无化学合成物投入的稻谷栽培综合试验

黄水明 游月华 江传芬 林金虎 陈萍萍 彭玉林

摘要：为考察有机底肥量、丛内密度、株距、行距等4个因素对无化学合成物投入的稻谷栽培的影响，寻找无化学合成物投入的稻谷栽培新途径。通过选用L934正交表设计并布置4因素3水平的9种无化学合成肥料农药除草剂投入的稻谷栽培模式的正交试验，经过分析对比产量，寻找出符合生产实际的无化学合成物投入的稻谷栽培新模式。在试验条件下研究筛得的最优试验组合是相当于标准量的1.5倍量有机肥即兔粪0.75t/666.7m²，即折合纯氮16.13kg/666.7m²，丛内栽2苗，株距10cm，行距30cm！结果表明形成的无化学合成物肥料农药除草剂等生产投入的新法为稻谷生态绿色有机栽培提供了新技术与新途径。能够轻简高效给生产创造经济和生态及社会效益，极有现实推广意义。

关键词：稻谷栽培;多因素;正交试验;大区试验;产量

中图分类号：$511 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）19-0179-05

1引言

根据实际经验和专业知识，用常年易发生病虫害的品种和地段进行试验，并确定考察有机底肥量、丛内苗数、株距、行距等4个因素3个不同水平对无化学合成物投入的稻谷栽培的影响，通过选用L934正交表设计并布置4因素3水平的9种无化学合成肥料农药除草剂投入的稻谷栽培模式的正交试验，经过分析对比产量，寻找出符合生产实际的无化学合成物投入的稻谷栽培新模式，供无化学合成物投入的稻谷生产作参考。

2材料与方法

2.1试验地点

试验设在连城县莲峰镇朱坊村罗溪龙合作社邓家进户责任田，试验地是水稻主要病虫害常年易发生流行的河边沙瘦地。

2.2试验材料

（1）供试水稻品种采用常规农家糯稻品种富糯（因富糯是当地糯稻当家品种，熟期中偏早熟，综合抗性一般，水稻的主要病虫害常年易发生流行）。

（2）正交试验田的地力补充纯采用由当地兔场自然发酵干燥过的兔粪：据文献1t兔粪相当于硫酸铵86kg，过磷酸钙184kg，硫酸钾20kg。试验设的3种肥料梯度，分别是：标准量0.5t/666.7m²，折合纯氮l0.75kg/666.7m²;标准量的半量即0.25t/666.7m²，折合纯氮5.38kg/666.7m²;标准量的1.5倍量即0.75t/666.7m²，折合纯氮16.13kg/666.7m²。

2.3试验设计

2.3.1正交试验

严格按照L934正交表试验方案和条件进行种植和管理4因素3水平的正交试验，共9个处理组合，3次重复;重复内的每个处理组合随机排列，各种成小区面积20m²;小区之间用农膜包土埂隔开，防止肥水相互渗透。除了试验中考察的因素取不同水平外。其余试验过程中的各种操作方法、田间调查、试验结果的求得等都严格进行，尽量减少试验误差。按生产的时间顺序，种子温汤消毒、播期、底肥栽前全层基施时期、栽前开沟、3叶1芯小苗移栽、全程沟灌、田间管理、收获期等方面都保持一致。

2.3.2L934正交表试验方案

正交表试验方案见表1。

2.3.3试验种植管理过程

种子用2～3倍体积55～60℃的温水对种子进行温汤消毒10～15min温汤消毒，培育好无病虫3叶1心的小壮苗并适时抓紧组织完成移栽，试验田的肥料均采用一次性全层施肥，开足田间匀排水沟后行向据生长季节的主风向优化配置，采用顺风的坑垄行向或南北行向，肥料用量、株行距配置、丛内密度等试验考量因素按表例试验方案，全程无使用化学合成农药;田间全程沟灌限水，够苗后的晴天畦面土壤花白可穿皮鞋下田且不陷的状态。

