節(jié)水抗旱稻在沿淮地區(qū)調(diào)整種植結(jié)構(gòu)中的作用初探

黎佳佳,王 震,張鳳維,高 歡,周佩雯,羅利軍,龔麗英*

(1 上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心,上海 201106；2 上海天谷生物科技股份有限公司,上海 201203；3安徽盛農(nóng)農(nóng)資有限公司,蚌埠 233400)

安徽蚌埠地處淮河中游,地勢(shì)平坦低洼,糧食生產(chǎn)以“小麥+玉米”的耕作方式為主。近年來(lái),由于氣候異常變化,雨量分配不均,種植于低洼旱地的玉米“易澇易旱”,一旦受災(zāi),損失嚴(yán)重；同時(shí),由于勞動(dòng)力緊缺和玉米價(jià)格下調(diào),種植玉米效益下滑,農(nóng)民期望調(diào)整傳統(tǒng)的種植結(jié)構(gòu),增加效益相對(duì)較好的水稻種植面積,但傳統(tǒng)水稻品種由于抗旱性差,不宜在旱地種植。2013年,蚌埠嘗試進(jìn)行“玉改稻”調(diào)整,即以“小麥+節(jié)水抗旱稻”的種植結(jié)構(gòu)取代“小麥+玉米”,“玉改稻”面積逐年擴(kuò)大,深受農(nóng)民歡迎。本研究通過(guò)調(diào)查分析近年來(lái)節(jié)水抗旱稻在蚌埠的種植表現(xiàn)和推廣情況以及節(jié)水抗旱稻與玉米生產(chǎn)的比較效益,初步探討節(jié)水抗旱稻在沿淮地區(qū)調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用前景,并對(duì)進(jìn)一步的發(fā)展提出建議。

1 蚌埠的生態(tài)條件與種植業(yè)結(jié)構(gòu)

蚌埠地處安徽省北部,地勢(shì)平坦低洼,屬于南北氣候的過(guò)渡帶,淮河由西向東流經(jīng)全境,降雨量變化較大,豐水年與枯水年經(jīng)常連續(xù)發(fā)生,雨量在年際和季節(jié)間分配不均。近幾年該地區(qū)降雨量多集中在夏季,當(dāng)期降雨量占整個(gè)汛期降雨量的80%以上,對(duì)于農(nóng)作物生產(chǎn)而言,易形成“前澇后旱”的局面,導(dǎo)致減產(chǎn)減收[1-2]。

蚌埠是安徽省主要的糧食產(chǎn)區(qū)之一,糧食生產(chǎn)上主要采用“麥+玉米”或“麥+水稻”的輪作種植模式。據(jù)安徽省統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì),2018年蚌埠全市玉米播種面積13.16 萬(wàn)hm2,年產(chǎn)量65.87 萬(wàn)t,平均單產(chǎn)僅5 006 kg∕hm2(http:∕∕data.ahtjj.gov.cn∕dqndsj∕index.jhtml)。玉米種植費(fèi)時(shí)費(fèi)力,抗風(fēng)險(xiǎn)能力低,若受旱澇災(zāi)害影響,農(nóng)戶種植玉米的收入甚至不能覆蓋玉米種植成本。玉米種植管理粗放,區(qū)域間差別較大,如果水肥管理滯后,特別是在低畦易澇地區(qū),由于沒(méi)有排水條件,容易引起澇害,產(chǎn)量大幅下降,嚴(yán)重時(shí)絕收。

另外,隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快,大量農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移,農(nóng)村勞動(dòng)力緊缺,種田成本不斷增加,有必要進(jìn)行傳統(tǒng)種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。就蚌埠而言,種植水稻的效益往往顯著高于種植玉米,但傳統(tǒng)水稻生產(chǎn)分布于水田,需要有較好的灌溉條件。而玉米生產(chǎn)分布于旱地,要在旱地將“小麥+玉米”的種植模式改為“小麥+水稻”,其前提是水稻品種必須具有節(jié)水抗旱、生育期適當(dāng)、適合直播等優(yōu)良特性。

2 節(jié)水抗旱稻及其在淮河流域種植的表現(xiàn)

