山蕗-水稻轮作模式的综合效益分析

邢晓鸣，孟华兵，吕进，沈汉初，蔡根林，顾永强

(1.湖州市吴兴区农林技术推广服务中心，浙江 湖州 313000； 2.湖州市植物保护检疫站，浙江 湖州 313000；3.道场乡农业综合服务中心，浙江 湖州 313000)

一段时期以来，随着城市现代化和工业化进程的加快，耕地面积无论是在质量上还是在数量上都呈现出快速下滑的趋势。农民为了经济效益而发展养殖业等比较效益高的产业，也进一步加剧了粮食主产区“非农化”“非粮化”的问题[1]。浙江省经济社会发展迅猛，但是粮食自给率已不足40%[2]。湖州市作为浙江省重要的商品粮生产基地，是浙江省粮食主产区之一，但是近年来随着粮食生产成本的增高和利润的降低，粮食生产面积也呈现快速下降的趋势，严重威胁粮食安全和社会稳定。如何合理配置农业生产要素，有效解决“政府要粮，农民要钱”的矛盾是目前亟待解决的难题。

山蕗是一种旱作野生蔬菜，富含丰富的矿物质和氨基酸。山蕗+水稻是一种生态高效的水旱轮作栽培模式，利用作物的不同生产周期合理利用土地资源，提高了单位土地的产出率，并且水旱轮作能够改善土壤理化特性[3]，加速土壤有机质更新，增加土壤的通透性，降低生产过程中病虫草害的发生趋势。然而，现有的关于山蕗-水稻轮作模式的研究较少。本研究通过合理安排茬口，实行山蕗-水稻轮作模式，以湖州当地常规的稻麦轮作为对照，分析粮经水旱轮作前后土壤理化性质的变化，综合评价其经济、社会、生态效益，以期为该模式的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

晚稻品种选择早熟、优质、抗病的常规稻品种嘉禾218；山蕗选择肥大、无病害的肉质根茎。

1.2 方法

试验地点在湖州市吴兴区埭溪镇上强村农邦粮油植保农机专业合作社。试验地全年温度≥10 ℃的生长期为217～222 d，年积温4 772～4 960 ℃。水稻生长季(5—10月)降水量734～905 mm，属热量中等、半干燥气候生态型[4]。

山蕗在10月中下旬水稻收割后进行深耕筑畦开沟，选择肥大、无病害的肉质根茎，按照每2～3个节10～15 cm切为一段的方法作种栽。山蕗是一种需肥量大的作物，因此，全生育期需采取“少吃多餐”的施肥原则，基肥全部为有机肥，根据长势追肥1～2次。山蕗收割之后，将山蕗根翻耕还田。晚稻于6月移栽，水稻全生育期不施用肥料。

1.3 指标测定

土壤样品采集。每年在水稻收获季取土化验，取0～30 cm土层土样，按“Z”字形5点取样并混合均匀，装入采样袋密封。土壤有机质采用油浴加热-K2Cr2O7容量法测定，土壤全氮采用开氏法测定，土壤速效磷采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定，土壤速效钾采用1 mol·L-1NH4OAc浸提-火焰光度法测定。

1.4 数据调查与分析

记录水稻、山蕗栽培前后各项材料及人工成本的投入与产出。用Excel 2010整理数据并进行分析。

2 结果与分析

2.1 对土壤理化性质的影响

土壤水溶性盐含量是盐碱土的一项重要指标，是限制作物生长的一个障碍因素。如表1所示，2016—2018年，与稻麦轮作相比，山蕗-水稻轮作的土壤水溶性盐含量呈下降趋势，水溶性盐含量由2016年的2.0 g·kg-1降低至1.1 g·kg-1；土壤pH值呈现上升趋势，由2016年的5.86增至2018年的6.80。这说明山蕗-水稻轮作模式相比于稻麦轮作可以有效缓解土壤酸化，降低土壤中的盐分含量。2016—2018年，山蕗-水稻轮作模式下，土壤的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均呈现逐年上升的趋势，增幅分别为84.4%、111.3%、556.7%和5.9%，均高于传统的稻麦轮作模式，说明山蕗-水稻轮作模式对于土壤改良和矿质营养的提升均具有良好效果。

