高郵市稻田農(nóng)業(yè)面源污染防治示范及成效分析

吳 俊，王桂良，張家宏*，王守紅，寇祥明，韓光明，朱凌宇，徐 榮，畢建花，唐鶴軍

(1.高郵市農(nóng)村能源生態(tài)環(huán)保技術(shù)推廣站，江蘇 高郵 225600； 2.江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 揚(yáng)州 225007；3.江蘇省生態(tài)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，江蘇 揚(yáng)州 225008)

高郵市稻田農(nóng)業(yè)面源污染防治示范及成效分析

吳 俊1，王桂良2，張家宏2*，王守紅2，寇祥明2，韓光明3，朱凌宇2，徐 榮3，畢建花3，唐鶴軍3

(1.高郵市農(nóng)村能源生態(tài)環(huán)保技術(shù)推廣站，江蘇 高郵 225600； 2.江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 揚(yáng)州 225007；3.江蘇省生態(tài)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，江蘇 揚(yáng)州 225008)

總結(jié)高郵市稻田農(nóng)業(yè)面源污染防治示范工程主要做法。通過在稻田安裝殺蟲燈、性誘捕器、使用生物農(nóng)藥和套養(yǎng)鴨等實(shí)現(xiàn)稻田農(nóng)藥減量控害；通過前茬麥秸稈全量還田、施用有機(jī)肥和構(gòu)建稻鴨共作系統(tǒng)替代部分化肥，實(shí)現(xiàn)稻田化肥減量保肥。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，示范稻田及稻鴨共作稻田化學(xué)農(nóng)藥使用量分別為1.800、1.050 kg·hm-2，較常規(guī)對照田分別減少60.0%、76.7%；化學(xué)肥料較常規(guī)對照田分別減少82.8%、87.9%；秸稈利用率達(dá)100%；水稻產(chǎn)量分別為9.228、9.200 t·hm-2，與常規(guī)對照田相比無顯著差異。示范區(qū)生產(chǎn)出來的生態(tài)稻谷價(jià)格為4元·kg-1，是常規(guī)稻谷價(jià)格的1.4倍，經(jīng)濟(jì)效益分別可達(dá)1.940萬、2.016萬元·hm-2，減肥減藥增效成果明顯。

稻田； 農(nóng)業(yè)面源污染； 防治； 成效

農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)已成為全球范圍內(nèi)地下水與地表水污染的主要來源之一，據(jù)估計(jì)，全球范圍內(nèi)30%～50%的地表水已受到不同程度面源污染的影響[1]。江蘇省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平高，各類化肥、農(nóng)藥等農(nóng)用化學(xué)投入品施用量大。以氮肥為例，2013年江蘇省氮施用量約為462 kg·hm-2，遠(yuǎn)高于全國平均水平(328.5 kg·hm-2)，大約是國際上為防止水體污染而設(shè)置的化肥養(yǎng)分使用安全上限(225 kg·hm-2)的2倍[2]。2014年江蘇省農(nóng)藥施用強(qiáng)度為21.5 kg·hm-2，遠(yuǎn)高于全國平均水平，部分地區(qū)甚至達(dá)全國平均水平的3.6倍[3]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化肥、農(nóng)藥的平均利用率只有30%～40%，其余大部分均以各種形式排放到環(huán)境中，造成面源污染[4]。于2016年在高郵市設(shè)立以“減少化肥和農(nóng)藥使用量，提倡綠色增產(chǎn)”為目標(biāo)的稻田農(nóng)業(yè)面源污染防治示范區(qū)，成效顯著，現(xiàn)將主要做法及其成效報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)建在高郵市送橋鎮(zhèn)毛港村境內(nèi)(32°43′5″N，119°21′20″E)，位于S333省道北側(cè)、高郵湖大堤西側(cè)。試驗(yàn)規(guī)模34 hm2。

1.2 示范品種及栽插方式

試驗(yàn)用水稻品種為南粳9108，5月28日播種育秧，6月29日缽苗機(jī)插，行株距為30 cm×14.5 cm，每穴4苗，基本苗91.5萬·hm-2左右。稻鴨共作的鴨品種為高郵麻鴨，施放量為270只·hm-2。

