谷子新品種及其輕簡高效生產技術的綜合評價

劉猛 李順國 趙文慶 趙宇 蒲娜娜 劉建軍

摘要 冀谷39是國家谷子高粱產業技術體系“十三五”期間的重大研發成果之一，其特點突出且實現了品種經營權轉讓，但在實際生產過程中出現播種不勻、產量不穩、收割損失以及種植戶不認可等問題。為更好解釋、澄清上述問題，進一步做好冀谷39及其輕簡高效生產技術的示范推廣工作，通過開展實地調研，采用STEM系統評價方法，從科學可行性、技術可行性、經濟可行性、模式可行性4方面，開展冀谷39及其輕簡高效生產技術經濟評價。評價結果顯示，該品種及輕簡高效生產技術推廣屬可行范疇，并且與其他谷子和玉米相比，在增產、增收以及生態效益方面表現優異。因此建議以政府、科研、經營主體及農戶等多方共同協作，實現優質新品種的推廣示范，使適應性優良的新品種及高效的配套栽培技術得到更廣泛的推廣應用。

關鍵詞 谷子；生產技術；STEM系統；綜合評價

中圖分類號 S 515? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）06-0025-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.006

開放科學（資源服務）標識碼（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）起源于中國，在距今6 000～7 000年前的新石器時代中早期完成馴化，成為農耕文明的主栽作物［1-4］，直到解放初期，中國谷子種植面積約1 000萬hm2，在北方是三大主糧作物之一。中國的谷子種植方式以農戶零散種植為主［5-8］，近年來由于谷子輕簡化生產技術突破，規?；a趨勢顯著。不同區域、不同品種生產要素投入差距較大，綜合效益較低［9］，隨著大宗作物產量和綜合效益的提高，谷子的種植面積逐漸減少，截至2020年，我國谷子種植面積90.6萬hm2［10-11］。谷子屬于市場化作物，市場價格受供求影響較大，當前科研單位已經培育出了適宜產業化開發的谷子新品種，部分品種已在生產中投入使用，但生產表現各異，產量、品質不穩定，生產效益差別較大，農戶對選擇新品種盲目性較大，影響了谷子生產綜合效益的提高。針對生產和農戶選擇品種需求，對適宜產業化開發和輕簡化生產的谷子新品種進行綜合效益評價尤為必要。鑒于此，筆者以國家谷子高粱產業技術體系“十三五”重大研發成果冀谷39及其輕簡高效生產技術為研究對象，從科學可行性、技術可行性、經濟可行性以及可能產生的經濟效益、社會效益和生態效益進行綜合評價，為農戶技術采用、推廣提供決策依據，對于谷子產業高質量發展，促進農民增收、企業增效以及促進鄉村振興具有重要意義。

1 谷子新品種冀谷39及其配套技術概述

1.1 谷子新品種冀谷39

冀谷39是“十三五”時期國家谷子高粱產業技術體系重點任務研發的優質抗除草劑中矮稈適宜產業化開發谷子新品種，是河北省農林科學院谷子研究所采用抗除草劑專利技術培育的新品種。適宜產業化開發的谷子新品種是具有優質、抗除草劑、中矮稈、適宜主食加工特點的谷子品種。其中“優質”指脫殼后的小米商品性、適口性兼優，通常在中國作物學會粟類作物專業委員會舉辦的“優質食用粟”鑒評中獲得一級優質米稱號；“抗除草劑”是抗烯禾啶除草劑或其他類型除草劑的谷子品種；“中矮稈”則是要求夏谷區谷子株高120 cm以下，春谷區谷子株高140 cm以下，適宜機械化收獲；“適宜主食加工”的谷子特點是低脂肪、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、咪唑啉酮類除草劑的雙抗除草劑品種，株高120 cm，脂肪含量2.9%，淀粉含量67.13%，第十二屆“優質食用粟”鑒評“一級優質米”，符合產業化開發的谷子新品種要求。

冀谷39實現了我國夏谷品種的三大突破：一是商品性、適口性均好，夏播品種由于生育期短，商品性較春播品種有一定差距，冀谷39小米商品性和春谷優質品種相當；二是廣適性突破，原先夏播品種光溫敏感、廣適性差，夏谷品種在北京以北地區不能正常成熟，而冀谷39突破了這一局限，在遼寧、吉林、內蒙古等部分地區種植均能正常成熟；三是出米率提升明顯，夏谷品種千粒重較春谷品種小，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，和春谷品種相當，目前冀谷39在小米集散地受到糧商的歡迎，在河北部分地區已形成訂單生產，且多是6.67 hm2以上的種植大戶，約占50%。全國農技推廣中心統計數據顯示，2017年冀谷39推廣2萬 hm2，2018年推廣2.4萬 hm2，2019年推廣4.8萬 hm2，2020年推廣5.8萬 hm2，2021年調研數據顯示推廣面積超過6.7萬 hm2，總體呈現增加趨勢。該品種適宜在河北、河南、山東、山西南部、新疆南疆夏谷區及北京、河北東部、山西中部、遼寧沈陽以南、吉林大部分平原區、新疆昌吉州以南春谷區種植，尤其在地勢平坦的地區，可實現機械噴藥、機械中耕、機械收獲的全程機械化生產。

