水稻環(huán)保型施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用與前景展望

王偉政李平段然

（1.岳陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 國(guó)家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系岳陽(yáng)綜合試驗(yàn)站， 湖南 岳陽(yáng) 414000；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

水稻環(huán)保型施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用與前景展望

王偉政1李平1段然2

（1.岳陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 國(guó)家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系岳陽(yáng)綜合試驗(yàn)站， 湖南 岳陽(yáng) 414000；
2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

洞庭湖區(qū)因不合理施肥導(dǎo)致稻田水體中氮磷含量偏高，以致造成農(nóng)業(yè)面源污染。適合在洞庭湖稻區(qū)推廣的水稻側(cè)條施肥技術(shù)為水稻環(huán)保型施肥技術(shù)，掌握該技術(shù)的有關(guān)理念、技術(shù)要點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)等，可進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)相互協(xié)調(diào)發(fā)展，為區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染防控和洞庭湖區(qū)水環(huán)境保護(hù)提供新的技術(shù)支撐。

水稻環(huán)保型施肥技術(shù)；側(cè)條施肥；技術(shù)要點(diǎn)

研究表明[1]，水體污染源的60%來(lái)自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。洞庭湖是我國(guó)第二大天然淡水湖，洞庭湖平原廣袤而肥沃的土地歷來(lái)就被視為水稻生產(chǎn)的首選之地。然而，隨著化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展和人們對(duì)水稻產(chǎn)量的盲目索高，水稻種植在肥料使用上更傾向于化肥且用量越來(lái)越大?；实倪^(guò)量投入不僅破壞了土壤結(jié)構(gòu)，還會(huì)隨著地表徑流進(jìn)入附近水域，極易造成受體水域中氮磷含量升高。據(jù)觀測(cè)[2-3]，洞庭湖區(qū)稻田中化肥的損失率可高達(dá)30%～50%。而洞庭湖區(qū)稻田氮、磷的流失是湖區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的主要因素[4]。

為緩解洞庭湖區(qū)水稻種植對(duì)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響，推廣環(huán)保型農(nóng)業(yè)技術(shù)，筆者與國(guó)內(nèi)知名農(nóng)業(yè)專家聯(lián)手，共同引進(jìn)一種環(huán)保型水稻施肥新技術(shù)——水稻側(cè)條施肥。20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，水稻側(cè)條施肥技術(shù)有促進(jìn)根系發(fā)育、提早返青、增加穎花數(shù)和提高產(chǎn)量的作用[5-6]，但由于當(dāng)時(shí)缺乏相應(yīng)的機(jī)械與肥料，該技術(shù)未能普及。隨著我國(guó)化學(xué)和機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展，水稻生產(chǎn)上開(kāi)始大量應(yīng)用緩釋化學(xué)肥料和普及機(jī)械化，水稻側(cè)條施肥技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的基本條件已日趨成熟。宣傳該技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，可進(jìn)一步提升廣大農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)科技工作者樹(shù)立崇尚環(huán)保、保護(hù)自然的科學(xué)意識(shí)和自覺(jué)性，推進(jìn)我國(guó)環(huán)保型農(nóng)業(yè)更好更快更協(xié)調(diào)地發(fā)展。

1 概念、特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.1 概念及其發(fā)展史

側(cè)條施肥是指在水稻插秧的同時(shí)，應(yīng)用側(cè)條施肥機(jī)械將顆粒狀肥料一次性施入水稻秧苗根系一側(cè)約5cm處（施肥深度為5～8cm）的一種施肥方法。20世紀(jì)70年代，日本科學(xué)家提出這一概念[6]。我國(guó)隨后有學(xué)者陸續(xù)著手開(kāi)始研究，但由于受器械、肥料等各種客觀因素制約，該技術(shù)一直未被大眾所知曉。2009年，筆者與中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所的有關(guān)專家共同引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)4年多的摸索和一系列本土化技術(shù)改良，并在洞庭湖雙季稻區(qū)多年多點(diǎn)大面積試驗(yàn)驗(yàn)證，該技術(shù)進(jìn)行大面積推廣的各項(xiàng)條件已近成熟。

1.2 特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

1.2.1 環(huán)保性

水稻側(cè)條施肥最大的特點(diǎn)就是環(huán)保性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，運(yùn)用側(cè)條施肥技術(shù)的稻田，其氮、磷流失率僅為傳統(tǒng)施肥方式的61.07%和70.59%。連續(xù)3年試驗(yàn)后的稻田周邊水體水質(zhì)可由劣五類提高到五類[7]。根據(jù)4年多的研究結(jié)果，采用該技術(shù)的稻區(qū)田面水中，年際平均氮、磷濃度僅為常規(guī)施肥方式的67.99%和62.69%（表1）。