1.3 主要措施

1.3.1 稻田農(nóng)藥減量實(shí)施方法

綜合生物、物理和化學(xué)方法實(shí)施稻田農(nóng)藥減量控害。一是利用頻振式殺蟲燈誘殺螟蟲和稻飛虱等遷飛性害蟲，每40 m×667 m配備1臺頻振式殺蟲燈。7月15日啟用。調(diào)節(jié)好太陽能光控開關(guān)，平均每晚亮燈7 h，即于晚上8時(shí)至第2天凌晨3時(shí)的昆蟲活躍期亮燈。二是利用性誘劑誘殺或干擾雄蛾交配，防治稻田螟蟲。每200 m2安插1個(gè)性誘捕器，連片設(shè)置，誘芯每隔15 d左右換1次，誘捕器距離地面1 m左右，此空間為飛蟲主要活動范圍。三是結(jié)合生物與化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行病蟲草害防治。針對稻飛虱和稻縱卷葉螟等具有遷飛性、偶發(fā)性及暴發(fā)性的特點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，及時(shí)選用蘇云金桿菌等生物農(nóng)藥和必要的化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行防控。示范稻田采取前3項(xiàng)措施。四是在前3項(xiàng)防控內(nèi)容的基礎(chǔ)上構(gòu)建稻鴨共作系統(tǒng)，利用稻鴨共作種養(yǎng)結(jié)合技術(shù)防控病蟲草害，建立稻鴨共作田。7月10日放養(yǎng)經(jīng)馴水后的10日齡鴨子，放鴨密度為270只·hm-2。田埂上搭建簡易鴨棚，容鴨量6只·m-2。稻田四周設(shè)置防逃圍網(wǎng)，高60 cm。9月10日后，水稻抽穗灌漿時(shí)收回成鴨。

1.3.2 稻田化肥減量實(shí)施方法

一是小麥秸稈機(jī)械全量還田。在前茬小麥?zhǔn)崭顣r(shí)，利用機(jī)械切割秸稈，機(jī)械深耕全量還田。上季小麥平均產(chǎn)量為5.595 t·hm-2，收獲系數(shù)為0.45，約5.910 t·hm-2小麥秸稈得以自然還田。經(jīng)測定，小麥秸稈干物質(zhì)N含量為0.41%、P2O5含量為0.14%、K2O含量為0.75%。通過小麥秸稈還田，帶入農(nóng)田養(yǎng)分量約為N 24 kg·hm-2、P2O57.5 kg·hm-2和K2O 43.5 kg·hm-2。二是施用有機(jī)肥替代部分化肥。基肥施腐熟干鴨糞6 t·hm-2，其中，N含量為1.7%、P2O5含量為1.3%、K2O含量為0.8%。據(jù)估算，通過施用有機(jī)肥帶入農(nóng)田的養(yǎng)分量約為N 102 kg·hm-2、P2O575 kg·hm-2和K2O 51 kg·hm-2。根據(jù)水稻養(yǎng)分需求特征(667 m2產(chǎn)稻600～700 kg約需15 kg N、5 kg P2O5、6 kg K2O)[5]，除秸稈和有機(jī)肥養(yǎng)分投入外，示范稻田所需化肥補(bǔ)施量為：基施45%復(fù)合肥75 kg·hm-2、分蘗肥施尿素105 kg·hm-2、穗肥施尿素75 kg·hm-2，整個(gè)生育期補(bǔ)施化肥折合有效含量117 kg·hm-2(其中，N 94.5 kg·hm-2，P2O512 kg·hm-2，K2O 12 kg·hm-2)。示范稻田采用前2項(xiàng)措施。三是在前述增肥措施基礎(chǔ)上，同步開展稻鴨共作種養(yǎng)結(jié)合技術(shù)，建立稻鴨共作田，利用回田鴨糞替代部分化肥使用，即在前述化肥補(bǔ)施方案中免施穗肥，整個(gè)生育期補(bǔ)施化肥折合有效含量為84 kg·hm-2(其中，N 60 kg·hm-2，P2O512 kg·hm-2，K2O 12 kg·hm-2)。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻田農(nóng)藥減量實(shí)施成效

