Optimal Layout of Planting Industry Based on Cultivated Land Quality and Comparative Advantage of Crops: A Case Study of Wuxiang County, Shanxi Province

Guo Jiajun, Li Qian

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Journal of Agriculture ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (11) : 118-124. DOI: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0074

Optimal Layout of Planting Industry Based on Cultivated Land Quality and Comparative Advantage of Crops: A Case Study of Wuxiang County, Shanxi Province

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Abstract

To continuously build the internal quality of cultivated land, improve its comprehensive production capacity, explore the productive potential and the yield increasing potential of crops, and provide reference for the structural adjustment of planting industry, this paper took Wuxiang County of Shanxi Province as an example to optimize the layout of planting industry. Firstly, the distribution of cultivated land quality in Wuxiang County was analyzed, including the general situation of cultivated land resources, the quality grade of cultivated land and the topographic condition in each township. Then the change of the year-on-year growth of crop yield per unit area in Wuxiang County from 2015 to 2019 was examined. The comprehensive comparative advantage index method was used to calculate and study the production scale advantage index, production efficiency advantage index and comprehensive comparative advantage index of millet, corn, sorghum, soybean, potato, vegetable, oil plants, medicinal materials, jujube, watermelon, walnut and apricot in comparison with same crops in other parts of China. Finally, by making full use of the production conditions of cultivated land quality in different regions of Wuxiang County and the calculation results of the comparative advantage of millet, corn, sorghum, potato, medicinal materials, apricot and walnut in the whole country, the layout strategy was adjusted. Three major planting industry layouts were worked out for Wuxiang County, namely, “the efficient and comprehensive cluster area, the characteristic and quality demonstration area and the development and protection area”, thus to establish the high quality and high efficiency planting industry base and cluster. By transforming the advantage of cultivated land quality and the comparative advantage of crops into economic advantage, the optimum planting pattern of “expanding the scale advantage, ensuring the yield advantage and strengthening the quality advantage” was constructed to improve the grain yield, highlight the characteristic varieties, and increase the agricultural income.

Key words

Cultivated Land Quality / Comparative Advantage / Planting Industry / Crops / Layout Optimization

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Guo Jiajun , Li Qian. Optimal Layout of Planting Industry Based on Cultivated Land Quality and Comparative Advantage of Crops: A Case Study of Wuxiang County, Shanxi Province. Journal of Agriculture. 2021, 11(11): 118-124 https://doi.org/10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0074

0 引言

2021年中央一号文件提出“全面推进乡村振兴,使粮食和重要农产品供应保障更加有力,显著优化农业生产结构与区域布局,提高农业质量效益及竞争力,基本实现农业现代化”。自农业部2013年印发《特色农产品区域布局规划(2013—2020年)》以来,根据农作物比较优势进行区域布局成为优化农业生产结构、提升农产品产量及经济效益的途径之一,王晶等[1]以阿克苏区域的种植业及林果业为例,考察多种作物的动态比较优势,为该区市县的农业产业布局调控提供依据;胡赛等[2]根据伊宁县农业主导产业优势,运用空间分析将其划分为3大农业种植功能区;陈其兵等[3]利用比较优势原则合理安排武威市农业布局,以提升资源配置效率;张有望等[4]探究并计算中三角地带主要农作物水稻、柑橘及油菜的比较优势指数,建造优势互补型格局;朱大威等[5]通过研究江苏省蔬菜生产比较优势的空间差异性和多年演变规律,重点布局规模化徐州市蔬菜产区。至此,学者们对于县域农作物比较优势分析较少,且从未与当地耕地质量结合考虑进行布局分区,因此,从耕地质量等级与农作物比较优势相结合的角度研究布局,提高资源配置效率,加快实现产业布局优化,对提升种植业产业产量与产值而言有一定的创新和实践意义。
本文以山西省武乡县为研究对象,明确耕地利用优先序,按照比较优势原则,进一步激活各生产要素集成功能,促进农业生产要素向高质量耕地所在区域倾斜配置,优化打造区域化生产种植格局,从而实现区域种植业增产增效和耕地利用效率最大化。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

