生态肥对五常有机(富硒)大米品质及农药残留影响初探

王少华，陈庆峰，李晓冰，于广武，郑连举

(1.黑龙江省富锦市农业技术推广中心 黑龙江富锦 156100； 2.东北农业大学资源与环境学院 黑龙江哈尔滨 150030； 3.中国科学院东北地理与农业生态研究所 黑龙江哈尔滨 150040；4.黑龙江省五常市农业技术推广中心 黑龙江五常 150020)

由于过度开发，尤其是长期偏施单质和高浓度化肥，没有给土壤补充适当的有机质、中微量元素和有益元素，导致我国土壤质量不断下降，最终影响优质农产品的生产。我国目前的土壤资源现状已经迫切要求通过人为措施向土壤补充有机质和中微量营养元素，以确保农业种植水平和农作物产品品质。

根据国际有机食品及我国有机绿色食品生产对肥料施用的相关规定、国家相关政策要求以及现代农业对新型肥料高产、优质、安全、环保的需要，研制开发出了4+X生物有机无机生态肥(以下简称4+X生态肥)，并将其配合苗期追肥生产五常稻花香有机(富硒)大米取得了显著的生态效益、经济效益和社会效益，达到了改良和修复被农药、重金属和高浓度化肥污染的土壤，改善生态环境，提高人类健康水平的目的。

1 4+X生态肥研发背景及内涵

1.1 研发背景

(1) 污染土壤修复和改良的需要

国土资源部在2013—2015年的调查结果显示，全国土壤总点位超标率为16.1%，耕地超标率为19.4%。据统计，我国耕地面积不足全世界的10%，却使用了全世界近40%的化肥，单位耕地面积的农药使用量是世界平均水平的2～3倍。除了化肥和农药滥用，近年来粮食重金属污染事件屡见报端，全国耕地重金属污染面积在16%以上，其中大中城市、工矿区周边的情况相当严重。土壤污染已对土地资源可持续利用和农产品生态安全构成严重威胁，故急需对污染的土壤进行必要的修复和改良。

(2) 发展有机绿色食品、提高人类健康水平的需要

近年来，随着生活水平的提高，人们保健意识大大增强，对营养丰富、安全健康、有机绿色的食品需求量越来越大。根据用户及市场需求，采用先进科学技术配方，利用复合微生物菌剂、酵母渣、味精下脚料、腐殖酸等有机物料和大量、中微量、有益元素研发出的4+X生态肥，严格按照国家标准《有机产品》(GB/T 19630—2005)和《有机水稻生产技术规程》的要求进行管理和施用，生产出的五常稻花香有机(富硒)大米完全符合国家标准《大米》(GB 1354—2009)以及《地理标志产品 五常大米》(GB/T 19266—2008)的要求。

(3) 保护东北黑土地的需要

多年来，尤其是我国从20世纪80年代引进美国产的磷酸二铵以来，由于传统化学肥料的滥用，土壤营养元素失衡、酸化程度加剧、理化性状变劣、有机质含量逐年降低，中低产田面积已占我国耕地总面积的70%以上，而且农田生态环境的破坏情况也较为严重。尤其是作为世界三大黑土区之一的东北黑土，正遭受水土流失、土层沙化、水田盐渍化的侵蚀，导致耕地质量严重下降。要实现化肥零增长、减肥增效的目标，首先要从改善作物生态环境抓起，为作物生长发育创造良好的生态环境；其次是良种、良法结合，在施用优质肥料以满足作物生长发育所需营养元素的同时，提高肥料利用率，增强作物的抗逆性，使产品达到高产质优、安全环保的目标。

(4) 满足用户及市场的需要

开发新型肥料，尤其是生物有机无机生态肥，是我国乃至世界肥料的发展趋势，具有广阔的发展前景和市场潜力。随着世界贸易一体化进程的加快，中国农产品正在大量走出国门，世界的有机化潮流为中国提供了市场和机遇。因此，迫切要求新型肥料产业快速发展，满足有机农产品生产的需求。

1.2 内涵

在4+X生态肥中，4是指大量元素、中量元素、微量元素和有益元素；X是指生物有机肥，即以优质复合微生物菌剂和腐殖酸、氨基酸、禽畜粪便、作物秸秆以及饲料、食品、轻工、医药、制糖、造纸等行业下脚料为主的有机物料，经螯合覆膜新工艺处理的高科技产品；w(N+P2O5+K2O)为30%～40%，w(有机质)在15%～20%，w(中微量元素)≥5%，复合微生物菌剂≥0.2亿个/g。

