广宁县宾亨镇妙村村千亩垌田水稻减产的原因及应对措施

黎俊荣 邓沛飞 慕容耀明 龙增群 陈水明 薛木新 孟 醒

（1肇庆市农业科学研究所，广东肇庆 526070；2广宁县宾亨镇农业技术服务中心，广东广宁 526345）

近年来，全球气候变暖，环境问题凸显，自然灾害发生频次多、影响大，同时人口增加、社会经济发展变化、水资源短缺、土壤污染等问题日益加剧，由此带来的各种胁迫直接影响水稻的种植面积和单产。干旱、高温、涝渍、低温和病虫害等已成为我国水稻产量减产的主要原因[1]。

宾亨镇妙村村委会位于宾亨镇西边，地处低山丘陵地带，气候环境优越。全村面积约13 km2，共有1 450户农户6 100多人，村内有集体耕地面积达300 hm2，其中蔬菜、水果种植面积约53.4 hm2，千亩垌田两片。千亩垌田地势平坦，种植农作物主要为水稻，土壤以沙壤及中壤土为主，土壤耕作层厚度15～28 cm。据该镇农业技术推广服务中心工作人员反映，2012年该村千亩垌田片区大部分农田完成农田水利设施“三面光”建设并投入使用后，水稻逐年减产，主要表现为水稻移栽后前期生长良好，但中后期根系不够发达，病虫害发生也较为严重，早造雨水天气较多，伴随大风影响，灌浆后期水稻容易大面积倒伏，水稻减产15%～20%。为进一步摸清造成水稻减产的主要原因，2019—2020年笔者所在单位项目课题组结合农村科技特派员项目先后前往妙村村开展实地调研、勘察及选择有代表性的稻田进行土壤抽样检测，分析当前存在的问题及造成水稻减产的因素，并提出应对措施。

1 千亩垌田排灌设施现状及土壤检测

经农村科技特派员科技下乡实地考察及咨询宾亨镇农业技术服务中心人员了解到，该垌田片区的排灌渠渠底及渠道两壁均用水泥砂浆批荡硬质化（俗称“三面光”工程），大部分田埂实现了硬质化，设置排水口较少且位置偏高，仅能排出该田块的表层水；在连续降雨的情况下，中间片区的稻田排水难，需要串田跑马才能排出表层水；部分水稻种植片区虽然配套土沟排渠，但土沟排渠设计的宽度及深度不合理，渠道淤泥沉积严重，沟床普遍高于稻田壤土层面，加之土沟内杂草丛生，强降雨时难以排渍、排涝，从而形成渍害、涝害。

课题组于2020年5月18日随机抽取垌田片区3个有代表性的稻田土壤送广东省农业科学院农业资源与环境研究所进行检测，其中土样1、土样2是在千亩垌田实行了排灌渠“三面光”工程的田块中随机抽取的样本，而土样3则是在千亩垌田中没有实行排灌渠“三面光”工程的田块中随机抽取的样本，检测理化指标16项，其中pH值采用电位法测定，有机质采用重铬酸钾容量法测定，全氮采用自动定氮仪测定，碱解氮采用碱解-扩散法测定，有效磷采用紫外可见分光光度计法测定，速效钾采用火焰分光光度计法测定，交换性钙和交换性镁采用原子吸收分光光度法测定，有效硼采用甲亚胺-比色法测定，有效锌和有效锰采用二乙烯三胺五乙酸（DTPA）浸提法测定，总汞、总砷和总铅采用原子荧光法测定，总镉采用石墨炉原子吸收分光光度法测定，总铬采用火焰原子吸收分光光度法测定，其检测结果如表1所示。

表1 千亩垌田水稻种植片区土壤养分检测结果

2 千亩垌田水稻减产原因分析

“浅水插秧，寸水返青，薄水分蘖，苗够晒田，寸水促穗，湿润壮籽”的科学管水模式是水稻高产稳产的重要技术环节[2]。妙村村千亩垌田片区农田水利设施建设缺乏科学布局，排灌渠渠底硬质化的设计导致田间水分易灌难排，部分土沟没有及时进行清淤除杂处理，排水不畅，日常灌溉及自然降雨时容易造成稻田土壤长期处于水分饱和及渍水状态，尤其是春、夏2季雨水及台风天气较多，渍水更为严重，甚至形成涝害，未能适时晒田，导致水稻生长中后期根系普遍不壮、灌浆后期容易倒伏等现象，从而造成水稻减产。

