不同生產方式下稻米的質量安全狀況

鄺建湘，郭望模，段彬伍，朱智偉

（1.湘潭縣農業局糧油站，湖南 湘潭 411228；2.中國水稻研究所，浙江 杭州 310006）

對目前3種主要稻米生產方式，如稻鴨共育的有機稻米生產（簡稱有機稻）、NY5117—2002無公害稻米生產（簡稱無公害稻）、農戶常規稻米生產（簡稱農戶對照），進行了調查，結果表明，有機稻米生產方式的稻谷產量為316.8 kg/667m2，分別為無公害和農戶常規生產方式的67%、69%；在生態環境、有機肥源、產品銷售等方面還不具備大面積應用條件下，NY5117—2002無公害稻米生產方式比農戶常規生產僅增產3.2%，多投入化學養分2%，在施肥技術上還需要進一步優化。為此，提出“一調二保三降”的調肥方案（簡稱調肥），并由湘潭縣農業局糧油站進行了多點試驗，研究了其對水稻質量安全的影響。

“一調二保三降”調肥方案的內容是：對水稻產量預期作適當調整（不顯著下降）；保持土壤肥力水平和現有勞動投入；降低化肥、農藥、除草劑施用量。具體操作為，前茬作物全部秸桿機械切碎還田；水稻常規施肥中的化學肥料總量降低20%～30%，代之以生物菌肥；有機肥采用擠壓造粒的商品肥，以使單位養分的回報最高；對稻米生產技術體系進行適當調整。通過減少化學肥料的施用量、協調植株的營養狀況、提高對病蟲草害的抗性，進而降低農藥和除草劑用量、控制面源污染、保持土壤肥力、消除農藥、除草劑殘留，達到提高大米生產優質安全的目的。

1 試驗材料和方法

1.1 使用設計

試驗品種為單季晚稻華粳18號。直播：6月7日播種，8月30日齊穗，11月20日收獲。移栽：5月18日播種，6月15日移栽，11月22日收獲。按生產方式的不同共設置5個處理（表1），每個處理一塊田（面積2.5×667m2），分布于的相鄰田塊，不設重復。

表1 試驗處理 （kg/667m2）

1.2 調查方法

試驗實施前、后取土樣；施肥、噴藥后連續5 d采集水樣；取植株樣，分析干物質、養分積累、產量及構成；田間調查病蟲草害發生狀況、分蘗動態、總養分、勞動投入量，并記載。

1.3 檢測方法

土壤pH值測定采用GB15618—1995中的玻璃電極法；陽離子代換量采用NY/T295—1995的方法；土壤有機質采用GB9834—88的方法；土壤全N、P2O5和K2O全量分別用GB7173-87、GB9837—88、GB9836—88的方法；土壤銨態氮的測定用2N KCl浸提、直接蒸餾滴定；植株、稻谷全N、P2O5和K2O全量測定采用H2SO4-H2O2消煮植株樣品，一次消煮，分別測定；水層全N、P2O5全量分別采用GB11894-89和GB11893-89的方法，K2O全量直接在火焰光度計上測定；稻谷的安全性檢測由農業部稻米檢測中心安全室采用相應的國家標準完成。

肥料的表觀利用率以地上部養分總吸收量除以施肥量再乘以百分之百來表示。移栽方式則需從地上部養分總吸收量中扣除秧苗中該養分的吸收量。

2 結果與分析

2.1 生產方式對土壤肥力的影響

如圖1所示，5種生產方式種植前、后土壤肥力指標經過一季水稻生產后，無明顯變化。這表明，田間有效氮素供給比較充足。

圖1 不同稻米生產方式下土壤肥力指標的變化

2.2 不同生產方式對水稻分蘗和養分積累的影響

2.2.1 水稻分蘗 如圖2所示，與移栽方式相比，直播（無公害直播和調肥直播）分蘗發生總量大、有效穗高，有利于多穗型品種高產；調低氮素化肥的施用總量，不論直播還是移栽均表現出總有效穗降低的趨勢。

圖2 不同稻米生產方式下植株群體動態

2.2.2 干物質積累 如圖3所示，有機稻的養分施用總量16.3 kg/667m2，只有施肥總量最高的無公害稻的58%。因此，從移栽到收獲干物質積累均低于其它4種生產方式，這表明增加養分施用量可以獲得更高的生物產量；農戶對照從分蘗盛期開始，干物質積累一直處于最高，但這并不意味以稻谷為收獲物的經濟產量就會高于其它生產方式。

圖3 不同稻米生產方式的植株干物質積累過程

2.2.3 N、P、K養分積累 圖4、圖5、圖6的結果表明，農戶對照的地上部氮、磷積累在分蘗后期均高于其它方式，而鉀素則較低，在收獲時最低，這表明其養分施用比例不合理，氮、磷養分奢侈吸收、不利于水稻的質量安全。

圖4 不同稻米生產方式的植株地上部N素積累過程

圖5 不同稻米生產方式的植株地上部磷素積累過程

2.3 稻谷產量和構成因子

圖6 不同稻米生產方式的植株地上部鉀素積累過程

如圖7所示，從實際收獲的稻谷產量和構成因子看，同屬移栽方式的農戶對照和調肥移栽，后者在氮素化肥施用量減少32%、總用肥量減少20%的情況下，卻獲得了更高的實際產量，增產表現為每穗實粒數和千粒重的增加；同屬直播方式的無公害稻和調肥直播，后者在減少尿素施用量5 kg/667m2的條件下，其實際產量與前者大致相同，表現為每穗實粒數的增加。這說明，合理施肥對水稻生產的經濟回報影響甚大。

