紫云英利用下有机稻—蛙生产模式及其效应比较

鲁艳红，廖育林，聂 军，周 兴，王 宇，曹卫东

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125；2. 农业部湖南耕地保育科学观测实验站，湖南 长沙 410125；3. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081）

紫云英利用下有机稻—蛙生产模式及其效应比较

鲁艳红1,2，廖育林1,2，聂 军1,2，周 兴1,2，王 宇1,2，曹卫东3

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125；2. 农业部湖南耕地保育科学观测实验站，湖南 长沙 410125；3. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081）

通过田间对比试验，研究了有机稻—蛙生产模式的应用效果。结果表明，有机稻—蛙生产模式较传统水稻生产模式尽管稻谷产量略有下降，但每年多收获了一季紫云英种子和有机青蛙；有机稻米碾米品质和外观品质略低于传统模式生产的稻米，但在营养及蒸煮品质上均有显著提高；有机稻—蛙生产技术模式显著提高了农产品产值和经济效益，其经济收益是传统水稻生产模式的10.3倍；同时有机稻—蛙生产模式还有利于提高土壤有机质含量和改善土壤物理性状。

紫云英；有机稻—蛙生产模式；应用效果

中国有60%以上的人口以稻米为主食，是世界上最大的稻米生产和消费国[1]。因此，水稻生产一直是关系国家粮食安全的重要问题。改革开放以来，为了实现我国粮食自给，养活不断增长的人口，农民普遍在水稻生产过程中使用大量化肥、农药等化学农用品，这些农化用品的使用对提高我国水稻产量做出了巨大贡献，但也带来了耕地地力下降、土壤酸化、水体富营养化等问题[2]。同时，近几十年来工业迅猛发展，工业化进程中产生的副产品、废弃物污染以及掠夺式开发，对农业生产环境和土壤造成了巨大危害，导致部分食用农产品品质降低和有毒有害成分富集，居民健康受到直接或间接损害，食品安全质量成为越来越突出的社会问题[3]。因此，稻米质量和安全状况已成为我国政府和人民最为关注的民生问题。

随着社会进步和人们生活理念的转变，消费者对食品营养和安全的要求也越来越高，绿色、生态、有机、环保、高品质的有机农产品已成为人民生活质量提升的迫切需求[4]。因此，有机稻米有巨大的市场潜力和生产空间。有机水稻是今后水稻生产的发展方向，实施水稻有机化生产，对保证人民身体健康、保护生态环境、促进农业可持续发展、提高我国稻米品质安全和提高其在国际市场竞争力等方面具有十分重要的意义[5]。笔者介绍一种以绿肥紫云英利用及稻草还田来培肥土壤，以菜枯、猪粪、牛粪、沼渣、沼液等有机肥为主要肥料，利用青蛙和诱蛾灯防治水稻病虫害，以青蛙和人工防治杂草虫害技术等综合形成的有机稻—蛙生产模式[6]，初步研究该模式在生产实践中的应用效果，对比分析有机稻—蛙生产模式与传统水稻生产模式的生态、经济及社会效益，以期为我国有机水稻生产发展提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2013～2015年连续3 a在湖南省益阳市南县三仙湖镇对有机稻—蛙生产模式和当地传统水稻生产模式开展示范对比试验。对照区和试验区水稻品种均采用优质水稻品种黄华占。供试土壤类型为河湖沉积物母质发育的潮泥田，试验开始前对照区田块和试验区田块耕层0～20 cm土壤基本理化性状见表1。

