無化學(xué)合成物投入的稻谷栽培綜合試驗

黃水明 游月華 江傳芬 林金虎 陳萍萍 彭玉林

摘要：為考察有機底肥量、叢內(nèi)密度、株距、行距等4個因素對無化學(xué)合成物投入的稻谷栽培的影響，尋找無化學(xué)合成物投入的稻谷栽培新途徑。通過選用L934正交表設(shè)計并布置4因素3水平的9種無化學(xué)合成肥料農(nóng)藥除草劑投入的稻谷栽培模式的正交試驗，經(jīng)過分析對比產(chǎn)量，尋找出符合生產(chǎn)實際的無化學(xué)合成物投入的稻谷栽培新模式。在試驗條件下研究篩得的最優(yōu)試驗組合是相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)量的1.5倍量有機肥即兔糞0.75t/666.7m²，即折合純氮16.13kg/666.7m²，叢內(nèi)栽2苗，株距10cm，行距30cm！結(jié)果表明形成的無化學(xué)合成物肥料農(nóng)藥除草劑等生產(chǎn)投入的新法為稻谷生態(tài)綠色有機栽培提供了新技術(shù)與新途徑。能夠輕簡高效給生產(chǎn)創(chuàng)造經(jīng)濟和生態(tài)及社會效益，極有現(xiàn)實推廣意義。

關(guān)鍵詞：稻谷栽培;多因素;正交試驗;大區(qū)試驗;產(chǎn)量

中圖分類號：$511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）19-0179-05

1引言

根據(jù)實際經(jīng)驗和專業(yè)知識，用常年易發(fā)生病蟲害的品種和地段進(jìn)行試驗，并確定考察有機底肥量、叢內(nèi)苗數(shù)、株距、行距等4個因素3個不同水平對無化學(xué)合成物投入的稻谷栽培的影響，通過選用L934正交表設(shè)計并布置4因素3水平的9種無化學(xué)合成肥料農(nóng)藥除草劑投入的稻谷栽培模式的正交試驗，經(jīng)過分析對比產(chǎn)量，尋找出符合生產(chǎn)實際的無化學(xué)合成物投入的稻谷栽培新模式，供無化學(xué)合成物投入的稻谷生產(chǎn)作參考。

2材料與方法

2.1試驗地點

試驗設(shè)在連城縣蓮峰鎮(zhèn)朱坊村羅溪龍合作社鄧家進(jìn)戶責(zé)任田，試驗地是水稻主要病蟲害常年易發(fā)生流行的河邊沙瘦地。

2.2試驗材料

（1）供試水稻品種采用常規(guī)農(nóng)家糯稻品種富糯（因富糯是當(dāng)?shù)嘏吹井?dāng)家品種，熟期中偏早熟，綜合抗性一般，水稻的主要病蟲害常年易發(fā)生流行）。

（2）正交試驗田的地力補充純采用由當(dāng)?shù)赝脠鲎匀话l(fā)酵干燥過的兔糞：據(jù)文獻(xiàn)1t兔糞相當(dāng)于硫酸銨86kg，過磷酸鈣184kg，硫酸鉀20kg。試驗設(shè)的3種肥料梯度，分別是：標(biāo)準(zhǔn)量0.5t/666.7m²，折合純氮l0.75kg/666.7m²;標(biāo)準(zhǔn)量的半量即0.25t/666.7m²，折合純氮5.38kg/666.7m²;標(biāo)準(zhǔn)量的1.5倍量即0.75t/666.7m²，折合純氮16.13kg/666.7m²。

2.3試驗設(shè)計

2.3.1正交試驗

嚴(yán)格按照L934正交表試驗方案和條件進(jìn)行種植和管理4因素3水平的正交試驗，共9個處理組合，3次重復(fù);重復(fù)內(nèi)的每個處理組合隨機排列，各種成小區(qū)面積20m²;小區(qū)之間用農(nóng)膜包土埂隔開，防止肥水相互滲透。除了試驗中考察的因素取不同水平外。其余試驗過程中的各種操作方法、田間調(diào)查、試驗結(jié)果的求得等都嚴(yán)格進(jìn)行，盡量減少試驗誤差。按生產(chǎn)的時間順序，種子溫湯消毒、播期、底肥栽前全層基施時期、栽前開溝、3葉1芯小苗移栽、全程溝灌、田間管理、收獲期等方面都保持一致。