圖7 不同稻米生產方式下稻谷產量及構成

2.4 病蟲草害狀況

調查結果顯示，在移栽后第14周，所有生產方式都出現了穗頸瘟，發病株率4%，危害輕微；第18周調查紋枯病，發病指數均為3.7%；蟲害白葉數和有蟲數為15.5%，沒有二化螟、卷葉螟和三化螟的危害；各生產方式稻田中的雜草量均為5%～10%，主要雜草為稗草或千金子。在相同的病蟲草害預防措施下，都沒有出現病蟲草危害，與農戶對照相比，調肥直播和調肥移栽的殺蟲劑施用次數減少3次。

2.5 稻谷產品安全性

安全性檢測結果表明，所有稻米生產方式的稻谷產品中，砷、汞、鉛、鎘等有毒重金屬元素含量均未超標，未檢出農藥、除草劑和化肥殘留及黃曲霉毒素。

2.6 稻田水層養分狀況及潛在面源污染

如表2所示，水層樣品總氮、P2O5和K2O全量測定結果表明，施肥的當天水層養分含量最高，隨著植株吸收和土壤吸附，到第5天已經低于測定方法的檢測限。其中，農戶對照方式從移栽后25 d到齊穗后15 d的稻田水層中都存在氮素養分，齊穗時，P2O5在水層中檢測不出，K2O最高值大致處于無效分蘗死亡高峰；無公害稻米生產方式下，分蘗盛期和齊穗期，P2O5在水層中檢測不出；調肥直播方式，從分蘗盛期開始，P2O5在水層中檢測不出，K2O最高值大致處于分蘗開始產生時，隨著分蘗數增加水層中鉀素含量降低，到分蘗開始死亡和籽粒逐漸成熟時又再次增加；調肥移栽方式，在幼穗分化期，水層中檢測不出P2O5。

表2 試驗處理的水層養分變化 （mg/kg）

值得注意的是，部分生產方式下，在水稻無效分蘗死亡高峰及籽粒成熟期可檢出水層中養分存在。因此，除在施肥后5 d內不宜排水外，還應適當考慮植株生育期。否則同樣會形成面源污染。

2.7 養分利用率

如表3所示，養分施用量和稻谷、稻草養分總量的測定結果表明，有機稻米生產方式的磷素養分表觀利用率最低，這說明其磷肥的施用量超過水稻正常生長的需要，不經濟，而該生產方式下氮素養分的表觀利用率超過100%，表明施用量不足，需要從土壤中得到補充，這不利于發揮水稻品種的高產潛力；參照圖7的稻谷產量可知，農戶生產方式的磷、鉀表觀利用率均超過了100%，這表明其氮素施用量超過了植株生長需要，不經濟，且造成營養失衡、病蟲害加劇、對地表和地下水體產生面源污染；無公害生產方式下，磷素施用量相對不足，且沒有充分發揮氮素養分的效果，最終導致稻谷產量不高；調肥方式下，不論直播還是移栽，稻谷產量均有提高（圖7），該方式特別是強調稻草還田，這對保持土壤鉀素的供給能力、提高植株抗病蟲害能力、減少農藥施用量、控制面源污染將會產生一定作用。

表3 試驗處理的肥料表觀利用率 （%）

2.8 不同生產方式的成本比較

如圖8所示，5種生產方式的成本構成因子中，農戶對照的化肥施用量提高，農藥成本增加、潛在面源污染增高、稻米產品的質量安全和經濟效益降低；調肥方式具有優質、安全的技術體系，可降低化肥、農藥投入28%～30%，增加稻谷產量3.8%～15.6%。調肥方式在機械化耕作和收獲的平原地區可操作性強，效益明顯，對消除或減少農業面源污染具有重要作用。

圖8 不同稻米生產方式的成本構成因子比較

3 小結與討論

綜上所述，可得出如下結論：（1）雖然肥料的表觀利用率表明，5種生產方式下，土壤養分均有不同程度的消耗，但種植前、后土壤的主要肥力指標并沒有明顯變化；（2）由于對病蟲草害的控制基本有效，5種生產方式下，稻谷產品中沒有發現有害殘留和重金屬，這需要保持，因此農藥的使用還需要規范；（3）從分蘗動態、干物質和地上部養分積累、稻谷產量和構成看，調整目前農戶生產方式下的施肥總量和氮磷鉀比例，可以獲得更佳的經濟和環境效益；（4）在施肥后5 d內和無效分蘗死亡高峰及籽粒成熟期外排田面積水，有形成面源污染的危險。

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