表1供试土壤基本理化性状

1.2 试验设计

示范对比试验设2个处理：（1）当地传统水稻种植模式；（2）有机稻—蛙生产模式。有机稻—蛙生产模式开始前于2010～2012年采取高产紫云英种植技术和稻草利用技术协调培肥土壤，进行大田土壤有机转化。2012年10月中旬按2 kg/667m2用种量撒播紫云英（2013和2014年由于有种子留在稻田内不需另外再撒播种子），用开沟机在田块四周开好排水沟和围沟，保证每条沟均排水畅通，使田块晴天田面不留水，雨天田间不积水。试验当年开春后，修筑青蛙防逃网，包括围网和天网，4月下旬水稻播种育秧，播种前5～7 d整理秧田。以人畜粪500～1 000 kg/667m2为底肥，采用传统水育秧的方法，稀播匀播，培育壮苗。5月下旬至6月上旬抛秧，水稻抛秧前15～20 d将收获紫云英种子后的秸秆翻耕入土壤中，入土深度10～20 cm，翻压后保持田面积水不超过1 cm。移栽前2～3 d施用猪粪、牛粪、沼渣沼液及菜枯等有机肥。在有机水稻田开“井”字型沟，沟宽50 cm，深50 cm，供青蛙生长的栖息。沿着围网每隔10 m依围网柱设立一盏诱蛾灯。依天网柱每隔15 m设立1盏诱蛾灯在大田中央。3月份培养蝌蚪和幼苗，5月下旬，田间整理好后，放蝌蚪5 000～10 000头/667m2于稻田。水稻生长前期采用青蛙踩踏和人工拔草相结合的方法除草，后期进行人工拔草3遍。7月中下旬和8月中旬，用石硫合剂防治水稻纹枯病和稻瘟病。8月上旬，用二化螟性引诱剂防治二化螟发蛾。9月上中旬，当稻田飞虱和象甲等害虫出现时，增加青蛙投放量捕食飞虱和象甲等害虫。实施有机稻—蛙生产模式的稻田面积2.67 hm2。对照区为试验区外围田块1.33 hm2，育秧、抛秧时间与试验区一致，化肥施用量按N 12 kg/667m2，P2O53 kg/667m2、K2O 8 kg/667m2施用，折合肥料尿素26.1 kg/667m2，过磷酸钙25 kg/667m2，氯化钾13.3 kg/667m2。

1.3 分析测定项目

水稻成熟期测定对照区和试验区水稻产量，采集稻谷样品用于米质测定。试验开始前和2015年水稻成熟期采集对照区和试验区耕层土壤样品，测定土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾的含量，用环刀法测定土壤容重。米质[7]和土壤养分[8]按常规方法测定。所有数据均采用Excel软件进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 2种技术模式的产量对比分析

连续3 a示范对比试验结果表明（表2），采用有机稻—蛙生产模式与当地传统一季稻种植模式相比稻谷产量有所降低，2013年、2014年和2015年有机稻—蛙生产模式较当地传统一季稻种植模式稻谷产量分别降低9.4%、7.1%和5.9%，呈现减产幅度随年份缩小的趋势。有机稻—蛙生产模式除了收获稻谷外，每年还较传统一季稻生产模式多收了一季紫云英种子和养殖的青蛙。

2.2 种技术模式的稻米品质对比分析

2.2.1 稻米碾米品质和外观品质由表2可以看出，2种技术模式生产的稻米碾米品质和外观品质存在一定的差异。3 a结果均表明有机稻—蛙生产模式生产的稻米糙米率、精米率和整精米粒均低于施用化肥的传统水稻生产模式，分别低了2.3%、2.6%和4.7%。连续3 a有机稻—蛙生产模式稻米垩白米率和垩白度均高于传统水稻生产模式，分别高了6.7%和7.9%。这一结果表明有机稻—蛙生产模式生产的稻米在碾米品质和外观品质上略低于施用化肥的传统水稻生产模式。

2.2.2 稻米营养品质和蒸煮品质除了从稻谷碾米品质和稻米外观品质考察稻谷品质，还应综合考虑稻米的营养及蒸煮品质。表3的结果表明2种技术模式对稻米的营养品质和蒸煮品质也有较大影响。2013～2015年有机稻—蛙生产模式生产的稻米蛋白质含量和胶稠度均高于传统水稻生产模式，分别提高了46.1%和4.9%，稻米直链淀粉、脂肪酸及糊化温度均低于传统水稻生产模式，分别低了8.7%、18.7%和6.8%。说明与施用化肥的传统水稻生产模式相比，有机稻—蛙生产模式可明显提高和改善稻米的营养及蒸煮品质。

表2不同模式下水稻与紫云英种子产量及稻米碾米品质和外观品质

表3不同模式下稻米营养品质及蒸煮品质

2.3 2种技术模式的成本及经济效益对比分析

从表4可见，与传统水稻生产模式相比，采用有机稻—蛙生产模式尽管节约了水稻种植中的化肥成本，但由于增加了一季紫云英种植和青蛙养殖，从而增加了紫云英种植和青蛙养殖成本，导致生产成本增加。2013年有机稻生产成本2 230元/667m2，高于2014年和2015年，主要由于2013年为第一年采用有机稻种植模式，存在紫云英种子、播种和开沟成本，而2014和2015年由于留在田里的种子能够被第二年生产利用，所以不产生紫云英种子和播种成本，也不需重新开沟，只需清理头年开好的沟，从而降低了紫云英种植成本。2013年青蛙养殖成本也高于2014和2015年，主要原因是2013年存在开沟成本（用于青蛙栖息）和新建围网和天网成本，2014和2015年只需清理田间围沟和内沟及维护围网和天网成本，所以青蛙养殖成本也有所降低。

