高靜，王忍，張紅，歐陽小虎，黃益國，張印，呂廣動*

(1 衡陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,湖南 衡陽 421101；2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/湖南省稻田生態(tài)種養(yǎng)工程技術(shù)研究中心,湖南 長沙 410128)

受復(fù)雜的國內(nèi)外因素影響,我國糧食安全問題再次被提到前所未有的高度。目前,我國大豆進(jìn)口量占全球大豆貿(mào)易量的60%以上,2021 年大豆自給率不足15%[1],中美貿(mào)易戰(zhàn)之后,油料作物供應(yīng)成為我國“卡脖子”的風(fēng)險之一。2022 年中央一號文件明確提出,大力實(shí)施大豆和油料產(chǎn)能提升工程。協(xié)調(diào)糧油生產(chǎn),保障糧食安全,儼然是當(dāng)下我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重中之重。

水旱輪作是我國重要的、應(yīng)用廣泛的種植制度,包括小麥—水稻、油菜—水稻、綠肥—水稻、大豆—水稻等多種模式。水旱輪作可有效提高農(nóng)田復(fù)種指數(shù),提高農(nóng)田經(jīng)濟(jì)效益,均衡農(nóng)田養(yǎng)分供給,有助于實(shí)現(xiàn)用地與養(yǎng)地相結(jié)合,減少病蟲草害的發(fā)生,推動綠色生產(chǎn)、節(jié)本增效。同時,水旱輪作對單一作物栽培的連作障礙有一定的緩解作用。據(jù)統(tǒng)計,2020 年全國大豆產(chǎn)量為1.96×107t,其中湖南地區(qū)大豆產(chǎn)量僅占1.59%[2-3]。由于雙季稻區(qū)非傳統(tǒng)意義上的大豆種植區(qū)域,缺乏技術(shù)和配套機(jī)械,小規(guī)模生產(chǎn)在當(dāng)?shù)厝狈κ袌?因此,豆—稻復(fù)種模式在南方雙季稻區(qū)并不為人所熟知。綜上,南方雙季稻區(qū)的豆—稻復(fù)種模式推廣具有十分廣闊的發(fā)展?jié)摿?因地制宜地發(fā)展豆—稻復(fù)種模式,對保障我國糧食安全具有積極意義。本文根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果,提出湖南省豆—稻復(fù)種關(guān)鍵栽培技術(shù),探討豆—稻復(fù)種模式的發(fā)展前景,以期為保障我國糧食安全提供可行參考。

1 效益分析

1.1 生態(tài)效益

我國主要的糧食作物中,水稻的耗水量最大[4],而南方丘陵區(qū)季節(jié)性干旱常發(fā)[5],導(dǎo)致水稻生產(chǎn)的成本和風(fēng)險增加。豆—稻復(fù)種是通過大豆替代早稻種植,能有效地減少雙季稻區(qū)農(nóng)業(yè)用水量,提高作物灌溉用水效率[6]。傳統(tǒng)的雙季稻生產(chǎn),在長期的淹水環(huán)境下,土壤潛育化、土壤退化、地力下降、農(nóng)業(yè)面源污染等問題突出,作物連作障礙明顯,不利于水稻的穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)[7-8]。在水旱輪作中,兩季作物對土壤中的養(yǎng)分需求各有偏好,因此,可均衡土壤養(yǎng)分供給,避免單一養(yǎng)分的過度缺失或冗余[9]。水旱輪作也能有效改善土壤結(jié)構(gòu),增加土壤的透氣性[10],有利于土壤中有機(jī)物質(zhì)的積累和酶活性的提高,改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[11-12],使土壤養(yǎng)分供給更有效,從而實(shí)現(xiàn)用地與養(yǎng)地相結(jié)合的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。常年的水稻連作,會增加病、蟲害的發(fā)生幾率,增加農(nóng)藥防治成本,對環(huán)境存在負(fù)面影響。水旱輪作可打破單一作物連作形成的雜草群落結(jié)構(gòu),減少農(nóng)田種子庫種子數(shù)量；改變單一作物病蟲害生存環(huán)境,抑制土傳病害的發(fā)生[13],減少田間蟲害發(fā)生幾率[14-15]。稻田是我國主要的CH4排放源[16],水旱輪作可減少CH4排放量,降低綜合增溫潛勢[17-18]。而豆科作物,不僅可有效提高土壤氮的有效性,還具有固氮作用,在溫室氣體減排方面效果更好[19]。因此,豆—稻復(fù)種模式是一種資源節(jié)約、環(huán)境友好,有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的耕作模式。

