谷子新品种及其轻简高效生产技术的综合评价

刘猛 李顺国 赵文庆 赵宇 蒲娜娜 刘建军

摘要 冀谷39是國家谷子高粱产业技术体系“十三五”期间的重大研发成果之一，其特点突出且实现了品种经营权转让，但在实际生产过程中出现播种不匀、产量不稳、收割损失以及种植户不认可等问题。为更好解释、澄清上述问题，进一步做好冀谷39及其轻简高效生产技术的示范推广工作，通过开展实地调研，采用STEM系统评价方法，从科学可行性、技术可行性、经济可行性、模式可行性4方面，开展冀谷39及其轻简高效生产技术经济评价。评价结果显示，该品种及轻简高效生产技术推广属可行范畴，并且与其他谷子和玉米相比，在增产、增收以及生态效益方面表现优异。因此建议以政府、科研、经营主体及农户等多方共同协作，实现优质新品种的推广示范，使适应性优良的新品种及高效的配套栽培技术得到更广泛的推广应用。

关键词 谷子；生产技术；STEM系统；综合评价

中图分类号 S 515  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）06-0025-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.006

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Comprehensive Evaluation of Foxtail Millet Varieties and Their Light-simple and Efficient Production Technology

LIU Meng， LI Shun-guo， ZHAO Wen-qing et al

（Institute of Millet Crops， Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Key Laboratory of Genetic Improvement and Utilization for Featured Coarse Cereals（Co-construction by Ministry and Province）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Key Laboratory of Minor Cereal Crops of Hebei Province，Shijiazhuang，Hebei 050035）

Abstract Jigu 39 is one of the major research and development achievements of the national millet sorghum industrial technology system during the 13th Five Year Plan. It has outstanding features and achieved the transfer of variety management right. However， in the actual production process， problems such as uneven sowing， unstable yield， harvest loss and disapproval of growers occurred. In order to better explain and clarify the above issues， to further promote Jigu 39 and its light， simple and efficient production technology， we adopted STEM system evaluation method based on field research from four aspects of scientific feasibility， technical feasibility， economic feasibility and model feasibility. The technical and economic evaluation of Jigu 39 and its light， simple and efficient production was carried out. The overall evaluation results showed that the variety and technology popularization were feasible. Compared with other foxtail millet and maize， it had excellent performance in yield increase， income increase and ecological benefits. Therefore， it was suggested that the government， scientific research， business entities and farmers should work together to achieve efficient promotion and demonstration of high-quality new varieties， so that new varieties with excellent adaptability and high-quality supporting cultivation techniques could be more effectively promoted and applied.

Key words Foxtail millet; Production technology; STEM system; Comprehensive evaluation

谷子（Setaria italica）起源于中国，在距今6 000～7 000年前的新石器时代中早期完成驯化，成为农耕文明的主栽作物［1-4］，直到解放初期，中国谷子种植面积约1 000万hm2，在北方是三大主粮作物之一。中国的谷子种植方式以农户零散种植为主［5-8］，近年来由于谷子轻简化生产技术突破，规模化生产趋势显著。不同区域、不同品種生产要素投入差距较大，综合效益较低［9］，随着大宗作物产量和综合效益的提高，谷子的种植面积逐渐减少，截至2020年，我国谷子种植面积90.6万hm2［10-11］。谷子属于市场化作物，市场价格受供求影响较大，当前科研单位已经培育出了适宜产业化开发的谷子新品种，部分品种已在生产中投入使用，但生产表现各异，产量、品质不稳定，生产效益差别较大，农户对选择新品种盲目性较大，影响了谷子生产综合效益的提高。针对生产和农户选择品种需求，对适宜产业化开发和轻简化生产的谷子新品种进行综合效益评价尤为必要。鉴于此，笔者以国家谷子高粱产业技术体系“十三五”重大研发成果冀谷39及其轻简高效生产技术为研究对象，从科学可行性、技术可行性、经济可行性以及可能产生的经济效益、社会效益和生态效益进行综合评价，为农户技术采用、推广提供决策依据，对于谷子产业高质量发展，促进农民增收、企业增效以及促进乡村振兴具有重要意义。