栽后沟中以排水为主，促进沟畦定型以及田间萍种在畦面定殖扩繁控草;畦沟定型后的分蘖期满沟水，仅在安排鸭子除草期间让沟水满至田面有薄水层，以促进红萍增殖抑草或提高鸭群觅食踩踏的除草效果。返青后收割前的其它非除草时段均通过田缺高低调节沟水的深浅（4/5～1/5沟深）来进行全田间的匀排水，使土壤适宜持水量维持在60%～80%及空间小气候湿度不过干过湿的湿润状态，即前期70%～80%、中期60%～70%、后期60%。以正向调节地温及满足生理需水与减少生态用水，降低田间土壤和小气候湿度，营造不利于病虫害滋生发展的田间生态环境，并减少甲烷等温室气体产出及有机和无机污染物随水迁移到水体;移栽返青后及时采用稻萍/鸭共养或以耘田耙除草等措施，最大限度地发挥生物抑草，如有必要时补充少量的人工除草;达到90%黄就开始收割，减少落粒等损失产量。

2.4试验考量指标

用临近常规生产田为参照，考量记载能反映大田栽培差异的始穗期、齐穗期、全生育期、综合抗性、666.7m²用种量及产量等主要指标。收成时單打单收计产折算成666.7m²干产量。正交试验处理组合的小区用手工收获。

2.5数据处理

生育期以天计;用种量及产量数据折算成666.7 m²对应量;采用Excel进行数据整理与分析。

3结果与分析

试验全过程由合作社组织完成操作，现场长相及产量和预期产值方面很受生产单位与收割农民的欢迎，给本行业的农户和科技人员的正向示范效应好。

3.1田间长势长相和生育期及耗种量等栽培方面的表现

试验显示，生产时必须重视有机肥替代化肥，氮肥就可以比传统生产减少又进行土壤培肥。9种无化学合成肥料农药除草剂投入的稻谷栽培模式，在补充折合纯氮5～16kg/666.7m²兔粪下，行距在25～35cm的试验范围内，株距不超过5～15cm的产量都能稳定在318.8～519.9kg/666.7m²，总平均是414.8kg/666.7 m²，能与福建省当年的统计年鉴数字相仿，跟对照426kg/666.7m²减产2.6%，差异不显著。在不需施用农药的情况下，都是当地农民能接受的产量范围。在试验设计的用肥范围内，随着用肥量的增加，平均产量增加，而且无披叶趋势。其中与对照氮肥水平相当处理里，栽2苗的也比对照产量高;而且所有比对照氮肥水平高的处理的产量都比对照高。若采用试验筛选出的最优组合措施进行生产，将取得更理想的栽培效果，在有机或绿色栽培时极具应用价值。

表2显示，9种折合施用纯氮在5～16kg/666.7m²无化学合成肥料农药除草剂投入的稻谷栽培模式（处理组合）下均不会披叶倒伏，熟期转色好;与常规生产比，全生育期相同，不影响成熟度，但始穗期、齐穗期、单位面积丛数及耗种量表现有差异。

3.2分析

（1）从666.7m²丛数方面考量，行距在25～35cm范围内，株距5cm时的密度是3.8～5.5万丛，机栽没问题，手栽就花工较多很难推广;株距10cm时的密度是1.9～2.7万丛，株距15cm时的密度是1.3～1.8万丛。这二种密度从田间长相和产量看是可行的，如是机栽，各种规格群众都可接受，甚至偏爱密的;如是杂交种，群众长期生产的习惯最多只能接受手栽1.6～2.4万丛的密度。所以适合当下推广的相对最优配置模式是株距10～15cm行距30cm。

（2）从666.7m²耗种量方面考量，耗种量范围为0.74～3.33kg，从田间长相和产量看是可行的，若是常规种，各模式的用种量群众都可接受;若是杂交种，群众长期生产的习惯最多只能接受1～1.5kg的用量。所以适合当下推广的相对最优配置模式是株距10～15cm;行距30～35cm;丛内密度2～3粒谷，666.7m²田间密度有1.5～2.2万丛，用种量需0.56～0.95kg。所取得的配置规格参数，当前市面推广的插秧机行距是固定30cm，株距是8～26cm中的偶数可调节得到。具体选择时可据地力及品种特性进行综合决定即可。

