紫云英利用下有機稻—蛙生產模式及其效應比較

魯艷紅，廖育林，聶 軍，周 興，王 宇，曹衛東

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125；2. 農業部湖南耕地保育科學觀測實驗站，湖南 長沙 410125；3. 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081）

紫云英利用下有機稻—蛙生產模式及其效應比較

魯艷紅1,2，廖育林1,2，聶 軍1,2，周 興1,2，王 宇1,2，曹衛東3

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125；2. 農業部湖南耕地保育科學觀測實驗站，湖南 長沙 410125；3. 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081）

通過田間對比試驗，研究了有機稻—蛙生產模式的應用效果。結果表明，有機稻—蛙生產模式較傳統水稻生產模式盡管稻谷產量略有下降，但每年多收獲了一季紫云英種子和有機青蛙；有機稻米碾米品質和外觀品質略低于傳統模式生產的稻米，但在營養及蒸煮品質上均有顯著提高；有機稻—蛙生產技術模式顯著提高了農產品產值和經濟效益，其經濟收益是傳統水稻生產模式的10.3倍；同時有機稻—蛙生產模式還有利于提高土壤有機質含量和改善土壤物理性狀。

紫云英；有機稻—蛙生產模式；應用效果

中國有60%以上的人口以稻米為主食，是世界上最大的稻米生產和消費國[1]。因此，水稻生產一直是關系國家糧食安全的重要問題。改革開放以來，為了實現我國糧食自給，養活不斷增長的人口，農民普遍在水稻生產過程中使用大量化肥、農藥等化學農用品，這些農化用品的使用對提高我國水稻產量做出了巨大貢獻，但也帶來了耕地地力下降、土壤酸化、水體富營養化等問題[2]。同時，近幾十年來工業迅猛發展，工業化進程中產生的副產品、廢棄物污染以及掠奪式開發，對農業生產環境和土壤造成了巨大危害，導致部分食用農產品品質降低和有毒有害成分富集，居民健康受到直接或間接損害，食品安全質量成為越來越突出的社會問題[3]。因此，稻米質量和安全狀況已成為我國政府和人民最為關注的民生問題。

隨著社會進步和人們生活理念的轉變，消費者對食品營養和安全的要求也越來越高，綠色、生態、有機、環保、高品質的有機農產品已成為人民生活質量提升的迫切需求[4]。因此，有機稻米有巨大的市場潛力和生產空間。有機水稻是今后水稻生產的發展方向，實施水稻有機化生產，對保證人民身體健康、保護生態環境、促進農業可持續發展、提高我國稻米品質安全和提高其在國際市場競爭力等方面具有十分重要的意義[5]。筆者介紹一種以綠肥紫云英利用及稻草還田來培肥土壤，以菜枯、豬糞、牛糞、沼渣、沼液等有機肥為主要肥料，利用青蛙和誘蛾燈防治水稻病蟲害，以青蛙和人工防治雜草蟲害技術等綜合形成的有機稻—蛙生產模式[6]，初步研究該模式在生產實踐中的應用效果，對比分析有機稻—蛙生產模式與傳統水稻生產模式的生態、經濟及社會效益，以期為我國有機水稻生產發展提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2013～2015年連續3 a在湖南省益陽市南縣三仙湖鎮對有機稻—蛙生產模式和當地傳統水稻生產模式開展示范對比試驗。對照區和試驗區水稻品種均采用優質水稻品種黃華占。供試土壤類型為河湖沉積物母質發育的潮泥田，試驗開始前對照區田塊和試驗區田塊耕層0～20 cm土壤基本理化性狀見表1。