節(jié)水抗旱稻是指既具有水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特性,又具有旱稻的節(jié)水抗旱特性的一種新的栽培稻品種類型。它是在水稻科技進(jìn)步的基礎(chǔ)上,引進(jìn)旱稻的節(jié)水抗旱特性而育成的新品種。在灌溉條件下,其產(chǎn)量、米質(zhì)與水稻基本持平,但可節(jié)水50%以上；在沒(méi)有灌溉條件的中低產(chǎn)田種植,具有較好的抵抗干旱的能力,可實(shí)現(xiàn)旱直播旱管,增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；在栽培上,簡(jiǎn)單易行,既可在水田節(jié)水栽培,又可在旱地直播種植,生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能低碳環(huán)保[3]。目前,已有包括秈型、粳型、雜交和常規(guī)4 個(gè)系列的節(jié)水抗旱稻新品種通過(guò)省級(jí)以上審定,在生產(chǎn)上大面積推廣[4],其中,雜交節(jié)水抗旱稻‘旱優(yōu)73’于2011年參加安徽省旱稻區(qū)試,平均產(chǎn)量7 081.95 kg∕hm2,較對(duì)照‘綠旱l 號(hào)’增產(chǎn)26.47%,達(dá)極顯著水平；2013年參加安徽省旱稻生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量7 183.50 kg∕hm2,較對(duì)照‘綠旱1 號(hào)’增產(chǎn)11.57%。2014年‘旱優(yōu)73’通過(guò)安徽省新品種審定,現(xiàn)已成為安徽省推廣面積最大的雜交水稻新品種。

‘旱優(yōu)73’生育期適宜,米質(zhì)優(yōu)異,豐產(chǎn)性好,適應(yīng)于多種栽培模式,既可像一般水稻一樣育秧移栽,水種水管,也可像玉米一樣旱地直播,旱種旱管；可采用機(jī)械化條播或者穴播,也可用施肥器撒播；可與玉米、棉花、芝麻等旱種作物進(jìn)行間作栽培。其中,旱種旱管模式以節(jié)水、節(jié)肥、省工、環(huán)保等特點(diǎn)深受農(nóng)民歡迎。

2012年,安徽省阜南縣洪河橋示范種植6.67 hm2‘旱優(yōu)73’,采用機(jī)械旱直播,全生育期灌水2 次,總灌水量1 200 m3∕hm2,專家組現(xiàn)場(chǎng)考察測(cè)產(chǎn),經(jīng)實(shí)收整田0.18 hm2,按13.5%標(biāo)準(zhǔn)水分折算后,獲實(shí)際產(chǎn)量9 288.15 kg∕hm2[4]。據(jù)調(diào)查,近年來(lái),在沿淮地區(qū)進(jìn)行旱種旱管,‘旱優(yōu)73’產(chǎn)量穩(wěn)定在8 250 kg∕hm2左右[5-6]。

周洲等[7]對(duì)在安徽利辛縣的節(jié)水抗旱稻推廣種植情況進(jìn)行了調(diào)查。利辛縣為非水稻產(chǎn)區(qū),目前共有耕地13.3 萬(wàn)hm2,主要種植玉米,受市場(chǎng)影響玉米收購(gòu)價(jià)格不斷下跌,農(nóng)戶種植玉米的積極性不斷降低,玉米種植面積不斷減少,農(nóng)戶尋求新的替代作物種類。2016年,該縣開(kāi)始引進(jìn)節(jié)水抗旱稻‘旱優(yōu)73’,以部分替代玉米種植。在目前的市場(chǎng)情況下,種植節(jié)水抗旱稻的收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于種植玉米的收益,平均收益高出5 250 元(人民幣,下同)∕hm2。

3 蚌埠市推廣種植節(jié)水抗旱稻概況

蚌埠市于2013年開(kāi)始引進(jìn)節(jié)水抗旱稻‘旱優(yōu)73’,主要在懷遠(yuǎn)縣、五河縣、固鎮(zhèn)縣進(jìn)行試種,面積逐年增長(zhǎng),至2019年,面積超過(guò)12 000 hm2。種植范圍既有旱地,也有水田,以旱地為主。

旱地種植往往是采用“小麥+節(jié)水抗旱稻”的耕作制度,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“小麥+玉米”或“小麥+大豆”的耕作模式。在小麥?zhǔn)斋@后整地、施基肥、旱直播。播種方式包括利用小麥播種機(jī)進(jìn)行機(jī)條直播或人工撒播。整個(gè)生育期主要依靠自然降水,如遇持續(xù)干旱則人工灌水,以緩解旱情,可取得較好的收成。