表4两种技术模式的成本统计（元/667 m2）

与传统水稻生产模式相比，采用有机稻生产技术模式显著提高了产值和经济效益（表5）。采用传统水稻生产模式技术，3 a收获的稻谷平均产值为1 552.97元/667m2，有机稻—蛙生产模式稻谷平均产值为7 700.50元/667m2，是传统水稻生产模式的5.0倍，有机稻—蛙生产模式还产生紫云英种子和青蛙产值，该模式平均总产值是传统水稻生产模式的8.5倍。进一步计算2种模式的经济收益表明，传统水稻种植模式3 a平均年经济收益1 095.5元/667m2，有机稻—蛙生产模式年平均经济收益11 328.03元/667m2，有机稻—蛙生产模式是传统水稻生产模式的10.3倍。

2.4 2种技术模式对土壤物理化学性质的影响

2种技术模式对土壤物理化学性质也有一定的影响（表6）。与试验前相比，采用传统水稻生产模式通过3 a种植土壤全氮、碱解氮和速效钾量略有下降，土壤有机质、全磷和有效磷略有上升，但变化幅度都不明显；土壤容重有所提高（提高幅度为4.0%）。采用有机稻—蛙生产模式种植3 a后，土壤有机质、全氮和碱解氮均有所提高，土壤全钾和速效钾基本无变化，土壤全磷和有效磷有所下降，土壤容重略有降低（降低3.4%）。说明2种水稻生产模式基本能维持土壤现有肥力水平，但与传统水稻生产模式相比，有机稻—蛙生产模式在提高土壤有机质含量和改善土壤物理性状方面有较明显的作用。

表5 2种技术模式的效益分析（元/667 m2）

表6不同模式下土壤养分含量及土壤容重的变化（2015年水稻收获后）

3 结论和讨论

有机水稻生产基于有效的生态系统和良性循环，在过程中完全不使用人工合成的肥料、农药、生长调节剂和添加剂，主要以土壤为基础，以系统内物质循环来补充地力。生产的农产品具有营养性好、品质高、经济价值高等优势。发展有机水稻生产是现代农业发展的大趋势，越来越受到人们的重视。

该研究以紫云英种植利用和稻草综合利用为基础，通过施用有机肥和稻田养殖青蛙进行水稻有机生产。有机稻—蛙生产模式的技术要点总结如下，可供农民依据要点实施操作：

3.1 大田选择

选择符合有机水稻生产环境的稻田。在选择稻田时，要求土壤重金属含量符合土壤环境质量标准GB15618—1995一级标准。田块周围无有害气体排放，无生产生活用的燃煤锅炉等装置，空气符合国家空气环境质量标准GB3095—96一级标准。地表水、地下水水质清洁无污染，水质符合地面水环境质量标准GB5084—92三级标准。田块排灌水比较方便，且与其他田块自然隔离。

3.2 大田土壤有机转化

目前农业生产中的农田土壤通常是无机土壤，要建设成有机水稻生产基地，需要将无机土壤转换成有机土壤，转换期通常需要2～3 a。因此在生产有机水稻前，先采取一系列措施消耗稻田土壤中的无机养分，使稻田土壤变为有机土壤。主要方法为：在有机水稻生产前，结合稻草还田连续种植利用紫云英2～3 a，同时不施用化肥、农药、除草剂等人工合成的添加物。

3.3 优质水稻品种选择

以玉针香、湘晚籼17号、玉柱香、农香18、黄华占和湘晚籼12号等为主推品种。采取常规方法浸种催芽。

3.4 育 秧

播种前进行水稻种子处理，主要是晒种和盐水选种，然后用1%的生石灰浸种消毒，避免把病菌带入大田。播种前5～7 d整理秧田，施用人畜粪500～1 000 kg/667m2做底肥，采用传统水育秧方式，做到稀播匀播，培育壮苗，优质稻秧龄期一般控制在25～30 d。

3.5 大田整理

水稻移栽前15～20 d将收获紫云英种子后的秸秆翻耕入土壤中，入土深度10～20 cm，翻压后保持田面积水不超过1 cm。并在田间挖宽50 cm、深50 cm的“井”或“田”形沟，供青蛙栖息，沟的面积约占稻田面积10%。水稻移栽前1～2 d，施用猪粪、牛粪等农家肥1 500 kg/667m2，施用沼渣1 000 kg/667m2，施用腐熟的菜籽饼100～200 kg/667m2，施用有机肥后维持田间水深度约3～5 cm。

3.6 建立围网和天网

为了防止青蛙逃走和天敌如蛇、黄鼠狼以及鸟类等吞食，按稻田丘块建立围网的同时建立天网。建立围网时，每隔5～8 m打一根高60～80 cm的树桩作为围网支柱，防止大风将围网吹倒。围网孔径以8～10 mm为宜，每个围网区域面积以0.67～1 hm2为宜。建立天网时，每隔5～8 m打一根高约2.0 m的树桩作支架，天网孔径以15 mm左右为宜，天网覆盖在围网上。

