鄺建湘，郭望模，段彬伍，朱智偉

（1.湘潭縣農(nóng)業(yè)局糧油站，湖南 湘潭 411228；2.中國水稻研究所，浙江 杭州 310006）

對目前3種主要稻米生產(chǎn)方式，如稻鴨共育的有機稻米生產(chǎn)（簡稱有機稻）、NY5117—2002無公害稻米生產(chǎn)（簡稱無公害稻）、農(nóng)戶常規(guī)稻米生產(chǎn)（簡稱農(nóng)戶對照），進行了調(diào)查，結(jié)果表明，有機稻米生產(chǎn)方式的稻谷產(chǎn)量為316.8 kg/667m2，分別為無公害和農(nóng)戶常規(guī)生產(chǎn)方式的67%、69%；在生態(tài)環(huán)境、有機肥源、產(chǎn)品銷售等方面還不具備大面積應用條件下，NY5117—2002無公害稻米生產(chǎn)方式比農(nóng)戶常規(guī)生產(chǎn)僅增產(chǎn)3.2%，多投入化學養(yǎng)分2%，在施肥技術(shù)上還需要進一步優(yōu)化。為此，提出“一調(diào)二保三降”的調(diào)肥方案（簡稱調(diào)肥），并由湘潭縣農(nóng)業(yè)局糧油站進行了多點試驗，研究了其對水稻質(zhì)量安全的影響。

“一調(diào)二保三降”調(diào)肥方案的內(nèi)容是：對水稻產(chǎn)量預期作適當調(diào)整（不顯著下降）；保持土壤肥力水平和現(xiàn)有勞動投入；降低化肥、農(nóng)藥、除草劑施用量。具體操作為，前茬作物全部秸桿機械切碎還田；水稻常規(guī)施肥中的化學肥料總量降低20%～30%，代之以生物菌肥；有機肥采用擠壓造粒的商品肥，以使單位養(yǎng)分的回報最高；對稻米生產(chǎn)技術(shù)體系進行適當調(diào)整。通過減少化學肥料的施用量、協(xié)調(diào)植株的營養(yǎng)狀況、提高對病蟲草害的抗性，進而降低農(nóng)藥和除草劑用量、控制面源污染、保持土壤肥力、消除農(nóng)藥、除草劑殘留，達到提高大米生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全的目的。

1 試驗材料和方法

1.1 使用設(shè)計

試驗品種為單季晚稻華粳18號。直播：6月7日播種，8月30日齊穗，11月20日收獲。移栽：5月18日播種，6月15日移栽，11月22日收獲。按生產(chǎn)方式的不同共設(shè)置5個處理（表1），每個處理一塊田（面積2.5×667m2），分布于的相鄰田塊，不設(shè)重復。

表1 試驗處理 （kg/667m2）

1.2 調(diào)查方法

試驗實施前、后取土樣；施肥、噴藥后連續(xù)5 d采集水樣；取植株樣，分析干物質(zhì)、養(yǎng)分積累、產(chǎn)量及構(gòu)成；田間調(diào)查病蟲草害發(fā)生狀況、分蘗動態(tài)、總養(yǎng)分、勞動投入量，并記載。

1.3 檢測方法

土壤pH值測定采用GB15618—1995中的玻璃電極法；陽離子代換量采用NY/T295—1995的方法；土壤有機質(zhì)采用GB9834—88的方法；土壤全N、P2O5和K2O全量分別用GB7173-87、GB9837—88、GB9836—88的方法；土壤銨態(tài)氮的測定用2N KCl浸提、直接蒸餾滴定；植株、稻谷全N、P2O5和K2O全量測定采用H2SO4-H2O2消煮植株樣品，一次消煮，分別測定；水層全N、P2O5全量分別采用GB11894-89和GB11893-89的方法，K2O全量直接在火焰光度計上測定；稻谷的安全性檢測由農(nóng)業(yè)部稻米檢測中心安全室采用相應的國家標準完成。

肥料的表觀利用率以地上部養(yǎng)分總吸收量除以施肥量再乘以百分之百來表示。移栽方式則需從地上部養(yǎng)分總吸收量中扣除秧苗中該養(yǎng)分的吸收量。