表1 側(cè)條施肥與傳統(tǒng)施肥田面水質(zhì)對(duì)比

1.2.2 節(jié)約性

水稻側(cè)條施肥是在插秧的同時(shí)，將水稻生長(zhǎng)所需的肥料一次性施入稻田耕層，一般不需另施底肥和追肥，其肥料總用量較傳統(tǒng)施肥方式可減少30%左右；采用該技術(shù)每667m2大田僅需秧盤(pán)30-35個(gè)（其所配套使用的專用育秧盤(pán)，使用壽命一般可達(dá)10～15年，按每個(gè)秧盤(pán)20元計(jì)算，則每個(gè)秧盤(pán)成本每年為1.33～2元），每盤(pán)只需播2～3粒種子，每667m2大田僅需種子1.05～1.2kg（以晚稻為例），種子用量可節(jié)省20～30%；而且，該技術(shù)采用全程機(jī)械化操作，省工省時(shí)。按此計(jì)算，僅肥料、種子、人工、農(nóng)藥等成本，每667m2便可節(jié)約成本275元左右（表2）。

表2 不同施肥方式部分費(fèi)用明細(xì)對(duì)比 單位：元/667m2

1.2.3 高效性

水稻側(cè)條施肥技術(shù)采用均勻肥料深施方式，利用率較大提高。據(jù)測(cè)試，側(cè)條施肥稻田中的氮磷利用率較傳統(tǒng)施肥方式分別提高16.22%和7.28%；其播種和插秧均采用效率較高的專用機(jī)械，田間作業(yè)的效率大大高于傳統(tǒng)耕作方式。如：栽插667m2的大田僅需20min，而且同步完成了施肥工序，較傳統(tǒng)栽插方式速度明顯加快，比普通機(jī)插秧也省去了施肥工序；播種采用的是全自動(dòng)播種機(jī)械和專用缽體育苗盤(pán)，一人操作每小時(shí)可播種300個(gè)秧盤(pán)，可供10畝大田使用（1畝=667m2），因此該技術(shù)更加適合于規(guī)?；N植（種糧大戶和農(nóng)村專業(yè)化合作組織等）。見(jiàn)圖1，圖2。

圖1 側(cè)條施肥插秧機(jī)

圖2 高速播種機(jī)

1.2.4 穩(wěn)定性

由于使用機(jī)械手柄進(jìn)行操作，稻株個(gè)體間接受溫、光、水、肥等資源相對(duì)于傳統(tǒng)栽培更為均衡，因此個(gè)體發(fā)育進(jìn)度基本一致。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察：在移栽后第3天，側(cè)條施肥的秧苗，單株莖基寬增加10%以上（達(dá)0.3~0.4cm）；平均單株帶蘗0.3~0.5個(gè)，較常規(guī)增加50%；單株白根數(shù)達(dá)13~16條，提高30%；百株干重達(dá)7.1g以上，比常規(guī)高30%；葉色純正，單株綠葉數(shù)大于4.0，葉色為4.0~5.0級(jí)。側(cè)條施肥插秧機(jī)的栽插原理不同于國(guó)內(nèi)其它插秧機(jī)，秧苗移栽后基本無(wú)“緩苗”，且缺蔸率小于3%，因此，其前期生長(zhǎng)迅速，后期生長(zhǎng)穩(wěn)健，病蟲(chóng)害發(fā)生也相對(duì)減少，水稻產(chǎn)量比較穩(wěn)定。根據(jù)筆者多年實(shí)踐觀察，只要管理到位，水稻側(cè)條施肥技術(shù)較傳統(tǒng)栽培方式可增產(chǎn)2～4%（表3）。若在中稻或一季晚稻區(qū)推廣（移栽規(guī)格為30×14～16cm)，增產(chǎn)潛力將更大。

表3 側(cè)條施肥在洞庭湖稻區(qū)（岳陽(yáng)縣）多年推廣的產(chǎn)量效益統(tǒng)計(jì)

2 技術(shù)要點(diǎn)

