http：//hljnykx.haasep.cnDOI：10.11942/j.issn1002-2767.2024.06.0007

周宇，張少波，張金成，等.遠紅外波頻儀在水稻生產(chǎn)中的應用效果

［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2024（6）：7-12.

摘要：為探究遠紅外波頻技術對水稻生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以龍粳31為供試水稻品種開展遠紅外波頻技術在水稻生產(chǎn)上應用效果的研究。結(jié)果表明，2022年和2023年遠紅外波頻處理的水稻平均分蘗率為210.70%，較對照高11.4個百分點；遠紅外波頻處理的水稻平均株高分別為35.10 cm（分蘗期）、78.25 cm（孕穗期）、93.45 cm（齊穗期）、94.30 cm（成熟期），均高于同時期的對照；遠紅外波頻的平均產(chǎn)量為621.7 kg·（667 m2）-1，較對照處理增產(chǎn)13.9 kg·（667 m2）-1，增產(chǎn)率達2.29%。遠紅外波頻處理主要是通過遠紅外波頻提高分蘗數(shù)繼而提高有效穗數(shù)，增加水稻穗粒數(shù)和提高結(jié)實率獲得增產(chǎn)。遠紅外波頻處理水稻平均糙米率83.6%、平均精米率75.75%、平均整精米率75.60%，均高于對照；遠紅外波頻處理水稻的平均直鏈淀粉為18.8%，略高于對照，遠紅外波頻的平均食味值為81.0分，高于對照0.5分。遠紅外波頻處理的土壤平均有機質(zhì)為39.60 g·kg-1、平均堿解氮為136.25 mg·kg-1、平均有效磷為39.57 mg·kg-1，平均速效鉀為127.56 mg·kg-1，均高于常規(guī)對照；遠紅外波頻處理的土壤平均pH6.39，低于常規(guī)對照。因此，在水稻生產(chǎn)中利用遠紅外波頻儀能夠明顯提高水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤養(yǎng)分。

關鍵詞：水稻；遠紅外波頻技術；產(chǎn)量；品質(zhì)

收稿日期：2023-11-22

基金項目：中國農(nóng)業(yè)大學基于系統(tǒng)觀念的農(nóng)地生態(tài)原位再生機制及其技術應用橫向課題（202207211111127）。

第一作者：周宇（1986-），男，學士，高級農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理工作。E-mail：bdhjincheng@163.com。

通信作者：張金成（1984-），男，碩士，高級農(nóng)藝師，從事水稻農(nóng)業(yè)科研管理工作。E-mail：bdhjincheng@163.com。

水稻是我國的主要糧食作物之一，有65%以上人口以稻米為主食［1-2］。2021年我國水稻種植面積為2 992.12萬hm2，較2020年減少15.43萬hm2 ，占糧食作物面積的25.45%［3］，水稻產(chǎn)量為21 284.3萬t，較2020年增加98.34萬t，占糧食產(chǎn)量的31.17%［4］。稻田固碳減排，是國家實現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略的重要舉措［5］，低碳種植是以穩(wěn)產(chǎn)、低排、高效為目標［6-7］，以增加碳匯，減少碳排、降低能耗、促進循環(huán)為路徑，從品種結(jié)構、稻作模式、耕作方式、管理措施等方面協(xié)調(diào)水稻生產(chǎn)碳源和碳匯功能［8］，實現(xiàn)高效率、低能源、低碳排、高碳匯的種植體系［9-10］。構建低碳種植體系應從四個方面著手：一是，控制碳的生產(chǎn)性輸入及消耗；二是，減少水稻生產(chǎn)系統(tǒng)的碳排放；三是，增加水稻生產(chǎn)系統(tǒng)的碳匯；四是，提高水稻生產(chǎn)系統(tǒng)的碳利用效率，構建“增匯優(yōu)先、減耗為主、減排為重、循環(huán)利用”的低碳種植體系［11］。遠紅外增產(chǎn)儀具有提高肥料利用率、減少化肥用量、提高光合能力的作用［12］，加快了蛋白質(zhì)、糖等有機物質(zhì)的合成，進而能夠提高作物抗病能力，減少農(nóng)藥用量［13］。因此，北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司七星分公司科技園區(qū)2022－2023年在水稻上開展遠紅外波頻技術應用效果研究，探索遠紅外波頻技術對水稻生長、產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤的影響，探索遠紅外波頻儀對水稻低碳種植的效果，為遠紅外波頻技術在水稻上大面積應用提供科學依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗地概況

