水稻与设施大棚蔬菜间套种技术探索

李荣波

（昆明市农业科学研究院，昆明 650032；作者：lrb617@163.com）

水稻一方面为我国提供了60%以上人口的主粮，对确保我国粮食安全具有举足轻重的作用；另外，稻田作为湿地系统，在蓄滞洪水、补充地下水、保护环境、维护生态平衡方面具有其他农业系统不可取代的作用。充分发挥稻田的生产、生态功能，对稻作可持续发展具有十分重要的意义。当前，云南省农业生产中粮食作物与经济作物发展矛盾突出，特别在昆明，水稻种植面积下滑迅速，蔬菜种植取代了大部分水稻种植。通过实地调研发现，修建蔬菜大棚时，棚与棚之间、大棚四周都有沟渠，用于排水和喷施农药作业，占到地块面积的8%~10%，充分利用这些相对闲置的土地进行水稻生产，是“藏粮于地、藏粮于技”战略的具体化。塑料大棚的白膜反射增加了沟渠的光照和温度，有利于水稻光合作用和生长。为此，我们进行了试验示范，结果如下。

1 材料与方法

1.1 供试材料

参试水稻品种用昆明市农业科学研究院选育的高产常规粳稻昆粳7号。简易塑料大棚，上覆盖标牌白色塑料膜。肥料品种为尿素（N含量46.2%）、过磷酸钙（P2O5含量16.0%）和氯化钾（K2O含量60.0%）。

1.2 试验点基本情况

试验点设在昆明市宜良县北古城镇小薛营，海拔1 540 m，土壤为胶泥土，河水灌溉。试验地块略有坡度，高低差50 cm左右，总面积1 598.2 m2。简易蔬菜大棚内种植茼蒿，大棚蔬菜地平整。水稻种植在棚与棚间的沟渠里，塑料拱棚共8拱，9条沟渠，沟渠随地形略有高差。每个拱棚长30.5 m、宽5.2 m，棚与棚之间宽1.3 m，棚与棚之间的排水沟宽0.85 m。拱棚面积1 268.8 m2，沟道面积329.4 m2，占试验地的20.6%；沟渠有效面积233.4 m2，占试验地面积的14.6%。茼蒿按当地水平进行种植、管理，水稻生育期内茼蒿共收割4次，收割后及时进行肥水管理。沟渠按照试验设计进行试验，为保证水肥不对试验造成影响，进水口、出水口设在大棚的两端沟渠。

图1 蔬菜大棚间种植水稻图

1.3 试验设计

试验共设9个处理，处理具体施肥情况见表1。对照设置在进水口，与相邻的试验处理间做埂后用塑料薄膜覆埂，防治肥水渗透；相邻试验处理灌溉水由空白试验流入。各试验处理位置如图2所示。

图2 各试验处理示意图

表1 试验处理面积及施肥情况

T1处理水稻按当地正常水平施氮磷钾肥，纯N 15 kg/667 m2、P2O57 kg/667 m2、K2O 8 kg/667 m2；T2处理不施氮肥，磷、钾肥用量同T1处理；T3处理不施磷肥，氮肥、钾肥用量同T1处理；T4处理不施钾肥，氮肥、磷肥用量同T1处理；T5处理：氮磷钾肥用量同T1处理；T6处理施纯N 16 kg/667 m2，磷、钾肥用量同T1处理；T7处理施纯N 17 kg/667 m2，磷、钾肥用量同T1处理；T8处理施纯N 18 kg/667 m2，磷、钾肥用量同T1处理；CK不施肥。

1.4 试验实施情况

试验于2018年实施，3月26日进行旱育秧，4月29日整理沟渠，4月30日在沟渠中移栽秧苗，5月14日根据试验方案进行施肥，同时施丁草胺，6月11日进行人工除草，6月13日喷施吡虫啉预防稻飞虱及其它虫害，7月14日喷施三环唑预防稻瘟病，之后正常管理水稻。9月8日对试验进行综合评价，从田间整体表现看，不同的施肥处理产量表现差异不大，蔬菜流失的肥料基本能够保证水稻的正常生长；大棚蔬菜沟渠小气候明显，水稻长势较好；9月12日进行取样、收割、考种，晾晒后于10月9日实测产量。在2018年试验的基础上，2019年、2020年在一年种植6茬的塑料大棚进行叶菜（油麦菜、生菜）与水稻间套种小面积示范，化肥用量参照2018年试验最佳处理T5进行施肥，即纯N 15 kg/667 m2、P2O57 kg/667 m2、K2O 8 kg/667 m2。

2 结果与分析

2.1 不同处理水稻农艺性状比较

从表2可见，水稻最高茎蘖数与氮肥的施用量成正相关。当氮肥的施用量达到一定量后有效穗数、成穗率、结实率随着氮肥的增加逐渐下降，水稻生育期明显增长，株高增高。肥料的施用量与穗长关系不大。2019年、2020年小面积示范，在基本苗减少0.2万/667 m2的情况下，农艺性状与2018年试验数据差异不大。