武乡县位于太行山区西麓,山西省东南部,长治市最北端,绵亘在太行、太岳山之间,构成两边高、中间低的马鞍形地势。武乡县属温带大陆性气候,一年四季分明,年平均无霜期约150天,年降雨量分布不平衡,西边较多而东边较少。武乡县辖9乡5镇,拥有远近闻名的种植历史,是以杂粮生产为主导的传统种植大县,农作物播种面积约30011 hm2,主要农作物为玉米、谷子、高粱、大豆、马铃薯等,特色农作物为药材、梅杏、核桃等。

1.2 数据来源

研究数据主要来源于县域实地调研、2020年《中国农村统计年鉴》、2016—2020年《长治市统计年鉴》和《武乡县耕地质量等级评价报告》。

2 耕地质量分布

2.1 耕地资源总体概况

武乡县属于黄土高原—晋东豫西丘陵山地农林牧区,县内峰峦跌宕,沟谷交错。全县土地面积共161449.84 hm2,耕地面积为39958.48 hm2,其中旱地分布最广,面积占比99.92%,水浇地面积占比0.08%。武乡县地形复杂,地形部位主要有黄土梁、黄土坪、黄土塬、河谷平原、丘陵、低山和中山等,其中黄土梁、黄土坪、黄土塬分布最广,见图1所示。武乡县县域内各农业片区生态环境条件、作物分布和耕作制度呈现明显的地域性差异。
图1 武乡县耕地地形部位分布

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2.2 耕地资源质量分布

武乡县耕地质量等级分为4等地至8等地,其中6等地和7等地分布较多,见图2所示。由于武乡县部分地区耕地质量与高产高效的要求不匹配,导致土壤肥力下降,农产品品质降低;部分地块支离破碎,小而不平,机械化耕作条件难度较大,在耕作上大多管理粗放,农田生态脆弱,很大程度上制约了耕地的产出水平和资源使用效率。
图2 武乡县耕地质量等级分布

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2.3 各乡镇耕地地形及质量分布状况

武乡县各乡镇平均耕地质量等级见表1所示,平均耕地质量等级为5.11~5.97等地、6.00~6.47等地、6.60~6.94等地的乡镇耕地质量等级及地形分布分别见图3、4、5所示。综合而言,武乡县平均耕地质量较高的乡镇主要以河谷平原与黄土坪、黄土塬、黄土梁为主,平均耕地质量处于中等水平的乡镇各等级耕地均有分布且地形多样,平均耕地质量较低的乡镇低山和中山地形分布较广。此外,4等地主要位于河谷平原,8等地主要位于中山地区,据此进行种植业产业布局规划,更利于深层次匹配耕地资源优势,提升资源利用效率。
表1 武乡县各乡镇平均耕地质量等级分布
乡镇 韩北乡 涌泉乡 故城镇 故县乡 丰州镇 监漳镇 蟠龙镇 墨镫乡 石北乡 大有乡 上司乡 洪水镇 贾豁乡 分水岭乡
平均耕地质量等级 5.11 5.55 5.69 5.97 6.00 6.07 6.22 6.45 6.47 6.47 6.60 6.68 6.86 6.94
图3 武乡县乡镇耕地质量等级及地形分布

