陳 巖 ，王東超 ，吳美康 ，白晨陽 ，孟 欣 ，竇 墁

（1.輝南縣團(tuán)林鎮(zhèn)綜合服務(wù)中心，吉林 通化 135124；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130118）

0 引言

水稻是我國(guó)重要的口糧作物之一，其穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)對(duì)保障我國(guó)糧食安全至關(guān)重要。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量農(nóng)村優(yōu)質(zhì)勞動(dòng)力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，機(jī)械化、輕簡(jiǎn)化的水稻種植方式深受農(nóng)民青睞[1]。旱作水稻以其節(jié)約淡水資源、合理利用土地資源、便于機(jī)械化生產(chǎn)、降低農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度和減肥減藥利于綠色生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)得到大范圍推廣。推廣旱作水稻是積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，落實(shí)“節(jié)約用水、造福人類，利在當(dāng)代、功在千秋”理念的重要舉措。旱作水稻在旱整地條件下直接播種，全生育期主要依靠自然降水，僅在需水關(guān)鍵時(shí)期或遇旱時(shí)適當(dāng)補(bǔ)給水分。水稻常規(guī)栽培一般用水量為12 000 m3/hm2～15 000 m3/hm2，生產(chǎn)1 kg稻谷需要灌水2 m3，而旱作時(shí)生產(chǎn)1 kg 稻谷僅需補(bǔ)水0.5 m3，水分利用率提高4倍左右[2]。

旱作水稻有利于合理利用土地資源，大面積進(jìn)行旱作水稻更適合現(xiàn)代大型機(jī)械化作業(yè)，基于當(dāng)前智慧農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展大背景，采用旱作水稻栽培模式不僅可以降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，還節(jié)省了肥料和秧田[3]。一直以來，低洼易澇、山間浸潤(rùn)田未能合理利用，常年種植玉米等旱作物，產(chǎn)量低下，甚至絕收。如果發(fā)展旱作水稻生產(chǎn)，不但能使低產(chǎn)變高產(chǎn)，較大幅度地提高經(jīng)濟(jì)效益，而且在夏季能發(fā)揮以蓄代排的作用，有利于保護(hù)地下水資源。此外，各地都有相當(dāng)一部分無灌溉保證的水稻望天田，產(chǎn)量低且不穩(wěn)定，而改種旱稻不但能提高稻谷產(chǎn)量，還能降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益[4-5]。旱作水稻還能與多種旱作物（糧、飼、經(jīng)、果、蔬、木等）間作、套作，提高單位面積產(chǎn)量和土地利用率，建立旱地立體種植結(jié)構(gòu)，拓展稻作空間，為細(xì)糧生產(chǎn)增加了一條新途徑。

旱作水稻過程中，病蟲害發(fā)生減少，施藥量顯著減少，可提高米質(zhì)，優(yōu)化口感。隨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施，市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)米的需求將激增，現(xiàn)在優(yōu)質(zhì)米的概念不僅要求米質(zhì)好，而且還要求農(nóng)藥殘留符合要求，因此要求栽培過程中病蟲害的防治盡量少用農(nóng)藥或不用農(nóng)藥。傳統(tǒng)在水作條件下的種稻方式病蟲草害發(fā)生嚴(yán)重，農(nóng)民生產(chǎn)過程中過度用藥，造成品質(zhì)優(yōu)良但農(nóng)藥殘留嚴(yán)重，目前市場(chǎng)上開始對(duì)銷售的大米進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測(cè)并出具報(bào)告，這要求生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格管控農(nóng)藥的施用。旱作水稻因?yàn)槿龝r(shí)期無水層，有效減少了病蟲害的發(fā)生，同時(shí)也降低了化學(xué)藥物的使用量，具有較大的市場(chǎng)前景。

旱作水稻有利于增加農(nóng)民效益和收入。旱作水稻相比于移栽水稻減少育秧成本約800 元/hm2，純收益與移栽水稻相近。玉米高產(chǎn)田畝產(chǎn)可達(dá)到1 850 斤左右，市場(chǎng)價(jià)格按0.86 元/斤計(jì)算，每公頃收益1 591 元。旱作水稻在常規(guī)管理下畝產(chǎn)可達(dá)到800～1 000 斤，每公頃收益約2 400 元，較玉米增收約51%。另外，旱作稻的稻草是牲畜的良好飼草，也可以做草簾、草繩等，從而增加副業(yè)收入。在水稻生產(chǎn)實(shí)際中常常會(huì)出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，尤其是在大風(fēng)、大雨作用下，更易導(dǎo)致莖稈倒伏，一般減產(chǎn)10%～30%。同時(shí)也給收割脫粒帶來不便，增加了稻谷損失率，限制了產(chǎn)量的提高[6-7]。因此，倒伏是水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要限制因子。目前，市場(chǎng)上也存在一些水稻抗倒伏肥料，其組分中包含的化學(xué)試劑種類較多，生產(chǎn)成本較高，且容易在土壤中積累殘留，造成土壤污染。

