北方寒地綠色功能型水稻栽培技術(shù)試驗(yàn)

懷寶東 閆鳳超* 曹有鑫 隋文志 趙曉鋒 李佩然 葉志峰 劉士昌

（1黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院，哈爾濱150038；2黑龍江省梧桐河農(nóng)場(chǎng)，黑龍江 湯原154223；第一作者：huaibaodong2010@163.com；*通訊作者：11591309@qq.com）

黑龍江省是我國(guó)粳稻的主要生產(chǎn)基地，在水稻生產(chǎn)中長(zhǎng)期大量應(yīng)用化學(xué)肥料和農(nóng)藥，造成了土壤板結(jié)、耕層地力下降、肥料利用效率低、面源污染嚴(yán)重和生態(tài)平衡被破壞等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重威脅我國(guó)糧食質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境[1-2]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和消費(fèi)群體經(jīng)濟(jì)收入的增加，人們對(duì)食品安全越來(lái)越重視，對(duì)綠色、有機(jī)和高品質(zhì)稻米的需求逐漸增大，促進(jìn)了北方無(wú)公害、綠色和有機(jī)水稻價(jià)格的持續(xù)增長(zhǎng)，北方綠色水稻產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于技術(shù)落實(shí)不到位、投入品防控效果差、大田干擾因素多和產(chǎn)量下降效益低等因素極大程度上抑制了綠色水稻大面積種植，嚴(yán)重影響綠色水稻的體系化推廣和產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化經(jīng)營(yíng)[3]。本研究擬通過(guò)核心區(qū)、輻射區(qū)和常規(guī)區(qū)的直觀展示和有效的示范推廣，將綠色栽培技術(shù)和稻米品質(zhì)提升有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益共同發(fā)展，為北方寒地綠色農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況

試驗(yàn)田位于黑龍江省湯原縣的梧桐河農(nóng)場(chǎng)（47°12′～47°19′E，130°36′～130°59′N）。該地屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，為黑龍江省第三積溫帶，年平均降水量540 mm，年平均蒸發(fā)量1 155 mm，年平均積溫2 520℃，年平均氣溫2.1℃，最高氣溫33.1℃，最低氣溫-41.2℃，年日照時(shí)數(shù)2 500 h，無(wú)霜期130 d，結(jié)凍期150 d，最深凍土層1.25 m，年平均風(fēng)速4 m/s。試驗(yàn)區(qū)土壤類型為潛育草甸土，土壤基礎(chǔ)理化性狀為：有機(jī)質(zhì)含量35 mg/kg，速效氮105 mg/kg，速效鉀157 mg/kg，速效磷28.9 mg/kg，pH 5.8。

C#面向?qū)ο蟪绦蚍庋b、繼承、多態(tài)的三個(gè)基本特征貫穿在程序的整個(gè)設(shè)計(jì)中，他們相互作用，共同完成各種類中的成員調(diào)動(dòng)后的最終任務(wù)。見(jiàn)圖8。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)示范水稻品種為三江6號(hào)和長(zhǎng)粒香，河蟹幼苗產(chǎn)自遼寧省盤錦市，試驗(yàn)面積0.3～0.7 hm2，單排單灌。試驗(yàn)材料還包括：生物有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥45.0%，黑龍江農(nóng)墾三龍生物有限公司生產(chǎn)）、苗床生物制劑（有效活菌數(shù)≥0.2億，黑龍江農(nóng)墾三龍生物有限公司生產(chǎn)）、葉面功能型制劑（硒、鈣、鎂≥10%，黑龍江農(nóng)墾谷潤(rùn)植保科技發(fā)展有限公司）、生物農(nóng)藥（1.8%阿維菌素，濟(jì)南中科綠色生物工程有限公司生產(chǎn)；2%加收米，日本北興化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社）。SF-888水田撒肥機(jī)，黑龍江農(nóng)墾英田農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司制造；2BJ-840型播種機(jī)，佳木斯明瑞農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司制造；LJSL-260型打漿機(jī)，黑龍江大東機(jī)械有限責(zé)任公司制造；T16型無(wú)人機(jī)噴藥機(jī)械，深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司制造；ZK-106型誘捕器，安徽中昆綠色防控科技有限公司制造；4LZ-4型收割機(jī)，久保田農(nóng)業(yè)機(jī)械（蘇州）有限公司制造。

