水稻绿色生产技术研究与示范

柏连阳，张玉烛，方宝华 ，纪雄辉，刘 洋，谢运河，廖育林，王立峰，彭 迪

（1. 湖南省农业科学院，湖南 长沙 410125；2. 湖南杂交水稻研究中心，杂交水稻国家重点实验室，湖南 长沙 410125；3. 湖南省水稻研究所，湖南 长沙 410125；4. 湖南省农业生态环境研究所，湖南 长沙 410125；5. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125；6. 湖南省生物技术研究所，湖南 长沙 410125）

湖南是我国水稻种植大省之一，在我国水稻生产中占有举足轻重的地位，2012年湖南省粮食产量首次突破了300亿kg，其中水稻播种面积449 320 hm2，单产421.9 kg，总产284.3亿kg，占粮食总产的87%，实现了面积、单产、总产“三增长”。当前，湖南稻米质量安全应注意以下两个方面的问题。一方面，农药施用不合理。南方稻区稻螟虫、稻纵卷叶螟、稻飞虱等主要害虫、稻田恶性杂草严重影响着水稻产量安全，病虫害化学防治对我国粮食总产逐年增加起了非常重要的作用，1991～2012年我国粮食总产增加了35.4%，但是农药用量增加了137%，大量化学农药的不合理施用，带来了害虫和杂草抗药性增强、再猖獗、农药残留污染，即“3R”问题与生态环境恶性循环。另一方面，稻米重金属污染。长期化肥不合理施用导致土壤酸化，土壤重金属镉生物有效性提高，2013年湖南镉大米事件发酵，对湖南大米市场产生了巨大的冲击，导致大量稻谷滞销积压，2015年虽然外销量有所恢复，但数量仅280万t左右，与以往每年向省外输出商品粮450万t相距甚远。项目团队自2004年开始致力于稻米质量安全控制技术研究，该研究对提高稻米卫生品质，确保农产品质量安全，改善农业生态环境具有重大意义。

1 技术思路

围绕水稻生产农药减量、化肥有机替代、绿色生产和品质提升的战略需求，从水稻产地生态环境优化、种植生产过程污染物控制和质量保障三大环节的关键技术开展攻关研究，根据实施区域生态特点，优化传统生产技术，分层次集成优良生态区的有机丰产技术、常规产区的绿色高产技术和中轻度镉污染区的安全生产技术，实现控药、节肥和降镉三大目标（图1）。具体来说，即在产地环境优化方面，开展农田景观生态优化配置、土壤肥力提升与土壤重金属镉活性钝化技术研究，优化生态，净化产地；在生产过程方面，重点突破稻米镉控制技术、节肥栽培技术和稻瘟病、纹枯病、稻曲病三大病害生物防控技术；在质量保障方面，攻克水稻主要虫害、草害生物防控技术，实现主要有害生物非化学农药防控，确保稻米产品质量。

图1 总体技术路线

2 主要创新技术

2.1 土壤调理剂钝技术

结合矿物学、材料学、纳米科学原理，针对目标土壤研发出高效降镉并可维持土壤肥力的绿色与环境友好的土壤修复产品，以满足“边修复、边生产”的要求；同时结合高温活化等技术进行生产工艺优化，实现土壤调理剂产品的批量生产与大面积示范应用，大力支撑湖南及周边省份的镉污染稻田修复治理，切实保障农产品质量安全和稻田土壤持续安全利用。

2.1.1 筛选原材料 根据南方稻田镉污染特征和稻米镉超标的关键原因，利用石灰等碱性物质能调理土壤酸性降低土壤镉活性、施用高活性硅肥产品能与镉生成沉淀、添加锌镁等元素能与镉在水稻根系竞争吸收和在水稻体内竞争转运等作用机理，筛选出关键原材料。

（1）石灰。施用石灰是调理土壤酸性的最有效途径之一，施用石灰主要依赖于由碱性作用降低土壤有效态镉含量和提高水稻茎秆中的钙含量抑制水稻体内镉的转移两个过程的叠加效应[1]。项目组系统的研究了石灰在不同地点、不同镉污染程度、不同土壤类型上的土壤调酸和稻米降镉效果，以及其最佳施用量、施用时期和施用方法，确定了“宇丰”土壤调理剂的关键原材料——石灰。

选择长株潭地区不同镉污染特征稻田（土壤类型为第四纪红土、花岗岩、河流冲积物、紫色砂页岩；土壤pH值范围5.0～8.0；土壤全镉含量范围为0.24～1.70 mg/kg；土壤有效态镉含量范围为0.11～0.55 mg/kg；土壤镉有效率范围为30.59%～52.38%），施用石灰1 500 kg/hm2，平均可提高土壤pH值0.35个单位，降低稻米镉含量34.54%；而在水稻不同生育时期（插秧前、分蘖期、孕穗期、灌浆期）施用石灰的效果表明，均可显著提高土壤pH值，降低土壤有效态镉及糙米镉含量，且在水稻分蘖期之前施用降低稻米镉含量的效果较好，而考虑到人工施用的方便以及石灰对水稻生长的影响则以水稻插秧前施用更佳。

在干旱和淹水条件下施用石灰皆可显著提升土壤pH值，有效降低土壤有效态镉含量和稻米镉含量。建立石灰施用量（x，单位：103kg/hm2）与土壤pH值（y1）和土壤有效态镉含量（y2）的线性方程y1=0.238 x+5.925（R2=0.888），y2=-0.007 x+0.097（R2=0.779），计算可知，每施用石灰1 000 kg/hm2的土壤pH值提高0.24个单位、土壤有效态镉含量降低0.007 5 mg/kg；建立石灰施用量（x，单位：103kg/hm2）与稻米镉含量（y3）的二次曲线方程y3=0.007x2-0.072 x+0.310（R2=0.945），计算可知，干旱条件下，晚稻降低稻米镉含量效果最佳的石灰施用量为5 120 kg/hm2，稻米镉含量为0.12 mg/kg；淹水条件下，晚稻降低稻米镉含量效果最佳的石灰施用量为4 636 kg/hm2，稻米镉含量为0.10 mg/kg。

（2）硅。植株体内的硅可显著减少质外体流动量和降低流动性，为有毒物质提供结合位点，减少植株体内镉的迁移转运。项目组在阐明硅—镉交互作用的基础上，探明水稻不同生育时期施用硅肥的效果，筛选出具有高活性硅含量的无机材料（赤泥、滤泥、钾硅肥等）和有机材料（稻草生物炭）。

施硅可明显降低根系和茎叶中共质体、质外体中镉含量，同时添加硅和镉，根系中共质体与质外体中镉含量比值成增加趋势，且质外体中镉含量远低于共质体；镉促进了根系质外体中硅含量的富集，而硅能使更多的镉积累在根系中，阻止其向地上部转运。水稻不同生育期（基肥、分蘖期、孕穗期）施用硅肥可增加土壤有效硅含量295.3%～399.2%，并降低土壤镉生物有效性，阻止镉的迁移转运，减少稻米镉积累。并以基施硅肥的降镉效果最好，基施硅肥高可降低稻米镉含量25.3%[2-3]。

富硅无机材料中，项目组筛选到具有高活性硅含量的赤泥、滤泥、钾硅肥等优质原材料，其降低稻米镉含量的大田试验结果表明，施用赤泥3 000 kg/hm2可增加水稻产量12.4%，糙米镉含量降低40.8%；施用赤泥9 000 kg/hm2的糙米镉含量降低55.7%[4]；施用滤泥3 000 kg/hm2可降低稻米镉含量50.8%[5]；不同地点施用钾硅肥1 200 kg/hm2的糙米镉含量比对照分别降低 25.0%～27.5%[6]。

（3）锌、镁、钙。锌、镁、钙等二价元素是植物生长必需的中微量元素，在体内发挥重要的生理作用。锌、镁、钙是土壤镉吸附位点和植株吸收与转运过程中的主要竞争者，适当提高土壤和植株中的锌、镁、钙含量可显著降低水稻对镉的吸收转运。

①基施锌肥可显著提高土壤有效态锌含量，增加水稻对锌的吸收积累，并显著抑制水稻对镉的吸收，但对土壤有效态镉含量无显著影响[7]。早稻基施锌肥15～60 kg/hm2的米镉含量降低17.52%～37.13%、晚稻米镉含量降低11.21%～66.00%，早稻米镉含量随锌肥施用量的增加呈“报酬递减”规律，而晚稻米镉含量则随锌肥施用量的增加呈“直线下降”趋势，其中，早稻较佳锌肥施用量为45 kg/hm2。水稻米、茎、叶间锌—镉交互作用显著，施锌可显著抑制水稻对土壤镉的吸收转运，且稻米镉含量既受水稻吸收转运镉能力的影响，同时受水稻植株和土壤中锌—镉拮抗作用的调控。

②麻砂泥和红黄泥两种土壤pH值皆与镁的施用量呈显著线性相关，随镁施用量增加，土壤pH值呈上升趋势，氧化镁施用量1 g/kg时，麻砂泥土壤pH值提高1.6个单位，红黄泥土壤pH值提高0.7个单位。施镁能降低土壤有效态镉含量，麻砂泥中，当氧化镁用量≥0.3 g/kg时，土壤有效态镉含量显著降低，降幅为21%～48%；而红黄泥中氧化镁用量达1 g/kg时，土壤有效态镉降低达显著水平，降幅为18%；随着两种土壤氧化镁用量的增加，稻米镉含量呈递减趋势。其中，麻砂泥氧化镁施用量≥0.1 g/kg，稻米镉含量显著低于对照；红黄泥氧化镁施用量≥0.3 g/kg时，稻米镉含量显著低于对照；同时，施镁能降低镉富集系数（籽粒镉含量/土壤镉含量），从而降低了稻米镉含量。施镁提高了土壤交换性镁含量，也有利于土壤镁养分的补充。

③潮泥田和红黄泥施用不同类型钙化合物（CaO、CaCO3和CaSO4）对水稻吸收累积镉的影响表明[8]，潮泥田和红黄泥上施用CaO、CaCO3和CaSO4皆可显著提高土壤pH值。潮泥田施用CaO（0.36 g Ca/kg土）、CaCO3（0.24 g Ca/kg 土）和 CaSO4（0.24 g Ca/kg土）后水稻糙米镉含量降幅分别为26.3%、23.7%和18.4%。红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后，土壤pH值变化趋势与潮泥田相同。但当CaO施用量达到0.24 g Ca/kg土时，土壤有效态镉含量显著降低，但水稻糙米镉含量反而上升。利用钙化合物控制污染土壤上水稻对镉的吸收累积时，需要根据土壤镉含量和pH值综合考虑合理的钙化合物类型和用量。

