引言
冀东地区属暖温带半湿润大陆性季风气候,年降水量 500-700毫米,但季节分布不均,7-8月降水量占全年60%以上,春季干旱频繁。 土壤以棕壤和褐土为主,部分地区存在盐碱化问题。作为河北省粮食生产的重要区域,冀东地区在保障区域粮食安全中 发挥着关键作用 。然而,该地区农业生产面临资源与环境双重约束:一方面,水资源短缺日益严重,地下水超采问题突出;另一方面,长期连作导致耕地质量下降、病虫害加重, 制约 了 农业 的 可持续发展。
在此背景下,开展冀东地区粮食作物种植模式优化研究,具有重要的理论价值与实践意义。从理论层面看,本研究通过集成作物生态学、耕作学与农业经济学等多学科视角,构建粮食作物种植模式综合评价体系,可丰富区域农业可持续发展理论。从实践层面看,研究冀东地区种植模式优化路径,有利于缓解资源压力、提升耕地质量、稳定粮食产量,为区域农业结构调整提供技术支撑。 此外 ,本研究也与京津冀协同发展战略中农业板块的深化要求相呼应,通过优化种植模式推动区域农业绿色高质量发展,为实现乡村振兴与农业现代化目标提供实践参考。
一、 文献 综述
华北平原作为中国重要的粮食生产基地,其种植模式演变历来备受学者关注。冀东地区作为华北平原的东北部组成部分,在地理位置上衔接京津与东北地区,具有独特的农业生态条件和生产传统。河北省农林科学院相关研究团队长期致力于该地区耕作制度研究,杨金深等( 2000)对河北省1949-1998年种植制度的演变进行了系统分析 [1] 。近年来,随着水资源短缺与耕地质量下降问题日益凸显,冀东地区传统 “小麦-玉米”两熟制面临严峻挑战,种植模式 的 转型与优化成为学界研究热点。
在种植模式评价方法方面,密切值模型作为一种多指标综合评价工具,近年来在农业系统分析中得到广泛应用。安亚明等学者( 2025)利用该模型对谷子简化栽培品种的综合效益进行了评价,为粮食作物种植模式的优化选择提供了科学方法 [2] 。与此同时,河北省农业农村厅近年来连续发布夏玉米、夏大豆等作物的生产技术指导意见,为区域种植模式的技术集成提供了政策依据 [3] 。这些研究与实践为本文深入分析冀东地区粮食作物种植模式奠定了坚实基础。
二 、冀东地区主要粮食作物种植模式分析
(一)小麦 -玉米两熟制模式
小麦 -玉米两熟制是冀东地区最主要的种植模式,该模式通过小麦与玉米的接茬种植,实现了一年两熟,显著提高了土地产出率。然而,该模式长期依赖“小麦季浅旋耕+夏玉米季免耕”的单一耕作方式,导致耕层变浅、犁底层加厚、土壤容重增加,进而引发一系列土壤理化性质恶化问题 [4] 。针对这一问题,河北省农林科学院粮油作物研究所耕作栽培创新团队基于 “以耕促产”的理念,研究了冬小麦播前深松耕作对密植夏玉米群体的影响。研究结果表明,与传统耕作(CT)相比,深松耕作(SS)处理显著改善了土壤物理性状,包括降低耕层土壤容重、提高土壤含水量。这种土壤改良效应明显促进了玉米根系在0-40cm土层的空间分布,显著提高了花后根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,同时使根系丙二醛(MDA)含量降低 [4] 。更为重要的是, SS处理还显著延缓了花后冠层叶片叶绿素衰减速率并增加光合同化物的积累,从而有效缓解了高密度种植条件下的玉米粒位效应,提高了弱势粒的灌浆充实度,最终实现产量提升。
这一研究为解决冀东地区小麦 -玉米两熟制下土壤退化问题提供了技术方向。通过推行“冬小麦播前深松旋耕+夏玉米季免耕”的新型耕作模式,可以在保持两熟制高产出的同时,改善耕地质量,实现生产与生态的协调发展。
(二)夏玉米单作高产模式
在冀东地区水资源特别紧张的区域,为减少农业用水,实行耕地休养和种植制度调整,部分农田由小麦 -玉米两熟制改为夏玉米单作模式,形成了一年一熟制 [5] 。这一调整虽然降低了年度总产,但显著缓解了春季农业用水压力,为地下水超采治理提供了有效途径。
在夏玉米单作模式下,合理增加种植密度成为提高单产的重要措施。河北省农业农村厅发布的《 2025年夏玉米生产技术指导意见》指出,适当增加播种密度可提高产量,建议普通粒用玉米一般大田在4500株/亩左右,密植滴灌地块5000株/亩左右,高产攻关田5500株/亩左右 ( 1公顷=15亩 ) 。然而,生产实践表明,当种植密度超过适宜阈值时,往往会导致夏玉米生育后期出现叶片早衰、光合效率下降等现象,特别是明显影响弱势粒的灌浆充实。为克服高密度种植带来的负面效应,冀东地区推广了以精细播种、精准肥水和化控抗倒为核心的夏玉米高产栽培技术。在播种环节,大力推广机械化精量播种技术,提高幼苗的田间均匀度和出苗整齐度;在肥水管理方面,推行氮肥后移技术,将 30%的氮肥和全部磷钾肥在播种时施入,60%的氮肥在大喇叭口期施入,10%的氮肥在花粒期施入;在植株调控方面,对于高肥水、高密度、长势旺的高产田,在玉米6-8片展开叶时喷施化控剂,控制植株高度,促进茎秆健壮。