。阻碍自身现代化的传统封建制度和外国入侵是主要原因1。19501978年,我国经济增长很快,GDP增长3倍,人均收入提高80%。经济结构发生很大变化。工业在GDP中的比重迅速增长。1978年以后,我国经济高速增长。人均GDP从世界平均水平的22%上升到74%,但人均收入仍然很低,仅相当于美国的17%1。随着人口增加,城市化加速,中国加入WT O以后日益融入国际市场,改革开放以后社会剧烈转型,这些不但导
10、致农业经济的快速发展,还将彻底改变中国农业的产业结构和生产方式。建国以后,我国玉米生产经历了4个各具特色的发展阶段(图1)。19501960年,以制度创新为时代特征,产量增益达到1319kg/hm2的较高速度;第二个阶段,19611970年,以推广双交种为技术特征,产量增益达到89kg/hm2,与美国相当;第三个阶段,19711995年,25年间的回归增益速度为126kg/hm2,与美国相当;第四个阶段是1996年至今,平均增益速度只有30kg/hm2。图1 我国玉米产量变化(19502005)我们面临的主要压力是继续提高单位土地面积的生产率,图2表明,现有品种的实际平均单产升幅空间很大,应把
11、增益速度恢复到或接近120kg/hm2。图219802005年,我国玉米的遗传产量、边际产量和实际产量的变化趋势 最近二三十年,我国玉米育种技术领域发生过4个历史教训,概括为:丢弃优良种质、技术紊乱、脱离公益性和理论滑坡。前面两项属于理论和技术失误,而后两项则属于改革失误。长期迷信于从先锋杂交种分离二环系,产业无法积累创新能力,对种质的掌控能力薄弱。科技体制改革的某些失误降低了玉米育种的创新能力,影响了一批人才,在一定程度上影响到其他作物和相关学科领域。比如栽培学科曾受到严重冲击,还波及到植保、土肥、水稻、大豆。312 玉米需求分析根据最近的经济学模型预测,在维持现有玉米加工业需求的情况下,考
12、虑到加工业和畜牧养殖业的技术进步以及原料价格上涨的抑制因素,到2020年我国玉米需求将达到2114亿t。其中,饲料消耗1167亿t,加工业需求3 000多万t,其他需求1 600多万t。虽然玉米生产将不断增长,按照目前的生产技术和投入水平预测(玉米种植面积2 700万hm2,产量增益30kg/hm2),到2020年,国内玉米生产能力只能达到1163亿t,供需缺口将达5 100万t。如果玉米种植面积增加到3 000万hm2,产量增益恢复到120kg/hm2的较高水平,到2020年,玉米生产能力将达到2105亿t,缺口900万t。基本可以实现玉米自给9,10。由于我国耕地面积不足,且逐年减少,未来
13、我国2作物杂志 Crops200911 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/不可能无限制地扩大玉米种植面积,只能通过提高土地生产率来实现继续增产粮食和养活15亿人口。我们现在面临的耕作制度改革,还包括迅速发展畜牧业,压缩种植业,在这种情况下结构调整面临的压力就空前巨大,其他作物面临的压力同样也很大。313 玉米产业技术方向以往两千年,我国一直重视提高土地生产率,却伴随着劳动生产率相对下降。新千年的耕作制度改革,既要提高土地生产率,还要提高劳动生产效率。所以,
14、玉米产业技术体系的耕作制度改革,包含4个方面的内容,概括为:逐渐增加生产种植密度;东华北区深松和改良土壤;黄淮海区免耕直播夏玉米和适时晚收;全面推行玉米生产的全程机械化作业技术。这4项技术的理论和技术并不复杂,但全面落实和推广难度很大。考虑到我国农业经济的历史特点,耕作制度改革要充分利用各种外部条件。4 耕作制度改革对玉米产业技术的影响411 密度种植密度是产量潜力的主要制约因素,它决定了投入品的使用效率。增加种植密度是必然趋势。争取用10年时间在现有基础上把品种的种植密度增加15 000株/hm2;然后用另一个15年,再增加15 000株/hm2。即是用2025年时间,增加20 000株/h