2.1.2 研制土壤调理剂 以提升调理剂产品活性硅含量为核心，采用高温焙烧、适温强碱破坏原矿的稳定结构，并通过水热活化调控，对原矿材料进行硅激活，同时结合不同原材料组合下的物理化学反应过程进行配方优化和生产工艺升级，研制出高效降低稻米镉含量的土壤调理剂并实现量产[9]。

原生硅酸盐矿物中硅含量较高但活性低，采用高温焙烧（800～900℃）破坏原矿的稳定结构，并通过水热活化调控，得到高活性硅含量的矿物硅激活材料。

选用钙、钠复合盐与精选后的硅酸盐天然矿物在高温条件下焙烧处理，通过复合盐在高温下的强结合作用，将原矿中层、架状稳定结构破坏，释放其中的SiO2、Al2O3、K2O等有效成分，得到前驱体。对前述制得的前驱体进行水热活化处理，调控形态，形成柱状、颗粒状等多种形态，硅、钙结合成具有纳米尺度微孔结构的活性材料，部分钾离子、钠离子残留于孔洞。经活化后处理后，材料层间布满不规则纳米尺度的孔洞，比表面积＞40 m2/g，具有重金属离子吸附的潜质；产品还具备一定的供碱释钙能力，pH值可控制在12以上；枸溶性有效硅含量＞20%，有效钙含量＞40%，层间可交换钾、钠离子总量≥3 wt%。

利用石灰与水反应生热的原理，并以调控海泡石、石灰、水、炭基硅的配比，实现对活性硅含量相对较低的海泡石、炭基硅材料在适温强碱（180～200℃，石灰）条件下的水热活化，得到活性硅含量高的硅激活材料。有机结合上述两种硅激活材料的制备过程，优化生产工艺流程，适当补加锌等中微量元素，获得调理土壤酸性、钝化或吸附土壤镉、抑制土壤—水稻系统镉迁移转运的多靶向控制的高效土壤调理剂配方，并实现量产。

2.1.3 土壤调理剂效果检测 通过不同镉污染特征稻田的大田试验，探明研发的土壤调理剂降镉效果的稳定性及用量等关键参数，积极进行成果转化与示范推广，该产品及配套降镉技术的示范推广，实现了企业增收，农民增效，企业经济效益可观，社会效益明显，并确保了区域人们的身心健康。

选择不同镉污染特征稻田进行土壤调理剂在不同土壤类型、土壤pH值范围、土壤镉污染程度范围下降低稻米镉含量的稳定性检测试验，确定适合其推广的施用量等关键参数。

（1）不同镉污染特征稻田土壤调理剂试验。选择长株潭地区不同镉污染特征（土壤类型：第四纪红土、花岗岩、河流冲积物、紫色砂页岩；土壤pH值范围：5.0～8.0；土壤全镉含量范围为0.24～1.70 mg/kg；土壤有效态镉含量范围为0.11～0.55 mg/kg；土壤镉有效率范围为30.59%～52.38%）稻田，探明土壤调理剂在不同镉污染稻田中的修复效果。结果表明，施用土壤调理剂可显著提高酸性土壤pH值，降低土壤有效态镉含量，显著降低水稻对镉的吸收积累。施用土壤调理剂1 500 kg/hm2则可平均提高土壤pH值0.30个单位，降低稻米镉含量46.20%，其效果优于石灰。施用土壤调理剂降低稻米镉含量是多途径抑制水稻对镉吸收和转运的综合效果，因而“宇丰”土壤调理剂降低稻米镉含量的效果更稳定，适应范围更广。

（2）典型镉污染稻田土壤调理剂试验。选择长株潭地区典型化工点源污染、污水灌溉面源污染和大气沉降面源污染的镉污染稻田，研究钝化剂施用对稻田土壤镉形态、水稻镉吸收的影响。结果表明，施用钝化剂不仅可显著提高土壤pH值，降低土壤有效态镉含量、水稻稻米与茎叶镉含量，还可增加水稻产量。通过钝化剂用量与产量的二次拟合曲线计算可知，北山、梅林桥、大同桥三试验点的理论最高产量分别为7 879、9 274和9 064 kg/hm2，对应的钝化剂施用量分别为1 557、1 248和2 752 kg/hm2，平均用量为1 852 kg/hm2。而钝化剂用量与稻米镉含量的二次拟合曲线计算可知，北山、梅林桥、大同桥三试验点稻米理论最低镉含量分别为0.143 8、0.063 7和0.232 4 mg/kg，对应的钝化剂施用量分别为2 079、1 823和1 689 kg/hm2，平均用量为1 864 kg/hm2。

2.2 绿肥稻草碳氮协同培肥地力

稻草和绿肥是十分重要的有机肥源。利用稻草和绿肥还田既是解决目前有机肥源缺乏和培肥地力的重要途径，又是促进有机物料就地转化，实现增产、增效、省工、节本的有效措施，潜力巨大[10]。原有早花型紫云英品种盛花期早，但产量低，达不到培肥土壤和为双季稻提供养分的目的；中花和迟花型品种产量高，但盛花期迟，均与土壤耕层浅，翻压困难，且与现代水稻生产农事季节提前矛盾[11]。同时这些品种均要求在晚稻收获前1个月左右播种，对播种劳动力要求高，对晚稻产量有负面影响。“早花、适产、耐迟播”紫云英新品种选育成功与否将决定稻田绿肥作物的发展前景。创新了稻田绿肥作物育种目标，首次提出了“早花、适产、耐迟播”的紫云英新品种选育，并选育出适合湖南省不同生态区生产与利用要求的“早花型”紫云英新品种——“湘紫2号”[12]。突破了紫云英在晚稻收获前1个月播种的壁垒，提出了紫云英盛花期产量与养分含量的协同理念，实现了紫云英播种期和盛花期与现代双季稻生产无茬口障碍。提出了紫云英干耕方法，构建了紫云英运用于一季稻的免耕技术。控制紫云英腐解过程中还原性物质对早稻生长的负面作用，降低紫云英养分的流失。建立了紫云英翻压技术，解决了紫云英翻压后腐解过程中产生的还原性物质导致早稻“僵苗”问题，控制了紫云英养分的流失，实现了紫云英养分最大效率的利用。在绿肥高效生产的基础上，构建了双季稻稻草—绿肥碳氮协同增效模式[10,13]，稻草是高碳氮比（约60～80）的有机资源，具有腐解时间长和提供水稻所需养分时间长等特点。而绿肥是低碳氮比（约10～15）的有机资源，具有腐解速度快和能快速提供水稻所需养分的特征。能有效激发土壤微生物活性的有机物料适宜的碳氮比为25～30。项目组在益阳市南县和长沙市长沙县建立66.67和20 hm2的示范基地试验该技术模式。

2.3 景观生态调控保护繁育天敌技术

长期施用化学农药导致水稻主要害虫及天敌锐减，稻田生态平衡系统受到破坏。项目组以恢复水稻—害虫—天敌三元结构为目的，适量保护水稻次要害虫，搭建天敌生物繁育岛，发明高效益害虫分离装置调节益虫与害虫数量平衡，构建以天敌大群体为核心的稻田主要害虫自然防御体系，实现保益控虫的良性循环，修复稻田生物环境。

2.3.1 稻田景观生态优化配置 利用小菜蛾、稻螟蛉、豆荚螟等水稻的次要害虫，对稻螟赤眼蜂进行田间自然繁殖，连续4 a对临澧基地的观察结果表明，稻螟蛉自5月上旬开始发生，一直持续到9月下旬，共出现3次发蛾高峰，每次小高峰均先于稻纵卷叶螟8～10 d，稻螟赤眼蜂对稻螟蛉的寄生率为88%～95%。营造适宜天敌生存、繁殖、避难为一体的多功能天敌保育中心，为蛙类、蜘蛛、黑肩绿盲蝽等捕食性天敌构建安全栖息场所，结合绿色通道助迁技术，给蜘蛛等天敌留下适当的桥梁，在春插、双抢期间便于蜘蛛等天敌安全过渡。通过连续6 a的稻田生态建设，青蛙数量从5.8只/100丛增长到16.3只/100丛，蜘蛛数量从174.2只/100丛增长到512.0只/100丛，隐翅虫达92头/100丛。其中青蛙对飞虱的日捕食量可达13.7头/只，3 000只/hm2青蛙可将稻飞虱控制在防控阈值以下，即使在晚稻飞虱大发生时期，稻飞虱发生量比空白对照区少51.48%[14]。

2.3.2 保护利用蛙类天敌控制害虫 研究表明，青蛙、牛蛙和泽蛙对飞虱均有显著的影响，其中青蛙对飞虱的控制效果最好，牛蛙次之，泽蛙最差；随不同蛙类密度地增加，对飞虱的控制效果越明显。试验表明，青蛙可捕食飞虱13.17头/d，最高可达19.00头/d，牛蛙和泽蛙平均捕食飞虱8.17和5.33头/d。研究结果还表明，变态后的幼小青蛙和牛蛙对螟蛾具有较强的捕食能力，可减少稻田螟虫的危害，减少稻田卷叶率；随牛蛙和青蛙密度增大，卷叶率减少；而泽蛙对螟蛾和卷叶率无明显影响[15]。

2.3.3 扇吸式诱虫灯益害虫高效分离装置控害保益效果 在提高诱虫效率的基础之上，为最大限度提高被捕益虫的存活几率，利用害虫植食、益虫肉食的习性，研创了连接在扇吸式诱虫灯上的益害虫高效分离装置（专利号201020593569.0）。该装置外体为一通风、保湿良好的集虫箱，创造适合天敌生存的良好环境，并利用黑肩绿盲蝽、隐翅虫、瓢虫等天敌比鳞翅目害虫个体小的特点，设置逃生小孔，被捕的益虫通过取食害虫得以生存（图2）。