鑒于上述問題，課題組旨在解決現(xiàn)有旱作水稻抗倒伏肥料生產(chǎn)成本高、抗倒伏效果不佳的技術(shù)問題，設(shè)計(jì)發(fā)明了一種旱作水稻抗倒伏新型肥料，該旱作水稻抗倒伏新型肥料組分包含：γ-氨基丁酸；海藻酸；山梨糖醇；赤蘚糖醇；甘露糖醇；麥芽糖醇；1%水楊酸甲酯溶液；磺胺二甲嘧啶；木質(zhì)素磺酸鉀；β-1，3-葡聚寡糖；檸檬酸；磷酸二氫鉀；復(fù)合EDTA 螯合鐵、錳、銅、鋅、鈣；吐溫（80）、水等。除此之外，課題組詳細(xì)闡述了該新型肥料的制造工藝及制造步驟，設(shè)計(jì)了7 組不同處理的肥料，并開展了旱作水稻抗倒伏的田間試驗(yàn)，同時(shí)分析了不同處理的肥料對(duì)旱作水稻抗倒伏性、抗病性及產(chǎn)量的影響。

1 新型肥料及其制造步驟

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，課題組就以下實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)指出的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供的水稻旱作抗倒伏新型肥料包含的組分以及各組分的質(zhì)量份配比，具體實(shí)施案例中，優(yōu)選如下：

γ-氨基丁酸100 kg；海藻酸50 kg；山梨糖醇20 kg；赤蘚糖醇50 kg；甘露糖醇20 kg；麥芽糖醇20 kg；1%水楊酸甲酯溶液10 kg；磺胺二甲嘧啶2.5 kg；木質(zhì)素磺酸鉀10 kg；β-1，3-葡聚寡糖10 kg；檸檬酸15 kg；磷酸二氫鉀150 kg；復(fù)合EDTA 螯合鐵、錳、銅、鋅、鈣25 kg（單一組分為5 kg）；吐溫（80）5 kg；水，將最終總體積調(diào)整到1 000 L。

針對(duì)上述水稻旱作抗倒伏新型肥料，本發(fā)明還提供了具體的制造方法，所述方法包括下述步驟：

1）將四種糖醇按優(yōu)選的重量溶于水中，緩慢加入水，至完全溶解，攪拌均勻；

2）按重量要求將氨基丁酸加入上述糖醇水溶液中，攪拌均勻；

3）按重量要求依次加入海藻酸、磷酸二氫鉀、EDTA 螯合微量元素，攪拌均勻；

4）加熱至80 ℃±5 ℃，勻速攪拌至所有物料完全溶解；

5）待上步制得的溶液冷卻后，加入檸檬酸，勻速攪拌，調(diào)節(jié)pH至5.5～6.5之間，制成溶液A；

6）按重量要求將葡聚寡糖加入一定比例水中，攪拌均勻；

7）依次將1%水楊酸甲酯溶液、磺胺二甲嘧啶按計(jì)重加入上步所得葡聚寡糖水溶液中，攪拌均勻；

8）加入檸檬酸，勻速攪拌，調(diào)節(jié)上述所得溶液pH至5.5～6.5之間，制成溶液B；

9）將溶液A、B 混合，攪拌均勻，再逐次加入木質(zhì)素磺酸鉀及吐溫（80），攪拌均勻，最后加入去離子水，將總體積調(diào)整至1 000 L，最終得到成品；

10）最終得到的成品為清亮液體制劑，pH 在5.5～6.5之間。

本發(fā)明中γ-氨基丁酸、海藻酸、水楊酸甲酯、磺胺二甲嘧啶、葡聚寡糖五種物質(zhì)協(xié)同作用，分別起到調(diào)節(jié)氣孔，提升抗旱能力，促生根壯莖稈，防菌侵染，提升莖稈韌性的作用，缺一不可。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)處理分別為：優(yōu)選方案產(chǎn)品，對(duì)照樣品1（不添加海藻酸），對(duì)照樣品2（不添加1%水楊酸甲酯），對(duì)照樣品3（不添加磺胺二甲嘧啶），對(duì)照樣品4（不添加β-1，3-葡聚寡糖），對(duì)照樣品5（只添加矮立發(fā)），空白對(duì)照樣品（清水），共7 組，三次田間重復(fù)。將優(yōu)選方案及各對(duì)照樣品，用水調(diào)成液體水劑，1 L肥料加水1 000 L。對(duì)照樣品1～4 包含的組分以及各組分的質(zhì)量份配比如表1 所示。

