江西省雙季稻田三熟制種植模式綜合效益評價

周海波　付江凡　王長松

摘要：基于江西省水田不同種植模式視角，從雙季稻田三熟制不同的種植模式入手，從經濟效益、生態效益和社會效益的角度考慮，利用田間試驗數據，采用群決策方法，建立綜合評價指標體系，確定出各種植模式綜合效益優劣。結果表明，綠肥—稻—稻、薯—稻—稻的種植模式表現出較好的經濟效益和較高的生態效益，薯—稻—稻、油菜—稻—稻的種植模式表現出較好的社會效益。就綜合效益而言，綠肥—稻—稻和薯—稻—稻的種植模式優于其他模式。

關鍵詞：雙季稻田;三熟制;種植模式;綜合效益評價;江西稻區

中圖分類號： F326.11??文獻標志碼： A??文章編號：1002-1302（2019）04-0294-06

針對江西省種植模式較單一，特別是種植制度年間復種模式較少、資源利用效率不高、耕地和環境質量下降以及農業生產資料投入高、利用率低，導致資源浪費、環境污染、產投比小等問題，江西省農業科學院在全省通過多年科學試驗，總結出油菜—稻—稻、綠肥—稻—稻、菜—稻—稻、薯—稻—稻等多種高效種植模式，以提升雙季稻種植的綜合效益。本研究以提升江西省雙季稻+冬季作物的光、溫、水、土等自然資源利用效率以及耕地質量、產量、經濟效益為根本，利用2015—2017年江西省雙季稻田三熟制種植模式的試驗數據，在該地區自然資源、市場、社會等背景下，從經濟效益、生態效益、社會效益3個方面對上述存在的種植模式進行綜合評價，以期為雙季稻田三熟制種植模式在江西省的推廣提供理論和實踐依據，為江西省現代農業轉型升級提供發展方向。

1?研究內容與評價方法

1.1?研究內容與研究思路

本研究以冬閑—稻—稻模式為對照，共選取5種水稻種植模式：冬閑—稻—稻、油菜—稻—稻、綠肥—稻—稻、菜—稻—稻、薯—稻—稻[1-2]進行分析。冬閑—稻—稻處理晚稻收獲后不再種植作物;油菜—稻—稻處理冬季填閑作物為油菜，品種為國油五號;綠肥—稻—稻模式中“綠肥”采用紫云英;菜—稻—稻冬季填閑作物為蠶豆，品種為當地常規種，薯— 稻—稻冬季填閑作物為馬鈴薯，品種為荷蘭十五。

依據江西省現代農業發展的高效、生態目標和構建原則，對江西省種植模式進行歸納和整理，分析江西省農業與農作制發展的現狀特點和主要問題，根據評價指標體系，對現有種植模式進行綜合比較，篩選出種植模式的發展優先順序和發展戰略，提出江西省現代農業轉型升級高效種植模式的發展方向。

1.2?評價方法

本研究的綜合評價采用群決策方法，即將與決策有關的元素分解成目標、準則和方案層等層次，并在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法。該方法的具體評價步驟如下。

首先確定被評價對象（即決策方案集）Ai（i=1，…，n），得出根據各準則l=1，…，p的排序矩陣：

1.3?相關指標參數選取依據

首先，以綜合效益（A）為總目標，以經濟效益（B1）、生態效益（B2）、社會效益（B3）作為準則層，以種植模式總產值、種植模式總成本等17項指標作為方案層構建江西省現代農業評價指標體系;其次，在評價指標體系的基礎上，通過試驗獲得種植模式總產值、種植模式總成本等17項數據，根據相關指標對不同模式的優劣進行排序;最后，根據各指標優劣排序來確定經濟效益（B1）、生態效益（B2）、社會效益（B3）的優劣順序，然后利用群決策方法進行綜合效益評價，并根據綜合效益大小確定各模式的綜合優劣[5-6]。根據以上分析建立的指標體系見圖1。

1.3.1?經濟效益評價指標?經濟效益的多少是農民衡量評價種植模式的重要指標，如果忽視種植模式經濟效益，再好的種植模式也得不到農民的實施。以經濟效益（B1）作為準則，選擇與經濟效益密切相關的種植模式總產值（C1）、種植模式總成本（C2）、種植模式凈利潤（C3）、產出投入比率（C4）、勞動凈產值（C5）和資金凈產值率（C6）作為評價經濟效益的方案[6-7]。

