水稻與設施大棚蔬菜間套種技術探索

李榮波

（昆明市農業科學研究院，昆明 650032；作者：lrb617@163.com）

水稻一方面為我國提供了60%以上人口的主糧，對確保我國糧食安全具有舉足輕重的作用；另外，稻田作為濕地系統，在蓄滯洪水、補充地下水、保護環境、維護生態平衡方面具有其他農業系統不可取代的作用。充分發揮稻田的生產、生態功能，對稻作可持續發展具有十分重要的意義。當前，云南省農業生產中糧食作物與經濟作物發展矛盾突出，特別在昆明，水稻種植面積下滑迅速，蔬菜種植取代了大部分水稻種植。通過實地調研發現，修建蔬菜大棚時，棚與棚之間、大棚四周都有溝渠，用于排水和噴施農藥作業，占到地塊面積的8%~10%，充分利用這些相對閑置的土地進行水稻生產，是“藏糧于地、藏糧于技”戰略的具體化。塑料大棚的白膜反射增加了溝渠的光照和溫度，有利于水稻光合作用和生長。為此，我們進行了試驗示范，結果如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

參試水稻品種用昆明市農業科學研究院選育的高產常規粳稻昆粳7號。簡易塑料大棚，上覆蓋標牌白色塑料膜。肥料品種為尿素（N含量46.2%）、過磷酸鈣（P2O5含量16.0%）和氯化鉀（K2O含量60.0%）。

1.2 試驗點基本情況

試驗點設在昆明市宜良縣北古城鎮小薛營，海拔1 540 m，土壤為膠泥土，河水灌溉。試驗地塊略有坡度，高低差50 cm左右，總面積1 598.2 m2。簡易蔬菜大棚內種植茼蒿，大棚蔬菜地平整。水稻種植在棚與棚間的溝渠里，塑料拱棚共8拱，9條溝渠，溝渠隨地形略有高差。每個拱棚長30.5 m、寬5.2 m，棚與棚之間寬1.3 m，棚與棚之間的排水溝寬0.85 m。拱棚面積1 268.8 m2，溝道面積329.4 m2，占試驗地的20.6%；溝渠有效面積233.4 m2，占試驗地面積的14.6%。茼蒿按當地水平進行種植、管理，水稻生育期內茼蒿共收割4次，收割后及時進行肥水管理。溝渠按照試驗設計進行試驗，為保證水肥不對試驗造成影響，進水口、出水口設在大棚的兩端溝渠。

圖1 蔬菜大棚間種植水稻圖

1.3 試驗設計

試驗共設9個處理，處理具體施肥情況見表1。對照設置在進水口，與相鄰的試驗處理間做埂后用塑料薄膜覆埂，防治肥水滲透；相鄰試驗處理灌溉水由空白試驗流入。各試驗處理位置如圖2所示。

圖2 各試驗處理示意圖

表1 試驗處理面積及施肥情況

T1處理水稻按當地正常水平施氮磷鉀肥，純N 15 kg/667 m2、P2O57 kg/667 m2、K2O 8 kg/667 m2；T2處理不施氮肥，磷、鉀肥用量同T1處理；T3處理不施磷肥，氮肥、鉀肥用量同T1處理；T4處理不施鉀肥，氮肥、磷肥用量同T1處理；T5處理：氮磷鉀肥用量同T1處理；T6處理施純N 16 kg/667 m2，磷、鉀肥用量同T1處理；T7處理施純N 17 kg/667 m2，磷、鉀肥用量同T1處理；T8處理施純N 18 kg/667 m2，磷、鉀肥用量同T1處理；CK不施肥。

1.4 試驗實施情況

試驗于2018年實施，3月26日進行旱育秧，4月29日整理溝渠，4月30日在溝渠中移栽秧苗，5月14日根據試驗方案進行施肥，同時施丁草胺，6月11日進行人工除草，6月13日噴施吡蟲啉預防稻飛虱及其它蟲害，7月14日噴施三環唑預防稻瘟病，之后正常管理水稻。9月8日對試驗進行綜合評價，從田間整體表現看，不同的施肥處理產量表現差異不大，蔬菜流失的肥料基本能夠保證水稻的正常生長；大棚蔬菜溝渠小氣候明顯，水稻長勢較好；9月12日進行取樣、收割、考種，晾曬后于10月9日實測產量。在2018年試驗的基礎上，2019年、2020年在一年種植6茬的塑料大棚進行葉菜（油麥菜、生菜）與水稻間套種小面積示范，化肥用量參照2018年試驗最佳處理T5進行施肥，即純N 15 kg/667 m2、P2O57 kg/667 m2、K2O 8 kg/667 m2。

2 結果與分析

2.1 不同處理水稻農藝性狀比較

從表2可見，水稻最高莖蘗數與氮肥的施用量成正相關。當氮肥的施用量達到一定量后有效穗數、成穗率、結實率隨著氮肥的增加逐漸下降，水稻生育期明顯增長，株高增高。肥料的施用量與穗長關系不大。2019年、2020年小面積示范，在基本苗減少0.2萬/667 m2的情況下，農藝性狀與2018年試驗數據差異不大。