3.7 诱蛾灯设置

沿着围网每隔10～15 m依围网柱设立一盏诱蛾灯。依天网柱每隔15～20 m设立一盏诱蛾灯在大田中央。

3.8 水稻移栽后的水肥管理

水稻移栽通常采取抛秧方法。分蘖盛期，进行灌水同时进行沼液灌溉，灌溉量为5～10 m3/667m2。当田间苗数到25～28万/667m2，达计划穗数的90%时开沟排水，重露轻晒，以稻田开微坼为宜，并保持沟中有水，为青蛙提供良好的栖息环境。孕穗期后稻田表面保持薄水层。

3.9 青蛙养殖

3月份养殖青蛙蝌蚪和幼苗。5月下旬，田间整理好后，放置蝌蚪幼苗5 000～10 000头/667m2。10月上旬收获青蛙，并留种越冬。

3.10 杂草防治

采用青蛙踩踏和人工拔草相结合的方法除草，后期进行人工拔草2～3遍，第一次6月15日左右，第二次7月l5日左右。视稻田杂草情况，第三次在8月10日左右。

3.11 病虫害防控

7月中下旬和8月中旬，用石硫合剂防治水稻纹枯病和稻瘟病。8月上旬初，在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中，高出水稻植株20 cm为宜。9月上中旬，当稻田飞虱和象甲等害虫出现时，增加青蛙投放量来捕食。

该生产模式不仅解决了有机水稻产量低的问题，还对改善稻田土壤理化质量具有促进作用，有利于有机水稻可持续发展。同时生产了优质无污染的有机稻米和营养美味的有机青蛙，较传统水稻种植多收一季紫云英种子，提高了农产品品质和产值，且大幅度提高农民收入。

[1] 周锡跃，徐春春，李凤博，等. 世界水稻产业发展现状、趋势及对我国的启示[J]. 农业现代化研究，2010，31（5）：525-528.

[2] 滕明雨，张 磊. 粮食安全视角下的中国原生态农业发展分析[J].湖南农业科学，2012，（8）：1-5.

[3] 赵其国，黄国勤，钱海燕. 生态农业与食品安全[J]. 土壤学报，2007，44（6）：1127-1134.

[4] 蒲江艳，陈欣欣. 湖南省有机农业的现状及发展对策[J]. 湖南农业科学，2009，（2）：108-111.

[5] 唐 浩，祖智波，李军民，等. 优质稻米的标准化及管理对策[J].中国稻米，2009，（1）：1-5.

[6] 曹卫东，聂 军，吴翠霞，等. 一种有机水稻生产方法[P]. 中国专利：ZL201310435272.X，2015-07-29.

[7] GB/T17891-1999，优质稻谷[S].

[8] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京：中国农业科技出版社，1999.

（责任编辑：肖彦资）

Applying Effect of an Organic Rice Planting and Frog Ecological Breeding Model Based on the Milk Vetch Planting and Utilization

LU Yan-hong1,2，LIAO Yu-lin1,2，NIE Jun1,2，Zhou Xing1,2，WANG Yu1,2，CAO Wei-dong3
（1. Hunan Soil and Fertilizer Research Institute, Changsha 410125, PRC; 2. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (Hunan), Ministry of Agriculture, Changsha 410125, PRC; 3. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing100081, PRC）

The application effect of organic rice planting and frog ecological breeding model was studied by field experiment. The results showed that compared with traditional rice production model, the rice yield of organic rice planting and frog ecological breeding model declined slightly, but additional milk vetch seed and organic frog was harvested annually in this model. Rice milling and appearance quality within organic rice planting and frog ecological breeding model was slightly lower than traditional rice planting model, while rice nutrition and cooking quality within organic rice planting and frog ecological model was obviously improved compared with traditional rice planting and frog ecological breeding model. Organic rice and frog ecological breeding model significantly improved the output value of agricultural production and economic benefits. The economic benefit of organic rice planting and frog ecological breeding model was 10.3 times of traditional rice planting and frog ecological breeding model. At the same time, organic rice and frog ecological breeding model also improved soil organic matter and soil physical properties.

organic milk vetch; organic rice planting and frog ecological breeding model; applying effect

S511; S966

：A

：1006-060X（2017）08-0011-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.008.004

2017-05-21

国家重点研发计划项目（2016YFD0300900）；国家科技支撑计划项目（2013BAD07B11）

鲁艳红（1974-），女，湖北武穴市人，副研究员，主要从事植物营养与作物高效施肥研究。

聂 军