表1供試土壤基本理化性狀

1.2 試驗設計

示范對比試驗設2個處理：（1）當地傳統水稻種植模式；（2）有機稻—蛙生產模式。有機稻—蛙生產模式開始前于2010～2012年采取高產紫云英種植技術和稻草利用技術協調培肥土壤，進行大田土壤有機轉化。2012年10月中旬按2 kg/667m2用種量撒播紫云英（2013和2014年由于有種子留在稻田內不需另外再撒播種子），用開溝機在田塊四周開好排水溝和圍溝，保證每條溝均排水暢通，使田塊晴天田面不留水，雨天田間不積水。試驗當年開春后，修筑青蛙防逃網，包括圍網和天網，4月下旬水稻播種育秧，播種前5～7 d整理秧田。以人畜糞500～1 000 kg/667m2為底肥，采用傳統水育秧的方法，稀播勻播，培育壯苗。5月下旬至6月上旬拋秧，水稻拋秧前15～20 d將收獲紫云英種子后的秸稈翻耕入土壤中，入土深度10～20 cm，翻壓后保持田面積水不超過1 cm。移栽前2～3 d施用豬糞、牛糞、沼渣沼液及菜枯等有機肥。在有機水稻田開“井”字型溝，溝寬50 cm，深50 cm，供青蛙生長的棲息。沿著圍網每隔10 m依圍網柱設立一盞誘蛾燈。依天網柱每隔15 m設立1盞誘蛾燈在大田中央。3月份培養蝌蚪和幼苗，5月下旬，田間整理好后，放蝌蚪5 000～10 000頭/667m2于稻田。水稻生長前期采用青蛙踩踏和人工拔草相結合的方法除草，后期進行人工拔草3遍。7月中下旬和8月中旬，用石硫合劑防治水稻紋枯病和稻瘟病。8月上旬，用二化螟性引誘劑防治二化螟發蛾。9月上中旬，當稻田飛虱和象甲等害蟲出現時，增加青蛙投放量捕食飛虱和象甲等害蟲。實施有機稻—蛙生產模式的稻田面積2.67 hm2。對照區為試驗區外圍田塊1.33 hm2，育秧、拋秧時間與試驗區一致，化肥施用量按N 12 kg/667m2，P2O53 kg/667m2、K2O 8 kg/667m2施用，折合肥料尿素26.1 kg/667m2，過磷酸鈣25 kg/667m2，氯化鉀13.3 kg/667m2。

1.3 分析測定項目

水稻成熟期測定對照區和試驗區水稻產量，采集稻谷樣品用于米質測定。試驗開始前和2015年水稻成熟期采集對照區和試驗區耕層土壤樣品，測定土壤有機質、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀的含量，用環刀法測定土壤容重。米質[7]和土壤養分[8]按常規方法測定。所有數據均采用Excel軟件進行統計處理。

2 結果與分析

2.1 2種技術模式的產量對比分析

連續3 a示范對比試驗結果表明（表2），采用有機稻—蛙生產模式與當地傳統一季稻種植模式相比稻谷產量有所降低，2013年、2014年和2015年有機稻—蛙生產模式較當地傳統一季稻種植模式稻谷產量分別降低9.4%、7.1%和5.9%，呈現減產幅度隨年份縮小的趨勢。有機稻—蛙生產模式除了收獲稻谷外，每年還較傳統一季稻生產模式多收了一季紫云英種子和養殖的青蛙。

2.2 種技術模式的稻米品質對比分析

2.2.1 稻米碾米品質和外觀品質由表2可以看出，2種技術模式生產的稻米碾米品質和外觀品質存在一定的差異。3 a結果均表明有機稻—蛙生產模式生產的稻米糙米率、精米率和整精米粒均低于施用化肥的傳統水稻生產模式，分別低了2.3%、2.6%和4.7%。連續3 a有機稻—蛙生產模式稻米堊白米率和堊白度均高于傳統水稻生產模式，分別高了6.7%和7.9%。這一結果表明有機稻—蛙生產模式生產的稻米在碾米品質和外觀品質上略低于施用化肥的傳統水稻生產模式。