2.3.2L934正交表試驗方案

正交表試驗方案見表1。

2.3.3試驗種植管理過程

種子用2～3倍體積55～60℃的溫水對種子進(jìn)行溫湯消毒10～15min溫湯消毒，培育好無病蟲3葉1心的小壯苗并適時抓緊組織完成移栽，試驗田的肥料均采用一次性全層施肥，開足田間勻排水溝后行向據(jù)生長季節(jié)的主風(fēng)向優(yōu)化配置，采用順風(fēng)的坑壟行向或南北行向，肥料用量、株行距配置、叢內(nèi)密度等試驗考量因素按表例試驗方案，全程無使用化學(xué)合成農(nóng)藥;田間全程溝灌限水，夠苗后的晴天畦面土壤花白可穿皮鞋下田且不陷的狀態(tài)。

栽后溝中以排水為主，促進(jìn)溝畦定型以及田間萍種在畦面定殖擴繁控草;畦溝定型后的分蘗期滿溝水，僅在安排鴨子除草期間讓溝水滿至田面有薄水層，以促進(jìn)紅萍增殖抑草或提高鴨群覓食踩踏的除草效果。返青后收割前的其它非除草時段均通過田缺高低調(diào)節(jié)溝水的深淺（4/5～1/5溝深）來進(jìn)行全田間的勻排水，使土壤適宜持水量維持在60%～80%及空間小氣候濕度不過干過濕的濕潤狀態(tài)，即前期70%～80%、中期60%～70%、后期60%。以正向調(diào)節(jié)地溫及滿足生理需水與減少生態(tài)用水，降低田間土壤和小氣候濕度，營造不利于病蟲害滋生發(fā)展的田間生態(tài)環(huán)境，并減少甲烷等溫室氣體產(chǎn)出及有機和無機污染物隨水遷移到水體;移栽返青后及時采用稻萍/鴨共養(yǎng)或以耘田耙除草等措施，最大限度地發(fā)揮生物抑草，如有必要時補充少量的人工除草;達(dá)到90%黃就開始收割，減少落粒等損失產(chǎn)量。

2.4試驗考量指標(biāo)

用臨近常規(guī)生產(chǎn)田為參照，考量記載能反映大田栽培差異的始穗期、齊穗期、全生育期、綜合抗性、666.7m²用種量及產(chǎn)量等主要指標(biāo)。收成時單打單收計產(chǎn)折算成666.7m²干產(chǎn)量。正交試驗處理組合的小區(qū)用手工收獲。

2.5數(shù)據(jù)處理

生育期以天計;用種量及產(chǎn)量數(shù)據(jù)折算成666.7 m²對應(yīng)量;采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。

3結(jié)果與分析

試驗全過程由合作社組織完成操作，現(xiàn)場長相及產(chǎn)量和預(yù)期產(chǎn)值方面很受生產(chǎn)單位與收割農(nóng)民的歡迎，給本行業(yè)的農(nóng)戶和科技人員的正向示范效應(yīng)好。

3.1田間長勢長相和生育期及耗種量等栽培方面的表現(xiàn)

試驗顯示，生產(chǎn)時必須重視有機肥替代化肥，氮肥就可以比傳統(tǒng)生產(chǎn)減少又進(jìn)行土壤培肥。9種無化學(xué)合成肥料農(nóng)藥除草劑投入的稻谷栽培模式，在補充折合純氮5～16kg/666.7m²兔糞下，行距在25～35cm的試驗范圍內(nèi)，株距不超過5～15cm的產(chǎn)量都能穩(wěn)定在318.8～519.9kg/666.7m²，總平均是414.8kg/666.7 m²，能與福建省當(dāng)年的統(tǒng)計年鑒數(shù)字相仿，跟對照426kg/666.7m²減產(chǎn)2.6%，差異不顯著。在不需施用農(nóng)藥的情況下，都是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民能接受的產(chǎn)量范圍。在試驗設(shè)計的用肥范圍內(nèi)，隨著用肥量的增加，平均產(chǎn)量增加，而且無披葉趨勢。其中與對照氮肥水平相當(dāng)處理里，栽2苗的也比對照產(chǎn)量高;而且所有比對照氮肥水平高的處理的產(chǎn)量都比對照高。若采用試驗篩選出的最優(yōu)組合措施進(jìn)行生產(chǎn)，將取得更理想的栽培效果，在有機或綠色栽培時極具應(yīng)用價值。