1.2 冀谷39配套技術

冀谷39為兼抗烯禾啶、咪唑啉酮類除草劑雙抗除草劑品種，其配套輕簡高效生產技術主要內容為：以冀谷39化學除草、化學間苗為核心技術，配套谷子精量播種機、聯合收獲機，實現谷子全程輕簡化生產。在抗除草劑品種的同時，培育不抗除草姊妹系，根據不同區域密度要求，采取不同混配比例種子，通過噴施除草劑達到間苗和除草的效果。冀谷39春播谷田采用“雙抗姊妹系+抗咪唑啉酮（咪唑乙煙酸或甲氧咪草煙）姊妹系”，種子比例為2∶1。雜草2～4葉期，用12.5%烯禾啶1 500 mL/hm2和20%氯氟吡氧乙酸異辛酯1 200 mL/hm2、對水300～450 kg/hm2，均勻噴施。夏播谷田采用“雙抗姊妹系+抗烯禾啶姊妹系”，種子比例為2∶1。雜草2～3葉期，用咪唑啉酮類除草劑（5%咪唑乙煙酸1 000～2 250 mL/hm2或4%甲氧咪草煙水劑1 050～1 200 mL/hm2），也可采用烯禾啶和咪唑乙煙酸或甲氧咪草煙除草劑聯合，（混合噴施12.5％烯禾啶1 050 mL+4%甲氧咪草煙水劑900 mL或5%咪唑乙煙酸1 500 mL），對水450～750 kg/hm2。噴施除草劑后5～10 d雜草和部分谷苗逐漸死亡。春播出苗不足的地塊，不使用烯禾啶除草劑，噴施咪唑乙煙酸或甲氧咪草煙進行除草。夏播出苗不足的地塊，使用咪唑乙煙酸或甲氧咪草煙除草劑，噴施烯禾啶和氯氟吡氧乙酸異辛酯進行除草［12］。

2 冀谷39及其配套技術的綜合評價

2.1 冀谷39及其配套技術的前期研究基礎

冀谷39推廣示范已有5年以上，在2018—2019年期間，團隊采用密切值方法對河北省新型經營主體種植冀谷39的綜合效益開展評價，根據河北省區域生態環境特點，將種植區域劃分成五大類型，即太行山區、太行山前平原區、低平原區、濱海平原區、燕山山前平原區，同時對河北省25個縣的65個種植冀谷39的新型經營主體開展調查。根據密切值模型指標要求和冀谷39實際種植情況，建立了冀谷39綜合效益評價指標體系。根據密切值模型公式［13-17］，采用Execl軟件計算了2018和2019年的各區域的作物密切值。結果顯示，2018和2019年5個區域的冀谷39密切值均較小，冀谷39在華北地區具有絕對的種植優勢。調研結果表明，與其他作物的經濟效益相比，各區域冀谷39經濟效益最高，在12 000元/hm2以上［18］。為了進一步給農戶提供冀谷39及其配套技術的采用、推廣提供科學依據，采用STEM系統評價其綜合效益。

2.2 STEM系統評價方法及指標

根據冀谷39及其配套輕簡高效生產技術特點，通過組織研討會，征求專家、企業、經營主體等多方的意見，構建了STEM系統評價方法，即科學可行性、技術可行性、經濟可行性、模式可行性4個一級指標（表1）和17個二級指標評價系統（表2），該評價系統根據各指標得分，計算最終得分，評價結果分為不可行、完善后可行、基本可行、可行4檔（表1）。按照評價指標得分＜60%，為不可行；60%≤評價指標得分≤69%，為完善后基本可行；70%≤評價指標得分≤79%，為基本可行，80%≤評價指標得分，為可行的標準進行對比。指標體系解釋如下：

