贵州山区稻田水旱轮作模式发展现状与建议

2023-12-30李佳丽邓茹月闫志强朱速松

农技服务 2023年11期

李佳丽,邓茹月,彭强,闫志强,朱速松

（贵州省水稻研究所，贵州贵阳 550006）

水稻是贵州省最重要的粮食作物，常年播种面积67 万hm2左右，目前主要以一季中稻为主，存在稻田冬闲面积大、复种指数低等问题［1-2］。同时，随着人口的增加和耕地的减少以及生产成本的持续增加，常规种植水稻增效空间十分狭小，种植效益与蔬菜、水果等经济作物相比差距较大，不仅影响农户种粮积极性，也制约贵州水稻产业的发展［3］。因此，大力推广“一田多用”“一季多收”“一物多用”模式，合理利用稻田资源，提高稻田的产出效益，是保障贵州粮食安全和促进水稻种植提质增效的有效途径［4］。

稻田水旱轮作是指在同一块田地上，在一年内有顺序地轮换种植水稻和其他旱地作物的种植方式［5］。稻田水旱轮作模式不仅能改善土壤的理化性状、提高作物产量，还可提高农田利用率，减少农药、化肥的使用，充分利用周年光热资源，达到增产增收的目的，是可有效推广应用的耕作栽培措施［4，6］。近年来，国内许多学者对水旱轮作种植模式下作物产量、土壤性质、病虫害、农田温室气体排放等方面进行了研究［7］。目前，贵州省已形成多种稻田水旱轮作高效种植模式，如冬春蔬菜—优质稻—秋冬蔬菜一年三熟模式、优质稻—食用菌一年两熟模式等。为贵州深入推广稻田水旱轮作模式提供参考，综述贵州地区稻田水旱轮作模式中水稻产量、氮肥利用率、土壤理化特性3 个方面的生态效应研究，并介绍目前贵州常见的稻田水旱轮作模式，在此基础上提出贵州稻田水旱轮作模式的发展建议。

1 贵州山区稻田水旱轮作的生态效应研究

1.1 对水稻产量的影响

稻田水旱轮作能有效提高水稻产量。龙胜碧等［8］研究前茬种植大球盖菇对水稻生长发育的影响，发现与未种菇处理相比，种菇处理后水稻产量平均增加80 kg/667m2，增幅为16.6%，同时生育期延长8.5 d。黄佑岗等［2］研究发现，种植油菜、蔬菜、马铃薯3种冬种农作物及绿肥的后茬水稻干物质积累量均高于冬闲对照，各冬种农作物处理的水稻产量均高于冬闲对照，其中蔬菜—水稻轮作处理产量最高。王玲莉等［9］同样发现不同冬种作物的后茬杂交水稻实收产量均高于冬闲处理，增幅为3.71%～8.48%，其中冬种蔬菜和绿肥处理的后茬杂交水稻实收产量增产效果较明显，增幅分别达8.48%、7.60%。

1.2 对氮肥利用率的影响

优化氮肥施用量及氮肥运筹措施，提高氮肥利用率，对降低种植成本及氮肥过量施用造成的环境污染具有重要作用。科学的轮作制度可优化氮素积累与分配比例，进而提高氮肥利用率。芶久兰等［10］在黔中地区开展水稻白菜轮作体系化肥减量增效集成技术研究，发现集成技术示范白菜、水稻分别比对照白菜、水稻增产18.58%、22.41%，氮肥利用率增加8.19%～9.84%，并减少2 次追肥，节约劳动力成本2 个/667m2，减少追肥成本50%以上。顾小凤等［11］研究白菜施氮量对后茬水稻产量、干物质与氮素积累量、氮肥利用率的影响，发现白菜各施氮处理后茬水稻的稻草生物量、稻谷产量、稻草/稻谷/地上部氮素积累量均较不施氮处理增加，后茬水稻对氮肥的表观利用率、生理利用率和氮肥对水稻的贡献率分别为13.52%～14.88%、49.88%～58.79%和12.46%～29.45%。

