长期以来粮食安全问题备受社会各界关注，其不仅可以引发公共安全问题，而且是一个跨社会科学和自然学科的综合议题。受耕地资源的约束和种植效益的影响，小麦、水稻等主粮品种继续增产的空间变小、难度加大，而马铃薯耐寒、耐旱、耐瘠薄，适应性广，种植起来较为容易，增产潜力较大，因此马铃薯主食开发是实现新形势下的国家粮食安全战略的重要举措。
2015年1月，我国农业部正式启动马铃薯主食开发，是新形势下保障国家粮食安全、促进农民持续增收的积极探索。在确保18亿亩基本耕地红线不变的情况下，马铃薯主食开发必须满足单位耕地所产生的食物能量大于或等于小麦、玉米或水稻，方可进行农业种植结构调整，实现马铃薯产业健康发展。
宁夏南部山区属于典型黄土高原半干旱区，农业水资源匮乏，耕地以旱地为主，作物熟制为一年一熟，是我国四大马铃薯产地之一。为了积极应对国家推进马铃薯主食开发行动的新形势，我们选取宁夏南部山区6县（区）（原州区、西吉县、隆德县、泾源县、彭阳县和海原县）为研究区域，通过实证研究，从食物能量角度、虚拟水和耕地潜力等方面探究了马铃薯主食开发对区域粮食安全的影响，以及马铃薯是否可占用小麦、水稻和玉米播种耕地。
粮食安全各要素中，数量安全是基础。研究表明，宁南山区马铃薯单产约为13吨/公顷，低于我国平均单产15.4吨/公顷，明显低于世界马铃薯单产18.9吨/公顷的水平。但是隆德县和泾源县马铃薯单产超18吨/公顷，超出我国平均单产，与世界马铃薯平均产量相当。小麦平均单产约为2.6吨/公顷，远低于玉米和马铃薯。因此，在宁南山区耕地面积保持不变的情况下，可适当调整农业种植结构，缩减小麦种植面积，增加玉米和马铃薯播种面积，以确保区域粮食产量。
水资源是限制干旱区农业的瓶颈，宁南山区6县（区）单位面积马铃薯水足迹较少，适合于在半干旱区种植，也为马铃薯在半干旱区产业化提供了有力支撑，也就是说宁南山区发展马铃薯产业优势大于小麦和豆类作物。通过比较分析，马铃薯食物能量系数较小，但是单位面积产量高于小麦和大豆。例如，隆德县马铃薯单产等于11.44 吨/公顷和22.99 吨/公顷时，单位面积产能分别等于小麦和玉米，意味着当一个地区马铃薯产量高于某一特定值时，其单位面积产生的食物能量高于其他作物，可以调整种植结构种植马铃薯。
在马铃薯产业化过程中，应该重视耕地生产潜力。耕地潜力是对未来耕地产能的预测，必须兼顾目前和未来一段时间的耕地生产能力，来判定农业结构调整及农业发展方向。宁南山区作物平均生产潜力马铃薯高于小麦和玉米，小麦可实现增产潜力最小。当一个地区马铃薯单位面积产量超过小麦的3.8倍、玉米的4.1倍、豆类的4.7倍时，单位面积马铃薯生产食物能量才能超过小麦、玉米和大豆，由此可以断定，在未来一段时间内，发展马铃薯产业占用玉米耕地会影响粮食安全，而适当占用小麦和豆类用地会提升区域粮食安全能力。
因此，西北地区一年一熟旱作区，在发展马铃薯产业过程中务必重视其单产水平与其他大宗作物单产水平的比较阈值，否则会造成总体食物能量降低，威胁到区域和国家粮食安全水平。
综上所述，黄土高原半干旱区发展马铃薯产业需谨慎，不同农业区域应根据农业结构、粮食单产及可实现粮食生产潜力的具体情况，确定马铃薯的种植位置，以免造成耕地生产食物能量总量下降，威胁到区域粮食安全。
原文链接：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/6/349231.shtm?id=349231
（作者：上官周平 李建平 作者单位：西北农林科技大学水土保持研究所；宁夏大学农学院）
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