对比研究了扇吸式诱虫灯与频振式杀虫灯对晚稻稻田害虫的诱捕效果的差异。扇吸式诱虫灯的诱捕量显著高于频振式杀虫灯，早稻分蘖至乳熟期连续观测结果表明，扇吸式诱虫灯对蛾类的日平均诱捕量为136.7只，比频振式高97.0%；对稻纵卷叶螟的日均诱捕量为45只，比频振式高168.0%；对稻飞虱的日均诱捕量为62.4只，比频振式高182.5%。晚稻8月25至9月22日连续观测结果表明，扇吸式诱虫灯对蛾类日平均诱捕量为536.7只，比频振式高110.5%，对稻纵卷叶螟的日均诱捕量比频振式高99.5%[16]。

对益害虫高效分离装置的保益控害效果进行了大田调查，其中稻螟虫、稻纵卷叶螟、稻螟蛉、稻飞虱4种害虫种群死亡率100%；对益虫的保护效果较好，隐翅虫的存活率为81.8%～100%，黑肩绿盲蝽的存活率为83.3%～100%；中性昆虫存活率70.4%～89.9%，表明益害虫高效分离装置对保益控害具有显著效果。

图2 益害虫高效分离装置

2.4 利用赤眼蜂控制水稻二化螟和稻纵卷叶螟

2.4.1 赤眼蜂高寄生率蜂种的筛选 稻螟赤眼蜂、台湾螟赤眼蜂对水稻二化螟、稻纵卷叶螟由良好的控制效果[17-18]，但在实践应用中，蜂种采集主要分为本地挂卡采集和从外地引进。挂卡采集：将米蛾卵卡挂置在玉米地、茶林、菜园等地，通过赤眼蜂寄生方式收集不同蜂种。从外地引进蜂种主要有台湾螟、长缘蜂、短缘蜂和长岗山蜂等蜂种。通过对不同种类赤眼蜂的繁殖系数调查表明，茶树林中赤眼蜂繁殖系数最高，其次是扁豆地和空心菜地赤眼蜂，本地蜂的繁殖系数最低（图3）。

图3 不同蜂种繁殖系数情况调查

于湖南省水稻研究所试验田进行了赤眼蜂田间飞行距离的测量，测量方法为：将赤眼蜂卵卡（2 000粒）贴在塑料杯内，用2 m的竹竿吊置于稻田中心位置，然后以赤眼蜂卵卡为中心，在东、南、西、北、东南、东北、西南、西北8个方位的不同距离点放置米蛾卵卡，考察赤眼蜂不同方位和距离的寄生情况（表1）。试验结果表明：不同种赤眼蜂在不同方向的寄生情况各不相同，说明赤眼蜂的飞行方向具有随机性。根据各距离寄生粒数总和可知，台湾螟在2 m处的寄生粒数最多，离赤眼蜂卵卡越远，米蛾卵卡上寄生粒数越少；本地蜂在距赤眼蜂卵卡2、4、8和10 m的寄生粒数都超过100，其中以8 m处最多，8 m以外随着距离增加寄生粒数越来越少。在以蜂卵为圆心，16 m为半径的圆面积内台湾螟寄生总粒数仅为454粒，本地蜂达到761粒。

表1 赤眼蜂田间飞行不同方位和距离的寄生情况（粒）

对台湾螟和本地蜂的寄生率的调查表明（表2），台湾螟和本地蜂不同温度冷藏后寄生率表现一致，米蛾卵冷藏温度越高寄生率越高，0℃冷藏下寄生率仅为30%～35%，10℃冷藏下寄生率能达到80%～90%。0℃和5℃条件下，随着冷藏的时间增加寄生率下降，而10℃条件下，冷藏时间越长其寄生率越高。从不同蜂种的比较来看，本地蜂平均寄生率为62.8%，高出台湾螟4.5个百分点。

2.4.2 赤眼蜂节本繁殖技术 课题组发明了自动收集米蛾的新装置，优化了稻螟赤眼蜂的人工繁殖技术，降低了生产成本，提高了工作效率，为赤眼蜂产业化生产和大面积推广应用提供了技术保障。米蛾繁殖是稻螟赤眼蜂繁殖的基础，占整个赤眼蜂繁殖过程的70%工时，为了降本增效，课题组开展了稻螟赤眼蜂人工繁殖技术优化研究，利用米蛾的趋光上飞特性，发明了自动收集米蛾的新装置（专利号ZL2012 1 0358834），实现了米蛾的自动化收集。米蛾的采集率达90%以上，收蛾工效提高5～7倍，产100 mL米蛾卵用工成本仅为4.8元（表3），米蛾寿命平均延长1.3 d，单蛾产卵量提高10.6%，赤眼蜂繁殖工效提高1倍以上。同时充分利用地下培养室季节间温度变化小和高湿度的特点进行米蛾繁殖，用电量节约75%，成蛾率提高20.1%，米蛾寿命延长1.9 d，单蛾产卵量提高17.8%。

表2 不同赤眼蜂种寄生率

表3 生产米蛾卵成本比较 （元/mL）

2.4.3 赤眼蜂“繁控保”田间释放技术 （1）前期低量繁殖释放（图4）。观察了2种赤眼蜂对次要害虫稻螟蛉等、及小菜蛾、豆荚螟等稻田边界生物的寄生情况，长沙稻螟赤眼蜂对稻螟蛉的寄生率88%～95%，可以作为稻螟赤眼蜂良好的田间自然繁殖寄主。根据长沙稻螟赤眼蜂适应性强、田间自然繁殖系数高和寄生谱较广的特点，在长期生态防控稻田、早稻前期叶面次要害虫（稻螟蛉等）世代重叠的条件下，创新形成了水稻生长前期稻螟赤眼蜂低量繁殖释放法，在水稻分蘖期观测，当稻螟蛉、稻苞虫和粘虫等可寄生总蛾量达到100～200头/667m2或者可寄生的产卵总量达到10 000～20 000粒/667m2时释放长沙稻螟赤眼蜂，施放量 8 000～10 000头 /667m2。2010～2011年在长沙果园和春华试验基地研究发现，早稻5月中旬至6月下旬田间寄生卵赤眼蜂的孵化量达5 100～23 000头/667m2，晚稻8月中旬至9月中旬达7 300～28 700头/667m2，稻纵卷叶螟防控效果达81.3%，对二化螟防控效果达90.8%。

（2）中期动态控害释放。在掌握稻纵卷叶螟和二化螟在湖南双季稻田发生时期的基础上，课题组利用台湾螟赤眼蜂对两种主要害虫寄生力强、靶标性专一等特点，建立了根据稻纵卷叶螟、二化螟田间发生动态进行靶标控害的策略。根据稻纵卷叶螟和二化螟田间蛾、卵发生量大小，在发蛾始盛期释放台湾螟赤眼蜂最佳，释放量计算公式为：C=E×30-D×70%，公式中C为单位面积寄生赤眼蜂释放量，E为单位面积害虫蛾量，D为田间已有赤眼蜂寄生卵量。一般在成蛾量150～200头时，释放寄生赤眼蜂10 000～20 000头/667m2，如放蜂后4～7 d内田间蛾量超过300～400头/667m2，且田间自然蜂量不足时需补放一次。试验示范结果表明，利用台湾螟赤眼蜂在稻纵卷叶螟、二化螟发生关键时期进行动态靶标控害，能有效控制稻纵卷叶螟和二化螟种群发展，大面积防治效果为71.6%～80.5%。

（3）后期保效释放。根据稻纵卷叶螟在世代重叠陆续产卵危害的特性，在动态靶标控害的基础上，为确保功能叶片不受危害，提出了后期保效释放法，巩固动态靶标控害效果。利用长沙稻螟赤眼蜂和台湾螟赤眼蜂混合释放，释放量根据田间害虫数量和赤眼蜂残存量综合确定，一般释放10 000～15 000头/667m2。多年试验示范结果表明，后期保效释放法对稻纵卷叶螟的防效可提高20%～30%。

图4 赤眼蜂“繁控保”释放技术示意图

2.5 生物控草肥控草技术

2.5.1 化感植物活性成分与杂草控制效果 生物控草有机肥提取物经过大孔树脂D101吸附过柱分离出的12个组分对稗草、菵草生长抑制作用测定结果见表4。由表4可以看出，组分A1、A2对供试植物具有显著的促进效果，B1、B2、B3、B4、C1组分对稗草和菵草相对于对照并不明显，影响不大。D1～D8组分对供试植物均有一定的抑制作用，其中，D7、D8组分的对供试植物幼苗抑制效果最明显，对稗草进行处理的RI值分别为-0.44、-0.50，抑制菵草的RI值分别为-0.65、-0.66。由此看来，龙葵化感活性作用较高的成分主要分布于D5、D6、D7、D8等几个馏分中。2.5.2 生物控草有机肥化感活性组分薄层层析 以硅胶薄层板为固定相，分别以氯仿∶甲醇（9∶1）、氯仿∶甲醇（99∶1）、氯仿∶丙酮（7∶3）、氯仿∶丙酮（85∶15）、环己烷∶乙酸乙酯（1∶2）混和物为流动相，在紫外分析仪254 nm波长下观察展开效果。结果表明，活性组分样品D8在氯仿∶甲醇（9∶1）和氯仿∶丙酮（9∶3）混合液中的没有分离现象，且Rf值均为1。在氯仿∶丙酮（95∶5）混合液的展开中，分离组分Rf值为0.32和0.85。选用环己烷∶乙酸乙酯（1∶1）为D8的展开剂时，薄层板明显分离出4个点，Rf值分别为0.16、0.28、0.46、0.84。氯仿∶甲醇（95∶5）展开的Rf值为0.91。通过观察显色效果比较，选定环己烷∶乙酸乙酯（1∶1）为最佳展开剂，并确定采用环己烷∶乙酸乙酯（2∶1）、环己烷∶乙酸乙酯（1∶1）、环己烷∶乙酸乙酯（1∶2）进行梯度洗脱硅胶柱。

表4 大孔树脂分离的不同组分对稗草、菵草生长的影响

2.5.3 硅胶柱分离组分对稗草和菵草幼苗生长的影响表5结果表明，生物控草有机肥提取物经硅胶柱D8分离出的5个不同组分均能抑制稗草、菵草幼苗的生长，且不同组分对供试植物的化感抑制强弱程度各不同，各组分之间也存在显著差异。其中，G3、G4组分的抑制效果最高（图5），稗草处理组RI值分别为-0.43和-0.32，菵草处理组的RI值分别为-0.49和-0.44，相对于对照存在极显著的抑制效果。说明在G3、G4组分含有的化感活性物质含量比其他组分更多，这两部分的化感抑草活性成分值得进一步的分离与鉴定。2.5.4 生物控草有机肥除草活性成分鉴定 经气质联用色谱分析，组分G3和G4中有除草活性的物质是柠檬酸（n-Hexadecanoic acid），2甲基异戊酸（2-methyl-Butanoic acid），3甲基异戊酸（3-methyl-Butanoic acid）（图6、图7、图8）。