表1 不同种植模式对土壤理化性质的影响

2.2 经济效益

如图1和图2所示，2016—2018年山蕗-水稻轮作模式的产值分别为13.59万元·hm-2、14.48万元·hm-2和15.54万元·hm-2，较稻麦轮作模式分别高出9.75万元·hm-2、10.95万元·hm-2和11.71万元·hm-2；利润分别为4.27万元·hm-2、5.49万元·hm-2和6.43万元·hm-2，较稻麦轮作分别高出3.65万元·hm-2、5.29万元·hm-2和5.98万元·hm-2；成本利润率分别为45.82%、61.14%和70.56%，远高于稻麦轮作模式的19.15%、6.17%和13.31%。综上，山蕗-水稻轮作模式相比于传统的稻麦轮作模式无论是在产值、利润还是成本利润率方面都具有明显优势。

图1 2016—2018年稻麦轮作模式的产值、 成本、利润和成本利润率变化

图2 2016—2018年山蕗-水稻轮作模式的 产值、成本、利润和成本利润率变化

2.3 综合效益

所谓综合效益，从环境经济学的角度分析，应包括经济效益、社会效益和环境效益等方面。在综合效益评估中，按照经济、社会和环境三大效益的权重值分别为0.617、0.167和0.216的理论方法进行估算[5]。山蕗-水稻轮作模式可以有效克服土壤酸化、次生盐渍化、病虫害重发等问题。2016—2018年山蕗-水稻轮作模式的平均经济效益为14.54万元·hm-2，比稻麦轮作模式的平均产值高10.81万元·hm-2，既提高了经济效益，又使得土壤连作障碍问题得到了治理，不仅可以保证一季的粮食生产，还通过种植经济作物促进了效益的提升，社会生态效益显著。按综合效益权重值折算，3 a的社会、环境效益平均分别为3.94万元·hm-2和5.09万元·hm-2，总效益23.56万元·hm-2。在传统稻麦轮作模式下，病虫草害问题突出，经济效益低下，对社会、环境造成负效应，其综合效益低于出售产品所带来的经济效益，3 a来的总效益平均为1.42万元·hm-2(表2)。因此，山蕗-水稻轮作模式的综合效益显著优于传统稻麦轮作模式。

表2 2016—2018年不同种植模式的综合效益分析

3 小结与讨论

本研究表明，山蕗-水稻轮作模式可以有效提高土壤有机质含量，降低土壤中的盐分，缓解土壤酸化，对于土壤改良和矿质营养提升均具有重要作用。山蕗-水稻轮作模式采用的是水旱轮作，水旱轮作可以有效提高土壤微生物量碳，同时改变微生物商和土壤微生物生物碳氮比，进而提升土壤有机质水平[6]，所以2016—2018年山蕗-水稻轮作模式的土壤有机质含量从18.6 g·kg-1增长到34.3 g·kg-1。张永春等[7]对太湖地区水稻土酸化问题进行研究发现，有机无机肥混施的土壤pH值显著低于只施无机肥的处理，说明有机肥的施用可降低土壤pH值。汪吉东等[8]研究发现，与只施无机肥的处理相比，施用有机肥可增加土壤pH。本研究表明，在山蕗-水稻轮作模式下，通过周年有机肥和化肥的配施，可以缓解土壤酸化、提高土壤pH值。洪文英等[9]研究发现，水旱轮作可以将土壤养分下渗，促进土壤养分平衡，缓解土壤盐化、养分失衡、连作障碍等问题。这与本研究结果一致。

山蕗-水稻轮作模式无论是在调节土壤结构、改善土壤肥力状况和促进作物生长发育、提高经济效益方面，还是在提高农业生态系统的生产力、减轻农作物病虫草害、降低农田环境污染等方面，都具有十分显著的效果。但是，山蕗目前的主要销路是经国内加工后出口日本，国人并不能接受山蕗的味道，国内市场基本没有销路，因此，目前山蕗种植农户都是采取订单模式按需生产。如果在没有订单的情况下大面积推广山蕗-水稻轮作模式，一旦超出国内山蕗加工企业的加工量，势必会导致山蕗产量过剩。所以，当前应在适当推广山蕗-水稻轮作模式种植的同时，重点开展山蕗加工企业建设和适合国人口味的山蕗加工工艺研究，以及山蕗衍生品的开发，打开山蕗市场，以销促产，从而带动农民经济效益提升。

总的来看，相比于传统的稻麦轮作模式，山蕗-水稻轮作模式对土壤理化性质改良和经济效益提升具有显著的效果。该模式可充分利用时间、空间，及光、温、水、土、气等自然资源，不仅可以增加土地产出率、提高农民收益，还能有效解决“政府要粮，农民要钱”的矛盾，达到农业高产高效、良性循环发展、持续增产增收的目的。