綠色生產(chǎn)技術(shù)：水稻豐收的有力保障

文/本刊記者 王 郁

“稻花香里說豐年，聽取蛙聲一片?！彼臼鞘澜缰饕Z食作物之一，也是我國最主要的栽培作物之一。從古至今，人們都對(duì)水稻的豐收寄予了深切的期待和美好情感；同時(shí)，詩歌里也揭示出了“稻-蟲-青蛙”這一食物鏈的科學(xué)道理。如今，水稻病蟲草害、農(nóng)藥化肥過量使用和重金屬污染對(duì)糧食質(zhì)量與環(huán)境生態(tài)安全的影響已成為政府關(guān)心的痛點(diǎn)、民眾關(guān)注的焦點(diǎn)、農(nóng)民種田的難點(diǎn)和科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

為了保證南方水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量，湖南省農(nóng)業(yè)委員會(huì)副主任、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家雜草防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家柏連陽教授領(lǐng)銜的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)針對(duì)南方水稻生產(chǎn)中化學(xué)農(nóng)藥和肥料用量持續(xù)增加、病蟲害、環(huán)境污染加劇等問題，圍繞農(nóng)藥控量等綠色生產(chǎn)和品質(zhì)提升的技術(shù)需求，攻克了水稻病蟲草害生態(tài)防控等關(guān)鍵技術(shù)，研創(chuàng)出蜂-蛙-燈控蟲、前胡誘導(dǎo)防病、控草有機(jī)肥抑草的水稻病蟲草害生態(tài)防控技術(shù)體系。

“蜂-蛙-燈”技術(shù)有機(jī)組合顯身手

柏連陽教授表示，蜂-蛙-燈控蟲、前胡誘導(dǎo)防病、控草有機(jī)肥抑草的水稻病蟲草害生態(tài)防控技術(shù)體系突破了赤眼蜂寄生率低、應(yīng)用成本高的技術(shù)瓶頸，篩選出專性寄生率高的赤眼蜂優(yōu)良種群，研創(chuàng)了操作性強(qiáng)的繁殖與大田應(yīng)用技術(shù)，發(fā)明了扇吸式益害分離的新型誘蟲燈，并配套蛙類等天敵保育生態(tài)景觀系統(tǒng)，形成水稻主要害蟲“蜂-蛙-燈”綠色防控技術(shù)；首次從前胡中分離得到主要活性成分香豆素Ⅲ，探明了前胡香豆素誘導(dǎo)水稻對(duì)稻瘟病的抗性機(jī)制，創(chuàng)建出前胡誘導(dǎo)抗病的大田應(yīng)用技術(shù)，并配套芽孢桿菌等生物農(nóng)藥，構(gòu)建了水稻主要病害生物防治技術(shù)。篩選出龍葵等抑草化感植物，腐草芽孢桿菌、稗草致病新月彎孢菌及褐腐酸等遮光輔料，研制出集“抑芽、控長(zhǎng)、殺苗”于一體的控草有機(jī)肥，構(gòu)建了稻田雜草生物防控技術(shù)。以上述技術(shù)為核心，配套增苗節(jié)但技術(shù)，形成的水稻病蟲草害生態(tài)防控技術(shù)體系，并獲得大面積示范的成功。

赤眼蜂是一種重要寄生性天敵，我國上世紀(jì)70年代開始利用研究，松毛蟲赤眼蜂在林業(yè)和玉米等作為上已有較大面積應(yīng)用，但由于松毛蟲赤眼蜂對(duì)水稻害蟲目標(biāo)性低，而能夠寄生水稻害蟲的稻螟赤眼蜂繁殖難度大、應(yīng)用成本高，赤眼蜂在水稻大面積上尚沒有成功應(yīng)用。科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)上述難題，開展了蜂種篩選、高效繁殖技術(shù)、田間繁殖技術(shù)和大田釋放技術(shù)的系統(tǒng)研究，引進(jìn)和田間收集赤眼蜂種群53個(gè)，篩選出適應(yīng)高、低溫逆境的長(zhǎng)沙稻螟赤眼蜂和寄生率達(dá)1∶40以上的臺(tái)灣螟赤眼蜂2個(gè)優(yōu)良種群。發(fā)明米蛾高效收集裝置和“暗光補(bǔ)能”赤眼蜂室內(nèi)繁殖新技術(shù)，建立“前繁-中控-后?！贝筇镝尫偶夹g(shù)，米蛾收集工效提高1倍以上，赤眼蜂繁殖系數(shù)由常規(guī)1：8～10提高到1：30～35，二化螟和稻縱卷葉螟等鱗翅目害蟲的大田防治成本由初期的單季300元/畝以上下降至70元/畝以下，突破了赤眼蜂應(yīng)用成本高的技術(shù)瓶頸。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)核心成員湖南雜交水稻研究中心副主任張玉燭研究員介紹說，應(yīng)用赤眼蜂防治二化螟和稻縱卷葉螟，在7年的大面積示范中有4年與化學(xué)防治相當(dāng)，3年優(yōu)于化學(xué)防治，而成本與化學(xué)防治相當(dāng)或略有降低。