表5 硅胶柱分离的不同组分对稗草、菵草生长的影响

图5 生物控草有机肥化感物质对稗草种子萌发的抑制效果

2.5.5 生物控草有机肥致病菌的分离与鉴定 从野外稗草上分离得到了一株杂草致病菌，经分子鉴定后命名为新月弯孢菌（Curvularia lunata）NX-1，室内致病性接种试验结果表明NX-1对稗草的防控效果达到了80%（图9），水稻安全性试验表明NX-1对水稻幼苗生长没有影响，是一株比较理想的水田杂草生防菌。

2.6 生物肥控病技术

图6 柠檬酸(n-Hexadecanoic acid)离子流图

图7 3甲基异戊酸(3-methyl-Butanoic acid)离子流图

2.6.1 抗稻瘟前胡制剂主要活性成分筛选及作用机理利用诱抗剂调节植物自身的免疫系统来防治病害，是植物病理学研究中一项新的研究技术，也是植物病害防治的新途径。化学诱抗剂在农作物病害防治中已有很多运用成功的例子[19-21]。在前期研究中课题组从60余种中草药中筛选出2种植物源诱抗剂材料——前胡和白芷，其提取物可激活水稻的防御反应，提高水稻抗稻瘟病抗性[22-23]。研究利用Sephadex LH-20和液相制备色谱分离前胡丙酮提取物，得到诱抗活性的主活性成分，并采用ESI-MS 质谱和核磁共振波谱法对其进行了结构解析与鉴定，发现前胡的丙酮提取物中的3个馏分对水稻稻瘟病有较强的诱导抗病性，质量浓度为 1 0 mg/L 时，其诱抗效果分别为52.77%、60.76%、60.28%；波谱结构解析表明，三者分别为北美芹素、前胡香豆素II、前胡香豆素III（图10），其中前胡香豆素III为国内首次从前胡中分离得到，表明香豆素是前胡诱导水稻抗稻瘟病的主要活性成分[24]。

图8 2甲基异戊酸(2-methyl-Butanoic acid)离子流图

图9 杂草致病菌的除草效果

前胡制剂田间试验结果亦表明前胡对稻瘟病有良好的防控效果，15%前胡水乳剂的防控效果优于前胡原粉和前胡水煮液，使用WS-16卫士型喷雾器施药，药后10、20、30 d防效分别为76.61%、78.05%和80.09%，药后67 d增产率分别为4.69%、4.83%、5.93%，防效和增产率均稍低于对照药N-环唑和稻瘟灵；使用工农16型喷雾器施药，药后10、20、30 d防效分别为66.23%、69.94%和72.54%，药后67 d增产率分别为3.03%、4.93%、3.61%，防效和增产率均稍低于对照药剂三环唑和稻瘟灵，且使用WS-16卫士型喷雾器的效果稍高于使用工农16型喷雾器的效果。

图10 前胡的3个活性组分

利用生物和化学诱抗剂诱导植物产生抗病性，激活植物的抗病防卫反应，是防治病害的有效途径之一。过氧化物酶、超氧化物歧化酶、多酚氧化酶和苯丙氨酸裂解酶参与植物体内多种生理代谢过程的，与植物的防卫反应及抗病性密切相关，因而通常作为衡量植物体内防卫反应的重要指标。研究结果表明，所分离提取的前胡的3个活性组分北美芹素、前胡香豆素II、前胡香豆素III对水稻稻瘟病菌没有直接的抑制作用，在供试的质量浓度范围内处理水稻幼苗可诱导幼苗产生稻瘟病菌抗性。而酶活性测定表明，植物源诱抗剂前胡的3个活性成分处理水稻幼苗可提高叶片中POD，SOD，PPO和PAL的活性。因此，前胡的3个活性成分诱导水稻幼苗对稻瘟病的抗性，其作用机理可能与通过诱导植物防卫反应体系有关[25]。

2.6.2 芽孢杆菌防治水稻纹枯病、稻曲病 目前生物防治被认为是一种很有前途的、能够替代化学农药的防治方法。芽孢杆菌因其具有广谱高效的抗菌活性，且芽孢稳定性强，已被广泛应用于水稻病害的防治。课题组筛选出5种高活性抗病生防菌，其中解淀粉芽孢杆菌B-4对水稻纹枯病及稻曲病，枯草芽孢杆菌B-5对水稻纹枯病具有良好抗菌活性。田间试验结果表明，B-4菌悬液对水稻纹枯病的防控效果达到了65.30%，对稻曲病的防控效果达到了60.20%；组合菌协同防控效果研究结果表明B-4与B-5协同防控纹枯病、稻曲病的防效达到了70.30%。

2.7 节肥丰产栽培技术

2.7.1 水稻增苗节氮均衡增产效果 针对水稻种植过程中氮肥流失严重、利用率低的问题，创新了一种通过人工调控群体的南方籼稻节肥种植方法，通过增加苗数优化前期群体来弥补节氮引起的产量损失，明确了可节省氮肥用量与移栽苗数的关系；针对减少氮肥施用导致水稻后期群体营养不足的问题，创新了一种水稻大面积均衡增产的穗肥施用方法，根据品种产量潜力及后期营养状况，精准计算穗肥的施用量和施用时期，形成了水稻增苗节氮均衡增产技术。该技术模式下穗粒数、千粒重等个体指标均有所下降，但群体有效穗数显著增多（表6），可在减少10%氮肥施用的条件下实现大面积均衡增产[26-27]。同时，该技术模式下拟环纹豹蛛种群的增长量提高了12.54%，稻飞虱种群数量减少了33.8%～56.1%，稻曲病病穗率下降了18.5个百分点[28]。

表6 增苗节氮模式对不同水稻品种的产量构成因子的影响

2.7.2 网捕多元长效控失肥的研发和示范效果 采用网捕控失技术，研制出多元长效控失肥，在复合肥中添加经高压等离子束照射后的凹凸棒土养分控失剂，从棒状结构改变成网状结构，进入土壤后，控失剂可以自行组装，通过氢键和范德华力等作用形成一个巨大的微纳米网状结构，将氮肥的铵离子、磷肥的磷酸根离子和钾肥的钾离子固定在微纳米网状结构中。许多养分离子通过这种微纳米网状结构聚合在一起，它们的分子量大，不易流失，进而实现持久肥效。而水稻可通过根系活动主动吸收其中的氮磷钾养分，达到随需随取的目的，显著提高了氮磷钾的养分利用率。利用以上技术生产出一种水稻多元长效控失肥，其氮磷钾含量比为22︰8︰12，总养分含量达42%；另外，还含有3%的养分控失剂，10%的钙、镁、硫、硅等中量营养元素，以及2%的硼、锌、锰、钼等微量营养元素。研究表明，该控失肥具有肥效持久平稳、利用率高，养分齐全等有点，既能弥补土壤缺素短板，又能增强作物抗性（如抗倒伏等）[29-31]。同时，该控失肥施用简单，省工省力，一经上市便深受广大用户的欢迎。

2012～2014年在湖南、湖北、安徽、河南、江西、广东、贵州、四川、新疆等9个省共设置了60个试验点的对比试验，设置习惯施肥（对照）处理和多元长效控失肥处理，2个处理的氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）量相等；习惯施肥按当地习惯施用要素、当地主销复合肥和氯化钾；多元长效控失肥处理施用专用肥40 kg/667m2、尿素7.5 kg/667m2，水稻耙田时一次性基施。从表7中可以看出，多元长效控失肥处理的平均产量达686.2 kg/667m2，比等养分的习惯施肥处理增产13.9%，增产幅度为7.8%～22.8%，其中新疆的增产幅度最大，贵州的增产幅度最小；多元长效控失肥处理的平均吸氮量、吸磷量和吸钾量分别为10.98、3.07和10.99 kg/667m2，分别比等养分的习惯施肥处理增加6.20%、2.0%和1.38%；与习惯施肥处理相比，多元长效控失肥处理的氮肥、磷肥和钾肥利用率分别提高了5.22%、4.09%和3.88%

设置在湖南的31个对比试验点的结果表明，多元长效控失肥处理的平均产量达654.7 kg/667m2，比等养分的习惯施肥处理增产10.3%；多元长效控失肥处理的平均吸氮量、吸磷量和吸钾量分别为10.99、2.99和10.75 kg/667m2，分别比等养分的习惯施肥处理增加4.58%、0.67%和0.84%；与习惯施肥处理相比，多元长效控失肥处理的氮肥、磷肥和钾肥利用率分别提高了3.92%、1.44%和2.26%。

表7 网捕多元长效控失肥在各省（区）的示范效应（kg/667m2）

2.7.3 可降解膜控释肥料的研发和示范效果

（1）可降解膜控释肥料的研发

控释技术是目前最有前途和潜在效率最高的提高肥料利用率的技术。攻克控释肥料养分释放速率与作物各生育阶段对养分生理需求相同步的难题，寻求价格低廉且对土壤环境无污染的包膜等一直是农业可持续发展必须解决的重要课题。

对583种天然、半天然高分子材料、成孔剂及表面活性剂进行细致研究，已筛选出天然和半天然高分子聚合物、成孔剂、成膜剂、表面活性剂共29种。根据控释肥料养分释放持续时间，确定控释肥料的包膜组分为：天然、半天然高分子材料占包膜层重量的37%～68%，成膜剂占2.5%～10%，成孔剂占40%～60%，表面活性剂占0.2%～10%。

经258次工艺试验，通过调整天然、半天然高分子材料组分比例，调整天然、半天然高分子材料与成孔剂组分比例，调整表面活性剂与天然、半天然高分子材料和成膜剂组分比例，通过改变膜孔孔径大小以及调节包膜层微孔通道水分渗透能等技术手段，攻克了在30～330 d内可人为控制肥料养分释放速率的核心技术难题。应用该技术研制出了2种直线型、16种指数线型和4种S线型养分释放曲线特征的控释肥料，以及4种用于常规早、晚稻，杂交早、晚稻的专用控释肥料。研制出在土壤中无残留无毒的可降解膜控释肥料。根据天然、半天然高分子材料复合膜的物理、化学特性，阐明了可降解膜控释肥料养分释放动力学特征及其养分释放机理，构建了可降解膜控释肥料在自然田间条件下的养分释放和数学模拟模型。

