改进的灌溉技术对印度马哈拉施特拉邦洋葱种植的潜力：一项关于生产力和采用驱动因素的研究

《Frontiers in Agronomy》：Potential of improved irrigation technologies for onion farming in Maharashtra, India: a study of productivity and adoption drivers

本研究在印度马哈拉施特拉邦戈德河流域对比了升高床滴灌（RBWD）与传统平床漫灌（FBWF）对洋葱生产的影响。发现RBWD节水24.52%-28.79%，增产13.70%-23.61%，商品葱比例提升，并降低单位成本。社会经济因素如收入、培训、土地规模显著影响技术采纳，主要障碍为初始投资高和技术需求。建议通过政策干预和强化推广服务促进RBWD应用。

　　印度洋葱种植业正面临一系列严峻的挑战，包括严重的水资源短缺、劳动力不足以及可持续农业实践的推广速度缓慢。这些问题共同加剧了该行业对气候变化和生产不确定性的脆弱性。本研究对一种先进的灌溉管理技术——抬高床与滴灌（RBWD）的有效性进行了深入评估，并探讨了影响其推广的经济社会因素。研究在马哈拉施特拉邦的戈德河流域进行，涵盖了2022–2023种植季节的480位农民，其中240位采用了RBWD技术，而另外240位则沿用传统的平床与漫灌（FBWF）方法。研究结果显示，RBWD技术的采用显著降低了灌溉用水量，分别在晚季雨季和雨季后节省了24.52%和28.79%的水资源，同时使洋葱的水生产率翻倍。此外，RBWD的实施还带来了洋葱球茎产量的显著提升，范围在13.70%到23.61%之间，并提高了球茎质量，特别是在可市场销售球茎的比例方面。然而，高昂的初始投资成本和技术操作所需的专门知识仍然是RBWD技术广泛应用的主要障碍。这些发现强调了通过政策干预和有针对性的推广服务来解决这些障碍的迫切需求。

洋葱作为一种重要的全球蔬菜作物，在印度的产量占全球总产量的约32.53%，是印度最大的洋葱生产国。尽管印度在洋葱生产方面占据重要地位，但该行业仍然面临着气候变异性、水资源短缺和病虫害等问题，这些因素威胁着洋葱生产的稳定性。马哈拉施特拉邦是印度洋葱生产的核心地区，贡献了全国洋葱产量的大约45%和全球产量的10%。由于该地区多样的农业气候条件，洋葱种植可以在三个主要季节进行——季风季、晚季风季和旱季。然而，该地区特别容易受到水资源短缺和气候不可预测性的影响。近年来，极端天气事件的频率显著增加，包括非季节性降雨和干旱，导致了诸如水浸、球茎腐烂和病害增多等不利条件。特别是在洋葱球茎形成和发育的关键生长阶段，水资源的短缺可能导致球茎较小、产量较低和品质下降。随着地下水位的下降以及工业和城市用水需求的增长，这一挑战进一步加剧。

戈德河流域位于马哈拉施特拉邦的农业生态区6，是该地区农业的重要组成部分。该流域面积约为71,500公顷，覆盖了 Pune 和 Ahmednagar 县的多个地区。农业生产力在该流域主要依赖于季风带来的水流量，而这些水流量在干旱时期显著减少。与此同时，工业和城市用水需求的增长，以及高耗水作物如甘蔗的种植加剧了水资源竞争，因此，采用更高效的水资源管理技术对于确保该地区的洋葱生产可持续性至关重要。

滴灌技术作为一种应对水资源短缺的可行解决方案，因其直接向植物根部供水，显著减少了蒸发和深层渗漏造成的水资源损失，而相较于传统的漫灌方法，这一技术在水的使用效率和作物产量方面表现优异。已有研究表明，滴灌可以减少用水量高达40%，同时提升水的利用效率和作物产量。除了节约用水，滴灌还能维持最佳的土壤湿度水平，降低水浸风险，并促进高效的水肥一体化，从而增强营养供应和作物产量。将滴灌技术与抬高床种植结合，有助于改善排水、防止水浸和优化土壤结构，带来包括增强土壤通气性、均匀的水分分布、改善根系发育以及减少土壤传播病害等一系列好处。

尽管滴灌技术具有显著的潜力，但在马哈拉施特拉邦的采用率仍然较低，仅覆盖了总可耕地面积的6.13%。以往的研究已经记录了多个影响滴灌技术采用的经济社会和制度因素，例如信息获取渠道、资金状况、土地持有面积、农业推广服务等。然而，高昂的初始成本和有限的信贷获取仍然是滴灌技术推广的主要障碍。此外，土地碎片化和灌溉水源的缺乏也对滴灌技术的采用构成挑战。尽管以往的研究主要关注滴灌技术的农业效益或其采用的社会经济限制，但本研究旨在填补这一空白，通过评估RBWD技术在洋葱种植中的农业和经济效益，以及分析影响其采用的农民个体因素，为提高RBWD的采用率和促进水资源高效利用提供依据。研究结果预期能够为政策制定者和农业推广机构提供参考，以增强RBWD技术的推广，推动可持续的洋葱生产。