去斜率處理方法的原理如圖2所示，其基本原理是采用與發(fā)射信號(hào)相同的線性調(diào)頻信號(hào)作為本振信號(hào)，與目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行差拍處理。毫米波在n個(gè)發(fā)射周期的發(fā)射信號(hào)復(fù)數(shù)形式可以表示為

1.3 試驗(yàn)方法

1.5.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成

考察2019年氣候條件發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)示范區(qū)全年降雨量895.3 mm，較2018年多398.6 mm，較歷年降雨量平均值多396.2 mm，其中5月、6月、7月、8月和9月降雨量指標(biāo)均高于歷年降雨量平均值，為歷年來(lái)特殊年份；全年日照與熱量分布不均衡，表現(xiàn)為3月和4月氣溫高、降雨少和日照多，7月、9月和10月氣溫與歷年相比稍高、降雨量大和日照稍多，6月和8月出現(xiàn)較嚴(yán)重低溫、多雨和寡照天氣，對(duì)水稻產(chǎn)生有效分蘗和抽穗灌漿造成嚴(yán)重影響；全年≥10℃積溫2 644℃，較2018年減少193℃；初霜偏早，出現(xiàn)于9月20日，較2018年提前20 d，較歷年平均值提前5 d，無(wú)霜期145 d（表1）。

形制的新發(fā)展主要體現(xiàn)在：蓋、碗組合基礎(chǔ)上，碗托加入，形成固定的三件結(jié)構(gòu)。功能同從古至今的盞托作用一樣，故使得三件式蓋碗相比兩件式蓋碗，更添了防燙便于端拿，茶湯溢出有所承接的優(yōu)勢(shì)。

將核心區(qū)和輻射區(qū)稻米制備混合樣品送至譜尼測(cè)試中心對(duì)鎂、硒和鋅含量進(jìn)行檢測(cè)，分析發(fā)現(xiàn)，未噴施功能型制劑的常規(guī)種植區(qū)稻谷鎂、硒和鋅含量均未檢出，核心區(qū)與輻射區(qū)三江6號(hào)大米鎂含量178.0 mg/100 g、硒含量36.0 mg/100 g，長(zhǎng)粒香大米鋅含量1.34 mg/100 g、硒含量22.0μg/100 g（表4）。可見(jiàn)，于水稻齊穗后期噴施功能型制劑后稻米鎂、硒和鋅含量顯著提高。

1.4 主要農(nóng)藝措施

2018年10月20日翻地、10月28日進(jìn)行激光平地作業(yè)。2019年2月14日清雪扣棚，4月8日播種，4月18日噴施苗床生物制劑，4月20日施用基肥，4月24日泡田整地，5月13日插秧（行株距30 cm×14 cm，插秧密度4～6株/叢），6月2日施用分蘗肥，7月5日施用穗肥，6月1日投放蟹苗，6月30日排水曬田，7月3日安裝投放誘捕器，7月5日和7月19日噴施阿維菌素，7月12日噴施加收米，8月22日和8月30日噴施功能型制劑，9月20日開(kāi)始起捕河蟹，10月8日水稻收獲，10月20日秋翻地。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目及方法

核心示范區(qū)面積20 hm2，栽培技術(shù)模式為：有機(jī)肥料+微生物制劑+病蟲(chóng)害綠色防控+功能型制劑噴施+河蟹養(yǎng)殖。1）有機(jī)肥料施用：于泡田前用水田撒肥機(jī)一次性拋灑生物有機(jī)肥1 399.5 kg/hm2，緩水泡田和攪漿平地，生育期免追肥；2）苗床噴施微生物制劑：于秧苗2葉1心期噴施壯根防病功效的微生物制劑2次，每次間隔1周，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)棚每次噴施2瓶；3）病蟲(chóng)害綠色防控：阿維菌素分別于7月5日和7月19日噴施2次，無(wú)人機(jī)航化作業(yè)，每次每hm2噴500 mL；加收米于7月12日噴施1次，無(wú)人機(jī)航化作業(yè)每hm2噴1.2 L；4）功能型制劑噴施：分別于8月22日和8月30日用無(wú)人機(jī)航化作業(yè)2次，每次作業(yè)時(shí)間3 d，每次每hm2噴46.8 L。5）河蟹投放：河蟹苗于6月1日人工投放至稻田緩沖區(qū)，投放量45 kg/hm2，待其適應(yīng)稻田環(huán)境后自行爬入水稻種植區(qū)。6）草害防控：合理利用水層控制雜草生長(zhǎng)，定期采用稻田小型除草機(jī)和人工除草；7）其他田間管理措施：參考NY/T 2978-2016、DB 23/T 068-2015、DB34/T 1701-2012和DB23/T 1625-2015標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，灌溉水來(lái)源于梧桐河水。