1.2 經(jīng)濟(jì)效益

以2021 年市場行情計算,雙季稻模式周年生產(chǎn)利潤15 330 元/hm2；豆—稻復(fù)種模式周年生產(chǎn)利潤20 287.5 元/hm2(表1)?？沙醪娇闯?種植春大豆的利潤比種植早稻相對可觀,二者周年生產(chǎn)利潤相差4 957.5元/hm2。在增加經(jīng)濟(jì)效益方面,豆—稻復(fù)種具有良好的推廣價值。

表1 雙季稻與豆—稻復(fù)種模式的產(chǎn)投對比Table1 Comparison of production and investment between double cropping rice and soybean-rice multiple cropping mode 元·hm-2

1.3 社會效益

相對于雙季稻生產(chǎn),豆—稻復(fù)種模式是一種有效的節(jié)水耕作模式。在適宜的地區(qū)推廣豆—稻復(fù)種模式,能顯著提高農(nóng)田經(jīng)濟(jì)效益水平,提高農(nóng)民生產(chǎn)積極性,有利于提升經(jīng)濟(jì)效益和保障糧食安全。另一方面,豆—稻復(fù)種模式的推廣能有效緩解我國當(dāng)下的“大豆危機(jī)”,推動國產(chǎn)大豆自給自足。將大豆生產(chǎn)與大豆加工、營銷相結(jié)合,可進(jìn)一步提高大豆價值,增加就業(yè)機(jī)會,從而將大豆產(chǎn)業(yè)打造成為鄉(xiāng)村振興的有力支撐。

2 豆—稻復(fù)種關(guān)鍵技術(shù)

2.1 大豆栽培技術(shù)

(1)田塊選擇。適宜豆—稻復(fù)種模式的農(nóng)田,應(yīng)排灌方便,采光好,通風(fēng)透氣性好。土壤較肥沃,適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn),并以大塊連片、適宜機(jī)械化操作為宜。

(2)品種選擇。大豆可選擇高產(chǎn)、高蛋白或高油脂含量的品種,要求抗性較好,品質(zhì)優(yōu)良,全生育期不超過110 d。如衡陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的高產(chǎn)、多抗、優(yōu)質(zhì)春大豆新品種衡春豆8 號、衡春豆9 號、衡春豆10 號等品種。

(3)播期選擇。適時播種,能保證秧苗素質(zhì),有利于后期生長,方便田間管理。地溫穩(wěn)定在8 ℃以上即可播種[20]。湖南地區(qū)一般可在3 月下旬搶晴天雨前播種,每穴播種3～4 粒,播后用細(xì)土薄層覆蓋。

(4)關(guān)鍵栽培技術(shù)。

選種。播種前1～2 d 對種子進(jìn)行挑選,剔除病蟲粒、秕粒、皺皮粒,選擇籽粒飽滿、種皮光亮的大豆作種。挑選后進(jìn)行曬種,以提高發(fā)芽率。播前可采用大豆專用種衣劑拌種,以有效控制苗期病害發(fā)生。

播種。湖南地區(qū)全年雨水較多,因此,大豆需作廂溝栽培。廂寬2～2.5 m,溝的規(guī)格為0.3 m×0.3 m,便于排水灌溉,廂面土塊細(xì)碎均勻。大豆采用穴播,行距0.4 m,穴距0.2 m,每穴播種3 粒。

施肥。播前一般每公頃用復(fù)合肥225～300 kg混合鈣鎂磷肥600～750 kg 作基肥。苗期視苗情適當(dāng)追肥,輕施追肥,一般每公頃追施復(fù)合肥75～150 kg/次。在開花與結(jié)莢期視長勢使用磷酸二氫鉀葉面追肥2～3 次。

其他注意事項(xiàng)。播種后關(guān)注出苗情況,早補(bǔ)苗定苗,2 葉期補(bǔ)足每穴2 株苗,3 葉期拔掉多余苗和瘦弱苗,保證每穴定苗2 株。苗成活后,及時中耕除草1 次。