4正交试验极差分析

从极差计算结果，可找出相对最好的生产条件和关键性生产措施。在考察的四个因素中，地力培肥及插足基本苗是非常基础与关键的栽培因素，这结论跟一向来的科普内容一致。试验因素的主次依次为：有机底肥的量>丛内苗数>株距>行距;试验筛选得出的最好试验组合是：标准量的1.5倍量有机肥即兔粪0.75t/666.7m²，折合纯氮16.13kg/666.7m²，丛内栽2苗，株距10cm，行距30cm，虽然没包含在试验组合里，但与试验8最为接近，假如把试验8的株距从15cm调整为10cm，产量应该又会更理想（表3）。

丛均栽2苗：丛栽2苗是相对理想的。设计的试验里，单位面积用种量虽然都在生产习惯可接受的范围，但在同一肥料梯度内，栽2苗的产量都比栽1苗和栽3苗的高。一是用种量与长期科普的提法一致;二是调和了个体与群体的矛盾，促进个体较充分地生长;三是促进早熟有利稳产增产。

行距的影响相对最小，行距可以因生产习惯的便利在30～35cm之间来调整：阳光不足的地段、手工栽或像非洲人工锄头锄草时建议用35cm行距栽，进行稻鸭共作除草或旱作穿鞋锄草，能提高除草效率，也可避免劳作时受蚂蟥、血吸虫等危害;现行栽秧机械的行距是固定30cm，株距可调节的，而试验取得的30cm×10cm行株距模式正好能与之匹配且应用最多。

生产时，机栽或手工栽都可以实现，且采用宽行窄株的栽植方式可合理增密与有效增强行间的通风透光，降湿抑害及促进早熟与稳定产量的明显效果，可作增产与主动避过寒害等的栽培措施。

行株距为30cmX 10cm模式正好也是当前生产上推广的机械能生产的，在实施项目过程中还能免去传统生产所需投入的化肥、农药、除草剂及相关的施用及田水管理劳力，仅农药、除草剂及相关的施用及田水管理劳力项上就可节支增收100～200元/666.7m²;若在常年有绿肥套种养与秸草回田或地力肥沃度符合新技术要求的種植地的平均单产照样可达300～500kg/666.7m²，在农民完全可以接受的产量范围，若再按目前的同类产品10～15元/kg的市场价计算，增收与节支的效果就更为显著，能有效促进生态化增产增收和农业增效。

新模式开沟限水试验田全程无使用农药，均无出现病虫害达到防治指标;2018年晚季及2019年早季都表现666.7m²无化学合成物投入田同年同比常规投入田（对照）减产幅度在10%以内。传统生产模式667m。每季需喷农药3～4次的农药，共需耗费劳力1个工日，而新生产模式虽需多投入开沟清沟用工0.5个工日，但无需喷农药，实际可净节约下劳力0.5个工日及所有的农药投入，单项折合节支增收200～300元，对于比较效益低的种粮来说，是一项可观的增收。

5讨论与结论

（1）试验地选用有利水稻主要病虫害发生流行的沙壤瘦地及试验品种也采用抗性相对较差的糯稻。无化学合成肥料农药除草剂投入的稻谷栽培模式试验就是选择连城县莲峰镇朱坊村的沙壤瘦地种植糯稻品种，但仍能在异常低温高湿与同一农户相邻田块同品种的有些田稻穗颈瘟损失都达80%绝收，并已报了农业保险理赔的严苛自然环境情况下，试验的9种栽培模式照样还能实现安全生产;不爆发当地主要病虫害，跟限水降湿的田管措施能激活根系活力，从而提高吸水吸肥与抗御病虫害能力不无关系。