害蟲燈光誘殺技術(shù)是作為害蟲防治的重要物理技術(shù)，已在大面積廣泛應(yīng)用，大幅度減少了害蟲的發(fā)生量。但由于其在捕殺害蟲的同時(shí)也大量殺害了益蟲，以及需要每天清理、操作繁瑣等問題，導(dǎo)致大面積應(yīng)用效果不明顯而應(yīng)用面積逐步減少。項(xiàng)目組利用害蟲植食、益蟲肉食原理，發(fā)明益害昆蟲高效分離方法，通過營造益蟲“優(yōu)境足食”和害蟲“饑亡被食”的分離空間，并配置益蟲自動(dòng)回歸裝置，克服了常規(guī)誘蟲燈益害蟲通殺的缺陷，研發(fā)出多種規(guī)格的扇吸式益害蟲分離誘蟲燈已在南方8省推廣。項(xiàng)目組成員方寶華博士介紹，連續(xù)兩季全程觀察結(jié)果，該誘蟲燈誘蟲量較常規(guī)誘蟲燈提高2-3倍，害蟲死亡率95%以上，益蟲存活率90%左右，中性昆蟲存活率50%以上。

針對(duì)稻田注意害蟲稻飛虱繁殖快、易于爆發(fā)和起伏較的難題，提出在遷入初期利用高密度天敵控制的方法，在稻田中按一定比例建立天敵保育中心和綠色通道，人工養(yǎng)殖和保護(hù)蛙類、蜘蛛、黑肩綠盲蝽和虎甲等捕食性天敵，實(shí)現(xiàn)稻飛虱、稻葉蟬的入侵早期控制，形成了以蛙類等天敵為主題的持續(xù)控制稻飛虱的生物防控技術(shù)。

柏連陽教授介紹，項(xiàng)目組應(yīng)用“蜂-蛙-燈”技術(shù)的有機(jī)組合，形成了水稻三大主要害蟲全程免殺蟲劑的綠色防控技術(shù)。多年多地應(yīng)用結(jié)果表明，對(duì)害蟲總體防治效果相當(dāng)或優(yōu)于化學(xué)防治，且防效持續(xù)穩(wěn)定，其中，在湖南二化螟重發(fā)生區(qū)的防治效果顯著優(yōu)于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)化學(xué)防治，示范基地綠色防控區(qū)二化螟發(fā)生危害率和活蟲存量?jī)H為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)化學(xué)防治區(qū)的20%

綠色防控確保水稻產(chǎn)量

水稻主要病害的防治一般是在農(nóng)業(yè)防治的基礎(chǔ)上，主要采用微生物制劑和化學(xué)防治相結(jié)合的方法。為進(jìn)一步控制化學(xué)農(nóng)藥的使用，柏連陽教授首次發(fā)現(xiàn)了前胡提取物中三個(gè)餾分對(duì)水稻稻瘟病具有抗性誘導(dǎo)作用，在質(zhì)量濃度為10mg/L時(shí)，三者的誘抗效果分別達(dá)到52.77%、60.76%、60.28%。并探究了三種有效成分誘導(dǎo)水稻產(chǎn)生抗稻瘟活性的機(jī)制。明確了前胡誘抗劑的施藥方式及最適劑量，建立了前胡誘導(dǎo)抗病的大田應(yīng)用技術(shù)。利用前胡誘抗技術(shù)配合生防芽孢桿菌，實(shí)現(xiàn)水稻病害的生物防控。項(xiàng)目組彭迪博士介紹，該技術(shù)可穩(wěn)定控制水稻紋枯病、稻瘟病及稻曲病，示范區(qū)內(nèi)平均病株率紋枯病0.17%、穗頸瘟0.03%、稻曲病0.01%。