2016年在蚌埠市懷遠(yuǎn)縣雙橋村示范種植‘旱優(yōu)73’3.33 hm2,采用人工撒播方式,旱直播旱管,6月12日播種,田間基肥施用450 kg∕hm2復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)加75 kg∕hm2尿素,在分蘗期、孕穗期灌水兩次,10月13日蚌埠市種子管理站組織專家進(jìn)行測(cè)產(chǎn),平均有效穗256.5 萬(wàn)個(gè)∕hm2,穗粒數(shù)178 粒,結(jié)實(shí)率83%,千粒重29.5 g,田間實(shí)測(cè)產(chǎn)量9 468 kg∕hm2。同年,在蚌埠市固鎮(zhèn)磨盤(pán)村示范種植‘旱優(yōu)73’5.33 hm2,采用機(jī)條播種植方式,6月9日播種,基肥施用495 kg∕hm2復(fù)合肥(N∶P∶K =15 ∶15 ∶15)加60 kg∕hm2尿素,在分蘗期、孕穗期、灌漿期灌水3 次,專家測(cè)產(chǎn)平均有效穗268.5 萬(wàn)個(gè)∕hm2,穗粒數(shù)157.3 粒,結(jié)實(shí)率88%,千粒重30.9 g,田間實(shí)測(cè)產(chǎn)量9 745.5 kg∕hm2[5]。

與種植玉米相比,種植節(jié)水抗旱稻經(jīng)濟(jì)效益有較大幅度的提高,使得近5年節(jié)水抗旱稻在蚌埠很快推廣,2015年全市種植1 900 hm2,至2019年快速發(fā)展到12 000 hm2。以“小麥+節(jié)水抗旱稻”取代“小麥+玉米”的種植面積逐年加速擴(kuò)大。筆者對(duì)蚌埠市懷遠(yuǎn)縣2 個(gè)種植大戶近幾年種植玉米和節(jié)水抗旱稻的投入產(chǎn)出進(jìn)行了比較(表1),結(jié)果表明:1)種植節(jié)水抗旱稻比種植玉米省工,這在勞動(dòng)力緊張的農(nóng)村,特別受糧食種植大戶的歡迎；種植節(jié)水抗旱稻的生產(chǎn)資料費(fèi)用比種植玉米高,其主要支出為除草劑的費(fèi)用；2)經(jīng)濟(jì)效益受市場(chǎng)收購(gòu)價(jià)影響較大,年份間有一定差異,但總的來(lái)講,種植節(jié)水抗旱稻比種植玉米的效益大幅提高,節(jié)水抗旱稻雜交組合‘旱優(yōu)73’食用口感好,米飯有香味,其稻谷收購(gòu)價(jià)格高于當(dāng)?shù)匾话闼酒贩N0.1—0.2 元∕kg,是其效益較好的原因之一；3)值得注意的是,由于灌漿期受高溫干旱影響,2019年節(jié)水抗旱稻米質(zhì)下降,特別是出米率降低,影響稻谷收購(gòu)價(jià),導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益較往年有所下降。

表1 種植節(jié)水抗旱稻與玉米的投入產(chǎn)出比較(安徽懷遠(yuǎn),2015—2019年)Table 1 Comparison of input and output between planting WDR and maize(Huaiyuan,Anhui,2015—2019)

我國(guó)玉米和棉花的其他傳統(tǒng)種植區(qū)域也存在類似情況。如由于棉花價(jià)格下跌,近年來(lái)的種植效益大幅下降,棉區(qū)農(nóng)民愿意改變耕作模式,改種其他作物。王楨等[8]研究了節(jié)水抗旱稻、旱種水稻、玉米、大豆、棉花、花生和朝鮮薊等7 種夏季作物的生育期、產(chǎn)量表現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益,凈收入最高的是節(jié)水抗旱稻,達(dá)9 525 元∕hm2,比玉米增收6 525 元∕hm2。

值得提出的是,節(jié)水抗旱稻作為一種栽培稻類型,其節(jié)水和抗旱的特性是相對(duì)于一般水稻而言,在生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期,如幼穗分化期,如果長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有降水,有旱情出現(xiàn)時(shí)還是要同玉米一樣進(jìn)行澆水抗旱。蚌埠市懷遠(yuǎn)縣在2019年超過(guò)60 d 無(wú)有效降水,不同種植農(nóng)戶采用不同次數(shù)的“跑馬水”灌溉,對(duì)8 個(gè)農(nóng)戶補(bǔ)充灌溉的次數(shù)、日期和產(chǎn)量情況進(jìn)行跟蹤調(diào)查(表2)發(fā)現(xiàn),在干旱條件下,如果全生育期不澆水,則導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn),甚至絕收。在播種后如果土壤墑情不好,灌一次水有利于出苗,保證全苗。在超過(guò)兩個(gè)月無(wú)有效降水的情況下,如果不灌水抗旱,產(chǎn)量大幅下降,僅3 000 kg∕hm2左右；在8月中旬加灌一次水,有利于緩解旱性,但產(chǎn)量仍受到嚴(yán)重影響。如果在幼穗分化期再加灌一次水,即總共灌3 次水,則基本上達(dá)到正常產(chǎn)量,產(chǎn)量超過(guò)7 500 kg∕hm2。