常規(guī)種植區(qū)面積2 hm2，栽培技術(shù)模式為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植模式。

于成熟期根據(jù)示范面積合理布置取樣點(diǎn)，其中，核心區(qū)10個(gè)、輻射區(qū)20個(gè)、常規(guī)區(qū)3個(gè)，每個(gè)取樣點(diǎn)稻田采用五點(diǎn)法普查50叢，選取具有代表性的5叢植株測(cè)定單位面積有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率等指標(biāo)；每個(gè)取樣點(diǎn)稻田采用三點(diǎn)法共取樣30 m2，稻谷曬干后稱量實(shí)際質(zhì)量并測(cè)定水分含量，換算成含水量為14%的稻谷產(chǎn)量[4-5]。

1.5.2 稻米品質(zhì)

將核心示范區(qū)稻谷樣品送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（佳木斯）檢測(cè)，以綠色食品稻谷標(biāo)準(zhǔn)NY/T2978-2016進(jìn)行全項(xiàng)分析化驗(yàn)；將核心區(qū)、輻射區(qū)和常規(guī)區(qū)稻谷樣品送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（哈爾濱）檢測(cè)，測(cè)定直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、堊白度、整精米率和出糙率等指標(biāo)，方法參照MY/T2978-2016。

1.5.3 功能性元素

隨著社會(huì)的發(fā)展，圖書(shū)館的服務(wù)模式發(fā)生了根本性的變化，過(guò)去坐等讀者上門的服務(wù)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的需求，走出圖書(shū)館，聯(lián)系讀者，了解并解決讀者的需求，即變被動(dòng)服務(wù)為主動(dòng)服務(wù)。嵌入式服務(wù)成為一種重要的服務(wù)方式，并為大家所歡迎。所謂嵌入式服務(wù)就是主動(dòng)融入讀者或用戶的學(xué)習(xí)、研究中，在互動(dòng)中提供及時(shí)有效的服務(wù)[3]。以嵌入教學(xué)和嵌入科研服務(wù)為主，針對(duì)教學(xué)中課程設(shè)置及進(jìn)度，組織與學(xué)科相關(guān)的原始信息以及相關(guān)的參考資料等主動(dòng)提供給教師和學(xué)生；至于科學(xué)研究的嵌入式服務(wù)，則是對(duì)科研從選題、立項(xiàng)、課題進(jìn)展、成果鑒定和成果轉(zhuǎn)化進(jìn)行全程服務(wù)，收集課題相關(guān)問(wèn)題的起源、發(fā)展過(guò)程、研究方法、出現(xiàn)的問(wèn)題等，供研究者參考。

將核心區(qū)與輻射區(qū)水稻齊穗期噴施不同類型元素的面積合理取樣，檢測(cè)樣品鎂、硒和鋅元素含量，方法參 照GB/T5009.14-2017、GB/T5009.93-2017和GB/T5009.241-2017。

1.6 數(shù)據(jù)處理

從表3可見(jiàn)，叢數(shù)、穗數(shù)和實(shí)粒數(shù)等指標(biāo)不同處理間差異不顯著；核心示范區(qū)產(chǎn)量低于輻射示范區(qū)和常規(guī)種植區(qū)產(chǎn)量，分別低9.2%和9.5%，差異顯著；輻射示范區(qū)產(chǎn)量略低于常規(guī)種植區(qū)，差異不顯著。因氣候影響常規(guī)種植區(qū)2019年產(chǎn)量低于往年水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)示范區(qū)氣候條件