A科學可行性：主要評價主體技術是否符合科學原理和科學規律，經過了科學試驗方法的驗證，得到科技管理部門和專家的認可。下設5個二級指標。

B技術可行性：主要評價主體技術是否在生產進行了生產性示范，取得了較好的示范效果，并得到技術用戶和農業生產部門的認可和支持。下設5個二級指標。

C經濟可行性：主要評價主體技術是與當地原有種植結構或技術模式相比，是否能夠實現增糧、增收的技術效果，并具有較好的生態效益。下設5個二級指標。

D模式可行性：主要評價主體技術是否得到推薦使用該技術的經營主體和當地產業部門的認可，有較好的適應性和推廣前景。下設2個二級指標。

3 冀谷39以及配套技術的結果分析

針對評價指標需求，設計調查問卷，通過專家訪談、研討、典型和實地調查的方式，在河北省、山東省、河南省開展了冀谷39及其輕簡高效生產技術專項調研，共調查涉及新型經營主體48家、咨詢專家21人、咨詢農民35人次。經過數據匯總，分別對冀谷39及其輕簡高效生產技術進行科學可行性、技術可行性、經濟可行性、模式可行性分析，結果如下：

3.1 科學可行性

3.1.1 推廣年限。

2017年以前國家對谷子高粱等作物實行品種鑒定制度，2017年以后國家對小作物品種實行品種登記制度，谷子成為登記制度的第一批作物。雖然冀谷39是2018年2月登記，但是已于2017年開始大面積推廣。全國農技推廣中心數據顯示冀谷39在2017年推廣2.0萬 hm2，2018年推廣2.4萬 hm2，2019年推廣4.8萬 hm2，2020年推廣5.8萬 hm2，2021年調研顯示超過6.7萬 hm2，至2021年冀谷39已推廣種植5年。本項指標積4分。

3.1.2 獲得項目支持。

2018年河北省農林科學院谷子研究所申報河北省成果轉化資金項目，優質抗除草劑谷子新品種冀谷39及其配套技術的中試與示范（18826307D），獲得30萬元資金支持，合作單位為河北東昌種業有限公司，2020年5月順利驗收。本項指標積3分。

3.1.3 獲得知識產權數量情況。2017年7月冀谷39申請國家登記，2018年2月獲得證書，2019年12月19日獲得品種權證書（CNA20161156.8），同時冀谷39是兼抗兩種除草劑的新品種，2020年6月28日由河北省農林科學院谷子研究所完成的省地方標準“兼抗兩種除草劑谷子生產技術規程（DB13/T 5205—2020）”發布。2019年4月16日獲得“兼抗拿捕凈、咪唑啉酮類除草劑谷子品種選育及栽培方法（ZL201610879314.2）”發明專利。綜合上述情況，第3、4項指標積6分。

3.1.4 獲各級獎勵。

與冀谷39相同的雙抗除草劑、優質谷子新品種冀谷34獲得河北省山區創業二等獎。綜合考慮2個品種的特點和相似程度，該項指標積2分。

3.2 技術可行性

（1）示范規模。

2017—2021年冀谷39在武安市示范4 533 hm2，在景縣、阜城示范1 000 hm2，在威縣、廣宗、南宮等縣市示范1 200 hm2，在黃驊示范266.7 hm2，因此在邯鄲、邢臺、衡水、滄州累計示范6 999.7 hm2。該項指標積8分。

（2）用戶認可度。

通過對2018、2019、2021年的118個種植戶的調查發現，83%的種植戶認為冀谷39及其輕簡高效生產技術比其他谷子品種效益好，認可度較高。該項指標積8分。

（3）組織召開現場觀摩會情況。

2017—2021年共組織與冀谷39及其輕簡高效生產技術相關的現場觀摩會21場次，其中省級及以上8場，市級12場，縣級1場（表3）。該項指標積8分。

（4）列為主推技術或者列入各級推廣轉化計劃。

2018—2021年，冀谷39連續4年被河北省農業農村廳列為主推品種。同時連續3年被邯鄲市列為主要谷子種植品種，被阜城縣、武安市、景縣等10余個縣市列入主要種植品種。該項指標積4分。

3.3 經濟可行性

3.3.1 增糧效果。

冀谷39及其輕簡高效生產技術與當地原有谷子種植技術模式相比，一個技術實施周期內，單位面積增糧比率為增糧效果。2021年對河北省、山東省、河南省48個冀谷39種植大戶開展調研，結果顯示（表4）冀谷39及其輕簡高效生產技術模式的產量5 205.75 kg/hm2，比當地原有谷子種植模式產量4 255.50 kg/hm2，增產950.25 kg/hm2，增長22.3%。該項指標積4分。

3.3.2 增收效果。

冀谷39及其輕簡高效生產技術與當地原有種植技術模式相比，一個技術實施周期內，單位面積增收率為增收效果。對48個冀谷39種植大戶進行調研，結果顯示冀谷39及其輕簡高效生產技術模式的產值25 839元/hm2，比當地原有谷子種植模式產值20 259元/hm2，增收5 580元/hm2，增長27.5%（表4）。該項指標積4分。

3.3.3 比較效益。

冀谷39及其輕簡高效生產技術與玉米相比，一個技術實施周期內，單位面積增收率。對48個冀谷39種植大戶與當地玉米調研結果分析，結果顯示冀谷39及其輕簡高效生產技術模式產值25 839.0元/hm2，比玉米種植產值（19 342.5元/hm2）增收6 496.5元/hm2，增長33.6%（表5）。該項指標積6分。

