摘 要：在保障水稻穩產的條件下，集成了長江中下游地區單季稻區水稻化肥和農藥減施技術‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。 通過田間試驗，研究了施用硅肥、減施氮肥、施用微生物菌肥以及不同病蟲害防治技術的配合對長江中下游地區單季稻產量及病蟲害防控效果的影響‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。 結果表明，當施氮量由現有農民習慣施氮量(純N)300 kg/hm2減量至240 kg/hm2時，對水稻產量影響不大，且產量在與其他幾種不同技術配合下表現也最為穩定‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。 在施氮量為180 kg/hm2或240 kg/hm2條件下，通過配施硅肥和“三防兩控”技術配套，均可達到與農民習慣氮肥施用量(300 kg/hm2)和病蟲害常規防治方式下的產量水平。 此外，氮肥減施配施硅肥結合“三防兩控”的技術集成，可以在產量不降低的條件下，減少1次用藥、52.8%固體劑型農藥用量和61.0%液體劑型農藥用量，同時達到與常規施肥和防治措施下的同等防控效果。 說明該技術適宜在長江中下游地區單季稻區推廣應用，是實現產量提升和肥藥減施的有效途徑之一。

　　關鍵詞：氮肥減施; 農藥減施; 施用硅肥; 水稻產量; 病蟲害防治

　　上世紀50年代以來，以增加化肥、殺蟲劑和除草劑投入等為特征的綠色革命，為我國乃至世界糧食的高產穩產做出了巨大貢獻。 據聯合國糧農組織統計，化肥對全球糧食產量的貢獻率達50%~60%[1]; 每年因病蟲鼠害造成的糧食損失約占世界糧食總產的20%~35%。 因此，據測算，通過防治病蟲鼠害等植保措施，每年可挽回糧食損失1億t左右，約相當于增加667萬hm2耕地。 然而，隨著時間的推移，化肥和農藥長期的高投入對環境產生的負面影響也逐漸凸顯，成為農業面源污染的重要誘因[2]。

　　在我國，部分主要湖泊水域、庫區、南方河網水系和近海海域，農業面源污染已上升為第一位污染源[3]。 為此，科技部及其與農業農村部聯合先后啟動了國家重點研發計劃“長江中下游水稻化學肥料和農藥減施增效綜合技術集成研究與示范”和“化肥農藥減施增效的環境效應評價”等項目，逐步通過化肥減量減損增效和養分替代、病蟲害非化學防治、精準高效農藥使用、肥藥協同增效等技術的突破，結合現有成熟技術，集成和創新不同種植制度下的綜合技術模式，走質量興農之路。 本文通過比較研究施用硅肥和微生物菌肥、減氮以及“三防兩控”病蟲害防治技術集成對單季稻產量和病蟲害發生情況等的影響，以期為長江中下游稻區水稻化肥農藥減施增效技術的深入推進和示范推廣提供參考。

　　1 材料與方法

　　1.1 供試材料

　　供試地點位于安徽省合肥市廬江縣郭河鎮北圩村試驗田(117°25'E，31°48'N)。 試驗田土壤為河流沖積物母質發育形成的潴育型水稻土亞類沙泥田土屬沙泥田土種，耕層土壤質地為中壤，肥力水平中上等，前茬作物為小麥。

　　供試水稻品種為秈粳雜交稻甬優1540。 供試氮、磷、鉀肥分別選用優質品牌的尿素(N，46%)、普通過磷酸鈣(P2O5，12%)和氯化鉀(K2O，60%)。 硅肥為深圳市中農綠禾硅肥廠生產的水溶性粉末硅肥(SiO2，31%); 微生物菌肥是以有機肥和生物炭為載體，介入巴西固氮螺菌、熒光假單胞菌、圓褐固氮菌等研制的微生物肥料，由中國水稻研究所提供。

　　1.2 試驗設計

　　試驗采用4因素(氮肥用量、硅肥用量、微生物菌肥用量和病蟲害防治方式)不完全試驗設計。 其中，氮肥用量設置3個施用水平，分別為180 kg/hm2(N180)、240 kg/hm2(N240)和300 kg/hm2(N300); 硅肥用量設置2個施用水平，分別為0 kg/hm2(Si0)和60 kg/hm2(Si60); 微生物菌肥用量設置2個施用水平，分別為0 kg/hm2(M0)和1 500 kg/hm2(M1500); 病害防治方式設置3種，分別為不防治、常規防治和“三防兩控”方式。 4個因素代表不同的技術，其技術集成(各因素設置的不同水平的組合)，共計8個處理(T1~T8)，其中T4設置6個重復，其余7個處理設置3個重復。