大豆全生育期需要注意田間水分控制,尤其是結(jié)莢鼓粒期,需適時進(jìn)行灌排水。

(5)主要病蟲草害防控。

草害。水旱輪作對田間雜草有較好的控制作用,但也應(yīng)注意雜草防控,防止雜草與大豆?fàn)幑?、爭肥。大豆播種后3 d 內(nèi)封閉除草1 次,可使用金都爾96%乳油(精-異丙甲草胺)1 050～1 200 mL/hm2進(jìn)行土壤噴施。生長期內(nèi),如果雜草多,可在雜草3～6 片葉時用苗后除草劑,如5%精喹禾靈乳油600～900 mL/hm2,可防除一年生和多年生禾本科雜草。此外禾本科雜草除草劑還有高效蓋草能(高效氟吡甲禾靈)、烯草酮等。不宜使用易殘留、毒性強(qiáng)的除草劑,防止對下茬作物產(chǎn)生不良影響。

根腐病。預(yù)防根腐病可在播種前采用大豆專用種衣劑拌種,預(yù)防效果較好。當(dāng)根腐病發(fā)生時,可采取中耕松土,增加土壤透氣性,并用50%福美雙可濕性粉劑與50%多菌靈按照2 ∶3的比例噴施防治。

霉霜病。拌種對霉霜病的防治效果較好。霉霜病發(fā)生時,應(yīng)在發(fā)病初期及時采用20%甲霜靈或40%的百菌清噴霧防治。

灰斑病?？刹捎冒璺N方式進(jìn)行防治。病害發(fā)生時,在發(fā)病初期采用50%多菌靈可濕性粉劑噴霧防治。

鳥害?？刹贾梅垂獠蕩?、制作假人、氣味驅(qū)離等方式防止鳥類對大豆尤其是苗期的危害。

鼠害?？稍谵r(nóng)田四周適當(dāng)?shù)奈恢?放置鼠藥,尤其是在大豆苗期和收獲期,需防范鼠害。

地老虎、螻蛄。出苗后2～3 d,選晴天用2.5%高效氯氟氰菊酯進(jìn)行土壤噴藥。

卷葉蟲、斜紋夜蛾。整個生長期要注意觀察卷葉蟲、斜紋夜蛾的發(fā)生,及時用藥。可用阿維氯酰氨、甲維鹽氯氰或乙多·甲氧蟲進(jìn)行防治。

豆莢螟。開花初期噴1 次藥,開花后期噴1 次藥,噴施高氯甲維鹽、氟氯氰菊脂或多殺·茚蟲威。

蝽象。開花、結(jié)莢期注意觀察蝽象的發(fā)生,可用高效氯氰菊酯或黑光燈進(jìn)行防治。

(6)收獲與茬后管理。春大豆一般在7 月中旬收獲。大豆收獲后,將農(nóng)田翻耕一遍,打平廂溝,灌水后施入基肥再旋耕一遍,即可移栽水稻。

2.2 水稻栽培技術(shù)

(1)品種選擇。水稻可選擇優(yōu)質(zhì)多抗的雙季晚稻品種,生育期以110 d 左右為宜,如泰優(yōu)390、泰優(yōu)553、桃優(yōu)香占、美香占2 號、隆京優(yōu)1 號等品種。

(2)播期選擇。春大豆一般在7 月中旬收獲,因此水稻可在6 月底播種育秧,可選擇機(jī)插、拋秧或手插等移栽方式,移栽秧齡不宜超過25 d。

(3)關(guān)鍵栽培技術(shù)。

選種與浸種。播種前,對水稻種子進(jìn)行晾曬。為有效防治稻瘟病、幼苗立枯病等,可采用50%的多菌靈混合50%的福美雙500 倍液或50%的甲基托布津浸種。預(yù)防惡苗病、稻曲病等病害,可采用40%的福爾馬林500 倍液浸種處理。預(yù)防多種真菌或細(xì)菌性傳染病,可采用0.1%～0.2%的高錳酸鉀溶液浸種。預(yù)防水稻細(xì)菌性條斑病、白葉枯病,可采用40%強(qiáng)氯精200 倍液浸種處理。浸種時間需結(jié)合不同的藥劑使用說明,通常情況下浸泡時間不低于24 h。種子浸泡結(jié)束后,瀝干催芽。