2 結(jié)果與分析

2.1 生產(chǎn)方式對土壤肥力的影響

如圖1所示，5種生產(chǎn)方式種植前、后土壤肥力指標經(jīng)過一季水稻生產(chǎn)后，無明顯變化。這表明，田間有效氮素供給比較充足。

圖1 不同稻米生產(chǎn)方式下土壤肥力指標的變化

2.2 不同生產(chǎn)方式對水稻分蘗和養(yǎng)分積累的影響

2.2.1 水稻分蘗 如圖2所示，與移栽方式相比，直播（無公害直播和調(diào)肥直播）分蘗發(fā)生總量大、有效穗高，有利于多穗型品種高產(chǎn)；調(diào)低氮素化肥的施用總量，不論直播還是移栽均表現(xiàn)出總有效穗降低的趨勢。

圖2 不同稻米生產(chǎn)方式下植株群體動態(tài)

2.2.2 干物質(zhì)積累 如圖3所示，有機稻的養(yǎng)分施用總量16.3 kg/667m2，只有施肥總量最高的無公害稻的58%。因此，從移栽到收獲干物質(zhì)積累均低于其它4種生產(chǎn)方式，這表明增加養(yǎng)分施用量可以獲得更高的生物產(chǎn)量；農(nóng)戶對照從分蘗盛期開始，干物質(zhì)積累一直處于最高，但這并不意味以稻谷為收獲物的經(jīng)濟產(chǎn)量就會高于其它生產(chǎn)方式。

圖3 不同稻米生產(chǎn)方式的植株干物質(zhì)積累過程

2.2.3 N、P、K養(yǎng)分積累 圖4、圖5、圖6的結(jié)果表明，農(nóng)戶對照的地上部氮、磷積累在分蘗后期均高于其它方式，而鉀素則較低，在收獲時最低，這表明其養(yǎng)分施用比例不合理，氮、磷養(yǎng)分奢侈吸收、不利于水稻的質(zhì)量安全。

圖4 不同稻米生產(chǎn)方式的植株地上部N素積累過程

圖5 不同稻米生產(chǎn)方式的植株地上部磷素積累過程

2.3 稻谷產(chǎn)量和構(gòu)成因子

圖6 不同稻米生產(chǎn)方式的植株地上部鉀素積累過程

如圖7所示，從實際收獲的稻谷產(chǎn)量和構(gòu)成因子看，同屬移栽方式的農(nóng)戶對照和調(diào)肥移栽，后者在氮素化肥施用量減少32%、總用肥量減少20%的情況下，卻獲得了更高的實際產(chǎn)量，增產(chǎn)表現(xiàn)為每穗實粒數(shù)和千粒重的增加；同屬直播方式的無公害稻和調(diào)肥直播，后者在減少尿素施用量5 kg/667m2的條件下，其實際產(chǎn)量與前者大致相同，表現(xiàn)為每穗實粒數(shù)的增加。這說明，合理施肥對水稻生產(chǎn)的經(jīng)濟回報影響甚大。

圖7 不同稻米生產(chǎn)方式下稻谷產(chǎn)量及構(gòu)成

2.4 病蟲草害狀況

調(diào)查結(jié)果顯示，在移栽后第14周，所有生產(chǎn)方式都出現(xiàn)了穗頸瘟，發(fā)病株率4%，危害輕微；第18周調(diào)查紋枯病，發(fā)病指數(shù)均為3.7%；蟲害白葉數(shù)和有蟲數(shù)為15.5%，沒有二化螟、卷葉螟和三化螟的危害；各生產(chǎn)方式稻田中的雜草量均為5%～10%，主要雜草為稗草或千金子。在相同的病蟲草害預防措施下，都沒有出現(xiàn)病蟲草危害，與農(nóng)戶對照相比，調(diào)肥直播和調(diào)肥移栽的殺蟲劑施用次數(shù)減少3次。

2.5 稻谷產(chǎn)品安全性

安全性檢測結(jié)果表明，所有稻米生產(chǎn)方式的稻谷產(chǎn)品中，砷、汞、鉛、鎘等有毒重金屬元素含量均未超標，未檢出農(nóng)藥、除草劑和化肥殘留及黃曲霉毒素。