表1 對(duì)照樣品1～4包含的組分以及各組分的質(zhì)量份配比

選擇同一區(qū)域的21 片地塊，盡量保證各地塊土壤成分相同或類似，宜選擇離水源較近的區(qū)域，有排灌系統(tǒng)；田塊平整，無藥害，土壤保水保肥性好；避免選擇保水性差的沙質(zhì)地和鹽堿地。各個(gè)地塊水稻種植方法相同，具體如下：

整地以秋翻整地為宜，秋翻深度為15 cm～20 cm，翻后耙平待春播。未秋翻地塊采用春旋整地，旋耕深度12 cm～15 cm。應(yīng)達(dá)到土壤細(xì)碎平整，上細(xì)下粗。

選擇比當(dāng)?shù)刂髟云贩N早10～15 天的品種，且具有較強(qiáng)的低溫發(fā)芽、抗旱和頂土能力，分蘗能力適中。種子質(zhì)量應(yīng)符合GB 4404.1—2008《糧食作物種子 第1 部分：禾谷類》要求。選擇在水稻上登記的種子包衣劑進(jìn)行包衣，應(yīng)均勻一致，包衣后的種子在陰涼通風(fēng)處晾干。4 月下旬至5 月上旬，日平均氣溫穩(wěn)定在10 ℃以上時(shí)播種。播種量為120 kg/hm2～150 kg/hm2，機(jī)械條播或穴播。行距20 cm～30 cm，穴距11 cm～13 cm，穴播粒數(shù)10～15 粒，播種深度不超過2 cm。播后鎮(zhèn)壓1～2 次，保證良好的土壤緊實(shí)度，以利出苗。播種后7～10 天，0～10 cm 耕層土壤田間持水量不足75%時(shí)需進(jìn)行補(bǔ)水。分蘗期—抽穗期土壤田間持水量應(yīng)達(dá)到65%以上。灌漿期土壤田間持水量應(yīng)達(dá)到80%以上。全生育期施肥量為純氮（N）140 kg/hm2，純磷（P2O5）75 kg/hm2，純鉀（K2O）75 kg/hm2，有效硅（SiO2）45 kg/hm2。

2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

在水稻成熟前半個(gè)月進(jìn)行考種測(cè)產(chǎn)，然后測(cè)量平均莖粗以及彎曲力矩和倒伏指數(shù)，計(jì)算各重復(fù)平均值。

其中，倒伏指數(shù)越大，莖稈越容易發(fā)生倒伏。

2.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，利用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3 試驗(yàn)結(jié)果

不同肥料對(duì)旱作水稻抗倒伏性、抗病性及產(chǎn)量的影響如表2所示。

表2 不同肥料對(duì)旱作水稻抗倒伏性、抗病性及產(chǎn)量的影響

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，采用本發(fā)明液體旱作水稻抗倒伏新型肥料得到的水稻莖粗要大于現(xiàn)有普通肥料得到的水稻莖粗，而且倒伏指數(shù)明顯較小，水稻的抗倒伏效果十分明顯，噴施的處理田較對(duì)照田增產(chǎn)32.81%。

4 討論與結(jié)論

本產(chǎn)品以互相不拮抗，綠色環(huán)保易降解且成本相對(duì)較低的多種原料綜合配伍而成，制成穩(wěn)定性高，混配性好，作用于旱稻葉片可被旱稻快速吸收，并可在作物導(dǎo)管及篩管中快速運(yùn)輸，迅速轉(zhuǎn)移至旱稻生長(zhǎng)發(fā)育所需的特定器官，相對(duì)普通化學(xué)抗倒伏藥劑更安全。本發(fā)明既可充分滿足水稻對(duì)磷鉀養(yǎng)分的需求，又可促進(jìn)旱稻根系下扎，調(diào)節(jié)氣孔開閉，降低蒸騰作用，強(qiáng)化水稻莖、稈、葉片的強(qiáng)度及柔韌性，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水，并提升水稻抗倒伏能力[8]。