2.2.2 稻米營養品質和蒸煮品質除了從稻谷碾米品質和稻米外觀品質考察稻谷品質，還應綜合考慮稻米的營養及蒸煮品質。表3的結果表明2種技術模式對稻米的營養品質和蒸煮品質也有較大影響。2013～2015年有機稻—蛙生產模式生產的稻米蛋白質含量和膠稠度均高于傳統水稻生產模式，分別提高了46.1%和4.9%，稻米直鏈淀粉、脂肪酸及糊化溫度均低于傳統水稻生產模式，分別低了8.7%、18.7%和6.8%。說明與施用化肥的傳統水稻生產模式相比，有機稻—蛙生產模式可明顯提高和改善稻米的營養及蒸煮品質。

表2不同模式下水稻與紫云英種子產量及稻米碾米品質和外觀品質

表3不同模式下稻米營養品質及蒸煮品質

2.3 2種技術模式的成本及經濟效益對比分析

從表4可見，與傳統水稻生產模式相比，采用有機稻—蛙生產模式盡管節約了水稻種植中的化肥成本，但由于增加了一季紫云英種植和青蛙養殖，從而增加了紫云英種植和青蛙養殖成本，導致生產成本增加。2013年有機稻生產成本2 230元/667m2，高于2014年和2015年，主要由于2013年為第一年采用有機稻種植模式，存在紫云英種子、播種和開溝成本，而2014和2015年由于留在田里的種子能夠被第二年生產利用，所以不產生紫云英種子和播種成本，也不需重新開溝，只需清理頭年開好的溝，從而降低了紫云英種植成本。2013年青蛙養殖成本也高于2014和2015年，主要原因是2013年存在開溝成本（用于青蛙棲息）和新建圍網和天網成本，2014和2015年只需清理田間圍溝和內溝及維護圍網和天網成本，所以青蛙養殖成本也有所降低。

表4兩種技術模式的成本統計（元/667 m2）

與傳統水稻生產模式相比，采用有機稻生產技術模式顯著提高了產值和經濟效益（表5）。采用傳統水稻生產模式技術，3 a收獲的稻谷平均產值為1 552.97元/667m2，有機稻—蛙生產模式稻谷平均產值為7 700.50元/667m2，是傳統水稻生產模式的5.0倍，有機稻—蛙生產模式還產生紫云英種子和青蛙產值，該模式平均總產值是傳統水稻生產模式的8.5倍。進一步計算2種模式的經濟收益表明，傳統水稻種植模式3 a平均年經濟收益1 095.5元/667m2，有機稻—蛙生產模式年平均經濟收益11 328.03元/667m2，有機稻—蛙生產模式是傳統水稻生產模式的10.3倍。

2.4 2種技術模式對土壤物理化學性質的影響

2種技術模式對土壤物理化學性質也有一定的影響（表6）。與試驗前相比，采用傳統水稻生產模式通過3 a種植土壤全氮、堿解氮和速效鉀量略有下降，土壤有機質、全磷和有效磷略有上升，但變化幅度都不明顯；土壤容重有所提高（提高幅度為4.0%）。采用有機稻—蛙生產模式種植3 a后，土壤有機質、全氮和堿解氮均有所提高，土壤全鉀和速效鉀基本無變化，土壤全磷和有效磷有所下降，土壤容重略有降低（降低3.4%）。說明2種水稻生產模式基本能維持土壤現有肥力水平，但與傳統水稻生產模式相比，有機稻—蛙生產模式在提高土壤有機質含量和改善土壤物理性狀方面有較明顯的作用。

表5 2種技術模式的效益分析（元/667 m2）

表6不同模式下土壤養分含量及土壤容重的變化（2015年水稻收獲后）

3 結論和討論

有機水稻生產基于有效的生態系統和良性循環，在過程中完全不使用人工合成的肥料、農藥、生長調節劑和添加劑，主要以土壤為基礎，以系統內物質循環來補充地力。生產的農產品具有營養性好、品質高、經濟價值高等優勢。發展有機水稻生產是現代農業發展的大趨勢，越來越受到人們的重視。