2.6 稻田水層養(yǎng)分狀況及潛在面源污染

如表2所示，水層樣品總氮、P2O5和K2O全量測定結(jié)果表明，施肥的當天水層養(yǎng)分含量最高，隨著植株吸收和土壤吸附，到第5天已經(jīng)低于測定方法的檢測限。其中，農(nóng)戶對照方式從移栽后25 d到齊穗后15 d的稻田水層中都存在氮素養(yǎng)分，齊穗時，P2O5在水層中檢測不出，K2O最高值大致處于無效分蘗死亡高峰；無公害稻米生產(chǎn)方式下，分蘗盛期和齊穗期，P2O5在水層中檢測不出；調(diào)肥直播方式，從分蘗盛期開始，P2O5在水層中檢測不出，K2O最高值大致處于分蘗開始產(chǎn)生時，隨著分蘗數(shù)增加水層中鉀素含量降低，到分蘗開始死亡和籽粒逐漸成熟時又再次增加；調(diào)肥移栽方式，在幼穗分化期，水層中檢測不出P2O5。

表2 試驗處理的水層養(yǎng)分變化 （mg/kg）

值得注意的是，部分生產(chǎn)方式下，在水稻無效分蘗死亡高峰及籽粒成熟期可檢出水層中養(yǎng)分存在。因此，除在施肥后5 d內(nèi)不宜排水外，還應適當考慮植株生育期。否則同樣會形成面源污染。

2.7 養(yǎng)分利用率

如表3所示，養(yǎng)分施用量和稻谷、稻草養(yǎng)分總量的測定結(jié)果表明，有機稻米生產(chǎn)方式的磷素養(yǎng)分表觀利用率最低，這說明其磷肥的施用量超過水稻正常生長的需要，不經(jīng)濟，而該生產(chǎn)方式下氮素養(yǎng)分的表觀利用率超過100%，表明施用量不足，需要從土壤中得到補充，這不利于發(fā)揮水稻品種的高產(chǎn)潛力；參照圖7的稻谷產(chǎn)量可知，農(nóng)戶生產(chǎn)方式的磷、鉀表觀利用率均超過了100%，這表明其氮素施用量超過了植株生長需要，不經(jīng)濟，且造成營養(yǎng)失衡、病蟲害加劇、對地表和地下水體產(chǎn)生面源污染；無公害生產(chǎn)方式下，磷素施用量相對不足，且沒有充分發(fā)揮氮素養(yǎng)分的效果，最終導致稻谷產(chǎn)量不高；調(diào)肥方式下，不論直播還是移栽，稻谷產(chǎn)量均有提高（圖7），該方式特別是強調(diào)稻草還田，這對保持土壤鉀素的供給能力、提高植株抗病蟲害能力、減少農(nóng)藥施用量、控制面源污染將會產(chǎn)生一定作用。

表3 試驗處理的肥料表觀利用率 （%）

2.8 不同生產(chǎn)方式的成本比較

如圖8所示，5種生產(chǎn)方式的成本構(gòu)成因子中，農(nóng)戶對照的化肥施用量提高，農(nóng)藥成本增加、潛在面源污染增高、稻米產(chǎn)品的質(zhì)量安全和經(jīng)濟效益降低；調(diào)肥方式具有優(yōu)質(zhì)、安全的技術(shù)體系，可降低化肥、農(nóng)藥投入28%～30%，增加稻谷產(chǎn)量3.8%～15.6%。調(diào)肥方式在機械化耕作和收獲的平原地區(qū)可操作性強，效益明顯，對消除或減少農(nóng)業(yè)面源污染具有重要作用。

圖8 不同稻米生產(chǎn)方式的成本構(gòu)成因子比較

3 小結(jié)與討論

綜上所述，可得出如下結(jié)論：（1）雖然肥料的表觀利用率表明，5種生產(chǎn)方式下，土壤養(yǎng)分均有不同程度的消耗，但種植前、后土壤的主要肥力指標并沒有明顯變化；（2）由于對病蟲草害的控制基本有效，5種生產(chǎn)方式下，稻谷產(chǎn)品中沒有發(fā)現(xiàn)有害殘留和重金屬，這需要保持，因此農(nóng)藥的使用還需要規(guī)范；（3）從分蘗動態(tài)、干物質(zhì)和地上部養(yǎng)分積累、稻谷產(chǎn)量和構(gòu)成看，調(diào)整目前農(nóng)戶生產(chǎn)方式下的施肥總量和氮磷鉀比例，可以獲得更佳的經(jīng)濟和環(huán)境效益；（4）在施肥后5 d內(nèi)和無效分蘗死亡高峰及籽粒成熟期外排田面積水，有形成面源污染的危險。

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