本研究的实施地点位于马哈拉施特拉邦的戈德河流域，该流域是印度洋葱生产的重要区域之一。戈德河是比姆拉河的支流，覆盖面积约为71,500公顷，主要位于 Pune 和 Ahmednagar 县的 Ambegaon、Junnar、Shirur、Parner 和 Shrigonda 区块。该流域的年降雨量在900至1200毫米之间，而下游流域的年降雨量约为600至800毫米。农民在该地区主要依靠戈德河和地下水进行农业灌溉。研究选取了这些区域作为样本，因为它们是洋葱生产的重要基地。

戈德河流域的种植模式呈现出丰富的多样性，这种多样性源于地理条件、土壤类型、降雨量和灌溉水源的不同。在季风季节，常见的作物包括大豆、高粱、洋葱、花生和绿豆等。同时，该地区还适合种植需要灌溉的作物，如蔬菜、花卉和甘蔗。在灌溉项目实施的区域，甘蔗、洋葱和各种水果作物占据主导地位。然而，在缺乏替代灌溉水源的地区，农民通常种植高粱和绿豆等作物，这些作物的成功与否与降雨和土壤残留水分密切相关。这种种植模式与水资源的可用性、市场趋势以及农民与市场的距离密切相关。此外，该地区完善的奶牛业基础设施也推动了饲料作物的种植，以满足当地畜牧业的需求。

为了提高洋葱种植的水资源利用效率和生产力，本研究实施了一系列农业推广活动，包括培训项目、田间示范（OFDs）和农民田间学校。总共对240位农民进行了培训，旨在增强他们对改进型水资源管理技术的使用能力。这些培训的农民田地被选为示范田，以评估这些改进技术对洋葱生产的实际影响。为了确保持续的支持，研究人员使用了社交整合的信息应用程序，形成小组，为参与农民提供定期的指导服务。此外，还组织了田间访问，以监督农民田地的进展。同时，农民还参观了位于 Pune 的印度农业研究委员会（ICAR）洋葱与大蒜研究研究所，学习该地区已有的最佳实践和研究成果。这些策略的实施旨在优化洋葱种植，同时保护水资源并推动可持续的农业实践。

抬高床与滴灌系统（RBWD）因其在水资源管理和土壤管理方面的显著优势而受到广泛关注。该系统不仅有助于改善排水，还能创造更有利于作物生长的土壤条件。当与滴灌结合时，这种系统能够显著提升洋葱的产量和品质。对于洋葱种植而言，推荐的 RBWD 系统包括宽床沟（BBF），其高度为15厘米，顶部宽度为120厘米，沟深为45厘米。每条宽床沟应配备两条滴灌管道，其直径约为16毫米，间隔60厘米，并设有内置的滴灌头。滴灌头之间的距离应在30至50厘米之间，滴灌头的出水量为每小时4升。该系统优化了水资源的使用，促进了洋葱的高效生长，并有助于可持续的农业实践。

为了比较 RBWD 与 FBWF 系统的经济影响，研究人员通过半结构化调查收集了关于投入数量、价格和生产成本的详细数据，并由田间代表进行严格监控以确保数据的准确性。经济指标，如种植成本和收益成本比，按照印度农业成本与价格委员会（CACP）的标准方法进行计算，这一方法在印度广泛用于估算作物生产成本。详细的种植成本信息见附录文件1。为了进一步细化比较，研究人员将每公顷的成本转换为每吨的生产成本，从而精确评估两种灌溉系统在经济上的差异。

研究还探讨了影响 RBWD 采用的驱动因素以及采用者面临的障碍。在试点调查中，研究人员分析了 RBWD 采用者，以识别影响其采用决策的关键正向因素。同时，也调查了采用该技术后农民所遇到的挑战，以理解技术实施后的动态变化。主要的正向因素包括 RBWD 的显著产量优势（评分0.94）、水资源节约（评分0.94）、多作物适用性（评分0.93）和劳动力节约（评分0.93）等。此外，农民的教育水平、农业推广服务接触、社会参与以及信息来源的使用也对 RBWD 的采用产生了重要影响。然而，采用 RBWD 技术仍面临一些障碍，包括高昂的初始投资成本（评分0.92）、信贷获取不足（评分0.72）以及缺乏全面的操作知识（评分0.90）。为了解决这些障碍，需要政策创新，如更灵活的补贴机制和直接利益转移，以及加强农业推广服务，通过实地培训、示范和农民之间的知识共享来提升农民的采用意愿。强调滴灌系统的盈利性和快速回报周期，也能进一步促进其采用。