15、m2的密度。东华北地区达到6175万株/hm2,黄淮海地区达到8125万株/hm2。如果达到这个密度标准,25年以后,我国生产种植密度相当于美国1030年前的生产水平,也就是2030年达到美国20世纪90年代初期的密度水平。估计到那时,我们与美国的生产水平仍然相差30年以上。最大的制约因素是什么?除了郑单958,我们没有适合密植的品种。即使郑单958的耐密性也很有限。在东华北春播区的密度不能超过6万株/hm2,在黄淮海夏播区不能超过715万株/hm2。进一步增加密度和提高产量很困难。但就目前来说,如果多数品种能够达到郑单958的密度水平,我国玉米生产水平将会跨越一大步(见图2)。从这个意义上讲
16、,现行的育种目标、技术路线、品种审定制度等应进行改变。412 土壤有些研究项目脱离实际,不能解决生产问题。比如土壤板结状况缺少基本数据,缺乏有说服力的深松与表面旋耕效果的对比数据。北方的秸秆还田技术不过关。地膜覆盖尚没有替代技术。东华北春播玉米区土壤深松已是当务之急,要调查研究,了解土壤板结的普遍程度和严重程度,同时研究具体技术和相关政策,提出可操作的具体方案。413 机械全面机械化作业是进一步提高作物产量和劳动生产率的必由之路,除了技术问题需要研究和试验外,还要改变生产管理(耕作栽培)和育种技术。现在多数品种不适合机械化作业要求,因此,对育种的压力很大。推广机械化面临的政策因素多于技术上的困
17、难。414 育种目标面对耕作制度改革,我们要调整育种目标,强调抗逆性和适应机械化。要推广矮秆、早熟、耐密植和抗倒伏的品种,要培育果穗大小适中,苞叶少,后期蓬松,轴细粒深,子粒灌浆和果穗脱水速度快的品种。需要农学家、育种家和经济专家共同试验和讨论,实事求是地制定出可靠的育种目标。关于晚熟品种,我们没有“绝对”标准来界定早熟、中熟和晚熟。建议参考美国、加拿大和FAO的方法,通过生态学试验,制定我们的品种生育期标准。这是基础性工作,需要有人研究。415 植物保护耕作制度改革对植物保护的影响是复杂的。某些长期困扰玉米生产的病虫害将会减轻,甚至迎刃而解,但某些新的病虫害可能会加剧。改革耕作制度以后,不但
18、要研究新病虫害的流行动态和防治技术,还要研究主要病虫害的防控新策略,研制新的高效种衣剂和除草剂。黄淮海夏玉米免耕直播和适时晚收是增加产量,防御病虫害的简单而有效的技术措施,需要做很多具体的宣传和推广工作。要用调查数据和试验结果说服干部、技术人员和农民。靠行政力量和基层的力量推广这项技术。还要与小麦技术人员合作,小麦适时晚播也是简单有效的增产措施。改革耕作制度带来严峻的挑战,也带给我们发展的机遇。完成这个历史性使命需要各学科的专家密切配合,发挥各自专长,面向农业生产解决有关的理论和技术难题,既发展玉米生产,也提高我们的理论和技术研究水平,提高产业的创新能力。参考文献1安格斯 麦迪森.中国经济的长
19、期表现.上海:上海人民出版社,2008(第二版)2王达.我国传统农业田间管理技术的发展.农业考古,1984,(2):1211293陈文华.中国古代农业科技史简明图表.北京:农业出版社,19784陈文华.中国农业科技史讲话(一).农业考古,1991,(1):1141245闵宗殿,董恺忱.关于中国农业技术史上的几个问题.农业考古,1982,(2):12226刘林.宋应星和 天工开物.北京:科学普及出版社,19877石声汉.农桑辑要校注.北京:农业出版社,19828何炳棣.中国历史上的早熟稻.农业考古,1990,(1):1191319黄季,斯考特 罗泽尔.迈向21世纪的中国粮食经济.北京:中国农业出版社,199810黄季,Bernard Sonntag,Scott Rozelle等.21世纪的中国农业与农村发展.北京:中国农业出版社,20083作物杂志 Crops200911