不同生产方式下稻米的质量安全状况

邝建湘，郭望模，段彬伍，朱智伟

（1.湘潭县农业局粮油站，湖南 湘潭 411228；2.中国水稻研究所，浙江 杭州 310006）

对目前3种主要稻米生产方式，如稻鸭共育的有机稻米生产（简称有机稻）、NY5117—2002无公害稻米生产（简称无公害稻）、农户常规稻米生产（简称农户对照），进行了调查，结果表明，有机稻米生产方式的稻谷产量为316.8 kg/667m2，分别为无公害和农户常规生产方式的67%、69%；在生态环境、有机肥源、产品销售等方面还不具备大面积应用条件下，NY5117—2002无公害稻米生产方式比农户常规生产仅增产3.2%，多投入化学养分2%，在施肥技术上还需要进一步优化。为此，提出“一调二保三降”的调肥方案（简称调肥），并由湘潭县农业局粮油站进行了多点试验，研究了其对水稻质量安全的影响。

“一调二保三降”调肥方案的内容是：对水稻产量预期作适当调整（不显著下降）；保持土壤肥力水平和现有劳动投入；降低化肥、农药、除草剂施用量。具体操作为，前茬作物全部秸杆机械切碎还田；水稻常规施肥中的化学肥料总量降低20%～30%，代之以生物菌肥；有机肥采用挤压造粒的商品肥，以使单位养分的回报最高；对稻米生产技术体系进行适当调整。通过减少化学肥料的施用量、协调植株的营养状况、提高对病虫草害的抗性，进而降低农药和除草剂用量、控制面源污染、保持土壤肥力、消除农药、除草剂残留，达到提高大米生产优质安全的目的。

1 试验材料和方法

1.1 使用设计

试验品种为单季晚稻华粳18号。直播：6月7日播种，8月30日齐穗，11月20日收获。移栽：5月18日播种，6月15日移栽，11月22日收获。按生产方式的不同共设置5个处理（表1），每个处理一块田（面积2.5×667m2），分布于的相邻田块，不设重复。

表1 试验处理 （kg/667m2）

1.2 调查方法

试验实施前、后取土样；施肥、喷药后连续5 d采集水样；取植株样，分析干物质、养分积累、产量及构成；田间调查病虫草害发生状况、分蘖动态、总养分、劳动投入量，并记载。

1.3 检测方法

土壤pH值测定采用GB15618—1995中的玻璃电极法；阳离子代换量采用NY/T295—1995的方法；土壤有机质采用GB9834—88的方法；土壤全N、P2O5和K2O全量分别用GB7173-87、GB9837—88、GB9836—88的方法；土壤铵态氮的测定用2N KCl浸提、直接蒸馏滴定；植株、稻谷全N、P2O5和K2O全量测定采用H2SO4-H2O2消煮植株样品，一次消煮，分别测定；水层全N、P2O5全量分别采用GB11894-89和GB11893-89的方法，K2O全量直接在火焰光度计上测定；稻谷的安全性检测由农业部稻米检测中心安全室采用相应的国家标准完成。

肥料的表观利用率以地上部养分总吸收量除以施肥量再乘以百分之百来表示。移栽方式则需从地上部养分总吸收量中扣除秧苗中该养分的吸收量。

2 结果与分析

2.1 生产方式对土壤肥力的影响

如图1所示，5种生产方式种植前、后土壤肥力指标经过一季水稻生产后，无明显变化。这表明，田间有效氮素供给比较充足。

图1 不同稻米生产方式下土壤肥力指标的变化

2.2 不同生产方式对水稻分蘖和养分积累的影响

2.2.1 水稻分蘖 如图2所示，与移栽方式相比，直播（无公害直播和调肥直播）分蘖发生总量大、有效穗高，有利于多穗型品种高产；调低氮素化肥的施用总量，不论直播还是移栽均表现出总有效穗降低的趋势。

图2 不同稻米生产方式下植株群体动态

2.2.2 干物质积累 如图3所示，有机稻的养分施用总量16.3 kg/667m2，只有施肥总量最高的无公害稻的58%。因此，从移栽到收获干物质积累均低于其它4种生产方式，这表明增加养分施用量可以获得更高的生物产量；农户对照从分蘖盛期开始，干物质积累一直处于最高，但这并不意味以稻谷为收获物的经济产量就会高于其它生产方式。

图3 不同稻米生产方式的植株干物质积累过程

2.2.3 N、P、K养分积累 图4、图5、图6的结果表明，农户对照的地上部氮、磷积累在分蘖后期均高于其它方式，而钾素则较低，在收获时最低，这表明其养分施用比例不合理，氮、磷养分奢侈吸收、不利于水稻的质量安全。

图4 不同稻米生产方式的植株地上部N素积累过程

图5 不同稻米生产方式的植株地上部磷素积累过程

2.3 稻谷产量和构成因子

图6 不同稻米生产方式的植株地上部钾素积累过程

如图7所示，从实际收获的稻谷产量和构成因子看，同属移栽方式的农户对照和调肥移栽，后者在氮素化肥施用量减少32%、总用肥量减少20%的情况下，却获得了更高的实际产量，增产表现为每穗实粒数和千粒重的增加；同属直播方式的无公害稻和调肥直播，后者在减少尿素施用量5 kg/667m2的条件下，其实际产量与前者大致相同，表现为每穗实粒数的增加。这说明，合理施肥对水稻生产的经济回报影响甚大。