（1）種植模式總產值（C1）：單位面積獲得的所有產品的產值。計算公式為

總產值=產量×價格。

（2）種植模式總成本（C2）：單位面積生產所需的全部費用，包括物質費用、人工成本和土地成本。計算公式為

總成本=物質費用+人工成本+土地成本。

（3）種植模式凈利潤（C3）：所有產品的總產值減去生產過程中投入總成本后的余額。計算公式為

凈利潤=總產值-總成本。

（4）產出投入比率（C4）：單位成本所取得的經濟效益。計算公式為

產出投入=總產值/總成本。

（5）勞動凈產值率（C5）：勞動凈產值率是影響農民是否選擇從事農業生產的一個重要因素。計算公式為

勞動凈產值率=種植模式凈利潤/單位面積人工成本。

（6）資金凈產值率（C6）：農業生產在單位面積土地上人工成本投入所取得的經濟效益，其值越大表示該模式發展越有優勢。計算公式為

資金凈產值率=總產值/人工成本。

1.3.2?生態效益評價指標?隨著資源約束的趨緊、生態環境惡化趨勢的加重，生態效益成為種植模式評價的重要指標。以生態效益（B2）作為準則，選擇耕地資源生產率（C7）、水資源生產率（C8）、光能資源生產率（C9）、氮肥利用率（C10）、磷肥利用率（C11）和化學農藥施用強度（C12）作為評價生態效益的方案[8-9]。

（1）耕地資源生產率（C7）：耕地資源生產率的高低是衡量農業生產能否高效利用耕地資源的決定性指標。計算公式為

耕地資源生產率=某種模式下作物單位面積產量/該作物單一種植的單位面積平均產量。

（2）水資源生產率（C8）：消耗單位水資源所得經濟產量。水資源生產率的高低對種植模式的可持續發展具有重要的影響。計算公式為

水資源生產率=總產量/總用水量。

（3）光能資源生產率（C9）：所有經濟作物產量蘊含的熱能值與全年太陽總輻射能的比值[7]。計算公式為

光能資源生產率=某種植模式作物產量×作物的單位經濟產量的熱能值/全年太陽總輻射能。

（4）氮肥利用率（C10）：單位面積產量中的氮含量與總施氮量的比值。

（5）磷肥利用率（C11）：單位面積產量中的磷含量與總施磷量的比值。

（6）化學農藥施用強度（C12）：農藥的使用量越大對環境造成的危害就越大，將農業生產中的農藥施用量折算成金額，以金額大小來表示對環境產生的危害[8]。

1.3.3?社會效益評價指標?社會效益是指最大限度地利用有限資源滿足社會上人們日益增長的物質文化需求。本研究主要是指在農業種植生產過程中，以有限的勞動資源和技術水平投入來滿足社會對糧食的數量需求、質量需求以及安全需求。因此，以社會效益（B3）作為準則，選擇糧食安全指數（C13）、農產品商品率（C14）、產品穩定系數（C15）、勞動生產率（C16）和模式技術水平（C17）作為評價社會效益的方案[10]。

（1）糧食安全指數（C13）：單位面積糧食生產力對保障國家安全、社會穩定所起的作用。計算公式為

糧食安全指數=（種植模式單位面積糧食產量-保證我國糧食安全所需耕地資源單位面積平均產量）/保證我國糧食安全所需耕地資源單位面積平均產量。

（2）農產品商品率（C14）：本年度生產的產品在下一生產年度同種產品開始收獲之前通過各種渠道出售的數量占本年度產量的比率。農產品商品率越高，越具備優勢[11]。計算公式為

農產品商品率=（總產量-平均消耗量）/總產量。

（3）產品穩定系數（C15）：一定時期內種植模式的產品波動穩定性。計算公式為

產品穩定系數=1-產品波動性指數。

（4）勞動生產率（C16）：目前，農村勞動力供需不平衡狀況日益加劇，采用取得總產值所需用工量來衡量種植模式的勞動生產率。計算公式為

勞動生產率=種植模式的年均用工量/總產值。

（5）模式技術水平（C17）：不斷通過使用先進的農業技術來代替落后的農業技術，進而促進農業生產力的發展。技術的推廣難易程度、可靠性、先進性是衡量該模式技術水平的重要因素，體現了新農業技術進行生產的水平[12]。

2?結果與分析

2.1?不同種植模式的產投統計

令冬閑—稻—稻、綠肥—稻—稻、油菜—稻—稻、薯—稻— 稻、菜—稻—稻種植模式分別為a1、a2、a3、a4、a5。為科學采集數據，建立68 m2（4 m×17 m）的試驗田，隨機排列，每個試驗田重復處理，所有種植模式的處理標準均一致。