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图4 武乡县乡镇耕地质量等级及地形分布

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图5 武乡县乡镇耕地质量等级及地形分布

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3 农作物单产变化情况及比较优势分析

3.1 农作物单产变化情况

2016—2019年,武乡县农业总产值同比增长幅度呈下降趋向,2019年同比减少25.10%;武乡县粮食作物单产与蔬菜及食用菌单产同比增长幅度也呈现出大幅度下降趋势,经济作物、瓜果类单产有所减少,药材单产增长幅度大幅减弱,见表2所示。由此可见,由于山峦起伏、地形复杂,干旱胁迫严重且缺乏灌溉设施,武乡县大部分地区依旧靠天吃饭,农村基础设施不健全,农业生产水平偏低,耕地生产能力较弱,使得农作物产量受到不同程度的影响,农产品产量的增加很大程度还在依赖播种面积的扩大。
表2 武乡县农业总产值及主要农作物单产同比增长幅度 %
农业总产值
同比增长幅度
粮食作物单产
同比增长幅度
经济作物单产
同比增长幅度
蔬菜及食用菌单产
同比增长幅度
瓜果类单产
同比增长幅度
药材单产
同比增长幅度
2016年 4.00 3.23 10.18 0.61 -5.93 20.95
2017年 -6.36 4.80 -0.99 6.61 13.70 -36.07
2018年 -10.23 -8.94 5.60 -21.05 7.89 266.28
2019年 -25.10 -36.33 -26.33 -9.04 -35.23 19.84

3.2 主要农作物比较优势分析

采用综合比较优势指数法,计算2015—2019年武乡县主要农作物生产规模优势指数、生产效率优势指数和综合比较优势指数,为武乡县种植业提供更具说服力及参考意义的结构调整依据。
3.2.1 生产规模优势指数分析 相较于全国而言,2015—2019年武乡县大豆、蔬菜、油料、药材、枣、西瓜规模优势指数均低于1,不具备规模优势;玉米、高粱、马铃薯、核桃规模优势指数均大于1,规模优势较为明显,此外,武乡县2019年谷子规模优势指数高达40.71,杏规模优势指数高达125.55,表现为强规模优势,见表3所示。
表3 2015—2019年武乡县主要农作物生产规模优势指数
2015年 2016年 2017年 2018年 2019年
谷子 38.09 37.53 38.84 44.85 40.71
高粱 8.97 7.78 9.63 7.99 5.96
大豆 0.56 0.52 0.52 0.50 0.53
马铃薯 2.69 2.74 2.58 2.62 2.76
油料 0.20 0.24 0.21 0.21 0.20
170.45 158.61 158.41 111.10 125.55
0.07 0.04 0.04 0.01 0.04
核桃 4.38 4.56 4.55 1.69 2.12
玉米 2.22 2.21 2.21 2.32 2.26
蔬菜 0.31 0.31 0.31 0.17 0.15
西瓜 0.74 0.98 0.98 0.42 0.29
药材 0.27 0.29 0.29 0.36 0.45
3.2.2 生产效率优势指数分析 相较于全国而言,2015—2019年武乡县玉米、蔬菜、油料、杏、西瓜、核桃效率优势指数均大于或接近于1,生产具有效率优势;谷子、高粱、大豆效率优势指数均大于1,马铃薯、药材和枣生产效率优势指数较大,处于高优势水平,见表4所示。
表4 2015—2019年武乡县主要农作物生产效率优势指数
2015年 2016年 2017年 2018年 2019年
谷子 2.32 2.03 2.00 1.90 1.85
高粱 1.33 1.48 1.53 1.78 1.11
大豆 1.56 1.60 1.50 1.46 1.49
马铃薯 0.90 4.15 4.28 4.38 1.40
油料 0.87 0.87 1.01 0.80 0.92
0.81 1.23 1.42 0.76 1.64
2.64 3.54 4.07 8.16 2.50
核桃 0.49 0.92 1.10 0.79 2.13
玉米 1.59 1.61 1.64 1.81 1.80
蔬菜 1.34 1.30 1.35 1.29 1.86
西瓜 1.23 1.15 1.35 1.86 1.74
药材 1.46 1.68 2.01 7.94 18.10
3.2.3 综合比较优势指数分析 综合而言,2015—2019年武乡县油料、枣、蔬菜、大豆、西瓜在全国范围内不具有比较优势,由于其均具有生产效率优势,应作为产业布局调整的重点所在;谷子、玉米、高粱、马铃薯、药材、杏、核桃在全国范围内具有综合比较优势,其中杏和谷子最为明显,可利用产业布局优化进一步提高其综合比较优势水平,见表5所示。
表5 2015—2019年武乡县主要农作物综合比较优势指数
2015年 2016年 2017年 2018年 2019年
谷子 9.39 8.72 8.81 9.23 8.67
高粱 3.46 3.39 3.83 3.78 2.57
大豆 0.94 0.92 0.88 0.86 0.89
马铃薯 1.56 3.37 3.32 3.38 1.96
油料 0.42 0.45 0.47 0.41 0.43
11.76 13.96 14.98 9.18 14.33
0.43 0.38 0.40 0.31 0.30
核桃 1.47 2.05 2.23 1.15 2.13
玉米 1.88 1.89 1.91 2.05 2.01
蔬菜 0.65 0.64 0.65 0.47 0.52
西瓜 0.96 1.06 1.15 0.88 0.71
药材 0.63 0.70 0.76 1.70 2.84
综上所述,武乡县需稳定和适度扩大具备比较优势的农作物谷子、玉米、高粱、马铃薯、药材、杏、核桃的生产,对于处于劣势中的农作物油料、枣、蔬菜、大豆、西瓜,应协调扩大种植规模,积极开辟新的适宜种植区域,利用土地流转扩展生产规模[6],开拓新的销售市场,使其向具备比较优势的农作物转变。对具备规模优势但效率优势稍低的农作物玉米、蔬菜、油料、杏、西瓜、核桃,通过研发、改进、推广先进实用的高产、高效技术来增加单产[7],使其逐步向强生产效率优势作物转变。