（2）控释肥料对水稻的增产效果和提高肥料利用率的效应

为了比较可降解膜控释肥料在增加水稻产量和提高养分利用效率方面的效果，在我国南方4省（海南、广东、江西和湖南）的淹水和间歇灌溉条件下共进行了87个田间试验。当控释肥作基肥施用时，控释肥处理的产量比普通尿素增产11.1%～17.3%。控释肥料一次性基肥施用处理比普通尿素分次施用（基肥＋追肥）处理增产10.3%～18.3%。

为了研究水稻控释肥料对提高氮素利用率的效果，进行了35个田间试验和大量的微区试验。在这些试验中，由差值法测得水稻控释肥料处理的氮素利用率平均为75.3%（69.3%～81.4%），比尿素高出37.5个百分点。由15N示踪法测得的水稻控释肥料的15N利用率平均为65.6%（62.4%～67.3%）。由此看出，差值法测得的氮素利用率比15N示踪法测得的高9.7个百分点[32-35]。

（3）控释肥料削减稻田环境污染的作用

施用水稻控释肥料能减少氨的挥发损失，降低稻田水层尿素N和NH4+-N的浓度，降低稻田水层的pH值和稻田氧化亚氮的排放，减少稻田中硝态氮的淋溶损失。施用水稻控释肥料能有效地降低我国南方稻田中NH3的挥发损失，尿素（基肥+追肥）处理的表观氨挥发量极显著地高于水稻控释肥料处理。尿素处理17 d内的累积氨挥发量为4.23 kg/hm2，占施入氮量的4.7%；而水稻控释肥料处理的累积氨挥发量为1.98 kg/hm2，只占施入氮量的2.2%[35]。尿素处理的田面水层中尿素N和NH4-N浓度在尿素水解的初始期显著提高[32]。在早、晚稻种植季节，施用普通尿素的早稻田，当天水层尿素N和NH4-N含量可达到166 mg/L，晚稻田水层达到44.4 mg/L；在第5～6 d（早稻）和第4～6 d（晚稻）内迅速降到40 mg/L和5 mg/L以下；而施用水稻控释肥料的水层尿素N和NH4-N含量很低，与无氮对照水层接近。在早稻和晚稻种植期间施用尿素的情况下，稻田水层pH值在施肥后第1天分别可达到7.6和7.8，直到第9天时仍保持不变，此后稍微下降到7.3和7.5；而施用控释肥料处理的水层pH值始终低于尿素处理，尤其在施肥后的7 d内[32]。这可能是水稻控释肥料对氮的释放速率进行了有效调控，因此降低了土壤－水层界面NH4+和HCO3-的积累。

在我国南方间歇灌溉水稻种植季，施用氮肥会使稻田的N2O排放量增加。在水稻生育期内，上层土壤可能保持富氧环境，溶解氧通过灌溉水可以把氧加到表土。在这种情况下，经硝化作用和反硝化作用可能产生大量的N2O，随后从土壤中排放出来。施用控释肥料的目的是使肥料中的氮释放速率与作物各生育阶段对氮素养分的需求速度同步，从而避免土壤中氮浓度过高，造成不必要的损失。据报道，控释肥料能有效地降低稻田中N2O的直接排放[36]。与尿素处理相比，控释肥料处理的N2O排放量减少了15%。尿素处理的NO3--N淋失量在施肥后10和20 d最高，分别为4.34和4.78 kg/hm2。控释肥料处理的NO3--N淋失量同样在施肥后10和20 d最高，但其淋失量显著低于尿素处理，分别为3.16和2.65 kg/hm2。尿素处理和控释肥料处理的NO3--N淋失总量分别为9.19和6.7 kg/hm2，分别占施入尿素和控释肥料氮量的10.2%和7.4%[37]，控释肥料处理的NO3--N淋失量比尿素处理降低了27.1%。

2.8 镉低积累品种+水分管理+土壤调理剂组合降镉技术

2.8.1 镉低积累水稻品种筛选与应用 2014～2016连续3 a多点多重复大田筛选试验，结合盆栽控制环境因子进行水的镉积累稳定性鉴定，早中晚三季共筛选出49个镉低积累水稻品种[38]。

2015年开始在长株潭设置了68个试点，其中双季稻试点48个，轻、中、重度污染区分别有32、7、9个；一季稻试点20个，轻、重度污染区分别有16、4个。早稻镉低积累水稻品种包括湘早籼32号、湘早籼45号、中嘉早17、株两优819和株两优189。与对照相比，轻度、中度、重度镉污染区早稻米镉含量分别平均降低18.6%、7.3%、13.0%，3个污染区种植低镉积累品种稻米降镉效果加权平均为15.9%。晚稻镉低积累水稻品种包括湘晚籼12号、湘晚籼13号和金优59。与对照相比，轻度、中度、重度镉污染区晚稻稻米镉含量分别降低22.4%、29.7%、32.4%，3个污染区种植低镉积累品种稻米降镉效果加权平均为25.3%。中稻镉低积累水稻品种包括Y两优2108、Y两优488和Y两优9918。与对照相比，轻度、重度镉污染区中稻米镉含量分别平均降低26.7%、19.2%，2个污染区种植低镉积累品种稻米降镉效果加权平均为25.2%。

镉低积累水稻品种的筛选与应用取得了显著的降镉效果，当前筛选的早、中、晚稻低镉积累品种稻米镉含量分别降低18.3%、39.3%、40.1%，中、晚稻低积累品种效果显著优于早稻。因受水稻品种镉积累特性、不同生态区域气候条件等因素的影响，镉低积累水稻品种在大面积推广应用中普遍存在效果缩减的现象，中稻品种尤为明显。镉低积累品种的推广效果在pH值为5～7的土壤中效果显著。研究还发现在岳阳、邵阳和常德等地镉低积累品种的推广效果较低，在湘潭、长沙和益阳等地镉低积累品种的推广效果较高。

2.8.2 石灰修复技术的研究与应用 石灰施用量研究试验设置8个石灰用量，早晚稻各开展了24个小区试验，以不施用石灰为对照。从表8中可以看出，石灰用量为30 kg/667m2时，早、晚稻稻米Cd含量降幅分别为28.1%和29.0%；当石灰用量为200 kg/667m2时，早稻稻米Cd含量降幅为88.21%；当石灰用量为150 kg/667m2时，晚稻稻米Cd含量降幅为86.85%。通过建立pH值和稻米降镉率关系的逻辑斯蒂回归方程，早稻为y=96.028 1/[1+e(21.9019-3.9456x)]，晚稻为y=94.141 1/[1+e(11.0479-1.8356x)]。由此可知，土壤pH值随石灰用量的增加而显著增加，但增加趋势减缓。

表8 不同用量石灰处理对稻米镉含量的降低效果

2014～2016年在长株潭地区总计开展了53个施用石灰处理（施用量100 kg/667m2）降低稻米镉含量的小区试验。其中，早稻开展了32个小区试验，石灰处理的稻米最高降镉幅度达72.55%，平均降幅41.78%；晚稻开展了21个小区试验，石灰处理的稻米最高降镉幅度达85.00%，平均降幅32.03%。

2.8.3 镉污染稻田水分管理技术研究与效果分析

2010年晚稻盆栽试验设置了常规灌溉和淹灌2个处理，供试土壤为潮泥田和红黄泥。结果表明，在潮泥田和红黄泥土壤中，淹灌处理的稻米镉含量分别比常规灌溉处理降低57.5%和43.6%[39]。红壤盆栽试验结果表明，淹灌处理的早、晚稻稻米镉含量分别比常规灌溉处理降低71.9%、76.5%[40]。在岷江灰色冲积物发育而来的3种水稻土壤中进行早稻大田试验，结果表明，淹灌处理的稻米镉含量比常规灌溉处理降低了34.1%～48.1%[41]，而Hu等[42]在杭州开展的早稻大田水分管理试验结果表明，淹灌处理的稻米镉含量比常规灌溉处理降低了33.3%。从全国近5 a来的镉污染稻田土壤水分管理技术研究结果来看，淹灌处理的早稻稻米镉含量比常规灌溉处理平均降低54.5%，淹灌处理的晚稻稻米镉含量比常规灌溉处理平均降低59.2%。

项目组通过对不同土壤类型上的淹水灌溉模式、淹水时间和淹水深度等研究，全面分析了灌溉管理对水稻镉吸收积累的影响。结果表明，全生育期淹水的降镉效果最明显，而在水稻分蘖期和孕穗期2个水稻需水的关键时期，稻米镉含量随淹水时间的增加皆表现出下降趋势，且分蘖期对淹水的敏感度高于孕穗期。与常规灌溉处理相比，全生育期淹水、分蘖盛期开始淹水1、2、3、4周的处理稻米镉含量分别下降了22.7%、16.0%、15.5%、20.2%、18.6%，而在相同淹水时间条件下，分蘖盛期开始淹水1、2、3和4周处理的糙米Cd含量分别比灌浆开始淹水1、2、3和4周处理降低了27.1%、46.6%、56.0%和35.2%，且茎叶镉含量的下降趋势与稻米相同[43]。这表明淹水能有效抑制水稻对Cd的吸收累积，这种抑制效果与淹水时间呈正相关，且分蘖盛期淹水对水稻茎叶和糙米Cd累积的抑制效果优于灌浆期淹水。

同时，通过在不同土壤类型上的试验初步探明了淹水降低水稻镉吸收的作用机理。采用红黄泥和潮泥田水稻土研究淹水对水稻镉吸收积累的效果，结果表明，2种土壤的有效态Cd含量与有效S含量表现出极显著线性正相关，土壤有效态Cd含量是影响水稻吸收累积Cd的一个重要的直接因子，而土壤Fe2+和有效S中还原性S2-含量是影响水稻吸收累积Cd的2个重要的间接因子，其中有效S的影响程度显著大于Fe2+[44]。而研究不同淹水深度对水稻镉吸收积累的影响结果表明，稻米镉含量主要受淹水状态的影响，而不同淹水深度对其影响较小。