本試驗在七星分公司農(nóng)業(yè)技術推廣中心科技園區(qū)進行，草甸白漿土，土壤養(yǎng)分含量為：pH6.34，有機質(zhì)38.1 g·kg-1，堿解氮146.4 mg·kg-1，速效磷20.3 mg·kg-1，速效鉀116.5 mg·kg-1。

1.2" 材料

1.2.1" 供試水稻品種

龍粳31，主莖11片葉，需≥10 ℃活動積溫2 350 ℃，生育日數(shù)為130 d，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯水稻研究所育成。

1.2.2" 試驗設備

遠紅外波頻儀由鹽城方信量子科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)，試驗型號：YHW-Z017（圖1）。

1.2.3" 氣象資料

2023年水稻本田生長階段（5月1日至9月30日）的降水量494.3 mm，較2022年多0.7 mm，較歷年少8.1 mm，2023年的平均氣溫19.4 ℃，較2022年高0.8 ℃，較歷年高1.4 ℃；2023年的日照時數(shù)1 112.9 h，較2022年少57.3 h，較歷年少73.6 h，2023年的≥10 ℃活動積溫2 876.3 ℃，較2022年高168.2 ℃，較歷年高123.8 ℃；2023年的無霜期159 d，與2022年相同，較歷年多8 d；在試驗期間無嚴重的強風、暴雨、冰雹等不良氣象條件，2023年日照時數(shù)偏少、降雨量偏多，平均氣溫偏高，總體氣象條件利于水稻生長。

1.3" 方法

1.3.1" 試驗設計

采用大區(qū)對比方式，處理與對照面積均為667 m2。試驗地位于科技園區(qū)中區(qū)1-3（遠紅外波頻處理）、中區(qū)2-2（常規(guī)對照）。遠紅外波頻儀從6月1日（分蘗期）插入處理田間的土埂上至10月1日收獲前從田間撤出入庫保存，遠紅外波頻儀輻射半徑60 m，輻射儀探頭距地面1.5 m，處理區(qū)域應用遠紅外波頻儀122 d。

1.3.2" 測定項目及方法

生育期調(diào)查：返青期（基本苗）、分蘗期、孕穗期、齊穗期、成熟期，并且調(diào)查各個時期的株高和莖數(shù)，計算分蘗數(shù)和分蘗率，每個處理調(diào)查3次重復，每個重復10次。

分蘗數(shù)=平均莖數(shù)-基本苗數(shù)

分蘗率（%）=分蘗數(shù)/基本苗數(shù)×100

產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因子：實收測產(chǎn)，每個處理實收200 m2，將各處理實收稻谷測量谷重，選20穗調(diào)查每穗粒數(shù)、實粒數(shù)，計算結(jié)實率，測千粒重，分析產(chǎn)量構成因素。

品質(zhì)分析：每個處理取1 kg稻谷做品質(zhì)分析。對糙米率、精米率、整精米率、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉、食味值、堊白率進行品質(zhì)分析。

稻田土壤理化性質(zhì)測定： 翻地前（10月5日）每個處理取1份土樣1 kg，取土深度20 cm，測定土壤常規(guī)五項，即pH、有機質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀。

1.3.3" 常規(guī)管理

采用旱育稀植栽培模式進行栽培管理。4月10日播種，5月16日機械插秧，插秧規(guī)格30 cm×12 cm，一穴6株。尿素15 kg·（667 m2）-1，磷酸二銨8 kg·（667 m2）-1，60%氯化鉀8.4 kg·（667 m2）-1。氮肥施用比例按基∶蘗∶穗＝4∶4∶2分期施入，基肥在插秧前施入，分蘗肥在4葉后半葉施入，穗肥在倒2葉前半葉施入。磷肥全部基施；鉀肥50%基施，50%穂施。

1.3.4" 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0進行統(tǒng)計和分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 遠紅外波頻處理對水稻生育進程的影響