表2顯示，9種折合施用純氮在5～16kg/666.7m²無化學(xué)合成肥料農(nóng)藥除草劑投入的稻谷栽培模式（處理組合）下均不會披葉倒伏，熟期轉(zhuǎn)色好;與常規(guī)生產(chǎn)比，全生育期相同，不影響成熟度，但始穗期、齊穗期、單位面積叢數(shù)及耗種量表現(xiàn)有差異。

3.2分析

（1）從666.7m²叢數(shù)方面考量，行距在25～35cm范圍內(nèi)，株距5cm時的密度是3.8～5.5萬叢，機栽沒問題，手栽就花工較多很難推廣;株距10cm時的密度是1.9～2.7萬叢，株距15cm時的密度是1.3～1.8萬叢。這二種密度從田間長相和產(chǎn)量看是可行的，如是機栽，各種規(guī)格群眾都可接受，甚至偏愛密的;如是雜交種，群眾長期生產(chǎn)的習(xí)慣最多只能接受手栽1.6～2.4萬叢的密度。所以適合當(dāng)下推廣的相對最優(yōu)配置模式是株距10～15cm行距30cm。

（2）從666.7m²耗種量方面考量，耗種量范圍為0.74～3.33kg，從田間長相和產(chǎn)量看是可行的，若是常規(guī)種，各模式的用種量群眾都可接受;若是雜交種，群眾長期生產(chǎn)的習(xí)慣最多只能接受1～1.5kg的用量。所以適合當(dāng)下推廣的相對最優(yōu)配置模式是株距10～15cm;行距30～35cm;叢內(nèi)密度2～3粒谷，666.7m²田間密度有1.5～2.2萬叢，用種量需0.56～0.95kg。所取得的配置規(guī)格參數(shù)，當(dāng)前市面推廣的插秧機行距是固定30cm，株距是8～26cm中的偶數(shù)可調(diào)節(jié)得到。具體選擇時可據(jù)地力及品種特性進(jìn)行綜合決定即可。

4正交試驗極差分析

從極差計算結(jié)果，可找出相對最好的生產(chǎn)條件和關(guān)鍵性生產(chǎn)措施。在考察的四個因素中，地力培肥及插足基本苗是非?；A(chǔ)與關(guān)鍵的栽培因素，這結(jié)論跟一向來的科普內(nèi)容一致。試驗因素的主次依次為：有機底肥的量>叢內(nèi)苗數(shù)>株距>行距;試驗篩選得出的最好試驗組合是：標(biāo)準(zhǔn)量的1.5倍量有機肥即兔糞0.75t/666.7m²，折合純氮16.13kg/666.7m²，叢內(nèi)栽2苗，株距10cm，行距30cm，雖然沒包含在試驗組合里，但與試驗8最為接近，假如把試驗8的株距從15cm調(diào)整為10cm，產(chǎn)量應(yīng)該又會更理想（表3）。

叢均栽2苗：叢栽2苗是相對理想的。設(shè)計的試驗里，單位面積用種量雖然都在生產(chǎn)習(xí)慣可接受的范圍，但在同一肥料梯度內(nèi)，栽2苗的產(chǎn)量都比栽1苗和栽3苗的高。一是用種量與長期科普的提法一致;二是調(diào)和了個體與群體的矛盾，促進(jìn)個體較充分地生長;三是促進(jìn)早熟有利穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。

行距的影響相對最小，行距可以因生產(chǎn)習(xí)慣的便利在30～35cm之間來調(diào)整：陽光不足的地段、手工栽或像非洲人工鋤頭鋤草時建議用35cm行距栽，進(jìn)行稻鴨共作除草或旱作穿鞋鋤草，能提高除草效率，也可避免勞作時受螞蟥、血吸蟲等危害;現(xiàn)行栽秧機械的行距是固定30cm，株距可調(diào)節(jié)的，而試驗取得的30cm×10cm行株距模式正好能與之匹配且應(yīng)用最多。

生產(chǎn)時，機栽或手工栽都可以實現(xiàn)，且采用寬行窄株的栽植方式可合理增密與有效增強行間的通風(fēng)透光，降濕抑害及促進(jìn)早熟與穩(wěn)定產(chǎn)量的明顯效果，可作增產(chǎn)與主動避過寒害等的栽培措施。