移栽。農(nóng)田旋耕平整后,泥漿沉積1 晚,即可移栽?？刹扇C(jī)插、拋秧或手插等移栽方式。根據(jù)品種不同,控制基本苗數(shù)量。

水肥管理。農(nóng)田旋耕前施用基肥,可采用純N120 kg/hm2(N ∶P2O5∶K2O 為l ∶0.5 ∶0.8)方式進(jìn)行基肥施用。移栽返青后和孕穗灌漿期可適當(dāng)追施復(fù)合肥或尿素,純N 用量為50～75 kg/hm2。

移栽后,稻田淺水返青,如遇高溫,適當(dāng)灌深水,避免“漂秧”。返青后,保持田間水深3～5 cm,并適時曬田控制無效分蘗。曬田后,保持田間水深3～5 cm,如遇高溫或“寒露風(fēng)”,可灌水10 cm 以上。水稻黃熟后,則排水曬田,方便機(jī)械收割。

其他注意事項(xiàng)?！昂讹L(fēng)”是雙季晚稻栽培中極易遇到的氣候?yàn)?zāi)害,會對水稻的灌漿造成影響,并且易引起稻瘟病,降低水稻產(chǎn)量。灌深水調(diào)溫是常用且有效的方式之一。適時噴施磷酸二氫鉀、尿素等葉面肥、水溶肥,可補(bǔ)充植株養(yǎng)分,增強(qiáng)抗寒能力。水稻灌漿后期,可適時斷水,防止貪青晚熟。

(4)主要病蟲草害防控。

防治紋枯病、稻曲病可使用苯甲·丙環(huán)唑、己唑醇等；防治稻瘟病可使用春雷霉素、三環(huán)唑、稻瘟靈、稻瘟酰胺、枯草芽孢桿菌等。

防治稻飛虱可使用吡蚜酮、呋蟲胺等；防治稻縱卷葉螟、二化螟可使用氯蟲苯甲酰胺、氟苯蟲酰胺、四氯蟲酰胺等。

稻田雜草群落構(gòu)成類型及用藥方式見表2[21]。

表2 稻田雜草群落構(gòu)成類型及用藥方式Table 2 Types of weed community composition in paddy field and pesticide control methods

病蟲草害防治用藥期間可多種農(nóng)藥聯(lián)合使用,并注意農(nóng)藥種類的輪換使用,以提高防治效果。不宜采用毒性較強(qiáng)的農(nóng)藥,防止對水稻有農(nóng)藥殘留的風(fēng)險。

(5)水稻茬后管理。水稻收獲后,可在田間適當(dāng)開挖排水溝,種植綠肥,有利于田間土壤培肥,保障第二年肥力供應(yīng)?；蛟苑N早熟型油菜,作“三熟”栽培,進(jìn)一步提高農(nóng)田復(fù)種指數(shù),做到用地與養(yǎng)地協(xié)調(diào)。

3 不足與建議

3.1 存在的不足

(1)市場引導(dǎo)力不足。南方雙季稻區(qū)的水稻配套政策相對完善,在水稻集中育秧、技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)、糧食補(bǔ)貼、農(nóng)業(yè)保險、市場流通等方面已有相對成熟的體系支持或經(jīng)驗(yàn)。但作為非傳統(tǒng)大豆種植區(qū)域,對豆—稻復(fù)種模式認(rèn)識不足,當(dāng)?shù)厥袌鲶w系不健全,種植面積難以擴(kuò)大。在市場引導(dǎo)力不足的情況下,需要政府作為引導(dǎo)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主體。

(2)新品種轉(zhuǎn)化動力不足。我國是大豆的原產(chǎn)國,種質(zhì)資源豐富?！笆濉逼陂g,我國大豆生產(chǎn)用種保持100%國產(chǎn)化,良種覆蓋率在98%以上[1],但大豆產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍然艱難。一方面種業(yè)公司在種業(yè)市場的份額越來越大,品種審定數(shù)量占據(jù)絕對地位,但品種同質(zhì)化問題凸顯,優(yōu)良品種極易被市場淹沒,難以轉(zhuǎn)化。另一方面,基層技術(shù)服務(wù)體系不健全,良種、良法停留在“上層”,在基層更新延遲。并且大豆種植以散戶為主,尤其是在南方雙季稻區(qū),具有影響力的大豆企業(yè)很少,農(nóng)民生產(chǎn)動力不足。