4 种植业产业布局优化

基于耕地质量与农作物比较优势,在保障粮食生产安全的基础上,合理配置农作物分布面积,优化耕地资源配置比例,科学布局生产,最大限度地、持久地发掘耕地生产潜力,提倡“集约配置平川地、改良培优中低产田地、规划发展中低山地”[8],突破现有生产格局,规划武乡县“高效综合集群区、特色增质示范区、开发保护并重区”3大种植业产业布局,见表6所示,从而推动特色农业、精品农业、高端农业逐步扩展。
表6 武乡县种植业优化布局内容
布局分区 耕地质量等级 地形部位 分布片区 主要农作物
高效综合
集群区
4等地为核心,
5等地为扩散区域
河谷平原、黄土坪、
黄土塬、黄土梁
故县乡、涌泉乡和故城镇南部、丰州镇北部、监漳镇东部、
韩北乡西北部、蟠龙镇西南部、洪水镇中部等地区
谷子、玉米、高粱、
马铃薯、蔬菜瓜果
特色增质
示范区
6等地为聚集地,
7等地为扩散区域
黄土坪、黄土塬、
黄土梁、丘陵、
低山、中山
涌泉乡、故县乡、丰州镇、监漳镇、蟠龙镇、
大有乡、洪水镇、上司乡、墨镫乡、贾豁乡、
中部及大部分地区、故城镇南部、石北乡北部等地区
药材、油料、
核桃、梅杏
开发保护
并重区
8等地区域 低山、中山 丰州镇、分水岭乡以及贾豁乡南部、洪水镇西部等地区 梅杏、核桃

4.1 高效综合集群区

高效综合集群区海拔低,地势平坦,土壤养分足,光照效果好,灌溉保证率高,园田化水平高,交通便利。通过步扩大水浇地面积,大力发展高产高效粮田,增加土壤养分和微生物含量[9],建设更大面积的高标准农田;对中低产田进行长期改良培肥,改进实施粮与油轮作、玉米、大豆立体间套作等技术,稳步提高耕地产出能力。
高效综合集群区适种性广,是武乡县的粮菜瓜高产区,种植业发展要大力培育强比较优势农作物生产,延伸“粮一经、粮一菜、粮一瓜”面积,在集中复合型区域做好规划,创建农业高效、高质量转型发展的综合性产业集群[10]
4.1.1 发展以小米为主的杂粮产业集群 充分利用得天独厚的古贡米产区环境、优质的耕地质量、稀缺的弱碱性红铁土壤,重点扩大优质小米、玉米、高粱、大豆、马铃薯等杂粮由生产基地向生产、制种、繁育的综合性产业基地提升,建造一系列小米深加工产品研发、生产、上市的产业链雏形[11],将武乡县打造成为国内顶级小米核心产区。
4.1.2 发展蔬菜瓜果产业集群 主要以豆角、辣椒、西红柿、黄瓜、西葫芦、大葱等蔬菜品种及枣、西瓜等瓜果为主,加快品种更新,选育抗病、抗虫、抗逆的最新前沿品种[12],优化大田蔬菜品种,采取选育、引进相结合的形式,发展一批规模化蔬菜瓜果产销基地,以种源优势提升蔬菜瓜果品质及生产专业化水准。
4.1.3 发展农产品深精加工产业集群 以“企业(合作社)+基地(园区)+农户+市场+品牌”形式[13],扩展农产品深精加工综合型区域,重点打造小米可乐、黄梨银耳羹、杏汁山楂汁等特色饮品,支持武乡枣糕、灌肠干面饼、监漳手工挂面、蟠龙芝麻饧等糕点精细化生产[14],开发核桃粉、梅杏干、梨干、果脯系列产品,生产小米饼干、玉米糁、牡丹籽油、羊肚菌等功能食品,开发党参黄芪膏、保健醋、连翘药茶、苦荞茶、菊花茶等产品,使产业化水平持续升高。