1 谷子新品种冀谷39及其配套技术概述

1.1 谷子新品种冀谷39

冀谷39是“十三五”时期国家谷子高粱产业技术体系重点任务研发的优质抗除草剂中矮秆适宜产业化开发谷子新品种，是河北省农林科学院谷子研究所采用抗除草剂专利技术培育的新品种。适宜产业化开发的谷子新品种是具有优质、抗除草剂、中矮秆、适宜主食加工特点的谷子品种。其中“优质”指脱壳后的小米商品性、适口性兼优，通常在中国作物学会粟类作物专业委员会举办的“优质食用粟”鉴评中获得一级优质米称号；“抗除草剂”是抗烯禾啶除草剂或其他类型除草剂的谷子品种；“中矮秆”则是要求夏谷区谷子株高120 cm以下，春谷区谷子株高140 cm以下，适宜机械化收获；“适宜主食加工”的谷子特点是低脂肪、高淀粉，淀粉含量大于75%，脂肪含量小于3.5%。冀谷39兼抗烯禾啶、咪唑啉酮类除草剂的双抗除草剂品种，株高120 cm，脂肪含量2.9%，淀粉含量67.13%，第十二届“优质食用粟”鉴评“一级优质米”，符合产业化开发的谷子新品种要求。

冀谷39实现了我国夏谷品种的三大突破：一是商品性、适口性均好，夏播品种由于生育期短，商品性较春播品种有一定差距，冀谷39小米商品性和春谷优质品种相当；二是广适性突破，原先夏播品种光温敏感、广适性差，夏谷品种在北京以北地区不能正常成熟，而冀谷39突破了这一局限，在辽宁、吉林、内蒙古等部分地区种植均能正常成熟；三是出米率提升明显，夏谷品种千粒重较春谷品种小，出米率低是小米集散地不愿加工的主要原因，冀谷39出米率在70%左右，和春谷品种相当，目前冀谷39在小米集散地受到粮商的欢迎，在河北部分地区已形成订单生产，且多是6.67 hm2以上的种植大户，约占50%。全国农技推广中心统计数据显示，2017年冀谷39推广2万 hm2，2018年推广2.4万 hm2，2019年推广4.8万 hm2，2020年推广5.8万 hm2，2021年调研数据显示推广面积超过6.7万 hm2，总体呈现增加趋势。该品种适宜在河北、河南、山东、山西南部、新疆南疆夏谷区及北京、河北东部、山西中部、辽宁沈阳以南、吉林大部分平原区、新疆昌吉州以南春谷区种植，尤其在地势平坦的地区，可实现机械喷药、机械中耕、机械收获的全程机械化生产。

1.2 冀谷39配套技术

冀谷39为兼抗烯禾啶、咪唑啉酮类除草剂双抗除草剂品种，其配套轻简高效生产技术主要内容为：以冀谷39化学除草、化学间苗为核心技术，配套谷子精量播种机、联合收获机，实现谷子全程轻简化生产。在抗除草剂品种的同时，培育不抗除草姊妹系，根据不同区域密度要求，采取不同混配比例种子，通过喷施除草剂达到间苗和除草的效果。冀谷39春播谷田采用“双抗姊妹系+抗咪唑啉酮（咪唑乙烟酸或甲氧咪草烟）姊妹系”，种子比例为2∶1。杂草2～4叶期，用12.5%烯禾啶1 500 mL/hm2和20%氯氟吡氧乙酸异辛酯1 200 mL/hm2、对水300～450 kg/hm2，均匀喷施。夏播谷田采用“双抗姊妹系+抗烯禾啶姊妹系”，种子比例为2∶1。杂草2～3叶期，用咪唑啉酮类除草剂（5%咪唑乙烟酸1 000～2 250 mL/hm2或4%甲氧咪草烟水剂1 050～1 200 mL/hm2），也可采用烯禾啶和咪唑乙烟酸或甲氧咪草烟除草剂联合，（混合喷施12.5％烯禾啶1 050 mL+4%甲氧咪草烟水剂900 mL或5%咪唑乙烟酸1 500 mL），对水450～750 kg/hm2。喷施除草剂后5～10 d杂草和部分谷苗逐渐死亡。春播出苗不足的地块，不使用烯禾啶除草剂，喷施咪唑乙烟酸或甲氧咪草烟进行除草。夏播出苗不足的地块，使用咪唑乙烟酸或甲氧咪草烟除草剂，喷施烯禾啶和氯氟吡氧乙酸异辛酯进行除草［12］。