輻射區(qū)示范面積100 hm2，栽培技術(shù)模式為：有機(jī)無(wú)機(jī)肥料+微生物制劑+病蟲(chóng)害綠色防控+功能型制劑噴施。1）肥料施用：速效肥料較常規(guī)種植區(qū)減施15%（尿素、磷酸二銨、氯化鉀用量分別為179.82 kg/hm2、152.96 kg/hm2、131.22 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=107.19∶64.26∶78.70），氮肥中基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶3∶3，基肥增施生物有機(jī)肥360 kg/hm2，磷肥全部基施，鉀肥中基肥∶穗肥=1∶1，其中基肥機(jī)械拋灑，分蘗肥與穗肥為人工拋灑，泡田前將基肥均勻拋灑，緩水泡田并攪漿平地；2）微生物制劑噴施、病蟲(chóng)害綠色防控、功能制劑噴施、草害防控和田間管理措施與核心區(qū)保持一致。

2.2 不同處理對(duì)病蟲(chóng)害發(fā)生的影響

從表2可見(jiàn)，不同示范區(qū)均輕微發(fā)生病蟲(chóng)害，如紋枯病、細(xì)菌性褐斑病和潛葉蠅，但不影響水稻最終產(chǎn)量。噴施阿維菌素和加收米，以及安裝殺蟲(chóng)燈和性誘捕器抓捕二化螟等措施，對(duì)預(yù)防和控制病蟲(chóng)害起到關(guān)鍵作用；加之氣溫低、雨水大等條件下病蟲(chóng)害爆發(fā)程度輕，其防控效果極其顯著，核心區(qū)與輻射區(qū)綠色防控措施取得較好效果，與常規(guī)示范區(qū)化學(xué)農(nóng)藥噴施效果無(wú)顯著差異。

表1 試驗(yàn)示范區(qū)氣候條件

表2 試驗(yàn)示范區(qū)水稻病蟲(chóng)害調(diào)查結(jié)果

2.3 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

使用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；差異顯著性檢驗(yàn)采用Duncan法；相關(guān)性分析采用Pearson法。

表3 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

2.4 試驗(yàn)示范區(qū)稻米功能性元素含量

如今的智能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)已十分發(fā)達(dá)，若將其應(yīng)用到高血壓的智能分析中，可行性非常高。而且，國(guó)內(nèi)已有部分社區(qū)和醫(yī)院，對(duì)高血壓的防治預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)開(kāi)發(fā)與研究[9]。可見(jiàn)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對(duì)高血壓監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，其作用是巨大的。

孕媽媽在懷孕前三個(gè)月，會(huì)出現(xiàn)晨吐、嗜睡、精神不振等早孕癥狀。這個(gè)階段在保證足夠的休息外，孕媽媽們還可以配合做一些有氧運(yùn)動(dòng)，既可以緩解孕早期的生理不適，又有助于胎寶寶的發(fā)育。此時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是要慢，可以選擇散步、跳簡(jiǎn)單的韻律操、爬樓梯等運(yùn)動(dòng)。

表4 試驗(yàn)示范區(qū)稻米功能性元素含量

2.5 不同處理對(duì)稻米品質(zhì)的影響

從表5可見(jiàn)，核心區(qū)直鏈淀粉含量、堊白度、出糙率和整精米率指標(biāo)均高于輻射區(qū)和常規(guī)種植區(qū)，蛋白質(zhì)含量低于輻射區(qū)和常規(guī)區(qū)；輻射區(qū)直鏈淀粉含量、堊白度、出糙率和整精米率指標(biāo)高于常規(guī)區(qū)，蛋白質(zhì)含量一致。可見(jiàn)，減少速效肥施用量并利用有機(jī)肥料替代模式對(duì)稻谷品質(zhì)特別是加工品質(zhì)具有提升作用。

2.6 核心區(qū)稻米安全指標(biāo)

從表6可見(jiàn)，核心區(qū)稻谷檢驗(yàn)結(jié)果符合NY/T 2978-2016的技術(shù)要求，符合國(guó)家綠色水稻A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.7 不同試驗(yàn)示范區(qū)經(jīng)濟(jì)效益比較

