袁元榮 韋還和 袁驕艷 袁明燕
(1 蘇州水淹禾康農業科技有限公司,江蘇吳江215200;2 揚州大學水稻產業工程技術研究院/揚州大學,江蘇揚州225009;第一作者:422625306@qq.com)
水稻是我國的主要口糧作物。近些年,伴隨生活水平的逐步提高,消費者對稻米的營養、衛生和安全保障提出了更高的要求。經認證的有機大米因其天然無公害、無污染且品質優良等特性逐漸在市場上走俏,備受人們青睞[1-2]。我國東北、江蘇、浙江、重慶、湖北等地結合生態區特點,探索了一系列各有特色的有機水稻種植技術模式,如“稻鴨共作”“稻蟹共作”和“生物膜覆蓋栽培”等[3-5],取得了顯著的經濟效益、社會效益和生態效益。
江蘇省不僅是我國糧食生產大省[6],也是我國有機農業發展最為快速的省份之一[7]。筆者自2012 年開始嘗試種植高產有機水稻,后結合蘇州每年6—7 月汛期過后,被水淹沒過的水稻長勢和產量要好于未被淹過的正常水稻的自然現象,摸索出了一套有機水稻種植新模式——淹水有機栽培,即在水稻全生育期通過流水淹(深)灌管理方式促進水稻生長、抑制草害和控制病蟲害的發生。
該模式關鍵技術有“酵土培肥”“深水抑草”“流水淹灌控病蟲”等。與有機水稻生產上常用的栽培技術模式相比,淹水有機栽培模式具有以下特點:(1)病蟲害發生輕。江蘇現有的有機水稻種植環節常輔以生物農藥控制病蟲害,而淹水有機栽培強調通過流水淹灌來控制病蟲害的發生,病蟲害發生率和危害均較輕。(2)草害發生輕。目前有機水稻生產中的雜草多以人工拔草為主,人工投入量大,效率低。本模式通過稻土發酵除草害、酵土培肥促稻壓草以及深水灌溉抑草等連環治草環節,草害控治率在95%以上,不僅草害防控效果好,而且節省了人工成本,提高了種植效益。(3)單產水平高。江蘇有機水稻產量一般在300~400 kg/667 m2,筆者經多年、多地、多品種的水淹稻有機栽培模式的大田實踐,產量多在450~550 kg/667 m2(表1),顯著提升了有機水稻的產量水平。特別是2019 年采用缽苗育秧和移栽。由于缽苗移栽不傷本苗,生長速度快,提升了抑草水位,除草效果更好,增產效果更好。

表1 水淹稻有機栽培模式大田試驗產量
有機水稻的施肥是非常嚴格的,不允許使用含有化學成分的化肥[8]。水淹稻有機栽培模式選擇的是發酵過的清潔農家肥。農家肥是一種肥源廣、肥效持續時間長的有機肥,可有效增加土壤有機質含量,改善土壤理化性質[9]。隨著無公害農業、綠色農業和有機農業的發展,農家肥在肥料中的作用和地位也愈發突出[10]。
水淹稻有機栽培模式選擇的農家肥多來自廢棄植物、變質的糧食、壞死的動物和人畜糞便等。經年月的自然風化,在堆放農家肥的原地表層會出現深色土壤,這里我們稱它為“酵土”。施用清潔農家肥的酵土是一種可滿足植物生長發育所需營養成分齊全的全肥土。除前面我們講到的人為酵土方式獲得全肥土外,還可通過內陸的淡水物質和河、湖等底部表層的浮泥以及森林樹葉子底下的表層土壤等途徑獲得。
水淹稻有機栽培模式通過一次性施足水稻一生所需的有機肥,并進行耕勻、浸泡15~180 d,優化土壤。采用常州亞美柯機械設備有限公司的專利機械設備作業,并結合揚州大學水稻產業工程技術研究院缽苗壯秧培育關鍵措施,移栽后缽苗秧在優化過的土壤中,當天成活,隔天長新根,第6 天開始分蘗,第8 天本苗新根長度6~8 cm,并分蘗出2 株苗頭,20 d 后株距內的2叢稻秧根部生長開始交叉,稻根向泥土的深部延伸。
目前,我國有機水稻栽培本田除草技術一般采用稻鴨共育、養殖魚蟹、人工除草等方式,但稻鴨共育、養殖魚蟹等方式存在養鴨、魚蟹管理費工費時[11-12];人工除草不僅成本投入大且作業效率低[13]。日本在生產有機水稻過程中主要利用稻糠進行滅草,但該法成本高,同時本田也會產生強還原反應,抑制稻株分蘗發生[14]。水淹稻有機栽培模式采用了以酵土除草、水淹控草、促稻壓草的省工、省力、低成本的有機稻田雜草控制技術,為有機稻作草害的根除提供了一個全新的解決方案。
2.2.1 酵土培肥去除草害