行株距為30cmX 10cm模式正好也是當(dāng)前生產(chǎn)上推廣的機械能生產(chǎn)的，在實施項目過程中還能免去傳統(tǒng)生產(chǎn)所需投入的化肥、農(nóng)藥、除草劑及相關(guān)的施用及田水管理勞力，僅農(nóng)藥、除草劑及相關(guān)的施用及田水管理勞力項上就可節(jié)支增收100～200元/666.7m²;若在常年有綠肥套種養(yǎng)與秸草回田或地力肥沃度符合新技術(shù)要求的種植地的平均單產(chǎn)照樣可達(dá)300～500kg/666.7m²，在農(nóng)民完全可以接受的產(chǎn)量范圍，若再按目前的同類產(chǎn)品10～15元/kg的市場價計算，增收與節(jié)支的效果就更為顯著，能有效促進(jìn)生態(tài)化增產(chǎn)增收和農(nóng)業(yè)增效。

新模式開溝限水試驗田全程無使用農(nóng)藥，均無出現(xiàn)病蟲害達(dá)到防治指標(biāo);2018年晚季及2019年早季都表現(xiàn)666.7m²無化學(xué)合成物投入田同年同比常規(guī)投入田（對照）減產(chǎn)幅度在10%以內(nèi)。傳統(tǒng)生產(chǎn)模式667m。每季需噴農(nóng)藥3～4次的農(nóng)藥，共需耗費勞力1個工日，而新生產(chǎn)模式雖需多投入開溝清溝用工0.5個工日，但無需噴農(nóng)藥，實際可凈節(jié)約下勞力0.5個工日及所有的農(nóng)藥投入，單項折合節(jié)支增收200～300元，對于比較效益低的種糧來說，是一項可觀的增收。

5討論與結(jié)論

（1）試驗地選用有利水稻主要病蟲害發(fā)生流行的沙壤瘦地及試驗品種也采用抗性相對較差的糯稻。無化學(xué)合成肥料農(nóng)藥除草劑投入的稻谷栽培模式試驗就是選擇連城縣蓮峰鎮(zhèn)朱坊村的沙壤瘦地種植糯稻品種，但仍能在異常低溫高濕與同一農(nóng)戶相鄰田塊同品種的有些田稻穗頸瘟損失都達(dá)80%絕收，并已報了農(nóng)業(yè)保險理賠的嚴(yán)苛自然環(huán)境情況下，試驗的9種栽培模式照樣還能實現(xiàn)安全生產(chǎn);不爆發(fā)當(dāng)?shù)刂饕∠x害，跟限水降濕的田管措施能激活根系活力，從而提高吸水吸肥與抗御病蟲害能力不無關(guān)系。

（2）新技術(shù)無需水層灌溉，全程采用溝灌來控制土壤水分與降低田間小氣候相對濕度，還無需投入化學(xué)合成肥料農(nóng)藥或除草劑，栽培管理辦法簡便，無需新增加任何物化成本，便能保證并促進(jìn)了植株健壯生長又惡化了病蟲害的發(fā)生發(fā)展環(huán)境，實現(xiàn)活根壯稈增強抗御逆境力，能輕簡應(yīng)對常年早季的低溫多雨高濕的無常天氣，能平衡穩(wěn)定產(chǎn)量;能實現(xiàn)秸草全量甚至倍量回田并改善勞作環(huán)境及有效節(jié)水，且減少甲烷氣體的產(chǎn)生及縮小蚊蟲滋生地。僅在面積占比不到20%的溝中有水，同比可顯著節(jié)省水田表面的蒸發(fā)耗水，結(jié)合文獻(xiàn)和生產(chǎn)實踐能顯著減緩用水緊張，保守估計可擴大保障灌溉面積3～4倍。

（3）播收期相同，全生育期與傳統(tǒng)栽培模式無顯見差異，不影響集中批量機械收獲，但始穗期總體表現(xiàn)是隨施肥梯度的提高而略有延長，且隨栽植基本苗的提高有提早始穗齊穗的趨勢：栽1粒谷苗的在不同施肥梯度下也有變化但更不明顯;栽2粒谷苗和3粒谷苗的在同一施肥水平下隨移栽的基本苗的增加而提早始穗齊穗的效果明顯，這現(xiàn)象在生產(chǎn)上避開高低溫或育種中調(diào)節(jié)花期應(yīng)該可以加以一定的應(yīng)用的。

（4）因無生產(chǎn)性新增化學(xué)物投入，稻米食用品質(zhì)與安全品質(zhì)也必會平衡趨好，稻米產(chǎn)品更能贏得消費者的信賴，甚至擴大銷量。