由表2可知，兩年遠紅外波頻處理與常規(guī)對照的各生育期均無差異。

2.2" 遠紅外波頻處理對水稻分蘗和株高的影響

2.2.1" 分蘗率

由表3可知，2022年和2023年遠紅外波頻處理水稻的平均每穴分蘗數(shù)為13.05個，較對照高0.40個，遠紅外波頻處理的平均分蘗率為210.70%，較對照高11.4個百分點，遠紅外波頻處理的平均每穴莖數(shù)19.25個，較對照高0.25個。

2022年遠紅外波頻處理的每穴分蘗數(shù)為13.00個，較常規(guī)對照高0.30個，遠紅外波頻處理的分蘗率為216.70%，較常規(guī)對照高11.9個百分點，遠紅外波頻處理的每穴基本苗為6.00個，較常規(guī)對照低0.20個，遠紅外波頻處理的每穴莖數(shù)為19.0個，較常規(guī)對照高0.1個。

2023年遠紅外波頻處理的每穴分蘗數(shù)為13.10個，較常規(guī)對照高0.50個，遠紅外波頻處理的分蘗率為204.70%，較常規(guī)對照高10.9個百分點，遠紅外波頻處理的每穴基本苗為6.40個，較常規(guī)對照低0.10個，遠紅外波頻處理的每穴莖數(shù)為19.50個，較常規(guī)對照高0.40個。

通過對2022年和2023年的莖數(shù)、分蘗數(shù)及分蘗率進行方差分析可以看出，遠紅外波頻處理的莖數(shù)、分蘗數(shù)和分蘗率與常規(guī)對照差異顯著。

2.2.2" 株高

由表4可知，2022年和2023年遠紅外波頻處理的平均株高分別為35.10 cm（分蘗期）、78.25 cm（孕穗期）、93.45 cm（齊穗期）、94.30 cm（成熟期），均高于同時期的對照。

2022年在孕穗期、齊穗期和成熟期時，遠紅外波頻處理的株高均高于常規(guī)對照，分別高3.70，2.10和2.70 cm，遠紅外波頻處理的分蘗期株高比常規(guī)對照低0.30 cm。2023年在分蘗期、孕穗期、齊穗期和成熟期時，遠紅外波頻處理的株高均高于常規(guī)對照，分別高2.20，0.80，0.50和0.90 cm，表明運用遠紅外波頻技術能夠提高水稻的株高和分蘗，促進水稻植株生長量的提高。且2022年遠紅外波頻處理的孕穗期、齊穗期和成熟期株高與對照差異顯著，2023年遠紅外波頻處理的孕穗期、齊穗期和成熟期株高與對照雖然差異不顯著，但也都高于對照。

2.3" 遠紅外波頻處理對水稻產(chǎn)量構成因素及產(chǎn)量的影響

由表5可知，2022年和2023年遠紅外波頻處理的平均產(chǎn)量為621.7 kg·（667 m2）-1，增產(chǎn)13.9 kg·（667 m2）-1，增產(chǎn)率為2.29%，主要是有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和結(jié)實率偏多獲得增產(chǎn)。其中，2022年遠紅外波頻處理的產(chǎn)量為593.6 kg·（667 m2）-1，增產(chǎn)18.0 kg·（667 m2）-1，增產(chǎn)率為3.13%。產(chǎn)量增加主要是由有效穗數(shù)、結(jié)實率和穗粒數(shù)高引

起的，遠紅外波頻處理的有效穗數(shù)513.0個·m-2，較常規(guī)對照高2.7個·m-2，遠紅外波頻的穗粒數(shù)76.9個，較常規(guī)對照高1.7個，遠紅外波頻的結(jié)實率為97.0%，較常規(guī)對照高2.1個百分點。2023年遠紅外波頻的產(chǎn)量649.8 kg·（667 m2）-1，較對照增產(chǎn)9.8 kg·（667 m2）-1，增產(chǎn)率為1.53%。產(chǎn)量增加主要是由有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率高引起的，遠紅外波頻的有效穗數(shù)為526.5個·m-2， 較常規(guī)對照高10.8個·m-2，遠紅外波頻的穗粒數(shù)91.2個，較常規(guī)對照高2.3個，遠紅外波頻的結(jié)實率為95.2%，較常規(guī)對照高0.8個百分點。遠紅外波頻能提高分蘗數(shù)繼而提高有效穗數(shù)，促進葉片的光合作用，提高水稻干物質(zhì)積累，繼而提高穗粒數(shù)和結(jié)實率［2］，表明運用遠紅外波頻技術能在一定程度上提高水稻產(chǎn)量。通過對2022年和2023年的產(chǎn)量因子和實收產(chǎn)量進行方差分析得出，遠紅外波頻處理的實收產(chǎn)量與對照差異顯著。