3.3.4 節水效果。

冀谷39及其輕簡高效生產技術與玉米相比，單位耕地面積節約水資源率。從蒸騰效率來看，谷子比玉米抗旱，但是在實際生產中，為了保障產量，有水澆條件的地區基本上谷子和玉米澆水是一致的。調研的48個冀谷39種植大戶中平均澆水次數0.72次，玉米生育期平均澆水0.97次，冀谷39及其輕簡高效生產技術比玉米少0.25次，按照每次澆水量750 m3/hm2計算，可節約水資源360 m3/hm2，節水率25.8%。該項指標積4分。

3.3.5 節肥效果。

冀谷39及其輕簡高效生產技術與玉米相比，單位面積節肥比率。對48個冀谷39種植大戶與當地玉米調研結果分析，結果顯示冀谷39種植大戶復合肥使用546.15 kg/hm2，比玉米656.70 kg/hm2少使用110.55 kg/hm2，節肥16.8%（表5）。該項指標積6分。

3.4 模式可行性指標分析

3.4.1 推薦使用技術用戶的認可度。

2018—2021年間連續4年通過調研、訪談、研討、咨詢等形式開展技術推薦，共向332人推薦冀谷39及其配套技術。結果顯示，273人認可冀谷39及其配套技術，認可度達82.2%，按照指標評判標準，綜合考慮冀谷39品種特點以及在生產中的反響。本項指標積9分。

3.4.2 當地產業部門認可度。

2021年度通過微信小程序開展農業主管部門對冀谷39及其配套技術的認可度調研，結果顯示全部認可，認可理由設置了4個問題，分別是增產效果、簡單實用、節省用工、其他，采取多選制。經過統計，選擇增產效果的占55.6%，選擇簡單實用是66.7%，選擇節省用工77.8%。本項指標積10分。

3.5 評價結果

根據每一級評價指標的分析，對照目標值計算冀谷39及其配套技術的分值，評價結果1為不可行；2為完善后基本可行；3為基本可行；4為可行。由表6可知，以冀谷39為主體配套輕簡高效生產技術的模式綜合得分86分，見表6。其中科學可行性得分15分，占比75.0%，處于基本可行階段；技術可行性得分28分，占比93.3%，處于可行階段；經濟可行性得分24分，占比80.0%，處于可行階段；模式可行性得分19分，占比95.0%，處于可行階段。對比評價結果顯示，以冀谷39為主體的輕簡高效生產技術模式得分86分，占比85.0%，總體模式推廣可行。

4 冀谷39及其配套技術的優勢與應用建議

通過采用科學可行性、技術可行性、經濟可行性、模式可行性的系統評價方法，評價冀谷39及其輕簡高效生產技術模式可行性，結果顯示以冀谷39為主體的輕簡高效生產技術模式得86分，模式推廣可行；冀谷39比玉米、其他谷子品種及其他作物的綜合效益高1.2萬元/hm2以上。另外在冀谷39及其輕簡高效生產技術模式經濟效益較對照谷子種植模式經濟效益增收5 580元/hm2，較玉米增收6 496.5元/hm2；為社會增產谷子950.25 kg/hm2。此外，冀谷39種植模式在節省人工、管理簡單等方面受到種植者認可，全國農技推廣中心數據顯示，自2017年以來累計推廣20多萬 hm2；從調查的冀谷39種植結果可以看出，冀谷39節水、節肥效果突出，可節約水資源360 m3/hm2，節水率25.8%，冀谷39比玉米復合肥使用量減少110.55 kg/hm2，節約16.8%，谷子可作為河北省休耕區種植業結構調整的重要作物。

冀谷39及其輕簡高效機械化生產技術模式STEM系統評價結果為谷子種植戶選擇品種、促進鄉村振興，華北地下水超采區替代耗水作物選擇提供了依據，由此提出以下建議：①建議以政府為主體，組織協調各地市推廣部門，結合種子、農機、土地流轉等多種補貼方式開展推廣工作，同時完善種植業結構調整，進一步促進冀谷39及其配套輕簡高效生產技術的推廣應用。②科研單位和種業公司成立科技服務隊，針對推廣過程中出現的品種選擇、播種技術、病蟲害防治技術、聯合收獲技術等問題，第一時間給予技術指導。對于冀谷39在不同地區表現出不同的問題，科研單位要不斷加強技術優化，使新品種推廣到更多的地區。③各新型經營主體及農戶及時通過電話、微信等方式與政府、科研單位聯系，把生產中出現的問題反映給政府和科研單位，及時規避風險，降低農業生產損失。

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