（5）新技術(shù)模式是通過綜合調(diào)節(jié)水稻生長環(huán)境，達(dá)到促進(jìn)或不抑制水稻生長，同時抑制病蟲害發(fā)生發(fā)展，來實現(xiàn)不施化學(xué)農(nóng)藥而安全生產(chǎn)的。在現(xiàn)有稻田主要病蟲害種類的情況下，新技術(shù)目前表現(xiàn)可行;次要病蟲害一旦上升為主要病蟲害時也應(yīng)該還具有一定的廣適性。

（6）試驗表明，傳統(tǒng)生產(chǎn)的大田苗期葉片彎，就有披葉的趨勢。但新技術(shù)管水模式下，在試驗設(shè)計的用肥范圍內(nèi)，隨著用肥量的增加，均無披葉趨勢，而且最后平均產(chǎn)量增加，是否為不同氮肥形態(tài)的作用差異？另外多年秸稈全量抑或倍量回田及全層施有機肥，且未增施石灰去進(jìn)行酸堿中和的情況下也未見有機酸毒害現(xiàn)象，是否為限水灌溉的效果？這二個生產(chǎn)現(xiàn)象或許也值得大家繼續(xù)關(guān)注與研究。

（7）研究形成的無化學(xué)合成物投入的生產(chǎn)新法為稻谷無公害、生態(tài)、綠色或有機等栽培提供了新技術(shù)與新途徑，經(jīng)歷了熱帶高原草原及亞熱帶大地理跨度農(nóng)業(yè)氣象條件的多年多季節(jié)的檢驗，通過創(chuàng)造相對低濕的土壤及空間小氣候，也能不施農(nóng)藥便可應(yīng)對控制現(xiàn)有稻田主要病蟲害種類，具有穩(wěn)定可重復(fù)性。是一項通過熟期正常當(dāng)家品種的種子溫湯消毒、播栽期安排、栽前全層施肥、行向大致順著生長季節(jié)的主風(fēng)向、密植規(guī)格寬行窄株配置、土壤水分調(diào)控等農(nóng)業(yè)栽培手段來實現(xiàn)平衡安全生產(chǎn)的綜合技術(shù)體系。產(chǎn)量在319.1～520.0kg/666.7m²范圍，總平均為414.8kg/666.7m²。其產(chǎn)量和產(chǎn)值方面頗受生產(chǎn)單位歡迎，可讓不同規(guī)模的新技術(shù)實踐者獲得收益，將形成持續(xù)的良性影響與帶動，能促進(jìn)主動通過綠肥套種（養(yǎng)）與秸草還田去改良地力并擴大使用新技術(shù)而從中獲得更好收益。能順應(yīng)生產(chǎn)的農(nóng)機化發(fā)展趨勢及政府和社會消費者對環(huán)境質(zhì)量與產(chǎn)品品質(zhì)的安全需求;能適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)業(yè)勞動力形勢，對從業(yè)者素質(zhì)無新的高要求，無需經(jīng)過大量培訓(xùn)，易被農(nóng)民等從業(yè)人員所理解接受;能有效節(jié)水與提高稻谷產(chǎn)品安全品質(zhì)，消除人為生產(chǎn)投入物殘留超標(biāo)對消費者的心里恐懼，提升消費者的消費信心，也是該領(lǐng)域技術(shù)人員長期以來渴望解決的技術(shù)問題;能夠給生產(chǎn)創(chuàng)造經(jīng)濟和生態(tài)及社會效益，輕簡高效極有現(xiàn)實意義。在實施項目過程中能免去傳統(tǒng)生產(chǎn)栽后所需的化肥、農(nóng)藥、除草劑等化學(xué)合成物投入，避免了人為的生產(chǎn)性污染;用單位面積上省下的相關(guān)施用傳統(tǒng)投入品的勞力足夠作用耙子除草的勞力投入，僅省下的施農(nóng)藥和除草劑項就可節(jié)支增收100～200元/畝.力Ⅱ之在常年有綠肥套種養(yǎng)與秸草回田或地力肥沃度符合新技術(shù)要求的種植地的平均畝產(chǎn)照樣可達(dá)300～500kg，若按目前的同類產(chǎn)品10～15元/kg的市場價計算，增收與節(jié)支的效果就更為顯著，能有效促進(jìn)增產(chǎn)增收和農(nóng)業(yè)增效。