2 冀谷39及其配套技术的综合评价

2.1 冀谷39及其配套技术的前期研究基础

冀谷39推广示范已有5年以上，在2018—2019年期间，团队采用密切值方法对河北省新型经营主体种植冀谷39的综合效益开展评价，根据河北省区域生态环境特点，将种植区域划分成五大类型，即太行山区、太行山前平原区、低平原区、滨海平原区、燕山山前平原区，同时对河北省25个县的65个种植冀谷39的新型经营主体开展调查。根据密切值模型指标要求和冀谷39实际种植情况，建立了冀谷39综合效益评价指标体系。根据密切值模型公式［13-17］，采用Execl软件计算了2018和2019年的各区域的作物密切值。结果显示，2018和2019年5个区域的冀谷39密切值均较小，冀谷39在华北地区具有绝对的种植优势。调研结果表明，与其他作物的经济效益相比，各区域冀谷39经济效益最高，在12 000元/hm2以上［18］。为了进一步给农户提供冀谷39及其配套技术的采用、推广提供科学依据，采用STEM系统评价其综合效益。

2.2 STEM系统评价方法及指标

根据冀谷39及其配套轻简高效生产技术特点，通过组织研讨会，征求专家、企业、经营主体等多方的意见，构建了STEM系统评价方法，即科学可行性、技术可行性、经济可行性、模式可行性4个一级指标（表1）和17个二级指标评价系统（表2），该评价系统根据各指标得分，计算最终得分，评价结果分为不可行、完善后可行、基本可行、可行4档（表1）。按照评价指标得分＜60%，为不可行；60%≤评价指标得分≤69%，为完善后基本可行；70%≤评价指标得分≤79%，为基本可行，80%≤评价指标得分，为可行的标准进行对比。指标体系解释如下：

A科学可行性：主要评价主体技术是否符合科学原理和科学规律，经过了科学试验方法的验证，得到科技管理部门和专家的认可。下设5个二级指标。

B技术可行性：主要评价主体技术是否在生产进行了生产性示范，取得了较好的示范效果，并得到技术用户和农业生产部门的认可和支持。下设5个二级指标。

C经济可行性：主要评价主体技术是与当地原有种植结构或技术模式相比，是否能够实现增粮、增收的技术效果，并具有较好的生态效益。下设5个二级指标。

D模式可行性：主要评价主体技术是否得到推荐使用该技术的经营主体和当地产业部门的认可，有较好的适应性和推广前景。下设2个二级指标。

3 冀谷39以及配套技术的结果分析

针对评价指标需求，设计调查问卷，通过专家访谈、研讨、典型和实地调查的方式，在河北省、山东省、河南省开展了冀谷39及其轻简高效生产技术专项调研，共调查涉及新型经营主体48家、咨询专家21人、咨询农民35人次。经过数据汇总，分别对冀谷39及其轻简高效生产技术进行科学可行性、技术可行性、经济可行性、模式可行性分析，结果如下：

3.1 科学可行性

3.1.1 推广年限。

2017年以前国家对谷子高粱等作物实行品种鉴定制度，2017年以后国家对小作物品种实行品种登记制度，谷子成为登记制度的第一批作物。虽然冀谷39是2018年2月登记，但是已于2017年开始大面积推广。全国农技推广中心数据显示冀谷39在2017年推广2.0万 hm2，2018年推广2.4万 hm2，2019年推广4.8万 hm2，2020年推广5.8万 hm2，2021年调研显示超过6.7万 hm2，至2021年冀谷39已推广种植5年。本项指标积4分。