图7 不同稻米生产方式下稻谷产量及构成

2.4 病虫草害状况

调查结果显示，在移栽后第14周，所有生产方式都出现了穗颈瘟，发病株率4%，危害轻微；第18周调查纹枯病，发病指数均为3.7%；虫害白叶数和有虫数为15.5%，没有二化螟、卷叶螟和三化螟的危害；各生产方式稻田中的杂草量均为5%～10%，主要杂草为稗草或千金子。在相同的病虫草害预防措施下，都没有出现病虫草危害，与农户对照相比，调肥直播和调肥移栽的杀虫剂施用次数减少3次。

2.5 稻谷产品安全性

安全性检测结果表明，所有稻米生产方式的稻谷产品中，砷、汞、铅、镉等有毒重金属元素含量均未超标，未检出农药、除草剂和化肥残留及黄曲霉毒素。

2.6 稻田水层养分状况及潜在面源污染

如表2所示，水层样品总氮、P2O5和K2O全量测定结果表明，施肥的当天水层养分含量最高，随着植株吸收和土壤吸附，到第5天已经低于测定方法的检测限。其中，农户对照方式从移栽后25 d到齐穗后15 d的稻田水层中都存在氮素养分，齐穗时，P2O5在水层中检测不出，K2O最高值大致处于无效分蘖死亡高峰；无公害稻米生产方式下，分蘖盛期和齐穗期，P2O5在水层中检测不出；调肥直播方式，从分蘖盛期开始，P2O5在水层中检测不出，K2O最高值大致处于分蘖开始产生时，随着分蘖数增加水层中钾素含量降低，到分蘖开始死亡和籽粒逐渐成熟时又再次增加；调肥移栽方式，在幼穗分化期，水层中检测不出P2O5。

表2 试验处理的水层养分变化 （mg/kg）

值得注意的是，部分生产方式下，在水稻无效分蘖死亡高峰及籽粒成熟期可检出水层中养分存在。因此，除在施肥后5 d内不宜排水外，还应适当考虑植株生育期。否则同样会形成面源污染。

2.7 养分利用率

如表3所示，养分施用量和稻谷、稻草养分总量的测定结果表明，有机稻米生产方式的磷素养分表观利用率最低，这说明其磷肥的施用量超过水稻正常生长的需要，不经济，而该生产方式下氮素养分的表观利用率超过100%，表明施用量不足，需要从土壤中得到补充，这不利于发挥水稻品种的高产潜力；参照图7的稻谷产量可知，农户生产方式的磷、钾表观利用率均超过了100%，这表明其氮素施用量超过了植株生长需要，不经济，且造成营养失衡、病虫害加剧、对地表和地下水体产生面源污染；无公害生产方式下，磷素施用量相对不足，且没有充分发挥氮素养分的效果，最终导致稻谷产量不高；调肥方式下，不论直播还是移栽，稻谷产量均有提高（图7），该方式特别是强调稻草还田，这对保持土壤钾素的供给能力、提高植株抗病虫害能力、减少农药施用量、控制面源污染将会产生一定作用。

表3 试验处理的肥料表观利用率 （%）

2.8 不同生产方式的成本比较

如图8所示，5种生产方式的成本构成因子中，农户对照的化肥施用量提高，农药成本增加、潜在面源污染增高、稻米产品的质量安全和经济效益降低；调肥方式具有优质、安全的技术体系，可降低化肥、农药投入28%～30%，增加稻谷产量3.8%～15.6%。调肥方式在机械化耕作和收获的平原地区可操作性强，效益明显，对消除或减少农业面源污染具有重要作用。

图8 不同稻米生产方式的成本构成因子比较

3 小结与讨论

综上所述，可得出如下结论：（1）虽然肥料的表观利用率表明，5种生产方式下，土壤养分均有不同程度的消耗，但种植前、后土壤的主要肥力指标并没有明显变化；（2）由于对病虫草害的控制基本有效，5种生产方式下，稻谷产品中没有发现有害残留和重金属，这需要保持，因此农药的使用还需要规范；（3）从分蘖动态、干物质和地上部养分积累、稻谷产量和构成看，调整目前农户生产方式下的施肥总量和氮磷钾比例，可以获得更佳的经济和环境效益；（4）在施肥后5 d内和无效分蘖死亡高峰及籽粒成熟期外排田面积水，有形成面源污染的危险。

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