4+X生态肥把有机肥、无机肥和生物肥结合起来，使生物肥的增效和促效作用与有机肥的缓效和长效作用、无机肥的速效和高效作用相互结合，实现优势互补。同时，把有机肥的改良土壤结构、培肥地力、减轻环境污染、改善作物品质、提高化肥利用率与无机肥提供大量元素、中微量元素和有益元素等作物必需的主要营养元素结合起来，既保证了作物生长不可缺少的营养成分的供应，又具有显著的改土、促生、抗病、改善生态环境、提高作物品质、减轻环境污染的效果。

2 4+X生态肥对五常稻花香有机(富硒)大米的影响

五常稻花香有机(富硒)大米是以4+X生态肥为底肥，分蘖期和抽穗期追施腐殖酸、氨基酸、中微量元素肥以及含有效硒的叶面肥，按照GB/T 19630—2005和《有机水稻生产技术规程》要求，在生产加工过程中绝对禁止使用农药、高浓度化肥、激素等物质，并且不允许使用基因工程技术；在土地生产转型方面有严格规定，需2～3年的转换期；从选种、育苗、插秧、施肥、除草、收获等田间管理到加工、餐桌均严格按照有机食品标志认证规范进行，产品质量完全符合有机食品标准要求。

2.1 优越的生态环境

(1) 地域

五常市是黑龙江省最南端的县级市，地处北纬44°04′～45°26′之间，总面积7 512 km2，耕地面积约405万亩(1亩=666.67 m2，下同)，水稻面积约200万亩。龙凤山镇位于五常市东南部，坐落在长白山脉张广才岭下，属第一积温带，五常市光辉有机水稻种植农民专业合作社老富家地有机大米种植基地就坐落在该镇。

(2) 气候

黑龙江五常市年最高温度35.6 ℃，年最低温度-45.4 ℃，平均年降水量608 mm，年日照时间2 629 h，全年无霜期120～140 d，终霜期5月上中旬，初霜期9月中下旬；水稻生长季节(4月至9月)日平均温度17 ℃，昼夜温差10 ℃，最大温差20 ℃；水稻生长后期(7月至9月)雨热同季，昼夜温差大，日照时间长，有利于水稻干物质的积累和形成。因此，五常市种植的水稻中干物质积累多，大米营养丰富、口味独特、食味值高。

(3) 土壤

五常市位于东北黑土带，辖区内有暗棕壤土、草甸黑土、水稻土、沼泽土、泥炭土等九大土类、33个亚类。龙凤山镇光辉村的黑土层厚度均在35 cm以上，土壤类型主要为砂壤土和草甸土，耕层土壤pH为6.0～7.2(平均为6.5)，有机质平均质量分数4.24%，碱解氮平均含量108 mg/kg，有效磷平均含量为32 mg/kg，速效钾平均含量为215 mg/kg，全氮质量分数0.12%，内梅罗综合指数(一种兼顾极值或称突出最大值的计权型多因子环境质量指数)为0.541。

(4) 水源

水为米之魂，五常市内河网纵横交错，水库、塘坝星罗棋布，有拉林河、牤牛河、溪浪、阿什河4条主要河流，一级支流15条，二级支流17条，小河溪325条，河流总长2 240 km。主要灌区水源均由原始植被覆盖的高山湿地、溪流和山泉汇聚而成，所有水源地没有任何工业污染和生活污染，磨盘山、龙凤山2座水库的水质被认定为符合国家二级饮用水标准。老富家地有机大米种植基地以龙凤山水库的水为灌溉用水，水质符合国家标准《农田灌溉水质标准要求》(GB 5084—2005)的要求。

2.2 良种良法、科学管理

(1) 优良的品种

五常大米之所以优质高产是源于五常市独有的优质高产品种“稻花香2号”，系由南方的籼稻和北方的粳稻经远源(缘)杂交并经多年培育而成。经品质分析，该品种糙米率84.1%，精米率75.7%，整精米率66.8%，粒长6.6 mm，胶稠度67.0%，食味评分88.9；植物特征为主茎15片叶，株高105 cm，穗成熟粒120粒，分孽强而集中、整齐，叶片直立，叶色深绿，穗长21.6 cm，平均结实率90%，千粒质量26.8 g，种皮浅褐色；生育期约147 d，氮肥减量施用可缩短生育期5～7 d(138 d)，活动积温2 700～2 800 ℃，抗病、活杆成熟，产量潜力8 500 kg/hm2。

(2) 先进的栽培技术

围绕“增加栽插密度，前期促早发；中期健株壮秆，促进大穗形成；后期养根保叶，提高结实率”的高产栽培策略进行合理调控。根据《有机水稻生产技术规程要求》，适时进行苗床和本田种植管理。施肥量视稻田肥力和产量指标而定，底肥如以有机肥为主，用量不少于1 800 kg/亩，4+X生态肥施用量40 kg/亩。采用人工除草、人工收割和打稻，施用宁南霉素、井岗霉素、大蒜油、烟草汁、虾肽氨基酸等生物杀虫、杀菌剂防治病害。