2.2?不同種植模式的經濟效益比較分析

依據當地農產品的價格，采用田間試驗數據，結合種植模式總產值（C1）、種植模式總成本（C2）、種植模式凈利潤（C3）、產出投入比率（C4）、勞動凈產值率（C5）和資金凈產值率（C6）等多個指標的定義和計算公式，得到經濟效益下方案層的優劣順序。

（1）當地市場價格數據顯示，水稻價格約為1.35元/kg，油菜價格約為4.2元/kg，馬鈴薯價格約為1.2元/kg，蠶豆價格約為1.4元/kg。水稻產量根據不同的處理方法，有不同的產量;不同模式下其他作物產量也有所不同。根據市場價格和產量計算各種植模式的總產值。

由表1可知，從總產值角度，各種植模式的優劣順序為a4>a3>a2>a5>a1。

（2）從成本的角度來看，試驗所使用的單位土地成本一致，因此本研究不考慮土地成本。每種種植模式都有早稻和晚稻，對早稻和晚稻的試驗手段相同，由于分析的是各種種植模式成本優劣，而各種種植模式的早稻和晚稻成本相同，因此只須對比冬閑、綠肥、油菜、薯、菜的成本，即可得出不同種植模式的成本優劣。

由表2可以得出，從種植模式總成本角度，各種植模式的優劣順序為a1>a2>a5>a3>a4。

（3）根據凈利潤的計算公式，由表1、表2計算得到不同種植模式的凈利潤。

由表3可以得出，從種植模式凈利潤角度，各種植模式的優劣順序為a4>a2>a3>a1>a5。

（4）根據產出投入比率、勞動凈產值率、資金凈產值率的計算公式，由表1、表2計算得到不同種植模式的產出投入比率、勞動生產率、資金凈產值率。

由表4可以得出，從產出投入比率角度，各種植模式的優劣順序為a2>a4>a1>a3>a5;從勞動凈產值率角度，各種植模式的優劣順序為a4>a2>a1>a3>a5;從資金凈產值率角度，各種植模式的優劣順序為a4>a2>a1>a5>a3。

2.3?不同種植模式生態效益比較

根據生態效益（B2）的方案層耕地資源生產率（C7）、水資源生產率（C8）、光能資源生產率（C9）、氮肥利用率（C10）、磷肥利用率（C11）和化學農藥施用強度（C12）等多個指標的定義及其計算公式，得到生態效益下方案層的優劣順序。

（1）根據耕地資源生產率的定義和計算公式，結合表1不同種植模式的總產量，將冬閑模式的水稻總產量 13 402.20 kg/hm2 作為單一種植的單位面積平均產量，計算得到a1、a2、a3、a4、a5的耕地資源生產率分別為100.00%、115.12%、117.31%、185.32%、109.94%（表5）。從耕地資源生產率角度，各種植模式的優劣順序為a4>a3>a2>a5>a1。

（2）從田間試驗數據可知，水稻單位面積用水量為 12 001.20 m3/hm2，馬鈴薯單位面積用水量為 4 200.42 m3/hm2，蠶豆單位面積用水量為4 275.43 m3/hm2。由于油菜根系發達耐旱性強，能在土壤肥力差、氣候干旱的條件下栽培，因此認為不需人工灌溉。將冬閑模式的水稻總產量（13 402.20 kg/hm2）作為單一種植的單位面積平均產量，所以a1、a2、a3、a4、a5的水資源生產率分別為 116.67%、128.56%、148.50%、153.30%、90.53%（表6）。由此得出，從水資源生產率角度，各種植模式的優劣順序為a4>a3>a2>a1>a5。

（3）從光能資源生產率來看，結合食物的熱量表可知，大米的熱量為14 340 kJ/kg，油菜的熱量為960 kJ/kg，馬鈴薯的熱量為3 180 kJ/kg，蠶豆的熱量為14 000 kJ/kg。根據相關資料可知，水稻所需的日照時長約為 2 600 h，紫云英所需的日照時長約為1 200 h，油菜所需的日照時長約為2 690 h，馬鈴薯所需的日照時長約為 1 000 h，蠶豆所需的日照時長約為2 600 h[12]。根據表1或表5可知各種植模式下不同作物的產量，代入光能資源生產率公式計算得出，a1、a2、a3、a4、a5的光能資源生產率分別為21.68、20.35、19.43、26.89、19.63。由此可以得出，從光能資源生產率角度，各種植模式的優劣順序為a4>a1>a2>a5>a3。