化學(xué)除草劑的應(yīng)用大幅度降低了農(nóng)民田間人工除草的勞動(dòng)成本，應(yīng)用范圍越來越廣泛，加上雜草的抗藥性增強(qiáng)，農(nóng)田除草劑的用量也逐年攀升。柏連陽教授帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)通過評(píng)價(jià)植物浸提液對(duì)稻田雜草種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的抑制效果，篩選出對(duì)稗草、千金子、鴨舌草等雜草生長(zhǎng)具有廣譜抑制能力的3種高活性化感植物材料，篩選出適于化感植物腐熟的高效腐草微生物，并從稗草葉斑病樣本中分離純化出高活性致病菌，可高效侵染三葉期前雜草并致死。以上述的三種核心材料合理搭配褐腐酸、植物纖維等增效輔料，創(chuàng)制了高效、廣譜殺草的控草有機(jī)肥，并通過工藝優(yōu)化實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。柏連陽教授的助手李祖任博士介紹，該控草肥在雜草發(fā)生前通過化感物質(zhì)抑制雜草萌發(fā)、黑褐色腐泥層遮光控制萌芽雜草生長(zhǎng)、致病菌侵染雜草幼苗致病死亡，具有“抑芽、控長(zhǎng)、殺苗”三重效果，對(duì)莎草和闊葉草防效達(dá)95%、對(duì)稗草防效達(dá)90%、對(duì)千金子防效達(dá)85%。

針對(duì)水稻種植過程中氮肥流失嚴(yán)重，利用率低的問題，項(xiàng)目組研創(chuàng)了增苗節(jié)氮豐產(chǎn)控病栽培技術(shù)研究提出增加基本苗數(shù)30%，降低傳統(tǒng)氮肥總用量15%～20%的水稻增苗節(jié)氮均衡增產(chǎn)技術(shù)。發(fā)明了南方秈稻節(jié)肥群體調(diào)控方法，明確可節(jié)氮量與基本苗數(shù)的關(guān)系；針對(duì)減少基、蘗氮肥用量導(dǎo)致水稻后期群體營養(yǎng)不足的問題，發(fā)明了均衡增產(chǎn)穗肥施用方法，根據(jù)群體產(chǎn)量潛力及幼穗分化期營養(yǎng)狀況，利用公式“穗肥施用量=預(yù)期產(chǎn)量×［5‰+（4-X）‰］”精準(zhǔn)計(jì)算出穗肥施用量，該技術(shù)有效提高了肥料的利用率，在減少化肥施用量的情況下實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)控病節(jié)肥的三重效果。項(xiàng)目組成員劉洋博士介紹，多年多點(diǎn)大面積應(yīng)用的產(chǎn)量比常規(guī)施肥方法增產(chǎn)3.9%，節(jié)N 15%～20%，平均紋枯病病情指數(shù)降低5.5%，稻曲病病穗率僅為常規(guī)栽培的14.8%。

據(jù)悉，項(xiàng)目自2004年開始在湖南及周邊省份開展關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)與示范，采用邊試驗(yàn)示范邊推廣應(yīng)用的方法，通過農(nóng)技推廣部門與稻米加工企業(yè)、種植基地有機(jī)結(jié)合，實(shí)行訂單生產(chǎn)，逐步向全省和周邊省份推廣應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，利用該技術(shù)以建立綠色和有機(jī)示范基地70多個(gè)，示范面積100萬畝以上，推進(jìn)企業(yè)和專業(yè)合作社取得綠色（有機(jī)）基地及產(chǎn)品認(rèn)證21個(gè)，培訓(xùn)技術(shù)人員及農(nóng)民3萬余人次；有效解決了水稻生產(chǎn)化學(xué)農(nóng)藥和化肥過量施用、稻米農(nóng)藥殘留和農(nóng)田生態(tài)污染問題，控制田間蟲害，并確保水稻產(chǎn)量，促進(jìn)了稻米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

在確保產(chǎn)量基礎(chǔ)上大幅度降低化學(xué)農(nóng)藥用量，是我國乃至全球的重大需求，是食品安全和環(huán)境安全的重大需求，期望湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院完成的該項(xiàng)技術(shù)成果能盡快應(yīng)用于大面積生產(chǎn)，以確保我國農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全和保護(hù)稻田生態(tài)環(huán)境，造福子孫后代。