(3)科學(xué)研究不足,配套機(jī)械不成熟。2020 年全國大豆平均產(chǎn)量為1 986 kg/hm2,產(chǎn)量是限制大豆經(jīng)濟(jì)效益的主要因素之一。豆—稻復(fù)種模式基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用研究都相對較少,在品種選擇、栽培技術(shù)、抗災(zāi)減損等方面缺少技術(shù)支撐,而農(nóng)民難以承擔(dān)技術(shù)不足帶來的生產(chǎn)風(fēng)險。南方稻區(qū)多丘陵地帶,在播種、植保和收獲等田間管理上缺少適宜南方稻區(qū)大豆生產(chǎn)的機(jī)械,勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本增加,打擊農(nóng)民生產(chǎn)的積極性。

3.2 發(fā)展對策

(1)加強(qiáng)政策支持,引導(dǎo)豆—稻復(fù)種模式良性發(fā)展。充分認(rèn)識豆—稻復(fù)種模式在我國糧食安全中的積極作用,深刻理解豆—稻復(fù)種模式在提質(zhì)增產(chǎn)、節(jié)本增效中的可行性。加強(qiáng)政策支持,健全保障措施,兜好生產(chǎn)成本的底,讓生產(chǎn)者充分享受政策紅利,提高生產(chǎn)經(jīng)營者的積極性和信心,使其主動加入到生產(chǎn)和經(jīng)營中來。積極引導(dǎo)地方良種、良法的引進(jìn)和示范推廣,促進(jìn)適宜良種、良法的轉(zhuǎn)化。

(2)完善理論研究,重視環(huán)境效應(yīng)。完善基礎(chǔ)理論研究,探究作物與環(huán)境(包括土壤、微生物、空氣、水體等因素)、作物與作物、作物與生物間的相互關(guān)系,注重長期豆—稻復(fù)種模式耕作下的系統(tǒng)性效應(yīng)。另一方面,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都應(yīng)建立在環(huán)境效應(yīng)的基礎(chǔ)上,協(xié)調(diào)短期經(jīng)濟(jì)效益與長期生態(tài)效益的相互關(guān)系,以推動豆—稻復(fù)種模式的長足發(fā)展。

(3)因地制宜發(fā)展豆—稻復(fù)種模式。因地制宜地發(fā)展豆—稻復(fù)種模式,尤其是在雙季稻區(qū)灌溉不便的地區(qū),豆—稻復(fù)種模式可以有效的減少灌溉水用量,減少成本輸入。但并不是所有的雙季稻區(qū)都適宜發(fā)展豆—稻復(fù)種模式。水稻與大豆都是我國重要的糧食作物,應(yīng)避免二者“爭地”現(xiàn)象的出現(xiàn),并結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件以及耕作習(xí)慣和市場需求等因素等作為發(fā)展豆—稻復(fù)種模式的依據(jù)。

(4)推動機(jī)械化生產(chǎn),發(fā)展輕簡化栽培技術(shù)。開發(fā)適宜南方雙季稻區(qū)豆—稻復(fù)種模式的輕簡化栽培技術(shù),配合機(jī)械化生產(chǎn),減少人力投入,減少機(jī)械損失,提高加工品質(zhì)。

(5)穩(wěn)產(chǎn)提質(zhì),以品牌促生產(chǎn)。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,需要產(chǎn)業(yè)鏈的延長和發(fā)展,提高大豆和水稻的產(chǎn)品附加值。積極培育和扶持大豆相關(guān)領(lǐng)域龍頭企業(yè),開發(fā)“企業(yè)＋農(nóng)戶”、“企業(yè)＋合作社＋農(nóng)戶”等多模式。打造具有影響力的大豆和水稻品牌,開發(fā)多元化豆制品產(chǎn)品,嚴(yán)控產(chǎn)品質(zhì)量,在品牌的宣傳上充分結(jié)合當(dāng)?shù)厝宋奶厣?積極發(fā)揮當(dāng)?shù)卣谄放仆平樯系闹匾饔谩?/p>