表5 不同處理對(duì)稻米品質(zhì)的影響 （單位：%）

表6 核心區(qū)稻米綠色標(biāo)準(zhǔn)分析測(cè)定結(jié)果

從表7可見(jiàn)，核心區(qū)、輻射區(qū)與常規(guī)種植區(qū)稻谷效益分別為18 562.5元/hm2、9 205.5元/hm2和3 535.5元/hm2，核心區(qū)還增加了養(yǎng)殖河蟹收益2 655.0元/hm2（河蟹苗投入量為45 kg/hm2，河蟹產(chǎn)出量210 kg/hm2，投放成本5 445元/hm2，產(chǎn)出價(jià)值8 100元/hm2），核心區(qū)與輻射區(qū)分別較常規(guī)種植區(qū)增加純經(jīng)濟(jì)效益17 682.0元/hm2和5 670.0元/hm2。

(2)人工挖孔環(huán)節(jié)：定位放線→開(kāi)挖第1節(jié)樁孔土方→澆筑第1節(jié)護(hù)壁混凝土→架設(shè)垂直運(yùn)輸架→孔內(nèi)送風(fēng)檢測(cè)有害氣體→逐層開(kāi)挖土方→成孔清底檢查驗(yàn)收。

3 討論與結(jié)論

3.1 綠色栽培技術(shù)對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

大量研究結(jié)果表明，科學(xué)施用有機(jī)肥能顯著提高水稻產(chǎn)量[6-9]。本試驗(yàn)示范結(jié)果表明，示范核心區(qū)與輻射區(qū)水稻產(chǎn)量分別為7 682.4 kg/hm2和8 391.9 kg/hm2，比常規(guī)種植區(qū)低，與稻田種養(yǎng)模式下稻谷產(chǎn)量7 500 kg/hm2相比產(chǎn)量要高[10-11]。有機(jī)肥能增加水稻干物質(zhì)量、千粒重和結(jié)實(shí)率，但有機(jī)肥肥效慢，需數(shù)年施用才達(dá)到純化肥的水平[12]。因此在水稻實(shí)際種植過(guò)程中，常采取有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施方式來(lái)提高作物產(chǎn)量[13-14]。

3.2 綠色栽培技術(shù)對(duì)稻米品質(zhì)的影響

有機(jī)肥和生物有機(jī)肥常被用于生產(chǎn)綠色稻米。有機(jī)肥因其緩釋特性能促進(jìn)水稻生育后期光合產(chǎn)物的積累和籽粒的充實(shí)，提升稻米品質(zhì)[15]；生物有機(jī)肥可以運(yùn)用功能菌株特性促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高稻米的出糙率、精米率、整精米率和蛋白質(zhì)含量，降低堊白度和堊白粒率[16-18]。本試驗(yàn)示范結(jié)果表明，與輻射區(qū)和常規(guī)種植區(qū)相比，核心區(qū)稻米的直鏈淀粉含量、堊白度、出糙率和整精米率指標(biāo)顯著增高，蛋白質(zhì)含量降低，與前人研究結(jié)果不同稻田生態(tài)種養(yǎng)模式均能顯著降低稻米堊白度和直鏈淀粉含量有差異[19-20]。本試驗(yàn)示范結(jié)果還表明，灌漿期噴施不同功能型制劑顯著提高了稻米鎂、硒和鋅元素的含量，提升了稻米價(jià)值。

3.3 綠色栽培技術(shù)對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

本研究結(jié)果表明，核心區(qū)和輻射區(qū)收益較常規(guī)區(qū)增加17 682.00元/hm2和5 670.00元/hm2。河蟹與水稻種養(yǎng)結(jié)合模式已被大家所熟悉和認(rèn)可，但黑龍江省第三積溫帶有別于遼寧盤錦等技術(shù)成型和積溫適宜的養(yǎng)殖區(qū)域，因此，此綠色栽培技術(shù)在積溫條件低和生育周期短等不利條件下促進(jìn)河蟹增效（核心區(qū)養(yǎng)殖河蟹增效2 655.00元/hm2），為北方寒地大面積推廣蟹稻綠色種養(yǎng)模式提供了經(jīng)驗(yàn)。