4.2 特色增质示范区

特色增质示范区光热资源丰富,土地较肥沃,园田化水平、农业机械化程度因所处地形部位不同而不同。通过实施中低产田改良培优和生态农业建设工程,大力发展土壤修复保护与快速改良耕作技术[15],建立适合武乡县农业特点的耕地保育技术模式和平衡施肥技术[16],确保农产品产地安全,促进耕地生产效率提升。
特色增质示范区是武乡县的粮菜瓜中产区,种植业除稳定发展粮食作物外,需突出区域化特色,以提升特色农作物质量为主,创建一批高综合比较优势水平的优质特色产业基地。
4.2.1 建设发展一批优质中药材产业基地 围绕武乡县的苦参、板蓝根、黄岑、连翘、猪岺、柴胡等道地中药材品种,利用武乡县山大坡广、环境清洁、野生药材质地纯正等多个地域优势,发挥药材种植天然绿色无污染的优势[17],结合退耕还林中药材项目建设,示范推广玉米套种黄芩种植模式[18],建立规范化生产基地。
4.2.2 建设发展一批优质油料产业基地 重点扶持山西潞安智华农林科技有限公司[19]等企业发展压榨牡丹籽油,打造油用牡丹产业基地,积极探索与中粮集团、中储粮、九三粮油等国内大型粮油企业合作,拓宽销售渠道。
4.2.3 建设发展一批优质核桃、梅杏产业基地 在核桃、梅杏经济林产业发展中,根据不同地形重点推广应用林粮间作型、地埂经济型、生态经济型、密植丰产型模式[20],将太岳山前沿所覆盖的分水岭、石盘开发区和故城山地丘陵区作为干鲜果和生态林完全覆盖区,辐射带动各乡镇“一村一品”特色种植业产业化发展[21]

4.3 开发保护并重区

开发保护并重区地势较高,多为瘠薄性土地,保水保肥性较差,耕作困难,需进行山、水、田、林、路综合治理。通过实行分地块开发与保护工作,重点针对部分有生产潜力的地块,抓好灌溉配套设施的改造、节水浇灌、挖潜增灌[22],丘陵、中低山区广辟肥源,深耕保墒[23],轮作倒茬,粮草间作,增产增效;进行有机培肥,在种地、养地相结合的前提下,以技术措施提高产出水平,挖掘农作物潜在生产能力,规划适宜地区选用秸秆还田等合理的方式还田,加快对25°以上坡耕地的退耕还林、还草工程[24]
开发保护并重区种植业发展以开发栽种干果、坚果为主,大力发展杏树、核桃树等果树种植,通过采取高接换优、整型修枝、综合管护等方法措施[25],分批对老龄杏树和核桃树进行品种优化改造,提高梅杏、核桃的品质和效益;大搞植树造林,保持水土、维系水源,确保生态环境良好,发展形成具有武乡特色的低山干果经济林、丘陵优质梅杏生产带、远山生态林的梯次分布的生态保护系统。

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