2.1 育秧

側(cè)條施肥技術(shù)需要配置專門(mén)的營(yíng)養(yǎng)土育秧。先將準(zhǔn)備好的營(yíng)養(yǎng)土裝入育秧盤(pán)底部，約為盤(pán)孔深度的2/3，土量過(guò)多會(huì)影響成苗；再將催好芽的種子（“破胸”即可，種芽長(zhǎng)度＜2mm）在用播種機(jī)均勻播入育秧盤(pán)中，然后覆土（均為機(jī)械操作）。每667m2大田種子用量雜交稻1.05～1.2kg（以晚稻為例），常規(guī)稻應(yīng)適當(dāng)增加用種量。播種時(shí)，保證育秧盤(pán)中每孔有2～3粒種子。播種后的育秧盤(pán)要澆足底水，然后移至秧田。擺盤(pán)前在廂面上鋪一層塑料或鐵質(zhì)的切根網(wǎng)(孔徑≤0.5cm)，以免移栽時(shí)秧根盤(pán)結(jié)，不利栽插。育秧廂面須整平，以利秧田后期管水。

2.2 移栽

側(cè)條施肥的插秧深度宜“淺”，即栽插深度不超過(guò)5cm（保證秧苗不浮起即可，若插秧過(guò)深將影響分蘗）；速度以“中速”為宜（速度過(guò)快易導(dǎo)致卡苗），速度不超過(guò)1.2m/s；根據(jù)移栽密度要求，適當(dāng)設(shè)置株距（可調(diào)整為12cm或14cm等規(guī)格），保證移栽基本苗。更換秧盤(pán)時(shí)，注意盡量不要將秧苗折斷。根據(jù)田塊形狀和轉(zhuǎn)移地塊時(shí)的行走路線選擇機(jī)械下田位置，盡量減少空駛和人工補(bǔ)苗的作業(yè)量；按照蛇形往返栽插，大田四周可采用“回”字形栽插。

2.3 施肥

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，側(cè)條施肥可采用速、緩效肥料相結(jié)合的方式。氮（N）、磷（P2O5)、鉀（K2O）配比根據(jù)土壤測(cè)試和田間肥效試驗(yàn)結(jié)果科學(xué)確定，一般控制在2∶1∶1為宜，每667m2大田用量控制在氮肥 （N）8～10kg、磷肥（P2O5）4～5kg、鉀肥（K2O）4～5kg。將速效氮肥和緩釋氮肥按3∶7進(jìn)行配比，速效氮肥可選用尿素。根據(jù)肥料用量調(diào)節(jié)至合理的施肥刻度。

2.4 管理

插秧完成后，應(yīng)在機(jī)械無(wú)法栽插的地方（轉(zhuǎn)角處）進(jìn)行人工補(bǔ)插與施肥，在大田中間進(jìn)行補(bǔ)苗時(shí)無(wú)需另行施肥。若遇特殊年份，水稻長(zhǎng)勢(shì)較差，可酌情補(bǔ)施尿素等速效性肥料。其它管理同常規(guī)方法。

3 推廣應(yīng)用及綜合評(píng)價(jià)

3.1 推廣應(yīng)用

2009年，筆者僅在洞庭湖區(qū)的岳陽(yáng)縣試種5× 667m2晚稻，當(dāng)年測(cè)試產(chǎn)量結(jié)果為480.6kg/667m2,比對(duì)照增產(chǎn)15.1kg，增幅約為3.1%；后通過(guò)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行本土化改進(jìn)，至2012年，年推廣面積達(dá)到489畝；2013年，一些稻米加工龍頭企業(yè)、農(nóng)村專業(yè)化合作組織及種糧大戶開(kāi)始認(rèn)知和接受該項(xiàng)技術(shù)，并嘗試開(kāi)展規(guī)?；a(chǎn)。筆者通過(guò)調(diào)研，截止2013年4月，在洞庭湖區(qū)共推廣應(yīng)用水稻側(cè)條施肥技術(shù)1100多畝，累計(jì)增產(chǎn)增收41.14萬(wàn)元，節(jié)約種子投入6.89萬(wàn)元、肥料投入22.38萬(wàn)元、農(nóng)藥投入2.87萬(wàn)元，減少工資性費(fèi)用19.51萬(wàn)元；新增產(chǎn)值89.34萬(wàn)元；總計(jì)減少種植區(qū)氮、磷排放454.56kg和9.77kg，創(chuàng)造直接環(huán)境效益240多萬(wàn)元。

3.2 權(quán)威評(píng)價(jià)