2.8.4 土壤钝化技术（土壤调理剂）研究与应用

（1）土壤调理剂技术研究与效果分析

2013～2016年，课题组各单位分别对土壤镉钝化剂开展了大量的田间试验，总体信息如表9所示。

2013年，在网岭和大同桥施用不同用量的硅钾肥，晚稻稻米镉含量分别降低10.98%～27.90%和14.21%～27.14%；同年施用森博牌生物有机肥和土壤调理剂，晚稻稻米镉含量分别降低18.3%和25.8%。

表9 近年来施用的土壤调理剂品种及效果

2014年，在醴陵市、株洲县、茶陵县及天元区以宇丰土壤调理剂为材料进行大田试验，结果显示，晚稻稻米镉含量分别降低28.6%、61.4%、33.3%和24.1%（平均降低36.9%）；在北山、湘潭和攸县以碱性缓释复混肥料为材料进行大田试验，结果显示，晚稻稻米镉分别降低7.0%、42.9%和31.4%（平均降低37.1%）；在北山和湘潭两地分别施用生石灰、田师傅牌土壤调理剂、田师傅牌土壤调理菌剂、北京“阿姆斯”生物改良剂、泰谷土壤调理剂、有机水溶肥、腐植酸水溶肥料、改性有机肥、宇丰调理剂、碱性降镉复合肥和芭田土壤调理剂，北山晚稻稻米镉含量分别降低37.00%、37.63%、27.95%、26.02%、41.43%、47.01%、37.77%、45.71%、51.35%、38.85%、12.50%，平均降低36.66%；湘潭分别降低65.72%、54.36%、45.22%、55.68%、65.03%、31.99%、54.47%、42.40%、65.38%、45.49%、56.09%，平均降低52.89%；在春华、大同桥镉污染稻田施用“926”土壤调理剂，稻米镉含量比对照分别降低37.0%、38.7%。

2015年，施用固体硅肥，稻米镉含量比对照降低35.53%；施用钙镁磷肥，中稻稻米镉含量降低34.00%；施用高效硅肥，晚稻稻米镉含量比常规施肥处理降低35.53%；施用“沃特壮”土壤调理剂，晚稻稻米镉含量降低40.79%。施用“戴乐稼富”中量元素肥，晚稻稻米镉含量降低16.65%。

2016年，分别施用50、70和100 kg/667m2硅酸钾肥，晚稻稻米镉含量分别下降30.6%、39.9%和49.5%；在长沙、湘潭两地施用“天象牌”土壤调理剂，早稻稻米镉含量分别比常规处理降低15.72%、24.56%（平均降低20.14%），晚稻稻米镉含量分别降低17.16%、24.38%（平均降低20.77%）；施用“天脊”土壤调理剂，晚稻稻米镉含量比对照降低34.48%～63.55%，平均下降49.02%；在北山和春华两地施用“田师傅”生物有机肥，晚稻稻米镉含量分别下降42.86%和32.50%，平均下降37.68%；施用“戴乐稼富”中量元素肥，晚稻稻米镉含量降低49.5%。

（2）土壤调理剂试验研究与示范推广效果的差异

从表10中可以看出，2015～2016年土壤调理剂的筛选效果和示范效果都比较稳定，均为39.0%左右和30.0%左右。总体来说，土壤调理剂施用技术的试验研究效果要优于技术示范效果，2015和2016年推广应用土壤调理剂的技术效果分别比筛选效果低8.35和9.36个百分点。

表10 镉污染稻田施用土壤调理剂对降低稻米镉含量的效果

3 水稻绿色生产技术示范及应用效果

根据不同的需求，水稻绿色生产技术可以组合成3套技术模式，分别是有机丰产技术模式、绿色高产技术模式和安全生产技术模式。在生态优良区集成高档优质稻品种、化肥全量有机替代以及全程免化学农药的有机丰产技术体系；在常规生产区集成高产优质品种、紫云英—稻草培肥与减肥控药相结合的绿色高产技术模式；在中轻度镉污染稻田集成镉低积累品种、钝化剂调理配套水分管理以及节肥高产栽培的安全生产技术模式（表11）。

有机丰产技术模式于2010年开始大面积示范推广，近3 a累计推广面积2.47万hm2，示范区综合效益约是常规生产的5.96倍。安全生产区绿色高产模式于2008年开始大面积示范推广，近3 a累计推广面积130.47万hm2，示范区综合效益约是常规生产的1.81倍。中轻度镉污染区组合降镉模式于2014年开始大面积示范推广，至2017年在长株潭和扩面区累计推广面积57.07万hm2，抽样检测表明，示范区早晚稻稻米达标率分别为91.2%与73.1%。

表11 3套水稻绿色生产技术模式关键技术组合

应用集成的有机丰产技术模式，通过有机产品认证5个，有机转换期6个，应用绿色高产技术模式，10个绿色稻米产品通过认证。

3.1 水稻绿色生产技术操作细则

3.1.1 基地选择 选择自然环境好、环境生物多样性丰富，土壤无重金属污染的稻田。有清洁水库或山塘确保水源充足，且相对独立的灌溉系统的农田为生产基地。基地范围内最好穿插有小水塘、水沟，及可供红薯、玉米、大豆、芝麻等作物种植的零星小块旱地，有利于稻田天敌迁移保护。

3.1.2 品种选择 以选择优质多抗的水稻品种为原则，早稻可选择湘早籼42号、湘早籼45号等米质较好、生育期适中的品种，晚稻选用玉针香、湘早籼17号等国标一等优质香稻品种，一季晚稻选用农香32等丰产性好的高档优质香稻品种。保证高端消费的需求。

3.1.3 播 种 播种期同常规栽培，采用人工移栽方式的播种量在常规栽培基础上早稻增加30%、晚稻增加40%，一季晚稻增加30%；如果采用抛秧或机插秧方式，单盘用种量与常规生产相当，确保壮苗，育苗盘数增加30%～40%，即用种总量增加30%～40%。

3.1.4 移 栽 移栽期同常规栽培，在移栽密度方面早稻基本苗2.5万～2.8万株/667m2，晚稻2.2万～2.5万株/667m2，一季晚稻2.2万株/667m2。移栽后根据田块大小开好十字沟，沟深5～10 cm。

3.1.5 施 肥 前茬种植绿肥的稻田一般在盛花期即生物量最大期适时翻埋沤熟。基肥一般选用来源清洁的鸡粪，通过生物菌腐熟加工后含N 1.5%以上，均匀撒施300 kg/667m2，菜枯70 kg/667m2。也可使用有机认证的专用肥料，按含量及说明施用。追肥在返青立苗后选择晴好天气施用，撒施生物控草有机肥100 kg/667m2，根据苗高保持4～6 cm水层5 d以上。

3.1.6 水分管理 移栽至分蘖期根据生物控草、有机肥控草的需要保持约4 cm浅水层，分蘖末期根据苗情进行中露轻晒，以稻田松软开细坼为宜，保持沟中约有1 cm薄水，以保护天敌。孕穗期至齐穗期保持浅水层，灌浆期以后采取干湿交替的管理方式。收割前第7天左右开始断水晒田，以利机械收割。

3.1.7 病虫害生态调控

（1）早 稻

① 4月下旬至5月上旬，二化螟发蛾初期。应用二化螟性引诱剂，2粒/667m2，装于盛有洗衣粉溶液的盆上，高出水稻冠层20 cm为宜。若上年二化螟发生量大，需配合人工释放稻螟赤眼蜂防治，方法如下：于发蛾初期释放，1万蜂/667m2，分10个点，间距8 m，每点约1 000粒，在1.5～1.8 m的竹竿上系一防水纸杯，杯口朝下倒挂，将赤眼蜂卵卡贴于杯子内壁，杯口离水稻50 cm为宜。

②5月下旬，幼穗分化初期，用井冈霉素防治纹枯病1次。方法同常规防治。幼穗分化2～3期、倒三叶始出期，释放稻螟赤眼蜂1次，防治稻纵卷叶螟。方法和用量同上，并配合放人工卵每点800～1 000粒，贴于杯内，以繁殖一代赤眼蜂。

③6月上旬，孕穗期。用井冈霉素和春雷霉素防治1次，主要防治纹枯病和稻瘟病。方法同常规防治。

④6月中旬，始穗期。释放稻螟赤眼蜂1次，方法和用量同上。

（2）晚 稻

秧苗期如发现稻蓟马为害，选择晴好天气，撒施生石灰粉30 kg/667m2，并缓灌水至秧苗淹没保持12 h后迅速排干。

①8月上旬，二化螟发蛾初期。用二化螟性引诱剂， 2颗/667m2，装于盛有洗衣粉溶液的盆上，高出水稻20 cm为宜。如早稻第二代二化螟发生轻，可不防治。幼穗分化2～3期、倒三叶始出期，稻纵卷叶螟发蛾期，释放稻螟赤眼蜂1次，并配合放人工卵，方法和用量同上。

②8月中旬，幼穗分化初期，用井冈霉素防治纹枯病1次。方法同常规防治。

③8月下旬，幼穗分化3～4期、倒二叶始出期，释放稻螟赤眼蜂1次，并配合放人工卵，方法和用量同上。孕穗期，用井冈霉素和春雷霉素防治1次，主要防治纹枯病和稻瘟病。方法同常规防治。

④9月上旬，始穗期。释放稻螟赤眼蜂1次，方法和用量同上。

⑤9月上中旬，如田间虱蛛比达到5以上，放鸭1～2次，逐丘赶放。

⑥9月下旬，如飞虱大迁入，再放鸭1～2次，注意防止鸭损坏水稻。

3.2 水稻绿色生产示范基地建设实例

3.2.1 示范基地概况 示范基地选址于湖南农科院长沙县高桥示范基地；品种为高档优质香稻品种农香32和玉针香；建设面积14 hm2；播种期：2017年5月29日至6月5日；移栽期：2017年6月25日至6月29日。

3.2.2 肥料施用情况 基肥：绿肥鲜重约1 000 kg/667m2（氮0.38%，磷0.09%，钾0.37%）；商品有机肥400 kg/667m2（氮1.70%，磷1.54%，钾2.85%）。追肥：移栽后施生物除草有机肥100 kg/667m2（氮、磷、钾含量分别为1.80%、0.78%和3.21%）。总氮量12.4 kg/667m2，磷 7.8 kg/667m2，钾 18.3 kg/667m2。

3.2.3 病虫害绿色防控

（1）稻螟赤眼蜂防治二化螟、稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫

操作方法同上文水稻绿色生产技术操作细则之人工释放稻螟赤眼蜂防治方法。释放两次。 第一次，盛蛾期，总蛾量约150只/667m2，释放稻螟赤眼蜂，繁殖赤眼蜂。时间7月10日。第二次，抽穗期，保护功能叶片。