　　試驗方法采用條狀設計，各處理設置為不同條區(處理T4設置2個條區，分別為T4-1和T4-2)。 處理條區長×寬為50.00 m×6.11 m，面積為305.5 m2。 條區內栽插3個機幅共18行，邊行距為25 cm。

　　在肥料運籌方式中，氮肥按基肥∶分蘗期∶穗肥為4∶3∶3比例施用，其中，穗肥分2次施用，40%在主莖拔節后7 d作壯稈促花肥、60%在主莖穗長1.5 cm時作保花肥。 磷、鉀肥用量根據試驗田土壤養分狀況足量施用。 其中，磷肥用量為90 kg/hm2; 鉀肥用量為255 kg/hm2，并按基肥∶壯稈促花肥∶保花肥為2∶1∶1的比例施用; 磷肥、菌肥和硅肥則全部作基肥。

　　三防兩控：第1防，每1 kg種子用25%咪鮮胺AS 0.6 g、10%吡蟲啉WP 2.5 g和0.136%赤·吲乙·酸蕓苔WP 0.25 mL進行浸種; 第2防，每hm2大田用10%吡蟲啉WP 750 g和0.136%赤·吲乙·酸蕓苔WP 67.5 g均勻噴霧; 第1控，達到防治指標時每hm2大田用20%氯蟲苯甲酰胺SC 225 mL和24%噻呋酰胺SC 300 mL噴霧，未達標不防治; 第3防，每hm2大田用75%三環唑WP 450 g、24%噻呋酰胺SC 300 mL、20%氯蟲苯甲酰胺SC 225 mL、25%吡蚜酮SC 375 g和 0.136%赤·吲乙·酸蕓苔WP 75 g均勻噴霧，本試驗中針對該品種特性進行第2次預防，每hm2用75%肟菌酯·戊唑醇WG 300 g噴霧; 第2控，達到防治指標時每hm2用75%肟菌酯·戊唑醇WG 300 g、40%稻瘟靈EC 1 500 mL和25%吡蚜酮SC 375 g噴霧，未達標不防治。

　　常規防治：種子處理用25%咪鮮胺AS 2000倍液浸種; 苗期預防每hm2用75%肟菌酯·戊唑醇WG 225 g和10%吡蟲啉WP 750 g噴霧; 本田期第2次病蟲害防治每hm2用35%氯蟲苯甲酰胺SC 90 g、 75%肟菌酯·戊唑醇WG 300 g和25%吡蚜酮SC 375 g噴霧; 本田期第2次和第3次病蟲害防治每hm2用75%肟菌酯·戊唑醇WG 300 g、35%氯蟲苯甲酰胺SC 90 g和25%吡蚜酮SC 375 g均勻噴霧; 本田期第4次防治每hm2用75%肟菌酯·戊唑醇WG 300 g、40%稻瘟靈EC 1 500 mL和25%吡蚜酮SC 375 g噴霧。

　　水稻采用缽苗機插方式種植。 參試處理均于5月15日按照不同病蟲害防治方式浸種催芽，5月19日播種，6月10日移栽。 栽插行株距33.0 cm×12.4 cm。 移栽前2 d將小區水層調至大部分田面無水，少量凹塘處有少量薄水層后撒施基肥，然后在各處理的條區內，分別用小型旋耕機旋耕、耥平，再人工精細整平，整平后沉淀1 d以上即進行機械栽插。 水稻于10月25日收獲。

　　1.3 測定項目及方法

　　1.3.1 水稻產量

　　分小區收獲測產，隨機取樣稱重脫粒，70℃~80℃烘至恒質量后計算含水量，經換算獲得實際產量。

　　1.3.2 水稻病蟲害發生情況

　　在每個條區內，隨機選取10叢稻株調查病蟲害發生情況。 于分蘗期調查卷葉螟、稻飛虱和病害發生情況，并統計卷葉數和天敵(蜘蛛)數量; 于成熟期調查病害發生情況，計算病株率和病情指數。

　　病株率(%)=發病株數/調查總株數×100;

　　病情指數(嚴重度)=Σ(各級發病數×各級代表值)/(調查總株數×最高級代表值)×100。

　　1.4 數據處理

　　采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件對試驗數據進行制圖及統計分析。

　　2 結果與分析

　　2.1 肥藥減施技術集成對水稻產量的影響

　　2.1.1 氮肥減量對產量的影響

　　在本試驗中，條區T4-1和T4-2為同一個處理，其條區位置不同，但產量相當，差異不顯著，說明供試稻田的土壤肥力相對較一致。 而T5、T3與T4-1相比，隨著施氮量的增加，產量呈增加趨勢。 其中，與T5相比，T3和T4的產量分別增加4.3%和5.5%; 但3個施氮處理的產量差異未達顯著水平，即與農民習慣施氮量300 kg/hm2相比，當氮肥減量不超過40%(180 kg/hm2)時，對水稻產量影響不大。

