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当我们种田时在种什么?

分叉的螺旋  · 知乎专栏  ·  · 2014-09-16 16:17

正文

前段时间看到 @动机在杭州 的一篇文章 正念是什么(5):专注 ,提到安金磊的故事,他完全脱离现代农业技术,表现出来的对土地的尊敬和感恩确实很让人动容,但现实情况下是否可取?联想到最近中国农大团队在Nature上发表了一篇题为“ Producing more grain with lower environmental costs ”的文章,作者提出了一种新的科学的田间管理方法,能够极大地提高农作物产量。再到最近一个很火热的话题——恒大进军农牧业市场。恒大投资超过1000亿,在大兴安岭生态圈:包括内蒙古呼伦贝尔大草原、内蒙古兴安盟国家重要农牧业绿色基地、黑龙江省齐齐哈尔、黑河、绥化、双鸭山国家大粮仓等建立农业生产基地( 恒大进军粮油食品 )。并且高调标榜“绿色,原生态和非转基因”的口号。新一代农业似乎山雨欲来。


上文中作者的主要思路是将在玉米中建立了一套土壤-作物系统综合管理(integrated soil-crop system management,ISSM)系统(2011年发表在PNAS Integrated soil ),应用到到水稻和小麦种植中。ISSM系统是依据当地的环境,确定最适合种植的作物、耕种周期、种植密度以及配套的水肥管理方案。研究者以水稻、小麦和玉米为对象从2009-2012年在全国153个点进行田间试验。每种作物采用了4种种植管理方式,包括现有的种植方式、改良的种植方式、高产种植方式和ISSM方法。并将4种种植方式的产量、氮肥效率等指标与当地农民的平均结果进行了对比。结果发现,ISSM可以使水稻、小麦和玉米的平均单产分别达到8.5、8.9和14.2吨/公顷,几乎可以达到高产种植方式的97%左右。除了增加产量外,ISSM不仅降低了氮肥使用量,提高了氮肥利用率,同时还大幅降低活性氮损失和温室气体排放。


最后作者预测,如果到2030年我国只要能实现ISSM产量水平的80%,在现有种植面积的前提下,就可以保证我国的粮食消费和饲料粮需求。更重要的是,同时可以减少约30%的活性氮损失,以及11%的温室气体排放。这是一个相当振奋人心的结果。这可以让我们暂时忘记转基因技术的限制带来的沮丧。

要谈这篇文章的价值,还需要从和谷物的产量说起。2000年印度的水稻育种家Ram Chet Chaudhary提出水稻产量模型,他认为限制水稻产量有三个gap,gap 0是理论是实际产量之间的gap,也许这一个gap是最难以克服的,原因是太依赖育种手段和育种资源,而且我们永远不知道这个gap有多大。gap 1是试验产量的和农田理论产量之间的gap,这个限制因素来自于规模化生产带来的技术限制和区域的环境因素限制。gap 2是农田理论产量和实际产量的gap,这个gap是一个综合因素,主要来自农田质量以及水肥虫草管理方法,以及这些技术所需的额外的支出。

还是以上面文章中给出的水稻产量的数据来说,农民平均产量在7.0t/ha,其实相比模型中的5t/ha,已经提高了很多。而试验中采用Current practice方法的产量为7.2t/ha,比农民实际产量只高出0.2t/ha,但是因为Current practice实验采用的是小区试验,这里面存在gap 1,所以这个gap主要来自规模化和小区试验之间的差别。这可能说明水稻规模化生产技术的革新正在慢慢填补这个gap。但是玉米和小麦的中这个gap还是很大。

另外,假设高产种植方式接近模型中的experimental station yield,实际小区试验得到的平均水稻产量是8.8t/ha,这与当地农民实际的产量相差1.7t/ha,而这个差距来自gap 1 和gap 2,因此gap 2 约为1.5t/ha。但是模型中预测实验条件下水稻单产可以达到17.1t/ha,当然这只是一个预测的数字,并不意味着一定能够达到,但是从侧面反映出也许gap 2被我们严重低估了。ISSM系统通过改善水肥管理给我们指出了一条填补gap 2的思路,但是还只一个理论上的结果,想要将ISSM系统推广到农民中,不仅仅只是生产方式的改变,还会面临许多问题。

2013年,我国北方的水稻产量第一次超过南方,一方面是因为培育出了适合东北平原气候和土地条件的水稻品种,另一方面是东北水稻生产集约化和机械化的趋势,而政府也认可了农业领域正在发生的一种趋势—— 土地通过流转向种植大户合并集中的现象 。其实从80年代中期承包制实行开始就已经存在,但是没有形成规模化,到现在已经普遍存在了,而政府似乎也在慢慢认可这种现象并将其发展成主流模式。也许我们可以想象,在未来随着大部分农民陆续进城,少量留下来的继续从事农业的农民通过流转、转让和承包权再分配,逐渐整合了他们的土地,最终达到每个家庭农场百来亩规模的状态,劳动主要靠家庭成员,同时可以采用一些机械化和集约化手段,从而提高生产率。甚至可能会出现专门的农业技术公司提供技术支持,从考察土壤水肥质量,气候条件,到选择合适的品种,确定播种日期,到培育种苗,制定水肥虫草管理方案等。这个画面太美都不敢想象了。

但现实是残酷的,随着愈演愈烈的用工荒,劳动力成为稀缺资源,城乡人口逆转已经不可避免,而这个过程给城市和农村带来的后遗症也逐渐暴露出来,对农业的冲击波也已经迫在眉睫了。我老家在湖南和湖北交界处,位于江汉平原和洞庭湖平原中心。大概是从十年前开始,出生在60-70年代的人口高峰的农民,也许是现在最后一代专职从事农业的人群,在城乡壁垒打破之后开始迅速逃离农村,留下的可能是因为年老或没有能力与机会,而未必是擅长或者爱好农业和喜爱农村生活的,更不大可能是在农业生产上有着独特想法或创业抱负的年轻人,因为迅猛的城市化进程没有提供将这样的人挑选出来的筛选机制。于是一个不可回避的现象是,如今农村已很少见到40岁以下的青壮年还在种地,那么20年后,当这一辈人逐渐老去时,还有没有人种地?是谁来种地?以什么方式种地?

根据2010年第六次人口普查结果,估计我国农村人口在6-7亿,但实际上从事农业生产的人群在中国的数量约为1.7亿至1.8亿之间,按18亿亩的总耕地面积,这已接近传统家庭农业人均耕作能力的上限;按目前趋势发展,未来十几年农业劳动力将以每年一千多万的速度递减,并且年龄结构日益老化、体能下降,传统农业的劳动力已经过了顶峰,开始慢慢衰竭,此后将开始短缺。假如按目前的趋势衰减,可能二十年后就没有人来种地了。但实际上几乎不可能发生。在市场环境下,一旦粮食供应量下降几个百分点,粮价将会暴涨,丰厚利润会吸引大批城市年轻人去从事农业。但是到底这个溢价达到多少,才能吸引年轻人重新回到农村、从事农业?







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