2013年9月，由筆者等編制的《一季水稻側(cè)條施肥插秧技術(shù)規(guī)程》經(jīng)由湖南省農(nóng)業(yè)廳正式審核頒布。評(píng)審專家認(rèn)為：這項(xiàng)技術(shù)規(guī)程的制定，選題準(zhǔn)確，技術(shù)資料完整，技術(shù)規(guī)程格式符合《湖南省農(nóng)業(yè)技術(shù)規(guī)程制定與發(fā)布管理規(guī)范》規(guī)定；技術(shù)規(guī)程在廣泛收集國(guó)內(nèi)有關(guān)規(guī)程、集成現(xiàn)有科技成果并進(jìn)行了有關(guān)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)水稻側(cè)條施肥機(jī)插秧技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)范總結(jié)，規(guī)程技術(shù)先進(jìn)、可操作性和實(shí)用性強(qiáng)，達(dá)到了國(guó)內(nèi)同類型技術(shù)規(guī)程的先進(jìn)水平；該技術(shù)規(guī)程的制訂，對(duì)加快湖南省水稻機(jī)插秧標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和保障水稻產(chǎn)品質(zhì)量，減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)具有重要意義。

4 前景展望

21世紀(jì)以來(lái)，環(huán)保型農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣得到全球的廣泛響應(yīng)[8-9]。如奧地利實(shí)施的支持有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展特別項(xiàng)目，國(guó)家提供專門(mén)資金鼓勵(lì)和幫助農(nóng)場(chǎng)主向有機(jī)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變；法國(guó)制定并實(shí)施了“有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展中期計(jì)劃”；日本農(nóng)林水產(chǎn)省推出“環(huán)保型農(nóng)業(yè)”發(fā)展計(jì)劃；美國(guó)的依阿華州規(guī)定，只有生態(tài)農(nóng)場(chǎng)才有資格獲得“環(huán)境質(zhì)量激勵(lì)項(xiàng)目”。

我國(guó)在環(huán)保型農(nóng)業(yè)方面也存在巨大的發(fā)展空間，以側(cè)條施肥為例，近幾年，該技術(shù)在江蘇、四川、福建、寧夏等地開(kāi)展一季稻試驗(yàn)驗(yàn)證并獲得成功，洞庭湖稻區(qū)在雙季稻上試驗(yàn)推廣已4年有余，也獲得較大成功。目前已形成一套較為完整的技術(shù)體系。在示范推廣的1100多畝水稻面積中，多數(shù)表現(xiàn)出與對(duì)照持平或增產(chǎn)，累計(jì)增加產(chǎn)值240余萬(wàn)元，且稻田周邊水體水質(zhì)明顯改善。洞庭湖區(qū)現(xiàn)有耕地56.56萬(wàn)hm2，其中水稻面積38.12萬(wàn)hm2，年均種植水稻60多萬(wàn)hm2。按筆者調(diào)研結(jié)果推算，如果本技術(shù)可以推廣應(yīng)用全區(qū)25%的水稻面積，每667m2肥料用量降低30%，可減少肥料投入成本50元，水稻產(chǎn)量提高2%，每667m2可增產(chǎn)稻谷10千克，則此項(xiàng)技術(shù)每年可節(jié)本增值1.15億元，增產(chǎn)稻谷9萬(wàn)噸。此外，還將帶來(lái)巨大的的生態(tài)和環(huán)境效益。可見(jiàn)，水稻側(cè)條施肥技術(shù)在洞庭湖區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。

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（責(zé)任編校：馬余平）

Study and Prospects of an Environmental Friendly Rice Fertilizer Technique

WANG Wei-Zheng1LI Ping1DUAN Ran2

(1 Yueyang Agricultural Sciences Institute,National Technical System of Yueyang Rice Experiment Station Hunan Province,Yueyang，Hunan 414000；2 Institute of Agricultural Environment and Sustainable Development,Chinese Academy of Agricultural Sciences;Key Laboratory of Agricultural Environment,Ministry of Agriculture,Beijing 100081)

s:Irrational fertilization led to high level of nitrogen and phosphorus in rice paddy water in Dongting Lake area.In order to alleviate the current disparity,we explored a new rice side fertilizing technology suitable for the area through conducting several years of field research works and learning foreign advanced experiences.By elaborating related concepts,key points and advantages of such technology,it would be helpful to more extensive popularization and application of environment-friendly agricultural technology, further promoting coordinated development of agricultural production and agro-ecological environment protection,and providing new technical support for prevention and control of regional agricultural non-point sources pollution and water environmental protection in Dongting Lake area.

rice side fertilizing technology；environmental friendly fertilizer；technical essential

S 511.62

A

1672－738X（2014）01－0073－04

2013-11-01

國(guó)家“十二·五”水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系重點(diǎn)資助項(xiàng)目（CARS-01-67）。

王偉政（1973—），男，湖南華容人，農(nóng)藝師。主要研究方向：農(nóng)業(yè)環(huán)保技術(shù)研究與應(yīng)用。