在示范田、稻鴨共作田和常規(guī)對照田分別選擇3個(gè)50 cm×50 cm水稻長勢均勻的點(diǎn)，調(diào)查病蟲草害發(fā)生情況。8月15日拔節(jié)期調(diào)查二化螟、稻縱卷葉螟和稻飛虱；9月15日抽穗期調(diào)查紋枯病和稻瘟病；10月6日灌漿期調(diào)查稻曲病和田間雜草數(shù)。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)(表1)，示范稻田結(jié)合頻振式殺蟲燈和性誘捕器，對二化螟、三化螟、稻縱卷葉螟和稻飛虱等害蟲起到了較好的防治效果，二化螟蟲株數(shù)、稻縱卷葉螟百叢個(gè)數(shù)、稻飛虱百叢頭數(shù)較常規(guī)對照田稍有增加，但差異不顯著，示范稻田稻瘟病和紋枯病病株率較常規(guī)對照田亦稍有增加，但差異不顯著。稻鴨共作田紋枯病病株率顯著下降至8%，主要是鴨子活動除去了水稻基部的枯黃葉片和雜草，改善了田間通風(fēng)透光率，降低了田間濕度，一定程度上抑制了水稻紋枯病的擴(kuò)展。示范稻田對雜草的防控效果與常規(guī)對照田之間無顯著變化，平均為85%，但比常規(guī)對照田少用了300 g·hm-2的10%吡嘧磺隆。稻鴨共作田對雜草的防控效果高達(dá)97%，顯著高于常規(guī)對照，主要原因是鴨子直接取食雜草根莖葉和部分雜草種子，鴨子的經(jīng)常性活動也影響了稻田水層下部雜草的光合作用和正常生長，抑制了雜草危害。

表1 不同類別田塊病蟲草害防治效果對比

試驗(yàn)類別二化螟/(株·百叢-1)稻縱卷葉螟/(個(gè)·百叢-1)稻飛虱/(頭·百叢-1)稻瘟病病株率/%稻曲病病株率/%紋枯病病株率/%雜草防控率/%雜草株數(shù)/(株·m-2)常規(guī)對照11a24a187a05a014a84b22a示范稻田15a27a207a07a015a86b23a稻鴨共作14a28a198a09a08b97a6b

注：同列數(shù)據(jù)后無相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。表3同。

示范稻田和常規(guī)對照田的農(nóng)藥施用情況如表2所示。可以看出，示范稻田整個(gè)生育期內(nèi)沒有使用化學(xué)殺蟲劑，累計(jì)使用化學(xué)農(nóng)藥1.8 kg·hm-2，而常規(guī)對照田化學(xué)農(nóng)藥施用量為4.5 kg·hm-2，示范田內(nèi)化學(xué)農(nóng)藥減施比例達(dá)60%。稻鴨共作田在示范田的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減除了化學(xué)除草劑的作用，化學(xué)農(nóng)藥使用量僅為1.05 kg·hm-2，化學(xué)農(nóng)藥減施比例達(dá)76.7%。

2.2 稻田化肥減量實(shí)施成效

示范稻田整個(gè)生育期，秸稈、有機(jī)肥和化肥養(yǎng)分投入總量為N 220.5 kg·hm-2、P2O594.5 kg·hm-2、K2O 106.5 kg·hm-2，滿足了水稻的生長需求。其中，化學(xué)肥料施用量為N 94.5 kg·hm-2、P2O512 kg·hm-2、K2O 12 kg·hm-2。常規(guī)對照田化肥施用量：基施復(fù)合肥750 kg·hm-2，分蘗肥施尿素300 kg·hm-2，穗肥施復(fù)合肥300 kg·hm-2和尿素150 kg·hm-2，整個(gè)生育期N、P2O5、K2O投入總量分別為364.5、157.5和157.5 kg·hm-2，累計(jì)施用化肥有效養(yǎng)分達(dá)679.5 kg·hm-2。示范稻田化肥施用量比常規(guī)對照田減少562.5 kg·hm-2，化肥減施率達(dá)82.8%。稻鴨共作田化肥施用量比常規(guī)對照田少597 kg·hm-2，化肥減施率達(dá)87.9%。