（2）生物诱导及拮抗菌防治主要病害

防治对象是纹枯病、稻瘟病和稻曲病；方法是利用前胡等抗性诱导物质提高水稻对真菌病害的抗性，放线菌新种群抑制主要病害病原体；防治时期：分蘖期1次，孕穗期1次。

（3）稻田天敌保育技术防治稻飞虱

利用稻田道路、田埂、沟渠等地域种植香根草等诱虫植物诱杀二化螟等害虫，种植豆类等植物并保护杂草，保护稻田害虫的天敌。

保育中心：约每6 667m2设置20～30 m2水池，深40～50 cm，种植豆类和棚架蔬菜，供蛙类产卵孵化、蜘蛛越冬和春耕、双抢避难。为害虫天敌提供优良栖息环境和充足的食物。

绿色通道：道路、田埂豆类蔬菜杂草等。利用杂草和其他植物繁殖天敌。如杂草繁殖缨小蜂、蜘蛛等。

蛙类放养：移栽后10～15 d，约投放青蛙幼苗300 只 /667m2，泽蛙 500～600 只 /667m2。

（4）益害昆虫分离诱虫灯

该诱虫灯采用扇吸原理，捕虫效率高，使害虫基数降低70%以上，同时由于诱虫灯对所诱昆虫无伤害，利用害虫植食、益虫肉食的原理通过害虫天敌分离装置将天敌回归稻田。每2.33～2.67 hm2安装1盏。

（5）“生物控草肥”控制田间杂草

利用分泌除草物质的微生物，通过有机肥发酵，移栽后2～3 d返青后施入稻田，芽前控制杂草发生。施用量为 100 kg/667m2。

3.2.4 2015～2016年示范效果

（1）产 量

2015年，农香32产量为417 kg/667m2，玉针香为366 kg/667m2；2016年，农香32产量为435 kg/667m2，玉针香为 381 kg/667m2。

（2）病虫草害发生危害情况

虫害发生情况：二化螟，发生率小于0.1%（防治指标1.5%）；稻纵卷叶螟，小于1%（防治指标10头/100丛）；稻螟蛉、三化螟，几乎为0；稻飞虱，每100丛100头以下（防治指标1500头/100丛）；所有指标都在防治指标以下，产量损失率1%以下。

病害发生情况：稻瘟病病株率0.48%；纹枯病病株率为38.8%，纹枯病病情指数为14.5；稻曲病病粒率小于万分之一，几乎没有；产量损失约1%。

（3）草害发生情况

经田间调查，2015年有机生产技术体系模式下种植农香32、玉针香2个品种田块平均发生稗草3.9株/667m2、千金子 0.9株 /667m2、鸭舌草 0.2株 /667m2、其他杂草1.0株/667m2，杂草导致的平均产量损失为0.7%。2016年2个品种田块平均发生稗草0.6株/667m2、千金子0.6株/667m2、鸭舌草0.4株/667m2、其他杂草0.8株/667m2，杂草导致的平均产量损失约0.1%。连续2 a杂草得到有效控制，对稻谷产量影响微小，除鸭舌草外，其他杂草均呈明显下降的趋势。

（4）稻米镉含量情况

经过专业检测机构检测：抽样10丘田，稻米镉含量分别为：0.058、0.043、0.038、0.048、0.066、0.052、0.023、0.011、0.080、0.061 mg/kg，均远低于国家安全标准0.2 mg/kg，农残未检出。

3.3 生产成本与效益分析

以分别位于湖南省永州市祁阳县白果市乡、湖南省常德市临澧县四新岗镇和湖南省长沙市果园镇3个“千亩片”水稻生产基地2015～2017年的平均生产数据为基准，对比分析有机水稻、绿色水稻和普通水稻的生产成本和收入效益。

生产成本主要包括种植成本和植保成本。种植成本有水稻种子费、肥料费、绿肥种子费及人工费等；植保成本主要是购买化学农药、诱虫灯、刺眼蜂、性诱剂、井冈霉素/春雷霉素、植物诱抗剂、功能控草肥的费用及人工费等。有机早、晚稻生产的种植成本分别为1 099、1 111元/667m2，植保成本均为288元/667m2，小计成本分别为1 387、1 399元/667m2，累计2786元/667m2；绿色早、晚稻生产的种植成本分别为797、809元/667m2，植保成本均为193元/667m2，小计成本分别为990、1 002元/667m2，累计19 92元/667m2；普通早、晚稻的种植成本分别为766、778元/667m2，植保成本均为148元/667m2，小计成本分别为914、926元/667m2，累计1 840元/667m2。在有机水稻中，有机肥的成本所占比重最高，人工费次之；在绿色水稻和普通水稻中，人工费所占比重最大，肥料费次之。表明我国水稻产业仍是一个劳动力密集型产业，机械化水平较低，农业主要以家庭农场式的小农经济为主，导致大型机械的使用效率低下。而随着农村劳动力向城市的转移，劳动力资源变得日渐短缺，劳动力成本不断增加，因此，提高机械化率，降低劳动力成本，对于降低水稻生产成本具有重要作用。

由于早稻的品质、口味均不及晚稻，因此对于早稻，无论是有机、绿色还是普通稻区，其市场价格均远低于晚稻。有机稻区早、晚稻稻米收益分别为1 940、5130元/667m2，绿色稻区早、晚稻稻米收益分别为1 434、1 860元/667m2，普通稻区早、晚稻稻米收益分别为1 053、1 505元/667m2。有机稻区净收益分别为553、3 731元/667m2，累计4 284元/667m2，绿色稻区净收益分别为444、858元/667m2，累计1 302元/667m2，普通稻区净收益分别为139、579元/667m2，累计718元/667m2。有机稻区净收益是普通稻区的5.96倍；绿色稻区净收益是普通稻区的1.81倍。有机晚稻和绿色晚稻净收益远高于普通水稻，具有巨大的经济价值。

4 讨论与展望

水稻有机丰产技术已经在较大面积上实现了在确保产量的前提下免化学品投入，但是在种植绿肥之外还需施用较多有机肥，增加了劳动量，故影响了技术的快速推广。水稻绿色有机生产技术现阶段的研究重点集中在生产过程中的水稻产量和品质及病虫草害控制，但对稻田土壤的理化性状、生物及微生物演变规律尚需开展深入研究，现有技术成果的产业化生产还有待进一步完善。现有稻米镉污染生态控制技术在中轻度污染程度下基本能够实现稻米达标生产，但仍存在土壤镉活性持续钝化难、效果稳定性受自然气候和环境因素影响等技术局限。

4.1 稻田培肥与提高肥料利用率技术

目前水稻生产过程中重量不重质、资源高强度利用、化肥农药大量施用，秸秆不合理处置、绿肥种植面积减少、有机肥用量锐减，导致土壤酸化、板结、耕层变浅、库容量降低、肥水利用率降低、农田生态环境变劣，土壤质量变差，水稻生产过程不环保、农产品品质变差等系列问题。绿肥种植和绿肥稻草协同利用技术无疑是解决这一问题的方法之一，但是传统稻田绿肥种植用工多，劳动强度大，农民不愿意接受，现代绿肥“轻简、高效”生产与利用的大面积推广还需要帮助农民提高对绿肥种植的新认识。

缓控释肥料是减少环境污染和提高肥料养分利用率的重要措施，但是真正在农业生产中应用的控释肥料数量还很少。近年来，我国对控释肥料的应用潜在效益的认识在增强，产品的进一步开发将会对我国农业的发展和环境的有效保护做出重要贡献,但如何制备成本低的控释肥料，需要改进和利用先进的技术，发展新思路，研究控制肥料养分释放速率和模式的机理，以及主要环境因素对它们的影响，养分释放速率与作物养分需求之间同步性的研究，科学指导农民根据种植的作物和土壤类型正确选择适宜的缓控释肥料品种。

4.2 生物控草技术

植物化感作用在植物保护领域的应用已取得了一定成果，但同时也还存在着许多的问题。例如目前研发出除草剂和杀菌剂能实际推广应用的还比较少；化感物质大都存在含量少，结构复杂，分离、提取和鉴定难度高等缺点。另一方面，人工合成的活性化合物，对作物、环境和人类健康是否有负面影响，是否会改变土壤中微生物及生理生化的特性等也还需进一步验证。

随着植物化感作用在植保领域研究的不断深入，化感作用对象的范围将会逐渐扩大到微生物与微生物，昆虫与动物之间的化学关系，而不仅局限于植物与植物之间。同时，应用范围也会逐步涉及到林业、畜牧业等领域。在研究方法上，可充分结合基因工程等生物技术，通过转基因技术筛选化感植物物种资源，采用放射性同位素标记法追踪化感物质的产生以及作用于受体植物的整个过程，从而通过基因手段调控和诱导植物化感物质的产生。总之，植物化感作用的研究深度还远远不够，还有许多问题等待人们去探究，它在植保领域的研究和应用具有广阔的发展前景。

4.3 生物控制病虫害技术

化学农药在有害生物防治中有着突出的优势，国内外市场还有较大的需求。然而，绿色稻米生产要求严格控制化学合成物的应用。目前我国水稻高产大都依赖于化学肥料的使用和化学农药对病虫害控制获得的，要确保绿色稻米生产的产量和病虫害损失与现有高产栽培相当或减产不明显，必须有全新的栽培理念和病虫害控制策略。南方稻区病虫害发生世代多，特别近年来的世代重叠严重，现有的稻螟赤眼蜂田间繁殖能力差，且没有配套的田间繁殖技术，必须多次释放才能有效防治，应用成本高，生产中难以推广。灯光诱杀技术在诱杀害虫的同时，也大量杀伤天敌，对生态系统良性循环有副作用。

随着现代生物学技术和基因工程的发展以及它们在农药中的应用，生物农药的兴起已成为发展的趋势，优势在于对非靶标生物、人畜、环境相对安全，多数只对某种特定病虫害起作用；能自然代谢，残留低、降解快；开发利用途径多，如天敌昆虫可人工繁育或引种，也可利用生物工程、基因重组、基因转化等多种途径开发生物控害产品，自然界中动物、植物、微生物但凡对病虫害有控制作用的活体或有效成分都可以作为研发的对象。