表2 各處理水稻主要農藝性狀比較

2.2 不同處理水稻產量比較

從表3可見，CK產量最低，為495.71 kg/667 m2；T1處理產量略高于當地水稻產量水平，說明大棚蔬菜種植存在肥料滲漏現象；T2處理未施氮肥，處在2個蔬菜棚之間，其產量638.89 kg/667 m2，比CK增產143.18 kg/667 m2，比當地水稻產量水平減產15%，說明蔬菜地流失的肥料一定程度補充了T2處理缺失的氮肥。T3、T4處理產量與T5處理差異不明顯，說明試驗田塊不缺磷、鉀肥；T5處理氮磷鉀肥正常施入，產量最高，達873.85 kg/667 m2；T6、T7、T8處理產量表現為隨氮肥用量的增加逐漸下降，出現不同程度的倒伏。2019年、2020年示范產量略高于當地水稻產量，說明示范田塊土壤中的肥力與當地生產田的肥力相當，人為小氣候和蔬菜施肥的滲漏有利于水稻增產。

表3 各試驗處理的產量對比

2.3 不同處理生態效益比較

從表4可見，與CK相比，T2處理每667 m2水稻會額外獲得蔬菜地流失的氮肥3.22 kg，折合尿素為6.97 kg；T3處理每667 m2水稻會額外獲得蔬菜地流失的磷肥（P2O5）2.94 kg；T4處理會額外獲得蔬菜地流失的鉀肥（K2O）3.32 kg。未施氮磷鉀的試驗處理（CK），形成稻谷所需氮、磷、鉀等營養元素來自土壤和蔬菜地流失的肥料，對控制農業面源污染起到積極作用。

表4 各試驗處理與CK對比吸收的營養元素 （單位：kg/667 m2）

2.4 試驗示范經濟效益

農戶種植茼蒿的經濟效益未計算，僅計算閑置土地種植水稻的效益。2018年試驗所選田塊是農戶種植茼蒿的簡易大棚，閑置土地種植水稻的有效面積收獲稻谷256.35 kg，折合產量732.43 kg/667 m2，新增產值2 563.50元/667 m2（稻谷3.5元/kg）；2019年示范面積6 670 m2，收獲稻谷7 615.00 kg，產值26 652.50元；2020年示范面積13 340 m2，收獲稻谷15 364.00 kg，產值53 774.00元。

3 討論與結論

糧食作物經濟效益較低，生產成本較高，特別是蔬菜大棚排水溝種植水稻無配套的機械，生產成本比目前水稻生產高50%，降低生產成本是推廣應用該技術的關鍵。從試驗實施情況，機耕、機插和機收環節是降低生產成本的重點，配套小型微耕機、插秧機和收割機是推廣蔬菜大棚排水溝種植水稻的關鍵。但從藏糧于地、藏糧于技的角度，大棚蔬菜與水稻間套種創新模式的探索和應用是必要的，值得進一步研究并推廣應用。

大面積蔬菜連片種植，有利于提高產業化、集約化，但從生物多樣性的相生相克考慮，不利于生態系統的穩定性。水稻與蔬菜立體種植，豐富了種群數量，增加了種類結構的多樣性，其環境資源得以高效利用。蔬菜旱作與人工濕地水稻間作，更有利于區域內的動物、植物與微生物三者形成多種互利共生的依存關系和抑制作用，構成立體農業新模式，更利于生態系統的穩定性。但這方面的研究較少，還需進一步研究。

水稻與大棚蔬菜間套種，增加人工濕地、增加口糧意義重大，但需政府層面的支持。增加水稻田就是增加人工濕地，在蓄滯洪水、補充地下水、保護環境、維護生態平衡中具有其他農業系統不能取代的作用[2]。充分發揮水稻田的生產、生態多種功能，對水稻可持續發展具有十分重要的意義。2011年昆明市水稻種植面積3.39萬hm2，2021年昆明市水稻種植面積1.50萬hm2，10年水稻田減少1.89萬hm2，減少55.75%，除城市化用地外，多數田塊用于種植蔬菜。據統計，目前昆明市蔬菜大棚面積2.23萬hm2，按照菜地溝渠占地塊面積8%~10%計算，若能利用這部份地塊，昆明市將增加水稻面積1 786~2 233 hm2，同時增加2 000多hm2人工濕地。足以改變一個地方的小氣候，解決一個鄉鎮的糧食問題。從本試驗示范數據來看，大棚蔬菜改善農田小氣候明顯，有利于水稻生長和產量形成，但生產成本較高，經濟效益較低，種植戶的積極性不高。水旱作物間套種模式的創新，生態效益高于經濟效益，該模式的推廣應用需要政府的資金支持和政策引導，才會有更好的發展前景。