表2 示范田和常規(guī)對照田農(nóng)藥施用量對比

試驗(yàn)類別施用時(shí)期施用量/(g·hm-2)藥劑名稱防治內(nèi)容農(nóng)藥類別示范田7月5日分蘗期75020%乙．芐除草化學(xué)農(nóng)藥150016000IU·mg-1蘇云金桿菌防治稻縱卷葉螟生物農(nóng)藥9月5日始穗期30075%三環(huán)唑稻瘟病、稻曲病和紋枯病化學(xué)農(nóng)藥750井岡·蠟芽菌稻瘟病、稻曲病和紋枯病化學(xué)農(nóng)藥常規(guī)對照田7月5日分蘗期75020%乙．芐除草化學(xué)農(nóng)藥30010%吡嘧磺隆除草化學(xué)農(nóng)藥9月5日始穗期30075%三環(huán)唑稻瘟病、稻曲病和紋枯病化學(xué)農(nóng)藥750井岡·蠟芽菌稻瘟病、稻曲病和紋枯病化學(xué)農(nóng)藥97545%毒死蜱稻飛虱化學(xué)農(nóng)藥75025%咪鮮胺稻瘟病化學(xué)農(nóng)藥67540%稻瘟酰胺稻瘟病化學(xué)農(nóng)藥

注：井岡·蠟芽菌含井岡霉素2%和800 000 IU·mg-1蠟質(zhì)芽孢桿菌。

從產(chǎn)量分析來看(表3)，示范稻田和稻鴨共作田的單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重與常規(guī)對照田相比沒有顯著差異，示范稻田與稻鴨共作田的產(chǎn)量分別為9.228、9.200 t·hm-2。

表3 不同類別田塊產(chǎn)量及效益對比

試驗(yàn)類別有效穗/(萬·hm-2)每穗粒數(shù)結(jié)實(shí)率/%千粒重/g產(chǎn)量/(t·hm-2)投入成本/(萬元·hm-2)產(chǎn)值/(萬元·hm-2)效益/(萬元·hm-2)常規(guī)對照2445a2051a828a239a9311a190226070705示范稻田2325a2099a825a244a9228a175236921940稻鴨共作2265a2071a835a250a9200a290649222016

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

如表3所示，由于大幅降低了農(nóng)藥化肥的施用量，增施了有機(jī)肥和施用生物農(nóng)藥，示范區(qū)生產(chǎn)出來的生態(tài)稻谷實(shí)際價(jià)格達(dá)4元·kg-1，是常規(guī)稻谷的1.4倍，示范稻田和稻鴨共作田的經(jīng)濟(jì)效益分別可達(dá)1.940萬、2.016萬元·hm-2，分別是常規(guī)對照田的2.75和2.86倍。示范區(qū)內(nèi)采用殺蟲燈和性誘捕器防治病蟲草害，雖然增加了一次性的投入成本，但可使用多年，且減少了化學(xué)農(nóng)藥的投入成本，拉長時(shí)間來看，整體經(jīng)濟(jì)效益提高明顯。

3 小結(jié)

在高郵市建立稻田農(nóng)業(yè)面源污染防治示范區(qū)，通過安裝殺蟲燈、使用性誘劑、改用生物農(nóng)藥替代部分化學(xué)農(nóng)藥、秸稈還田、施用有機(jī)肥等措施，建立示范稻田，并在示范稻田的基礎(chǔ)上引入稻鴨共作系統(tǒng)，建立稻鴨共作田，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，較常規(guī)稻田，示范區(qū)(含示范稻田與稻鴨共作田)內(nèi)化學(xué)肥料施用量降低80%以上，化學(xué)農(nóng)藥施用量降低60%以上，且產(chǎn)量無明顯降低，綜合效益是對照的2.75倍以上，減藥增效明顯。

[1] 崔鍵, 馬友華, 趙艷萍,等. 農(nóng)業(yè)面源污染的特性及防治對策[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2006, 22(1):335-340.

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(責(zé)任編輯：高 峻)

2017-01-03

揚(yáng)州市面源污染治理項(xiàng)目(2015)；中央財(cái)政支農(nóng)項(xiàng)目[TG(15)110]

吳 俊(1978—)，男，江蘇高郵人，工程師，學(xué)士，從事農(nóng)村能源生態(tài)環(huán)保技術(shù)推廣工作，E-mail: gywujun@163.com。

張家宏(1965—)，男，江蘇高郵人，研究員，碩士，從事生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)、推廣工作，E-mail: yzzhangjh@126.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170550

X592；S147.2

A

0528-9017(2017)05-0882-03

文獻(xiàn)著錄格式：吳俊，王桂良，張家宏，等. 高郵市稻田農(nóng)業(yè)面源污染防治示范及成效分析[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(5)：882-884.