土壤检测指标数据显示，土样1、土样2和土样3的土壤碱解氮含量处于丰富水平，分别为215、272、180 mg/kg，这与通常种植水稻后土壤氮水平有较大差距，表明水稻耕作后土壤氮残留量高，有可能含氮肥料施用量过高或者土壤存在障碍因子导致投入的氮素被作物吸收的量低。相关资料表明，稻田长期渍水，水稻氮素利用率低[3]。当地农户习惯于通过施用氮肥使水稻获得高产，由于渍水田施氮后水稻利用率低，水稻生长不佳，农户则会通过增加氮肥施用量来促进水稻生长，从而造成土壤氮残留量高。此外，氮肥的过量投入又会进一步造成氮肥利用效率下降，往往导致水稻倒伏减产、病虫害加剧、环境污染等问题的产生。实际情况也是如此，排灌渠实施了“三面光”工程的田块土壤碱解氮含量处于更加丰富的水平，倒伏减产、病虫害发生等问题更严重，而未实施“三面光”工程的田块，上述问题较轻。

另外，垌田片区长期处于水分饱和及渍水状态，长期过量施用氮肥还会不断降低土壤的pH值，使其呈现酸性壤土，这与张北赢等[4]的研究结果一致。稻田的有机质含量一般较高，原因在于水稻残茬、杂草等植株的残体在渍水田中不易发生有氧分解，易发生腐殖化和厌氧降解，形成强烈的还原性环境[5]，使土壤中有益微生物的生存环境严重恶化，而有害微生物猖獗以及有害物质富集沉积，导致出现一系列的土壤问题，这也是造成水稻生长中后期容易感病的原因[6]。综上，渍害是造成妙村村千亩垌田片区水稻减产的主要因素。

根据千亩垌田水稻种植片区土壤检测分析结果及参照第二次全国土壤普查分级标准[6]，妙村村垌田片区水稻土壤呈酸性，有机质含量高，全氮含量中等，土壤碱解氮处于丰富水平，有效磷、速效钾含量中等偏高，表明水稻栽培过程中土壤氮残留量高；钙、镁、硼有效养分含量分别处于低、很低、极低水平，在水稻栽培施肥管理中应给予补充，避免出现缺素造成水稻减产风险；有效锌与有效锰处于高水平，重金属铅、镉、铬、砷均低于《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）规定的风险筛查值（铅为80 mg/kg、镉为0.3 mg/kg、铬为 250 mg/kg、砷为 30 mg/kg）。

3 应对措施

土壤地下水位过高或土壤长期滞水导致农作物根层土壤含水量过高、肥力因子失调，农作物生长受阻或影响农产品品质时的田间水分状况称为“渍”[7]。妙村村千亩垌田排灌渠实施“三面光”田间工程稻田片区长期渍水，土壤中水多气少，且长期处于还原状况，造成土壤还原性物质积累，严重危害作物根系生长发育，病虫害发生严重，水稻抗倒伏能力差。因此，要实现粮食稳产高产，必须对此类渍水稻田进行整改，并落实配套科学的耕作与栽培管理措施。

3.1 开沟排水，消除渍害

简易开沟排水工程措施可有效缓解妙村村千亩垌田水稻种植片区渍害问题，建议毗邻“三面光”灌渠的田块水平方向的另一侧沿直线方向开土沟，土沟的深度直达犁底层，沟宽为30 cm、深为40 cm。每块田另筑土田埂，灌水时由“三面光”的灌渠将水灌至稻田，雨季涝渍时将田间的水排至另一侧土沟内；沿土沟两侧走向的“三面光”排渠渠壁（田埂）人工切割排水口，排水口设计宽30～40 cm，切割深度尽量与“三面光”排渠渠底持平，这种方法可有效确保该垌田分区，使每个田块在水稻栽培水分管理中均能够做到干湿可控化；已配套土沟的水稻种植片区建议在耕作前清理沟中的杂草及沉积的淤泥，深度控制在犁底层以下。