　　2.1.2 施硅和病蟲害防治方式對產量的影響

　　在施氮量為180 kg/hm2的條件下，與不施硅加常規病蟲害防治處理(T5)相比，施硅加采用“三防兩控”的病蟲害防治的處理(T1)顯著提高了水稻產量(P<0.05)，增幅為6.7%; 但在施氮量升至240 kg/hm2時，與不施硅加常規病蟲害防治處理(T3)相比，施硅加采用“三防兩控”病蟲害防治的處理(T2)產量僅提高了2.2%，且差異未達顯著水平。 這說明在本試驗條件下，施硅和采用“三防兩控”病蟲害防治技術可降低氮肥減量對水稻產量造成的不利影響。

　　此外，在不施用硅肥的高施氮量(300 kg/hm2)條件下，與未進行防治處理(T8)相比，常規病蟲害防治方式(T4-1和T4-2)下水稻產量顯著提高了16.0%。 T8處理水稻產量顯著低于其他幾個處理，說明在本試驗條件下，病蟲害是水稻產量提高的限制因素，而進行氮肥減量和病蟲害防治技術集成則是保障水稻產量的有效措施。

　　2.1.3 微生物菌肥的施用對產量的影響

　　在施氮量為180 kg/hm2的條件下，與未施用微生物菌肥(T5)相比，施用微生物菌肥處理(T6)的水稻產量降低了3.4%，但差異不顯著; 而在施氮量為240 kg/hm2的條件下，與未施用微生物菌肥處理(T3)相比，施用微生物菌肥處理(T7)使水稻產量提高了2.6%，差異也未達顯著水平。 表明在本試驗條件下，施用微生物菌肥并未表現出明顯的增產效應，可能與其肥效作用表現較緩慢，及需要適宜的氮肥施用量調節其碳氮比有關，此技術尚有待進一步的研究優化‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

　　2.2 肥藥減施技術集成對病蟲害發生的影響

　　2.2.1 施硅和“三防兩控”病蟲害防治方式對水稻病蟲害發生的影響

　　在施氮量為180 kg/hm2的條件下，與不施用硅肥處理(T5)相比，施用硅肥處理(T1)具有降低稻曲病發病指數、增加稻飛虱天敵數和減少稻飛虱數量的效應; 而在施氮量為240 kg/hm2的條件下，與不施硅肥處理(T3)相比，施用硅肥處理(T2)僅具有增加稻飛虱天敵數量的效應。 因此，在本試驗條件下，施硅和采用“三防兩控”病蟲害防治技術可能主要通過增加稻飛虱的天敵數量減輕病蟲害發生，以降低氮肥減量對產量造成的不利影響。

　　2.2.2 施微生物菌肥對水稻病蟲害發生的影響

　　在本試驗的240 kg/hm2、180 kg/hm2兩個氮肥施用水平下，與未施用微生物菌肥處理(T5、T3)相比，施用微生物菌肥處理(T6、T7)僅降低了稻曲病的發病指數，但卻加重了卷葉螟和稻飛虱的蟲害發生程度。 這可能也是本試驗中水稻施用微生物菌肥未增產的原因之一，目前尚不清楚其內在的機制，有待進一步研究。

　　2.2.3 病蟲害防治方式對水稻病蟲害發生情況的影響

　　與不使用任何農藥的T8處理相比，其等施氮水平下的常規病蟲害防治處理(T4)降低了水稻卷葉螟、稻飛虱和稻曲病等病蟲害的發生。 此外，T8處理的病蟲害發生情況也明顯較其他處理嚴重，這與水稻的產量表現趨勢基本一致。 進一步分析水稻病蟲害發生情況與其產量的相關關系發現，稻飛虱數量和稻曲病發病指數與水稻產量呈極顯著的負相關關系; 而卷葉螟數量及卷葉率與水稻產量的相關系數雖然也為負值，但均未達顯著水平。 此外，天敵百叢頭數與水稻產量的相關系數也為負值，則可能與稻飛虱數量增加對其所產生的誘導效應有關。