表2 各处理水稻主要农艺性状比较

2.2 不同处理水稻产量比较

从表3可见，CK产量最低，为495.71 kg/667 m2；T1处理产量略高于当地水稻产量水平，说明大棚蔬菜种植存在肥料渗漏现象；T2处理未施氮肥，处在2个蔬菜棚之间，其产量638.89 kg/667 m2，比CK增产143.18 kg/667 m2，比当地水稻产量水平减产15%，说明蔬菜地流失的肥料一定程度补充了T2处理缺失的氮肥。T3、T4处理产量与T5处理差异不明显，说明试验田块不缺磷、钾肥；T5处理氮磷钾肥正常施入，产量最高，达873.85 kg/667 m2；T6、T7、T8处理产量表现为随氮肥用量的增加逐渐下降，出现不同程度的倒伏。2019年、2020年示范产量略高于当地水稻产量，说明示范田块土壤中的肥力与当地生产田的肥力相当，人为小气候和蔬菜施肥的渗漏有利于水稻增产。

表3 各试验处理的产量对比

2.3 不同处理生态效益比较

从表4可见，与CK相比，T2处理每667 m2水稻会额外获得蔬菜地流失的氮肥3.22 kg，折合尿素为6.97 kg；T3处理每667 m2水稻会额外获得蔬菜地流失的磷肥（P2O5）2.94 kg；T4处理会额外获得蔬菜地流失的钾肥（K2O）3.32 kg。未施氮磷钾的试验处理（CK），形成稻谷所需氮、磷、钾等营养元素来自土壤和蔬菜地流失的肥料，对控制农业面源污染起到积极作用。

表4 各试验处理与CK对比吸收的营养元素 （单位：kg/667 m2）

2.4 试验示范经济效益

农户种植茼蒿的经济效益未计算，仅计算闲置土地种植水稻的效益。2018年试验所选田块是农户种植茼蒿的简易大棚，闲置土地种植水稻的有效面积收获稻谷256.35 kg，折合产量732.43 kg/667 m2，新增产值2 563.50元/667 m2（稻谷3.5元/kg）；2019年示范面积6 670 m2，收获稻谷7 615.00 kg，产值26 652.50元；2020年示范面积13 340 m2，收获稻谷15 364.00 kg，产值53 774.00元。

3 讨论与结论

粮食作物经济效益较低，生产成本较高，特别是蔬菜大棚排水沟种植水稻无配套的机械，生产成本比目前水稻生产高50%，降低生产成本是推广应用该技术的关键。从试验实施情况，机耕、机插和机收环节是降低生产成本的重点，配套小型微耕机、插秧机和收割机是推广蔬菜大棚排水沟种植水稻的关键。但从藏粮于地、藏粮于技的角度，大棚蔬菜与水稻间套种创新模式的探索和应用是必要的，值得进一步研究并推广应用。

大面积蔬菜连片种植，有利于提高产业化、集约化，但从生物多样性的相生相克考虑，不利于生态系统的稳定性。水稻与蔬菜立体种植，丰富了种群数量，增加了种类结构的多样性，其环境资源得以高效利用。蔬菜旱作与人工湿地水稻间作，更有利于区域内的动物、植物与微生物三者形成多种互利共生的依存关系和抑制作用，构成立体农业新模式，更利于生态系统的稳定性。但这方面的研究较少，还需进一步研究。

水稻与大棚蔬菜间套种，增加人工湿地、增加口粮意义重大，但需政府层面的支持。增加水稻田就是增加人工湿地，在蓄滞洪水、补充地下水、保护环境、维护生态平衡中具有其他农业系统不能取代的作用[2]。充分发挥水稻田的生产、生态多种功能，对水稻可持续发展具有十分重要的意义。2011年昆明市水稻种植面积3.39万hm2，2021年昆明市水稻种植面积1.50万hm2，10年水稻田减少1.89万hm2，减少55.75%，除城市化用地外，多数田块用于种植蔬菜。据统计，目前昆明市蔬菜大棚面积2.23万hm2，按照菜地沟渠占地块面积8%~10%计算，若能利用这部份地块，昆明市将增加水稻面积1 786~2 233 hm2，同时增加2 000多hm2人工湿地。足以改变一个地方的小气候，解决一个乡镇的粮食问题。从本试验示范数据来看，大棚蔬菜改善农田小气候明显，有利于水稻生长和产量形成，但生产成本较高，经济效益较低，种植户的积极性不高。水旱作物间套种模式的创新，生态效益高于经济效益，该模式的推广应用需要政府的资金支持和政策引导，才会有更好的发展前景。