4.4 镉污染耕地修复与安全利用技术

目前，镉污染耕地修复治理的技术主要以下4种类型：一是以农艺调控为主的应急性钝化修复技术；二是作物种植结构调整的农产品安全生产技术；三是以淋洗、电磁吸附为主的重金属减量技术；四是以富集植物萃取为主的土壤重金属减量技术。但这4类技术均多数停留在小区试验或室内试验效果，实际应用效果和可操作性不理想。相对而言，国外的耕地污染修复技术可借鉴之处并不多，我国在这方面总体处于世界领先水平。

2014～2017年，农业部财政部在湖南开展重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整试点，采取的以农艺调控为主的应急性钝化修复技术较为成熟（VIP+n降镉技术），以种植低吸收水稻品种（V）、淹水灌溉（I）和施用石灰调酸（P）为主体的农艺调控技术体系，也是目前镉污染土壤最经济有效的应急技术措施，在中轻度镉污染土壤上的修复效果明显，成本较低、技术适应性较广、易复制。但是各种技术因品种特性、土壤特性、地形、小气候、水源、以及种植习惯等因素存在较大的差异。因此，该技术是经济有效的，但不是全能的。

在当前的国情下，未来的重金属污染稻田修复技术发展趋势将会体现在以下几个方面：一是从单项向组合、集成的重金属污染耕地土壤综合修复技术发展，提出一体化系统解决方案；二是研发可维持土壤肥力的绿色与环境友好的土壤修复技术以满足“边修复、边生产”的要求；三是结合矿物学、材料学、纳米科学，针对目标土壤研发环境功能修复材料，并明确修复材料的应用条件、长期效果、生态影响和环境风险；四是结合国家休耕政策，针对中重度重金属污染稻田开展植物修复技术及可持续的配套工程技术研发，建立生态循环的农田重金属消减工程技术体系，同步完成农田重金属减量与土壤提质扩容，实现土壤的可持续安全利用。

参考文献：

[1] 张振兴，纪雄辉，谢运河，等. 水稻不同生育期施用生石灰对稻米镉含量的影响[J]. 农业环境科学学报， 2016，35（10）：1867-1872.

[2] Ji X，Liu S，Juan H，et al. Effect of silicon fertilizers on cadmium in rice （Oryza sativa） tissue at tillering stage[J]. Environ Sci Pollut Res Int，2017，（2）：1-9.

[3] 黄 涓，柳赛花，纪雄辉，等. 低镉胁迫下水稻幼苗硅-镉互作初步研究[J]. 作物研究，2014，（8）：876-880.

[4] 刘昭兵，纪雄辉，田发祥，等. 碱性废弃物及添加锌肥对污染土壤镉生物有效性的影响及机制[J]. 环境科学， 2011，32（4）：1164-1170.

[5] 刘昭兵，纪雄辉，王国祥，等. 赤泥对Cd污染稻田水稻生长及吸收累积Cd的影响[J]. 农业环境科学学报，2010，29（4）：692-697.

[6] 黄 涓，纪雄辉，谢运河，等. 镉污染稻田施用钾硅肥对杂交晚稻吸收积累镉的影响[J]. 杂交水稻，2014，29（6）：73-77.

[7] 吴 佳，纪雄辉，魏 维，等. 基施Zn肥对水稻吸收转运Cd的影响[J]. 华北农学报，2017，32（6）：1-8.

[8] 刘昭兵，纪雄辉，彭 华，等. 不同类型钙化合物对污染土壤水稻吸收累积Cd Pb的影响及机理[J]. 农业环境科学学报，2010，29（1）：78-84.

[9] 纪雄辉. 降低酸性镉污染土壤镉生物有效性的土壤调理剂及对土壤进行改良的方法：中国，CN102093896A[P]. 2011.

[10] 周 兴，廖育林，鲁艳红，等. 肥料减施条件下水稻土壤有机碳组分对紫云英-稻草协同利用的响应[J].水土保持学报，2017，31（3）：283-290.

[11] 鲁艳红，廖育林，周 兴，等. 湖南省双季稻区紫云英品种适用性比较[J]. 湖南农业科学，2014，12（22）：3-6.

[12] 廖育林，鲁艳红，聂 军，等. 双季稻适用型“湘紫2号”紫云英的种植表现及高产栽培技术[J]. 安徽农业科学，2015，43（9）：83-85.

[13] 周 兴，廖育林，鲁艳红，等. 减量施肥下紫云英与稻草协同利用对双季稻产量和经济效益的影响[J].湖南农业大学学报，2017，43（5）：469-474.

[14] 黄志农，张玉烛. 水稻有害生物生态调控的理论与实践[J]. 作物研究， 2006，（4），297-307.

[15] 刘功朋，张玉烛，黄志农，等. 水稻牛蛙生态种养对稻飞虱防效及水稻产量的影响[J]. 中国生物防治学报，2013，29（2）：207-213.

[16] 何 超，方宝华，张玉烛，等. 扇吸式诱虫灯与频振式杀虫灯对稻田防虫效果比较[J]. 杂交水稻，2013，28（3）：58-63.

[17] 黄志农，张玉烛，朱国奇，等. 稻螟赤眼蜂防控稻纵卷叶螟和二化螟的效果评价[J]. 江西农业学报，2012，（5）：37-40.

[18] 陈洪凡，黄寿山，张玉烛，等. 稻螟赤眼蜂对二化螟和台湾稻螟的控制潜能评价[J]. 应用生态学报，2010 ，（3）：743-748.

[19] Bokshi A I，Morris S C，Deverall B J. Effects ofbenzothiadiazole and acetylsalicylic acid on β-1，3-glucanase activity and disease resistance in potato[J]. Plant Pathology，2003，52：22-27.

[20] Nzojiyobiri Jean-Berchmans，徐 同，宋凤鸣，等. 哈茨木霉NF9菌株对水稻的诱导抗病性[J]. 中国生物防治，2003，19（3）：111-l14.

[21] Emmanuel Pajot，Daniel Le Corre，Silue D.Phytogard and DL-βamino butyric acid（BABA） induce resistance to downy mildew（Bremia lactucae） in lettuce （Lactuca sativa L.）[J]. European Journal of Plant Pathology，2001，107：861-869.

[22] 郭建荣，罗 宽. 水稻品种抗瘟性诱导效果研究[J]. 湖南农学院学报，1994，20（1）：66-70.

[23] 郭建荣，罗 宽. 水稻品种抗瘟性诱导机制研究[J] . 湖南农学院学报，1994，20（3）：255-262.

[24] 陈桂华，唐文邦，张志飞，等. 前胡诱导水稻抗稻瘟病的活性及其有效成分[J]. 中国农业科学，2010，43（9）：1807-1814.

[25] 陈桂华，肖艳松，柏连阳. 中药前胡提取物对水稻幼苗抗稻瘟病的诱导作用[J]. 湖南农业大学学报（自然科学版），2007，33（5）：602-604.

[26] 李 超，陈恺林，刘 洋，等. 增苗节氮对早稻抛秧群体生物学特性及产量的影响[J]. 中国生态农业学报，2014 ，（7），774-781.

[27] 李 超，陈恺林，刘 洋，等. 增苗节氮对早稻抛秧群体质量及光合参数的影响[J]. 中国农学通报， 2014，（27）：5-14.

[28] 杨 坚，陈恺林，李 超，等. 减氮增苗对抛秧晚稻稻曲病的影响[J]. 中国农学通报，2015，（33）：284-290.

[29] 万 强，周 艳，谢士奇，等. 超级稻专用肥大田示范的增产效果 [J]. 杂交水稻，2013 ，28（2）：43-44.

[30] 万 强，邓应德，张玉烛，等. 超级稻肥在杂交水稻生产中的增产效果[J]. 杂交水稻，2012，27（2）56-58.

[31] 万 强，周陈刚，钟积东，等. 超级稻肥的研制及对杂交水稻的施用效果[J]. 磷肥与复肥，2010，25（6）：76-77.

[32] 郑圣先，聂 军，熊金英，等. 控释肥料提高氮素利用率的作用及对水稻效应的研究[J].植物营养与肥料学报，2001，7（1）：11-16.

[33] 刘德林，聂 军，肖 剑.15N标记水稻控释氮肥对提高氮素利用率的研究[J]. 激光生物学报， 2002，11（2）：87-92.

[34] 戴平安，聂 军，郑圣先，等. 不同土壤肥力条件下水稻控释氮肥效应及其氮素利用率的研究[J]. 土壤通报， 2003，34（2）：115-119.

[35] 郑圣先，刘德林，聂 军，等. 控释氮肥在淹水稻田土壤上的去向及利用率[J]. 植物营养与肥料学报，2004，10（2）：137-142.

[36] 纪雄辉，郑圣先，鲁艳红，等. 施用尿素和控释氮肥的双季稻田表层水氮素动态及其径流损失规律[J]. 中国农业科学，2006，39（12）：2521-2530.

[37] 鲁艳红，纪雄辉，郑圣先，等. 施用控释氮肥对减少稻田氮素径流损失和提高水稻氮素利用率的影响[J].植物营养与肥料学报，2008，14（3）：490-495.

[38] 滕振宁，张玉烛，方宝华，等. 用ammi双标图分析早稻稻米镉含量的基因型与环境互作效应[J]. 生态环境学报，2016，25（4）：692-697.

[39] 刘昭兵，纪雄辉，彭 华，等. 水分管理模式对水稻吸收累积镉的影响及其作用机理[J]. 应用生态学报，2010，21（4）：908-914.

[40] 陈 喆，铁柏清，刘孝利，等. 改良-农艺综合措施对水稻吸收积累镉的影响[J]. 农业环境科学学报，2013，32（7）：1302-1308.

[41] 杨定清，雷绍荣，李 霞，等. 大田水分管理对控制稻米镉含量的技术研究[J]. 中国农学通报，2016，32（18）：11-16.

[42] Hu P J，Ouyang Y N，Wu L H，et al. Effects of water management on arsenic and cadmium speciation and accumulation in an upland rice cultivar[J]. Journal of Environmental Sciences，2015，27（1）：225.

[43] 刘昭兵，纪雄辉，官 迪，等. 镉胁迫条件下淹水时间对水稻吸收累积镉的影响[J]. 生态与农村环境学报，2017，33（12）：1125-1131.

[44] 刘昭兵，纪雄辉，彭 华，等. 淹水条件下含硫锌肥与蒜皮对镉生物有效性及水稻产量的影响[J]. 土壤通报，2011，42（6）：1481-1485.