　　3 討論與結論

　　有研究表明，在當前農民習慣施肥水平下，通過肥料優化管理以及有機肥料替代等途徑在水稻不減產、甚至增產的前提下，實現水稻化肥用量減量20%，提高了水稻氮肥利用率[5]、氮肥農學效率、氮肥回收效率及偏生產力。 吳良泉等[7]根據區域和生產布局將我國水稻主產區分為5個大區，其中，長江流域單雙季稻區單季稻的氮肥推薦用量為240 kg/hm2，可以顯著提高水稻產量和氮素利用率。 已有研究認為，通過施肥可調節作物營養、控制病害，但其實際效果取決于作物和病原菌的特性[8]。

　　唐旭等[9-10]的研究表明，水稻施氮量增加，葉瘟、穗瘟、紋枯病、稻縱卷葉螟以及三化螟的發生危害呈加重趨勢。 在本試驗中，隨著施氮量的增加，稻卷葉螟數量和水稻卷葉率呈先增加后降低的趨勢，但稻飛虱天敵數量和稻曲病發病指數則呈先降低后增加的趨勢。 目前尚不確定這種病蟲害發生程度隨肥料施用量升高發生變化的原因。 在本試驗中，稻飛虱數量和稻曲病發病指數與水稻產量均呈極顯著的負相關關系，說明對病蟲害發生程度的評價與其對水稻的危害輕重表現基本一致。

　　這與張舒等[10]的研究中，水稻產量隨施氮量變化的趨勢并未反映出其病蟲害發生程度的變化趨勢不同，推測可能與2個試驗中肥料施用水平的設置、病蟲害的防治措施以及病蟲害檢測時期和評價指標不同有關。 同時，氮饑餓也并非與所有引起植物發病且起決定作用的病原菌基因有關[8]，通過施肥調節作物營養、控制病害的實際效果要取決于作物和病原菌。 由于在單一或與其他養分配合條件下，有關外源養分供應水平和病蟲害發生程度之間定量關系的研究尚不多見，故而無法判斷是否存在更多的障礙因子，對病蟲害的發生產生了影響。 因此，通過優化氮肥管理提高植物的綜合抗性可能還需考慮與多種栽培技術措施相結合。

　　在本試驗的常規防治條件下，施用微生物菌肥存在降低等氮水平下稻曲病發病指數的效應，但卻降低了卷葉螟的天敵數量，且在減氮20%水平下，還存在增加了卷葉螟數量的現象，對產量提升也無增益作用。 可能與其肥效作用表現緩慢及需要適宜的氮肥施用量調節其碳氮比有關，此技術尚有待進一步優化。 此外，由于施用菌肥的2個處理未進行化學除草防處理，故而尚不清楚菌肥肥效未充分發揮的原因。 因此，在大田實際運用該類型的有機肥進行肥藥減施技術集成，尚需進一步的數據支撐。

　　農業論文投稿刊物：農藥科學與管理(月刊)創刊于1989年，是由農業部農藥檢定所主辦的我國農藥管理和科研技術方面的權威性期刊，主要發布農藥登記管理方面的法規和政策，宣傳和介紹有關農藥研究、生產、經營和管理的知識，具有很強的政策性、科學性、指導性和實用性。

　　施用硅肥可以降低穗瘟發病程度[9]。 在本試驗中，在氮肥減施(240 kg/hm2和180 kg/hm2)條件下，施用硅肥(60 kg/hm2)同時利用“三防兩控”方式進行農藥減施。 結果表明，與常規防治方式下的等氮量處理相比，該集成技術可以增加稻飛虱的天敵數量，同時有提高水稻產量的趨勢，且具有減少52.8%固體劑型農藥用量和61.0%液體劑型農藥用量的顯著優勢。 因此，氮肥減施配施硅肥和“三防兩控”技術配套適宜在長江中下游地區單季稻區進行推廣應用，是實現產量提升和肥藥減施的有效途徑之一。

　　參考文獻

　　[1] 麻坤，刁鋼. 化肥對中國糧食產量變化貢獻率的研究[J]. 植物營養與肥料學報，2018，24(4)：1 113-1 120.

　　[2] 尼雪妹，羅良國，李寧輝，等. 水稻作物化肥減施增效技術評價指標體系構建[J]. 農業資源與環境學報，2018，35(4)：301-310.

　　[3] 周喜應. 淺談我國的農藥與糧食安全[J]. 農藥科學與管理，2014(8)：21-23.

　　[4] 王玉雯，郭九信，孔亞麗，等. 氮肥優化管理協同實現水稻高產和氮肥高效[J]. 植物營養與肥料學報，2016，22(5)：1 157-1 166.

　　作者：江波1 吳小文1 吳晨陽1 潘志軍1 金千瑜2 張均華2*