（4）從氮肥利用率和磷肥利用率的角度來看，根據試驗數據得到作物成分表。根據不同種植模式的需要，施用不同的化肥量，其中施用氮肥總量為22、22、32、37、27 kg/667 m2;施磷肥總量為5.28、5.28、7.04、11.88、13.33 kg/667 m2。根據表7并折算化肥的施用量可知，可得a1、a2、a3、a4、a5的氮肥利用率分別為5.32%、6.45%、4.25%、3.54%、467%。由此可以得出，氮肥利用率的優劣順序為a2>a1>a5>a3>a4。

同理可知，計算可得，a1、a2、a3、a4、a5的磷肥利用率分別為 0.000 41%、0.000 45%、0.000 36%、0.000 22%、0.000 18%。由此可以得出，磷肥利用率的優劣順序為a2>a1>a3>a4>a5。

（5）從化學農藥施用強度來看，根據田間試驗數據可知，a1、a2、a3、a4、a5的單位面積農藥施用量折合金額分別為750、750、1 050、2 250、1 500元/hm2。由此可以得出，從化學農藥施用強度角度，各種植模式的優劣順序為a1=a2>a3>a5>a4。

2.4?不同種植模式社會效益比較

根據社會效益（B3）的方案層糧食安全指數（C13）、農產品商品率（C14）、產品穩定系數（C15）、勞動生產率（C16）和模式技術水平（C17）等多個指標的定義和計算公式，并結合相關數據得到社會效益下方案層的優劣順序。

（1）根據糧食安全指數的定義和計算公式，結合表5中的總產量和2020年保障國家糧食安全主要指標中的糧食單產水平350 kg/667 m2可得，a1、a2、a3、a4、a5的糧食安全指數分別為155.28%、193.89%、199.47%、373.01%、180.66%。由此可以得出，從糧食安全指數角度，各種植模式的優劣順序為a4>a3>a2>a5>a1。

（2）將人均糧食占有量350 kg作為每家消耗糧食的平均量[14]，利用表5中的總產量減去每家消耗糧食的平均量即得當年度糧食銷售量，從而計算得到，a1、a2、a3、a4、a5農產品商品率分別為60.83%、65.97%、66.60%、78.86%、64.37%。從農產品商品率角度，各種植模式的優劣順序為a4>a3>a2>a5>a1。

（3）根據產品的波動性指數來計算產品穩定系數，據調查，水稻的波動性指數為0.3，則穩定系數為0.7;油菜的波動性指數為0.5，則穩定系數為0.5;馬鈴薯的波動性指數為05，則穩定系數為0.5;蠶豆的波動性指數為0.7，則穩定系數為0.3。那么a1、a2、a3、a4、a5的產品穩定系數分別為0490、0.490、0.245、0.245、0.147。由此可以得出，從農產品商品率角度，各種植模式的優劣順序為a1=a2>a3=a4>a5。

（4）根據表2、表3中不同模式的總產值和人工成本計算勞動生產率，計算可得不同種植模式勞動生產率分別為2496%、22.40%、30.84%、16.52%、29.92%。由此可以得出，從勞動生產率角度，不同種植模式的優劣順序為a3>a5>a1>a2>a4。

（5）通過咨詢專家，建議專家通過打分（1～10分）進行評價，a1、a2、a3、a4、a5的得分分別為5、7、6、8、9分。由此可以得出，從模式技術水平角度，各種植模式的優劣順序為 a5>a4>a2>a3>a1。

2.5?種植模式的綜合效益評價

綜合經濟效益、生態效益和社會效益評價指標，可得冬 閑— 稻—稻（a1）、綠肥—稻—稻（a2）、油菜—稻—稻（a3）、薯—稻—稻（a4）、菜—稻—稻（a5）的優劣順序（表8）。

為對幾種種植模式的優劣進行總體評估，首先對5種種植模式的經濟效益、生態效益、社會效益進行評價，計算Borda分，確定一致性矩陣，然后求解線性規劃問題，得到綜合效益評價排序。具體過程及結果如下。

綜上所述，在雙季稻田三熟制高效模式研究中，綜合效益評價優劣順序為綠肥—稻—稻（a2）>薯—稻—稻（a4）>冬閑—稻— 稻（a1）>油菜—稻—稻（a3）>菜—稻—稻（a5）。

3?討論

從經濟效益的角度來看，冬種作物的油菜—稻—稻、綠 肥— 稻—稻、菜—稻—稻、薯—稻—稻種植的的早晚稻產量均明顯高于冬閑—稻—稻模式，綠肥—稻—稻（a2）、薯—稻— 稻（a4）、冬閑—稻—稻（a1）整體表現出較好的經濟效益。綠肥—稻—稻（a2）經濟效益高主要受種植模式總成本較低、種植模式凈利潤較高和勞動凈產率較高的影響;薯—稻—稻（a4）經濟效益高主要受種植模式總產值較高、種植模式凈利潤較高和資金凈產值率較高的影響;油菜—稻—稻（a1）經濟效益高主要受種植模式總成本較低、產出投入比率較高和勞動凈產率較高的影響。