3.1.2 获得项目支持。

2018年河北省农林科学院谷子研究所申报河北省成果转化资金项目，优质抗除草剂谷子新品种冀谷39及其配套技术的中试与示范（18826307D），获得30万元资金支持，合作单位为河北东昌种业有限公司，2020年5月顺利验收。本项指标积3分。

3.1.3 获得知识产权数量情况。2017年7月冀谷39申请国家登记，2018年2月获得证书，2019年12月19日获得品种权证书（CNA20161156.8），同时冀谷39是兼抗两种除草剂的新品种，2020年6月28日由河北省农林科学院谷子研究所完成的省地方标准“兼抗两种除草剂谷子生产技术规程（DB13/T 5205—2020）”发布。2019年4月16日获得“兼抗拿捕净、咪唑啉酮类除草剂谷子品种选育及栽培方法（ZL201610879314.2）”发明专利。综合上述情况，第3、4项指标积6分。

3.1.4 获各级奖励。

与冀谷39相同的双抗除草剂、优质谷子新品种冀谷34获得河北省山区创业二等奖。综合考虑2个品种的特点和相似程度，该项指标积2分。

3.2 技术可行性

（1）示范规模。

2017—2021年冀谷39在武安市示范4 533 hm2，在景县、阜城示范1 000 hm2，在威县、广宗、南宫等县市示范1 200 hm2，在黄骅示范266.7 hm2，因此在邯郸、邢台、衡水、沧州累计示范6 999.7 hm2。该项指标积8分。

（2）用户认可度。

通过对2018、2019、2021年的118个种植户的调查发现，83%的种植户认为冀谷39及其轻简高效生产技术比其他谷子品种效益好，认可度较高。该项指标积8分。

（3）组织召开现场观摩会情况。

2017—2021年共组织与冀谷39及其轻简高效生产技术相关的现场观摩会21场次，其中省级及以上8场，市级12场，县级1场（表3）。该项指标积8分。

（4）列为主推技术或者列入各级推广转化计划。

2018—2021年，冀谷39连续4年被河北省农业农村厅列为主推品种。同时连续3年被邯郸市列为主要谷子种植品种，被阜城县、武安市、景县等10余个县市列入主要种植品种。该项指标积4分。

3.3 经济可行性

3.3.1 增粮效果。

冀谷39及其轻简高效生产技术与当地原有谷子种植技术模式相比，一个技术实施周期内，单位面积增粮比率为增粮效果。2021年对河北省、山东省、河南省48个冀谷39种植大户开展调研，结果显示（表4）冀谷39及其轻简高效生产技术模式的产量5 205.75 kg/hm2，比当地原有谷子种植模式产量4 255.50 kg/hm2，增产950.25 kg/hm2，增长22.3%。该项指标积4分。

3.3.2 增收效果。

冀谷39及其轻简高效生产技术与当地原有种植技术模式相比，一个技术实施周期内，单位面积增收率为增收效果。对48个冀谷39种植大户进行调研，结果显示冀谷39及其轻简高效生产技术模式的产值25 839元/hm2，比当地原有谷子種植模式产值20 259元/hm2，增收5 580元/hm2，增长27.5%（表4）。该项指标积4分。

3.3.3 比较效益。

冀谷39及其轻简高效生产技术与玉米相比，一个技术实施周期内，单位面积增收率。对48个冀谷39种植大户与当地玉米调研结果分析，结果显示冀谷39及其轻简高效生产技术模式产值25 839.0元/hm2，比玉米种植产值（19 342.5元/hm2）增收6 496.5元/hm2，增长33.6%（表5）。该项指标积6分。

3.3.4 节水效果。

冀谷39及其轻简高效生产技术与玉米相比，单位耕地面积节约水资源率。从蒸腾效率来看，谷子比玉米抗旱，但是在实际生产中，为了保障产量，有水浇条件的地区基本上谷子和玉米浇水是一致的。调研的48个冀谷39种植大户中平均浇水次数0.72次，玉米生育期平均浇水0.97次，冀谷39及其轻简高效生产技术比玉米少0.25次，按照每次浇水量750 m3/hm2计算，可节约水资源360 m3/hm2，节水率25.8%。该项指标积4分。