該研究以紫云英種植利用和稻草綜合利用為基礎，通過施用有機肥和稻田養殖青蛙進行水稻有機生產。有機稻—蛙生產模式的技術要點總結如下，可供農民依據要點實施操作：

3.1 大田選擇

選擇符合有機水稻生產環境的稻田。在選擇稻田時，要求土壤重金屬含量符合土壤環境質量標準GB15618—1995一級標準。田塊周圍無有害氣體排放，無生產生活用的燃煤鍋爐等裝置，空氣符合國家空氣環境質量標準GB3095—96一級標準。地表水、地下水水質清潔無污染，水質符合地面水環境質量標準GB5084—92三級標準。田塊排灌水比較方便，且與其他田塊自然隔離。

3.2 大田土壤有機轉化

目前農業生產中的農田土壤通常是無機土壤，要建設成有機水稻生產基地，需要將無機土壤轉換成有機土壤，轉換期通常需要2～3 a。因此在生產有機水稻前，先采取一系列措施消耗稻田土壤中的無機養分，使稻田土壤變為有機土壤。主要方法為：在有機水稻生產前，結合稻草還田連續種植利用紫云英2～3 a，同時不施用化肥、農藥、除草劑等人工合成的添加物。

3.3 優質水稻品種選擇

以玉針香、湘晚秈17號、玉柱香、農香18、黃華占和湘晚秈12號等為主推品種。采取常規方法浸種催芽。

3.4 育 秧

播種前進行水稻種子處理，主要是曬種和鹽水選種，然后用1%的生石灰浸種消毒，避免把病菌帶入大田。播種前5～7 d整理秧田，施用人畜糞500～1 000 kg/667m2做底肥，采用傳統水育秧方式，做到稀播勻播，培育壯苗，優質稻秧齡期一般控制在25～30 d。

3.5 大田整理

水稻移栽前15～20 d將收獲紫云英種子后的秸稈翻耕入土壤中，入土深度10～20 cm，翻壓后保持田面積水不超過1 cm。并在田間挖寬50 cm、深50 cm的“井”或“田”形溝，供青蛙棲息，溝的面積約占稻田面積10%。水稻移栽前1～2 d，施用豬糞、牛糞等農家肥1 500 kg/667m2，施用沼渣1 000 kg/667m2，施用腐熟的菜籽餅100～200 kg/667m2，施用有機肥后維持田間水深度約3～5 cm。

3.6 建立圍網和天網

為了防止青蛙逃走和天敵如蛇、黃鼠狼以及鳥類等吞食，按稻田丘塊建立圍網的同時建立天網。建立圍網時，每隔5～8 m打一根高60～80 cm的樹樁作為圍網支柱，防止大風將圍網吹倒。圍網孔徑以8～10 mm為宜，每個圍網區域面積以0.67～1 hm2為宜。建立天網時，每隔5～8 m打一根高約2.0 m的樹樁作支架，天網孔徑以15 mm左右為宜，天網覆蓋在圍網上。

3.7 誘蛾燈設置

沿著圍網每隔10～15 m依圍網柱設立一盞誘蛾燈。依天網柱每隔15～20 m設立一盞誘蛾燈在大田中央。

3.8 水稻移栽后的水肥管理

水稻移栽通常采取拋秧方法。分蘗盛期，進行灌水同時進行沼液灌溉，灌溉量為5～10 m3/667m2。當田間苗數到25～28萬/667m2，達計劃穗數的90%時開溝排水，重露輕曬，以稻田開微坼為宜，并保持溝中有水，為青蛙提供良好的棲息環境。孕穗期后稻田表面保持薄水層。