2.4" 遠紅外波頻處理對水稻品質(zhì)的影響

由表6可知，2022年和2023年的遠紅外波頻處理的平均糙米率為83.6%、精米率為75.75%、整精米率為75.6%，均高于對照。遠紅外波頻處理的平均直鏈淀粉含量為18.8%，略高于對照。遠紅外波頻的平均食味值81.0分，高于對照0.5分。其中，2022年遠紅外波頻處理的糙米率（84.1%）比對照低0.2個百分點，精米率（77.10%）和整精米率（76.9%）比對照高0.1個百分點，直鏈淀粉含量（18.9%）較對照高0.4個百分點，蛋白質(zhì)含量（7.1%）較對照低0.2個百分點，食味值（83.0分）較對照高1.0分。2023年遠紅外波頻處理的糙米率（83.1%）較對照高0.2個百分點，精米率（74.40%）和整精米率（74.3%）均較對照高0.5個百分點，直鏈淀粉含量（18.7%）較對照低0.2個百分點，蛋白質(zhì)含量（7.7%）較對照高0.2個百分點，堊白米率（0.2%）較對照高0.2個百分點，對照堊白米率為0。由此看出，遠紅外波頻處理的稻谷品質(zhì)與常規(guī)對照差異不明顯。

2.5" 遠紅外波頻處理對稻田土壤理化性質(zhì)的影響

由表7可知，2022年遠紅外波頻處理稻田土壤的有機質(zhì)（38.53 g·kg-1）、堿解氮（135.44 mg·kg-1）、有效磷（39.14 mg·kg-1）和速效鉀（117.22 mg·kg-1）均高于常規(guī)對照，遠紅外波頻的pH（6.43）低于常規(guī)對照。2023年遠紅外波頻處理的有機質(zhì)（40.66 g·kg-1）、堿解氮（137.05 mg·kg-1）、有效磷（39.99 mg·kg-1）和速效鉀（137.89 mg·kg-1）也都高于常規(guī)對照，遠紅外波頻處理的pH（6.35）低于常規(guī)對照，可見，遠紅外波頻技術在一定程度促進了土壤養(yǎng)分的提高。

3" 討論

遠紅外波頻技術是在根據(jù)各種植物不同生長時期對光波配方的需求后［14］，精準測出不同植物

及其不同生長時期所需的最佳特定波長和頻率［15］，波長與體內(nèi)細胞分子的振動頻率接近時［16］，可以誘發(fā)植株細胞分子共振［17］，提高植物細胞的運動速度，增強各種營養(yǎng)元素的吸收、傳輸和轉(zhuǎn)化率［18-19］；同時促進植物的光合作用，加快了蛋白質(zhì)、糖等有機物質(zhì)的合成［20］。為此，植物就呈現(xiàn)出旺盛的生長速度，從而達到增產(chǎn)、提質(zhì)的效果［21-22］。