從生態效益的角度來看，薯—稻—稻（a4）、綠肥—稻—稻（a2）、冬閑—稻—稻（a1）整體表現出較高的生態效益。綠肥—稻—稻（a2）生態效益較高主要受氮肥利用率高、磷肥利用率高和化學農藥施用強度小的影響;冬閑—稻—稻（a1）生態效益較高主要受光能資源生產率、氮肥利用率、磷肥利用率高的影響;薯—稻—稻（a4）生態效益較高主要受耕地資源生產率高、水資源生產率高、光能資源生產率高的影響。

從社會效益的角度來看，薯—稻—稻（a4）、油菜—稻—稻（a3）整體表現出較好的社會效益。薯—稻—稻（a4）社會效益較高主要受糧食安全指數高、農產品商品率高模式技術水平優的影響;油菜—稻—稻（a3）社會效益較高主要受糧食安全指數高、農產品商品率高、勞動生產率高的影響。

4?結論

從綜合評價指標來看，綠肥—稻—稻和薯—稻—稻稻田三熟制模式不僅能夠提高水稻種植的經濟效益，其綜合效益也明顯高于江西省傳統的冬閑—稻—稻種植模式和一季稻種植模式，特別是綠肥—稻—稻模式綜合效益最好，但在具體的綠肥品種上須根據不同的種植條件進行選擇，該模式在江西省推廣具有很高的可行性。薯—稻—稻也具有較高的經濟效益和社會效益，綜合效益也表現良好，可因地制宜的進行推廣。

參考文獻：

[1]楊濱娟，黃國勤，陳洪俊，等. 稻田復種輪作模式的生態經濟效益綜合評價[J]. 中國生態農業學報，2016，24（1）：112-120.

[2]周志明. 綠肥種植利用效益評價和空間發展預測研究[D]. 北京：中國農業大學，2016：13-15.

[3]馬基偉. 政府管理創新與經濟發展軟環境研究[D]. 北京：北京交通大學，2009：48-50.

[4]徐?莉，張軼斐，張?斌，等. 基于混合型的多屬性群決策法的綜合能源系統效益評價研究[J]. 工業技術經濟，2014（3）：52-57.

[5]孫紅濱，陳?彤. 南疆三地州糧棉果高效種植模式綜合效益評價[J]. 新疆農業科學，2013，50（12）：1937-1945.

[6]Chen C C，Bekkerman A，Afshar R K，et al. Intensification of dryland cropping systems for bio-feedstock production：evaluation of agronomic and economic benefits of Camelina sativa[J]. Industrial Crops and Products，2015，71：114-121.

[7]郭予琦. 陜縣農業結構調整及其對糧食生產、農民收入的影響研究[D]. 北京：中國農業大學，2004：21-25.

[8]王曉杰. 基于比較優勢理論的江蘇省種植模式優勢度評價[D]. 南京：南京農業大學，2011：45-46.

[9]Snapp S S，Swinton S M，Labarta R，et al. Evaluating cover crops for benefits，costs and performance within cropping system niches[J]. Agronomy Journal，2005，97（1）：322-332.

[10]王曉杰，陳衛平，王?靜，等. 基于比較優勢理論的農作模式優勢度評價[J]. 江蘇農業科學，2012，40（2）：318-321.

[11]范成方，史建民. 基于熵權的糧食種植效益綜合評價——以山東省玉米、小麥為例[J]. 中國農業資源與區劃，2015，36（3）：39-47.

[12]韓昕君，陳源泉，王麗霞，等. 河北中南部平原棉薯套作種植模式的綜合效益初步評價[J]. 中國農業大學學報，2014，19（5）：46-54.

[13]黎躍勇，黃繼紅，鄒?胤，等. 雙季優質稻規模種植高產穩產氣象條件及防災減災技術[J]. 湖南農業科學，2014（6）：44-48.

[14]封志明. 中國未來人口發展的糧食安全與耕地保障[J]. 人口研究，2007，31（2）：15-29.曹芳洲，畢如田，趙?鑫. 丘陵山區農村宅基地閑置及低效利用影響因素研究——以山西省太谷縣64個丘陵山區行政村為例[J]. 江蘇農業科學，2019，47（4）：300-304.