（2）新技术无需水层灌溉，全程采用沟灌来控制土壤水分与降低田间小气候相对湿度，还无需投入化学合成肥料农药或除草剂，栽培管理办法简便，无需新增加任何物化成本，便能保证并促进了植株健壮生长又恶化了病虫害的发生发展环境，实现活根壮秆增强抗御逆境力，能轻简应对常年早季的低温多雨高湿的无常天气，能平衡稳定产量;能实现秸草全量甚至倍量回田并改善劳作环境及有效节水，且减少甲烷气体的产生及缩小蚊虫滋生地。仅在面积占比不到20%的沟中有水，同比可显著节省水田表面的蒸发耗水，结合文献和生产实践能显著减缓用水紧张，保守估计可扩大保障灌溉面积3～4倍。

（3）播收期相同，全生育期与传统栽培模式无显见差异，不影响集中批量机械收获，但始穗期总体表现是随施肥梯度的提高而略有延长，且随栽植基本苗的提高有提早始穗齐穗的趋势：栽1粒谷苗的在不同施肥梯度下也有变化但更不明显;栽2粒谷苗和3粒谷苗的在同一施肥水平下随移栽的基本苗的增加而提早始穗齐穗的效果明显，这现象在生产上避开高低温或育种中调节花期应该可以加以一定的应用的。

（4）因无生产性新增化学物投入，稻米食用品质与安全品质也必会平衡趋好，稻米产品更能赢得消费者的信赖，甚至扩大销量。

（5）新技术模式是通过综合调节水稻生长环境，达到促进或不抑制水稻生长，同时抑制病虫害发生发展，来实现不施化学农药而安全生产的。在现有稻田主要病虫害种类的情况下，新技术目前表现可行;次要病虫害一旦上升为主要病虫害时也应该还具有一定的广适性。

（6）试验表明，传统生产的大田苗期叶片弯，就有披叶的趋势。但新技术管水模式下，在试验设计的用肥范围内，随着用肥量的增加，均无披叶趋势，而且最后平均产量增加，是否为不同氮肥形态的作用差异？另外多年秸秆全量抑或倍量回田及全层施有机肥，且未增施石灰去进行酸碱中和的情况下也未见有机酸毒害现象，是否为限水灌溉的效果？这二个生产现象或许也值得大家继续关注与研究。

（7）研究形成的无化学合成物投入的生产新法为稻谷无公害、生态、绿色或有机等栽培提供了新技术与新途径，经历了热带高原草原及亚热带大地理跨度农业气象条件的多年多季节的检验，通过创造相对低湿的土壤及空间小气候，也能不施农药便可应对控制现有稻田主要病虫害种类，具有稳定可重复性。是一项通过熟期正常当家品种的种子温汤消毒、播栽期安排、栽前全层施肥、行向大致顺着生长季节的主风向、密植规格宽行窄株配置、土壤水分调控等农业栽培手段来实现平衡安全生产的综合技术体系。产量在319.1～520.0kg/666.7m²范围，总平均为414.8kg/666.7m²。其产量和产值方面颇受生产单位欢迎，可让不同规模的新技術实践者获得收益，将形成持续的良性影响与带动，能促进主动通过绿肥套种（养）与秸草还田去改良地力并扩大使用新技术而从中获得更好收益。能顺应生产的农机化发展趋势及政府和社会消费者对环境质量与产品品质的安全需求;能适应当前农业劳动力形势，对从业者素质无新的高要求，无需经过大量培训，易被农民等从业人员所理解接受;能有效节水与提高稻谷产品安全品质，消除人为生产投入物残留超标对消费者的心里恐惧，提升消费者的消费信心，也是该领域技术人员长期以来渴望解决的技术问题;能够给生产创造经济和生态及社会效益，轻简高效极有现实意义。在实施项目过程中能免去传统生产栽后所需的化肥、农药、除草剂等化学合成物投入，避免了人为的生产性污染;用单位面积上省下的相关施用传统投入品的劳力足够作用耙子除草的劳力投入，仅省下的施农药和除草剂项就可节支增收100～200元/亩.力Ⅱ之在常年有绿肥套种养与秸草回田或地力肥沃度符合新技术要求的种植地的平均亩产照样可达300～500kg，若按目前的同类产品10～15元/kg的市场价计算，增收与节支的效果就更为显著，能有效促进增产增收和农业增效。