遠紅外波頻儀是通過特殊的技術手段，精準測出不同植物及其不同生長時期所需的最佳特定波長和頻率［23］，根據(jù)同頻共振原理，研發(fā)出的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)設備，在充分了解了各種植物不同生長時期對光波配方的需求后，科研人員通過設計“光波食譜”，運用光波“碳匯微芯”技術，設計出既能兼顧產(chǎn)量、品質(zhì)、能耗，又能滿足光合作用，植物就呈現(xiàn)出旺盛的生長速度，從而達到增產(chǎn)、提質(zhì)的效果，經(jīng)過兩年遠紅外波頻儀等應用試驗，發(fā)現(xiàn)具有以下優(yōu)點與不足：（1）增加產(chǎn)量。遠紅外波能提升水的活性、增強植物光合作用，加快植物細胞的分裂速度從而提高水肥的利用率，促進各種營養(yǎng)吸收和轉(zhuǎn)化［24-25］。（2）提高品質(zhì)。在同頻共振的作用下，減少植物體內(nèi)農(nóng)殘，使其留存的營養(yǎng)物質(zhì)更加純粹、回歸本源、讓植物更加健康。（3）抗病害。在該設備遠紅外波的作用下，提高植物分泌抗病抗蟲因子，增強了植物抗病能力。（4）土壤修復。催化激活原土著微生物，提升土壤對農(nóng)殘污染的消耗能力，在改良修復土壤的同時構建垂直生態(tài)系統(tǒng)。（5）賦能增值。在設備高頻振動能量波的作用下，植物體內(nèi)的頻率協(xié)同共振使植物具有功能性，增加附加價值。（6）增加碳匯。增加植物及土壤中有機質(zhì)對二氧化碳的吸收利用率，提升碳匯能力。（7）設備采用太陽能供電方式，無需單獨架設供電電線，不需要耗能，白天晴天時將太陽光能轉(zhuǎn)化成電能儲存后可以實現(xiàn)農(nóng)作物整個生長季不間斷提供“光波食譜”。

4" 結(jié)論

遠紅外波頻處理水稻平均產(chǎn)量621.7 kg·（667 m2）-1，增產(chǎn)13.9 kg·（667 m2）-1，增產(chǎn)率2.32%，主要是有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和結(jié)實率偏多獲得增產(chǎn)，遠紅外波頻處理能夠提高分蘗數(shù)繼而提高有效穗數(shù)，促進葉片的光合作用繼而提高穗粒數(shù)和結(jié)實率，表明運用遠紅外波頻技術能一定程度上增加水稻產(chǎn)量。遠紅外波頻處理的水稻平均糙米率為83.6%、平均精米率為75.75%、平均整精米率為75.6%，均高于對照，平均直鏈淀粉含量為18.8%，略高于對照，平均食味值為81.0分，高于對照0.5分。由試驗結(jié)果得出，遠紅外波頻技術能一定程度上提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分，今后還需進行大面積示范來驗證其效果。

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Application Effect of Far-Infrared Wave Frequency Meter in Rice Production

ZHOU Yu1， ZHANG Shaobo2， ZHANG Jincheng2

（1. Beidahuang Agricultural Reclamation Group Co.， Ltd.， Harbin 150030，China; 2. Qixing Branch of Beidahuang Agricultural Co.， Ltd.， Jansanjiang 156300，China）

Abstract：In order to investigate the effects of far-infrared wave frequency technology on the growth， yield and quality of rice， a study was conducted on the application effect of far-infrared wave frequency technology on rice Longjing 31. The results showed that in 2022 and 2023， the average tillering rate of far-infrared wave frequency treatment was 210.70%， which was 11.4 percentage points higher than the control. The average plant height of far-infrared wave frequency treatment was 35.10 cm （tillering stage）， 78.25 cm （booting stage）， 93.45 cm （full heading stage）， and 94.30 cm （mature stage）， which were all higher than the control at the same period. The average yield of far-infrared wave frequency treatment was 621.7 kg · （667 m2） -1， the yield increased by 13.9 kg · （667 m2） -1， with a yield increase rate of 2.29%. The far-infrared wave frequency technology is mainly used to increase the number of tillers through far-infrared wave frequency， thereby increasing the effective number of panicles， increasing the number of grains per panicle， and improving the grain setting rate of rice to achieve yield increase. The average brown rice rate， average polished rice rate， and average whole rice rate of far-infrared wave frequency were 83.6%， 75.75% and 75.60%， all higher than the control. The average amylose content of far-infrared wave frequency was 18.8%， slightly higher than the control. The average taste value of far-infrared wave frequency was 81.0 points， which was 0.5 points higher than the control. The soil organic matter content treated with far-infrared wave frequency technology was 39.60%， with an average alkaline nitrogen content of 136.25 mg · kg-1， an average available phosphorus content of 39.57 mg · kg-1， and an average available potassium content of 127.56 mg · kg-1， all higher than the conventional control.The average pH6.39 of far-infrared wave frequency was lower than that of conventional control.Therefore， the use of far-infrared wave frequency meters in rice production can signifcantly improve rice yield， quality and soil nutrients.

Keywords：rice;far-infrared wave frequency technology; yield; quality

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黑龍江農(nóng)業(yè)科學編輯部