表2 干旱期間灌水對(duì)節(jié)水抗旱稻產(chǎn)量的影響(安徽懷遠(yuǎn),2019)Table 2 Effects of irrigation on the yield of WDR during the drought(Huaiyuan,Anhui,2019)

4 節(jié)水抗旱稻在調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用前景與建議

隨著玉米、棉花等旱種作物種植效益的下降,農(nóng)民試圖進(jìn)行“玉改稻”“棉改稻”耕作制度改變的積極性越來(lái)越高,事實(shí)上確實(shí)可以增加農(nóng)民收入。在長(zhǎng)期種植玉米、棉花的旱地種植水稻,獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),可主要采用兩種解決方案:一是將旱地改為水田,保證在水稻生產(chǎn)過(guò)程中,不受干旱影響,這需要進(jìn)行農(nóng)田改造；二是保留旱地狀態(tài),有一定的灌水條件下(如打井灌溉),選用節(jié)水抗旱稻品種。近年來(lái)節(jié)水抗旱稻快速發(fā)展,對(duì)于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整發(fā)揮了積極的作用。

目前,在沿淮地區(qū),“玉米改種節(jié)水抗旱稻”的面積逐步擴(kuò)大,農(nóng)民從實(shí)際應(yīng)用中提高了收入,同時(shí),由于種植節(jié)水抗旱稻還可減少農(nóng)藥和化肥施用,有利于“資源節(jié)約、環(huán)境友好”型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)。

為更好地促進(jìn)這一新型耕作制度的發(fā)展,提出以下幾點(diǎn)建議:

一是選擇適宜耕地。由于節(jié)水抗旱稻遇到干旱時(shí)需灌水抗旱,在旱地種植必須有抗旱的設(shè)施,至少要有打井澆水的條件。就沿淮地區(qū)而言,建議選擇低畦易澇地,這類旱地種植玉米前期易受澇減產(chǎn),種植節(jié)水抗旱稻可解決這一問(wèn)題。

二是控制雜草危害。旱種旱管的田塊雜草特別容易發(fā)生,由于沒(méi)有灌水控草的條件,在早期如果沒(méi)有控制好雜草,將嚴(yán)重影響節(jié)水抗旱稻的產(chǎn)量。目前對(duì)雜草的防控主要依靠除草劑,按照“一封、二殺、三補(bǔ)”的原則進(jìn)行[9],據(jù)調(diào)查,農(nóng)戶對(duì)技術(shù)的具體應(yīng)用存在偏差,特別是前期封閉,做得好可起到事半功倍的效果,建議加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)。

三是遇旱適時(shí)澆水。在節(jié)水抗旱稻種植過(guò)程中,如遇長(zhǎng)時(shí)間干旱天氣,要適當(dāng)補(bǔ)充澆水。當(dāng)?shù)救~卷曲第二天尚不能完全張開(kāi)時(shí),一定要灌水。沒(méi)有灌溉條件的田塊,可因地制宜打水井。水井?dāng)?shù)量與深淺依出水量而定。灌水時(shí)間和次數(shù)與產(chǎn)量密切相關(guān),特別要注意在節(jié)水抗旱稻的幼穗分化期等水分敏感期不能受到干旱脅迫,否則嚴(yán)重影響產(chǎn)量。

四是新品種培育。首先,節(jié)水抗旱稻的抗旱性主要包括避旱性和耐旱性,對(duì)于旱地來(lái)講,由于沒(méi)有犁底層,良好的避旱性有利于根系從深層土壤獲得水分,因此,應(yīng)進(jìn)一步提高品種的避旱性。其次,要進(jìn)一步提高品種的耐直播性,主要包括兩個(gè)方面,一是增加品種的抗除草劑特性,以利于雜草控制[10]；二是提高種子直播出苗率,培育中胚軸長(zhǎng)度較長(zhǎng)的品種[11]；第三,提高新品種的化肥利用效率,大幅減少化肥施用量。

五是研究旱地直播的輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)。例如種子引發(fā)技術(shù)[12]、一次性施肥技術(shù)[13]、覆膜機(jī)播技術(shù)[14]等,充分發(fā)揮新品種在當(dāng)?shù)胤N植結(jié)構(gòu)調(diào)整中省肥省工、高產(chǎn)高效、綠色生態(tài)的功能。