首先，本發(fā)明提供的肥料中包含磷鉀肥、微量元素，磷鉀肥及微量元素有利于增強(qiáng)旱稻的光合作用，提高旱稻的葉綠素含量，使莖葉挺直，促進(jìn)干物質(zhì)積累，能增加作物莖稈的機(jī)械強(qiáng)度，有利于密植、增產(chǎn)[9]。增加多種糖醇，糖醇可使所得成品更易均勻地覆蓋于植物及靶標(biāo)的表面，提高單位面積葉面肥的置留量，增大對(duì)植物的覆蓋面，不易被雨水沖刷流失，在雨后仍能保持良好藥性，強(qiáng)化成品在作物葉面的展著性及留置量，同時(shí)赤蘚糖醇可攜帶多種養(yǎng)分（包括有機(jī)和無機(jī)養(yǎng)分）在旱稻篩管中快速移動(dòng)，使養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化及移動(dòng)效率更高。

其次，本產(chǎn)品中還添加水楊酸，水楊酸是一種廣泛存在于植物中的一類小分子酚類物質(zhì)，是苯丙氨酸代謝途徑的中間產(chǎn)物[10]。參與植物的蒸騰、種子萌發(fā)、開花、結(jié)實(shí)、氣孔關(guān)閉、產(chǎn)熱等多種生理生化過程，添加水楊酸可使旱稻更易于適應(yīng)環(huán)境變化，可根據(jù)氣候溫度變化，調(diào)節(jié)氣孔開合，從而實(shí)現(xiàn)減少蒸騰作用的目的。

再次，葡聚寡糖激發(fā)作物體內(nèi)基因，可誘導(dǎo)旱稻產(chǎn)生幾丁酶、葡聚糖酶、保素及PR 蛋白等物質(zhì)，促進(jìn)酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為酶，以增強(qiáng)作物的抗逆性，特別是提升作物對(duì)干旱和低溫等不良環(huán)境的抵抗力。同時(shí)，葡聚寡糖本身含有豐富的C、N 及核苷類物質(zhì)，可被微生物分解利用并作為植物生長(zhǎng)的養(yǎng)分，提升稻粒飽滿度。而且，葡聚寡糖也可以增強(qiáng)植物組織、細(xì)胞微循環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助植物體內(nèi)多種微量元素的快速轉(zhuǎn)化運(yùn)輸，均衡旱稻營(yíng)養(yǎng)。氨基丁酸可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病、抗鹽、耐冷、抗旱等多種生理性狀，還可參與植物細(xì)胞線粒體抗氰呼吸和非磷酸化途徑，提高植物體內(nèi)茉莉酸代謝水平，強(qiáng)化水稻莖、稈、葉片的強(qiáng)度及柔韌性，提高水稻抗倒伏能力[11]。

最后，海藻酸則含有豐富的吲哚乙酸、丁酸、萘乙酸、海藻多糖等物質(zhì)，配合以上各物質(zhì)可促進(jìn)旱稻的根系沿重力生長(zhǎng)，加長(zhǎng)加粗，更有效地利用土壤水[12]。加入磺胺二甲嘧啶可促進(jìn)預(yù)防旱稻移栽時(shí)，根系受傷且暴露在非淹水情況下，遭受空氣中病菌的侵染。特別是由于秸稈還田的大趨勢(shì)下，老一茬作物根系及秸稈在腐殖化過程中，會(huì)造成大量有害細(xì)菌滋生，水稻幼苗移栽時(shí)，由于根系受到傷害，極易被細(xì)菌侵染，從而造成返青慢，生長(zhǎng)慢，莖稈柔弱。因此，選擇一款易分解、不對(duì)環(huán)境造成破壞且對(duì)幼苗本身不產(chǎn)生藥害的溫和殺菌劑就非常必要了。

本肥料為液體制劑，中性偏酸、穩(wěn)定性好，采用噴霧方式施用水稻葉面，易被水稻所吸收利用，可有效促進(jìn)旱地水稻根系下扎，擴(kuò)大根毛截留面積，調(diào)節(jié)水稻葉片氣孔的開合，降低蒸騰作用，同時(shí)可增強(qiáng)旱稻莖、稈、葉片的強(qiáng)度及柔韌性，從而提高水稻抗倒伏能力，并可抑制細(xì)菌性病害侵染。本肥料通過選擇的特定的物質(zhì)，按一定比例配伍，從而完整實(shí)現(xiàn)促生根、壯莖稈、滅菌、防病、提高抗旱能力、調(diào)節(jié)水分蒸騰等綜合功能，最終實(shí)現(xiàn)旱稻的節(jié)水抗倒伏目標(biāo)。