3.9 青蛙養殖

3月份養殖青蛙蝌蚪和幼苗。5月下旬，田間整理好后，放置蝌蚪幼苗5 000～10 000頭/667m2。10月上旬收獲青蛙，并留種越冬。

3.10 雜草防治

采用青蛙踩踏和人工拔草相結合的方法除草，后期進行人工拔草2～3遍，第一次6月15日左右，第二次7月l5日左右。視稻田雜草情況，第三次在8月10日左右。

3.11 病蟲害防控

7月中下旬和8月中旬，用石硫合劑防治水稻紋枯病和稻瘟病。8月上旬初，在二化螟發蛾初期應用二化螟性引誘劑2粒/667m2，裝于盛有洗衣粉溶液的盆中，高出水稻植株20 cm為宜。9月上中旬，當稻田飛虱和象甲等害蟲出現時，增加青蛙投放量來捕食。

該生產模式不僅解決了有機水稻產量低的問題，還對改善稻田土壤理化質量具有促進作用，有利于有機水稻可持續發展。同時生產了優質無污染的有機稻米和營養美味的有機青蛙，較傳統水稻種植多收一季紫云英種子，提高了農產品品質和產值，且大幅度提高農民收入。

[1] 周錫躍，徐春春，李鳳博，等. 世界水稻產業發展現狀、趨勢及對我國的啟示[J]. 農業現代化研究，2010，31（5）：525-528.

[2] 滕明雨，張 磊. 糧食安全視角下的中國原生態農業發展分析[J].湖南農業科學，2012，（8）：1-5.

[3] 趙其國，黃國勤，錢海燕. 生態農業與食品安全[J]. 土壤學報，2007，44（6）：1127-1134.

[4] 蒲江艷，陳欣欣. 湖南省有機農業的現狀及發展對策[J]. 湖南農業科學，2009，（2）：108-111.

[5] 唐 浩，祖智波，李軍民，等. 優質稻米的標準化及管理對策[J].中國稻米，2009，（1）：1-5.

[6] 曹衛東，聶 軍，吳翠霞，等. 一種有機水稻生產方法[P]. 中國專利：ZL201310435272.X，2015-07-29.

[7] GB/T17891-1999，優質稻谷[S].

[8] 魯如坤. 土壤農業化學分析方法[M]. 北京：中國農業科技出版社，1999.

（責任編輯：肖彥資）

Applying Effect of an Organic Rice Planting and Frog Ecological Breeding Model Based on the Milk Vetch Planting and Utilization

LU Yan-hong1,2，LIAO Yu-lin1,2，NIE Jun1,2，Zhou Xing1,2，WANG Yu1,2，CAO Wei-dong3
（1. Hunan Soil and Fertilizer Research Institute, Changsha 410125, PRC; 2. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (Hunan), Ministry of Agriculture, Changsha 410125, PRC; 3. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing100081, PRC）

The application effect of organic rice planting and frog ecological breeding model was studied by field experiment. The results showed that compared with traditional rice production model, the rice yield of organic rice planting and frog ecological breeding model declined slightly, but additional milk vetch seed and organic frog was harvested annually in this model. Rice milling and appearance quality within organic rice planting and frog ecological breeding model was slightly lower than traditional rice planting model, while rice nutrition and cooking quality within organic rice planting and frog ecological model was obviously improved compared with traditional rice planting and frog ecological breeding model. Organic rice and frog ecological breeding model significantly improved the output value of agricultural production and economic benefits. The economic benefit of organic rice planting and frog ecological breeding model was 10.3 times of traditional rice planting and frog ecological breeding model. At the same time, organic rice and frog ecological breeding model also improved soil organic matter and soil physical properties.

organic milk vetch; organic rice planting and frog ecological breeding model; applying effect

S511; S966

：A

：1006-060X（2017）08-0011-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.008.004

2017-05-21

國家重點研發計劃項目（2016YFD0300900）；國家科技支撐計劃項目（2013BAD07B11）

魯艷紅（1974-），女，湖北武穴市人，副研究員，主要從事植物營養與作物高效施肥研究。

聶 軍