3.2 翻耕晒垡与水旱轮作

配套科学的耕作制度，实行翻耕晒垡与水旱轮作。稻田土层可分为耕作层、犁底层、心土层、底土层，建议在晚造水稻收获后及时进行土壤深耕晒垡，加深耕作层，使土壤处于干湿交替及热胀冷缩状态，有利于增强稻田土壤透水性与通气性，改善土壤团粒结构及微生物群落生态环境，加速部分还原性物质的分解，提高土壤的熟化程度[8]；在条件允许的情况下，可结合当地农业经济的发展需求、精准扶贫农业项目进行水旱轮作，如“早稻+晚稻+马铃薯”“早稻+番薯+叶菜”等水旱轮作模式，有利于改善土壤的理化性状，调节土壤肥力，减少病虫害的发生频次，实现农田提质增效。

3.3 选用优质抗逆性良好的水稻品种

不同的农作物和不同的种植方式对涝渍的耐受程度差异很大，同一农作物的不同品种对涝渍的耐受程度也是有差异的[9]。因此，遵循因地制宜的原则，结合当地的种植布局、降水情况、栽培水平、土壤肥力、水资源情况、病虫害发生程度等多方面考虑来选择良种，做到“种尽其用，地尽其力”。如选用抗倒性强的水稻品种是防止水稻倒伏的基础，应选择株高适当、株型紧凑、茎秆粗壮、叶片上挺、高产优质水稻品种，增强抗倒伏能力；或选用耐潜育化良好的水稻良种，也可达到一定的增产效果。

3.4 科学施肥

施肥措施对水稻茎秆生长有很大影响，适当降低氮肥用量可使茎秆强度增加，从而增强水稻的抗倒性[10]。渍水稻田施用氮肥的效益一般不高，因而追肥时忌单施氮肥，应多施腐熟农家肥或商品有机肥；土壤抽检指标显示，钙、镁、硼有效养分值处于很低水平，因而在栽培过程中适当增施钙、硼、镁肥，以提高产量；有效磷、速效钾为中等偏高水平，栽培管理过程中可适当减少磷、钾肥施用量；宜早施钾肥，如氯化钾、硫酸钾、草木灰、钾钙肥等；如栽培过程中出现缺磷现象，应早施、集中施过磷酸钙450 kg/hm2或结合病虫害化学防控喷施0.3%磷酸二氢钾溶液。

3.5 采取防止渍害成涝措施

近年来，由于全球温室效应，台风、下雨天气较多，渍水田在持续强降雨的情况下难免会出现涝害情况。

若出现涝害情况，建议抢排田间积水，减少水淹时间。对地势低洼、水淹严重水稻田，及时排出田间积水，清除淤积物，清水洗苗，晾田1～2 d；涝害后如遇高温烈日天气，不能一次性将水排干，保留适当水层，使稻苗逐渐恢复生机，可在 16：00—18：00后再排干水露田，待第2天清晨再重新灌浅水，促进根系快速恢复活力；阴雨天气可一次性排干水，有利于禾苗恢复生长。

同时，补施肥料，促进生长。待叶尖恢复吐水功能后，及时追肥。根据水稻生育进程适时施用穗肥，出现拔节期黄叶现象应适当增施速效氮肥，并保持3～5 cm浅水间歇灌溉，提高分蘖成穗率和结实率。还可喷施磷酸二氢钾加芸苔素或海藻素等，以改善植株营养状况，增加粒重，防倒、防病。

此外，还要加强水稻病虫害综合防控，台风、雨天导致水稻茎叶摩擦受损折断，伤口较多，同时植株机体抗病能力减弱，受高温高湿天气影响，细菌性条斑病、稻瘟病、纹枯病等病害也会暴发。因此，排水后抢晴及时开展1～2次病害的综合防治，可有效减轻病害危害程度。防治稻瘟病、纹枯病可使用75%肟菌·戊唑醇（拿敌稳）、苯甲·嘧菌酯、醚菌酯·氟环唑、嘧菌酯·咪鲜胺等药剂喷施，稻瘟病发生程度大的水稻种植片区可混配使用三环唑等药剂，确保有效控制稻瘟病。