3.3.5 节肥效果。

冀谷39及其轻简高效生产技术与玉米相比，单位面积节肥比率。对48个冀谷39种植大户与当地玉米调研结果分析，结果显示冀谷39种植大户复合肥使用546.15 kg/hm2，比玉米656.70 kg/hm2少使用110.55 kg/hm2，节肥16.8%（表5）。该项指标积6分。

3.4 模式可行性指标分析

3.4.1 推荐使用技术用户的认可度。

2018—2021年间连续4年通过调研、访谈、研讨、咨询等形式开展技术推荐，共向332人推荐冀谷39及其配套技术。结果显示，273人认可冀谷39及其配套技术，认可度达82.2%，按照指标评判标准，综合考虑冀谷39品种特点以及在生产中的反响。本项指标积9分。

3.4.2 当地产业部门认可度。

2021年度通过微信小程序开展农业主管部门对冀谷39及其配套技术的认可度调研，结果显示全部认可，认可理由设置了4个问题，分别是增产效果、简单实用、节省用工、其他，采取多选制。经过统计，选择增产效果的占55.6%，选择简单实用是66.7%，选择节省用工77.8%。本项指标积10分。

3.5 评价结果

根据每一级评价指标的分析，对照目标值计算冀谷39及其配套技术的分值，评价结果1为不可行；2为完善后基本可行；3为基本可行；4为可行。由表6可知，以冀谷39为主体配套轻简高效生产技术的模式综合得分86分，见表6。其中科学可行性得分15分，占比75.0%，处于基本可行阶段；技术可行性得分28分，占比93.3%，处于可行阶段；经济可行性得分24分，占比80.0%，处于可行阶段；模式可行性得分19分，占比95.0%，处于可行阶段。对比评价结果显示，以冀谷39为主体的轻简高效生产技术模式得分86分，占比85.0%，总体模式推广可行。

4 冀谷39及其配套技术的优势与应用建议

通过采用科学可行性、技术可行性、经濟可行性、模式可行性的系统评价方法，评价冀谷39及其轻简高效生产技术模式可行性，结果显示以冀谷39为主体的轻简高效生产技术模式得86分，模式推广可行；冀谷39比玉米、其他谷子品种及其他作物的综合效益高1.2万元/hm2以上。另外在冀谷39及其轻简高效生产技术模式经济效益较对照谷子种植模式经济效益增收5 580元/hm2，较玉米增收6 496.5元/hm2；为社会增产谷子950.25 kg/hm2。此外，冀谷39种植模式在节省人工、管理简单等方面受到种植者认可，全国农技推广中心数据显示，自2017年以来累计推广20多万 hm2；从调查的冀谷39种植结果可以看出，冀谷39节水、节肥效果突出，可节约水资源360 m3/hm2，节水率25.8%，冀谷39比玉米复合肥使用量减少110.55 kg/hm2，节约16.8%，谷子可作为河北省休耕区种植业结构调整的重要作物。

冀谷39及其轻简高效机械化生产技术模式STEM系统评价结果为谷子种植户选择品种、促进乡村振兴，华北地下水超采区替代耗水作物选择提供了依据，由此提出以下建议：①建议以政府为主体，组织协调各地市推广部门，结合种子、农机、土地流转等多种补贴方式开展推广工作，同时完善种植业结构调整，进一步促进冀谷39及其配套轻简高效生产技术的推广应用。②科研单位和种业公司成立科技服务队，针对推广过程中出现的品种选择、播种技术、病虫害防治技术、联合收获技术等问题，第一时间给予技术指导。对于冀谷39在不同地区表现出不同的问题，科研单位要不断加强技术优化，使新品种推广到更多的地区。③各新型经营主体及农户及时通过电话、微信等方式与政府、科研单位联系，把生产中出现的问题反映给政府和科研单位，及时规避风险，降低农业生产损失。

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