(3) 良种良法相结合

五常市从1830年开始种植水稻，讫今已有189年的历史。优良的水稻品种加之精湛综合的农艺措施，即良种良法相结合，是“稻花香2号”保持优良品质的重要保证。

(4) 符合有机食品标准要求

老富家地有机大米种植基地的有机大米种植、加工均严格按照GB/T 19630—2005和《有机水稻生产技术规程》要求进行，其产品质量完全符合GB 1354—2009和GB/T 19266—2008的要求；环境空气符合国家标准《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中二级的规定要求。大米质量依据GB 1354—2009对加工精度、水分、杂质、碎米、黄粒米、色泽、气味、口味等指标进行检验判定，同时依据《食品安全国家标准 粮食》(GB 2715—2016)对黄曲霉毒素B1、农药残留等有毒有害物质进行检验判定，只有符合质量和卫生标准的大米才允许上市销售，确保消费者食用安全。

2.3 施用4+X生态肥对水稻品质的影响

按照GB/T 19630—2005和《有机水稻生产技术规程》要求，在水稻种植过程中禁止使用高浓度化肥、硝态氮肥；禁止使用化学除草剂，采用人工除草或生物除草；禁止使用化学农药和生长调节剂，使用生物有机农药和生物菌剂防治病虫害。种植基地耕层土壤及所施用的肥料、药剂等生产资料，重金属砷、铅、镉、铬、汞含量均不能超标；严格控制农药残毒，按照标准要求不得检出或微量检出。

(1) 重金属、农药残毒的影响

国家农业标准化监测与研究中心(黑龙江)的检验报告显示，被检测的老富家地有机大米的31项指标均为合格，其中：直链淀粉质量分数17.3%，比普通东北产的粳米高3.0%以上；总汞、磷化物、乐果、敌敌畏、马拉硫磷、杀螟硫磷、三唑磷、甲胺磷、杀虫双、溴氰菊酯、稻瘟灵、三环唑、噻嗪酮等有毒物均未检出；铅、镉等重金属及黄曲霉毒素B1含量均为合格。

农业部谷物及制品质量监督检验测试中心(哈尔滨)的抽样检验结果显示，被检验的11个项目均为合格，其中：甲胺磷、三唑磷、三环唑、吡虫啉、乐果、噻嗪酮、三唑酮及黄曲霉毒素B1均未检出；砷、铅、镉微量检出，均为合格。

(2) 品味技术指标

为进一步验证五常稻花香有机(富硒)大米与普通东北大米品味技术指标的差异，委托农业部谷物及制品质量监督检验测试中心(哈尔滨)进行了食味值、粗蛋白、直链淀粉、胶稠度的检验，结果显示五常稻花香有机富硒大米各项指标均优于普通东北大米，其食味值极高，品味极好。

(3) 硒对人类健康的影响

硒是人体所必需的一种微量元素，许多国家的学者发现硒具有明显的抗癌防癌作用，人体一旦缺硒，会导致多种疾病的发生，如心脑血管疾病、白内障、癌症、肿瘤等。全世界有40多个国家和地区处于缺硒危机之中。我国是个严重缺硒的国家，根据土壤调查表明，从东北三省起斜穿至云贵高原，存在着占国土面积72%的一条缺硒地带，华北、东北、西北等大中城市都处于缺硒地区，约7亿人生活在低硒区。

根据国家标准《富硒稻谷》(GB/T 22499—2008)的要求，富硒大米的硒含量应在0.04～0.30 mg/kg之间。经农业部谷物及制品质量监督检验测试中心(哈尔滨)检测结果显示，五常稻花香有机富硒大米的硒含量为0.298 mg/kg，完全满足国家标准的要求。

3 结语

经多年生产实践及大田试验验证，4+X生态肥在五常稻花香有机(富硒)大米种植中取得了显著效果，五常稻花香有机(富硒)大米的质量完全符合GB/T 19630—2005和《有机水稻生产技术规程》的要求，经多年、多点抽样检测结果显示，其食味值、直链淀粉和蛋白质含量、米饭外观、胶稠度以及重金属砷、铅、镉含量完全合格，甲胺磷、三唑磷、三环唑、吡虫啉、乐果、噻嗪酮、三唑酮及黄曲霉毒素B1均未检出，有效硒含量适中，食用以4+X生态肥为主要肥料生产的五常稻花香有机(富硒)大米有助于提高人们的健康水平。