在一次性施足水稻一生所需的有機肥后,進行耕勻、浸泡,施酵土后的水田不適宜雜草源的發芽生長,雜草控制有效率在35%~50%。酵土培肥除草的主要原因有:①有機肥分解會產生大量二氧化碳并消耗氧氣,造成水層的強還原環境,阻礙雜草種子萌發生根;②有機肥分解產生大量乙烯、硫化氫以及氨氮等氣體具有抑草作用;③水田施用有機肥后產生的粘軟泥層可對雜草萌發起到明顯的抑制作用。
2.2.2 深水管理控制草害
稻秧移植前耙平稻田,高低差在3 cm 以內,稻苗移植后以淺水(水層不露土)管理1~8 d,采用深水管理抑制草害,灌水深度為稻秧高度的55%~65%,隨著稻秧的長高而增高水位,實施時間10~12 d。深水管理可利用水層阻光隔離,不給雜草有發芽及生長的條件;此外,深層水位與稻田表面形成的浮泥能有效地抑制、根除雜草的發生。試驗證明,水層高度在6 cm 以上可明顯抑制雜草的生長;水層深度10 cm 以上,并保持8~12 d,可根除幼小的雜草。
2.2.3 促稻秧茂盛壓制草害
水淹稻有機栽培模式采用的缽苗壯秧培育技術,移栽大田植傷輕;秧苗在有機肥)優化過的水田中發棵快,長勢旺。待深水管理抑草結束后,再輕追1 次發酵完全的有機肥(為促進稻秧快速生長,并非因缺肥而施肥),促進稻秧快速茂盛封行壓制新舊雜草的發芽及生長,防止草害的發生。
病蟲害是制約有機水稻發展的一個重要因素[15]。當前,我國有機水稻病蟲害防治形成了以農藝措施防治為基礎,物理和生物防治靈活運用的技術路線[16]。在農藝防治措施方面,普遍采用的方法有精選稻種、調整栽插期、種植綠肥等[17-18]。水淹稻有機栽培模式強調通過流水深灌相結合的方式來控制病蟲害。
2.3.1 前期工程設施
水淹稻有機栽培模式的實施需要在前期進行設施建設,筑高埂、平整稻田、設獨立的泵站,水稻種植面積也須單元化。成熟稻稈的高度一般是100 cm 上下,我們把水稻種植面積單元四周的田埂高度設計為80~110 cm,筑寬、筑實,以 1.0~3.4 hm2為 1 個種植單元,以 6.7~13.4 hm2配置 8 寸和 10 寸水泵 2 部,以每單元灌水4~6 h 灌水深度50 cm 為準,在水源充足的地區水稻種植單元面積還可放大。
2.3.2 秧田至移栽期水淹管理防病除蟲
按揚州大學水稻產業工程技術研究院制定的缽苗育苗技術培育苗齡25~27 d 的適齡帶蘗壯秧,苗高15~18 cm。在秧苗移栽前1~5 d 進行1 次流水淹灌,當灌入的水淹沒苗稍后,再等量排灌6 h,可達到明顯的防病除蟲效果。
2.3.3 生育前期流水淹灌控治病蟲害
待秧苗移栽后17~30 d,通過流水淹灌方式進行一次徹底消滅病蟲害源的過程,水泵的配備功率安4~6 h灌滿1 個水稻種植單元50 cm 水位的要求配置。
稻秧被淹沒后,保持水位再等量灌排21~24 h,可有效徹底地根除稻田前期的病蟲害。以卷葉螟為例,試驗結果表明,稻田中的幼蟲在30~60 min 被淹死、蟲蛹9~11 h 被淹死、蟲卵 19~21 h 被淹死。當水稻被淹沒的時候,植株營養器官可從流動的水源中吸收到生長發育所需的營養元素,本質上也提升了稻秧自生的抗病蟲能力,再通過等量排灌能有效根除蟲害和病害,消除稻田內前期病蟲害的發生。
2.3.4 生育中后期流水淹灌控治病蟲害
水稻生育中后期大部分的害蟲在稻稈的中下部,而益蟲多在稻稈的中上部。根據這一現象,本模式在水稻生育中后期采用流水深灌結合益蟲吃害蟲的方式控治病蟲害。
水稻生育中期水位灌至植株高度的60%~70%后,再進行等量灌排11~13 h;生育后期水位高度灌至55%~65%后,再等量排灌11~13 h。水稻生育中后期的流水淹灌方式不僅可滿足植株生長發育所需的養分,提高植株自身的抗病蟲能力,而且可有效驅趕中下部害蟲至中上部,達到生物防治目的。
為了在高產有機水稻中更好、更精準地使用好流水淹灌和流水深灌,達到完全替代農藥的目的,摸清水稻病蟲的習性,盡量節約水源,當然水源條件好的地區可以多用幾次流水淹灌,效果更好。
水淹稻有機栽培模式集“酵土培肥”“深水抑草”“流水淹灌控病蟲”等關鍵技術,實現了農藥化肥零使用下水稻的高產高效種植,協調了水稻產量與稻米衛生和安全在更高層次上的統一,實現了水稻質與量的兼得。同時,順應水稻輕簡精準化栽培需求,結合水稻缽苗機插,豐富了機械化、規模化、智能化的有機水稻高產種植模式。
致謝
水稻淹水有機栽培模式的建立、實施以及總結撰寫得到揚州大學戴其根教授的指導。