本研究的结果显示，RBWD 技术的采用显著提升了洋葱的产量和品质。在所有调查的区块中，采用 RBWD 的农民平均在雨季后收获了7.06吨每公顷的洋葱，比未采用 RBWD 的农民高出23.61%。在 Shrigonda 区块，RBWD 使洋葱产量达到39.33吨每公顷，比传统 FBWF 方法高出28.90%。这一显著的产量提升突显了 RBWD 技术在提高洋葱生产方面的潜力。此外，RBWD 还提高了洋葱球茎的质量，特别是在可市场销售球茎的比例方面，采用 RBWD 的农民在两个季节中分别比未采用者高出4.23%到5.05%。这一质量提升与之前的研究结果一致，表明滴灌技术在提高洋葱市场价值方面具有重要作用。

在水资源利用方面，RBWD 技术的采用显著减少了洋葱种植的用水量。在雨季后，RBWD 的平均用水量为60.91公顷·厘米（ha-cm），而 FBWF 的用水量为85.54 ha-cm，RBWD 相比 FBWF 节省了28.79%的水资源。在晚季风季节，RBWD 的用水量为55.64 ha-cm，而 FBWF 的用水量为75.64 ha-cm，节省了24.52%的水资源。总体而言，RBWD 技术的实施显著降低了洋葱种植的用水量，这在水资源紧张的地区尤为重要。通过降低单位面积的用水量，RBWD 技术提高了水资源的利用效率，为缓解农业用水压力提供了有效途径。

在经济分析方面，RBWD 技术的采用为洋葱种植带来了显著的经济效益。尽管 RBWD 的每公顷种植成本略高于 FBWF，但其显著的产量提升使得每吨洋葱的生产成本大幅下降。在雨季后，RBWD 采用者每吨洋葱的生产成本比 FBWF 降低了23.4%，节省了约 ?2,104.93（约合 $23.88）。在晚季风季节，每吨洋葱的生产成本节省了16.53%，即 ?1,262.44（约合 $14.32）。这些成本节约得益于 RBWD 技术更高的产量和更高效的投入使用。此外，滴灌系统的多季节使用寿命可达5至7年，这种长期效益进一步提升了其经济可行性。类似的研究，如 Neill 和 Lee 的研究，也支持滴灌系统在提升水利用效率和优化投入方面的经济优势。

研究还发现，农民在采用 RBWD 技术时受到多个因素的影响。其中，显著的产量提升和水资源节约是农民采用 RBWD 的主要驱动力。同时，该技术的多作物适用性和劳动力节约也使其成为受欢迎的选择。对于戈德河流域的农民而言，由于该地区劳动力短缺，滴灌技术在降低灌溉、收获和作物管理任务的劳动强度方面发挥了重要作用。此外，RBWD 还有助于减少野生动物攻击的风险，因为滴灌系统减少了农民在田间的人工操作，从而降低了与野生动物接触的可能性。另一因素是，由于白天电力供应中断，农民倾向于在夜间进行灌溉，而滴灌系统具备自动定时、自动开关和远程操作等功能，这些功能在夜间灌溉中显得尤为重要，从而促进了 RBWD 的采用。

然而，农民在采用 RBWD 技术时也面临一些挑战。主要的障碍包括高昂的初始投资成本（评分0.92）和有限的信贷获取（评分0.72）。此外，缺乏对滴灌技术操作的全面知识（评分0.90）也是一大障碍。政策创新在解决这些问题方面发挥着重要作用。例如，安得拉邦的微型灌溉项目（APMIP）和古吉拉特邦的绿色革命公司（GGRC）通过简化补贴发放流程、减少官僚障碍并提供技术支持，有效提高了滴灌技术的采用率。相比之下，如果补贴系统设计不合理，可能会因官僚程序的延迟而增加成本。因此，解决这些障碍需要双管齐下的策略：一方面，改善农民获取低成本信贷和灵活补贴机制的渠道，如直接利益转移；另一方面，加强农业推广服务，通过实地培训、示范和农民之间的知识共享来提高技术采用率。

研究还发现，土地碎片化（评分0.85）对农民采用 RBWD 技术构成了一定的挑战。土地碎片化的农民在实施滴灌系统和机械化操作如建造抬高床时面临更多的困难，需要更多的时间和资源投入。这种复杂的管理需求可能使土地碎片化的农民对 RBWD 技术望而却步。此外，尽管缺乏附近的经销商（评分0.56）对一些农民来说并不构成严重问题，但这一因素仍然值得关注，因为它可能影响农民获取滴灌设备的便利性。

综上所述，本研究揭示了 RBWD 技术在提高洋葱生产效率和可持续性方面的巨大潜力。该技术不仅显著提高了水资源利用效率和洋葱产量，还改善了洋葱的质量和经济效益。然而，其推广仍然受到高初始成本、信贷不足和缺乏技术知识等障碍的限制。因此，推动 RBWD 技术的广泛应用需要政策支持、农业推广服务的加强以及农民教育的提升。通过这些措施，可以进一步提高农民对 RBWD 技术的接受度和采用率，从而实现水资源的高效利用和农业生产的可持续发展。