1.3 对土壤理化特性的影响

土壤理化特性对作物的生长具有重大影响，稻田水旱轮作能够改善土壤理化特性，为发挥稻田水旱轮作的产出效益提供重要基础。王元国等［12］在贵州铜仁地区开展黄红壤上水稻—食用菌轮作的肥力变化研究，发现稻菌轮作6 年间土壤有机质含量提高1.43 百分点，平均每年增加0.23百分点，促进团粒结构的形成，有效改良土壤孔隙性、耕性等物理性状。龙胜碧等［8］研究发现，水稻—大球盖菇种植模式后土壤的有效磷含量比未种菇处理增加7.7 mg/kg，增幅19.7%，速效钾含量增加14.5 mg/kg，增幅36.7%，交换性钙含量增加147 mg/kg，增幅22.5%。王玲莉［13］研究发现，油菜—水稻、蔬菜—水稻、马铃薯—水稻、紫云英—水稻4 种轮作模式在0～21 cm 的土壤全钾和速效磷高于冬闲田，以蔬菜—水稻效果最好；油菜—水稻和蔬菜—水稻模式在0～21 cm 的土壤碱解氮和速效钾含量均高于其他处理。4 种轮作模式下0～21 cm 的土壤过氧化氢酶活性、转化酶活性均高于冬闲处理，增幅分别为0.58%～0.75%，0.4%～23.81%，其中以油菜—水稻在0～21 cm 的土壤转化酶活性表现最好，增幅为23.81%。

2 贵州山区稻田水旱轮作的典型模式

目前贵州省已形成多种稻田水旱轮作高效种植模式，其典型模式主要有水稻—油菜和水稻—食用菌一年两熟模式和蔬菜—水稻—蔬菜一年三熟模式等。

2.1 水稻—油菜轮作

水稻—油菜轮作模式是贵州省较为成熟的水旱轮作制度，目前湄潭县已实现稻油轮作全程机械化，水稻选用适宜当地种植的水稻优良品种，如玉针香、宜香优2115 等，一般在4 月中、下旬播种；油菜选用生育期相对较短、抗倒伏性强、成熟期一致、适宜机械化收割的品种，如中油杂11 号、黔油早2 号等，一般在9 月下旬至10 月下旬播种［14］。随着全产业链的开发，传统的水稻—油菜模式不断创新，贵州省还出现了优质稻/观光稻—观光油菜、优质稻—油菜薹轮作模式。观光稻可选择不同植株颜色的水稻品种，观光油菜可选择花色、花瓣大小、叶色、株型不同的油菜品种，油菜薹可选择双低、田脆的中早熟甘蓝型油菜品种。该模式综合产值约4 500～6 500元/667m2，还能带动当地旅游业的发展［4］。

2.2 水稻—食用菌轮作

食用菌产业是贵州省十二个农业特色优势产业之一，在贵州部分地区的食用菌种植实践中，将食用菌与水稻进行轮作获得了较好的效益。毕节市七星关区坡镇中关村开展稻—菌轮作高效种植示范，4—5 月种植水稻，9—10 月稻谷收获后种植羊肚菌，羊肚菌栽培季节为11 月至次年3 月底，羊肚菌选用黔羊肚菌2 号；2022 年3 月进行的测产结果表明，水稻平均产量650 kg/667m2，产值可达3 000 元/667m2左右，羊肚菌平均产量达440.1 kg/667m2，产值可达2 万元/667m2左右，该模式综合产值可达2.3 万元/667m2左右［15］。

2019—2020年遵义市红花岗区贡米村进行了“优质稻+羊肚菌”周年水旱轮作模式试验，仅羊肚菌就取得了鲜品产量152 kg/667m2、产值18 240元/667m2的成效［16］。

黔东南州锦屏县近年在持续扩大大球盖菇种植规模的基础上，开展大球盖菇与水稻轮作栽培技术研究并积累了一定的经验：水稻品种选用适宜当地主推的高产杂交中熟品种，如宜香2115、宜香1979、C两优华占等，大球盖菇品种主要选择四川省农业科学院选育的大球盖菇1 号和黑龙江省农业科学院选育的黑农球盖菇1 号，种植时间安排在9 月中旬至10 月中旬，翌年3 月中下旬至5 月上旬采收。该模式可减少菌料能量和菌菇损失，实现菌菇产量效益最大化和菌-稻连作无缝对接［17］。

2.3 水稻—蔬菜轮作

在贵州省西南部低海拔地区，春季种植一茬蔬菜，夏季接茬种植水稻，秋冬季再种植一茬蔬菜，如豇豆套种春大白菜—水稻—豌豆苗是典型的一年三熟轮作模式，豇豆2月下旬至3 月上旬直播，大白菜2 月初采用大棚漂浮育苗，3 月上旬大白菜移栽，豇豆和白菜在6 月上旬采收结束后，移栽适应性广、抗逆性较强、品质较好的早、中熟品种，如泰优390、宜香优2115、黔早优2017 等，水稻收获后再进行豌豆苗种植［18］。2014年兴义市在马岭镇开展大蒜—毛豆—水稻轮作，三季产值共20 185.7 元/667m2，投入共4 546.5 元/667m2，平均净产值达15 639.2 元/667m2［3］。在贵州西南部海拔600 m 以下，1 月平均气温7～8 ℃、年平均气温18～19 ℃地区进行的技术示范表明，菜—稻—菜水旱轮作模式可实现一年三季四收，综合产值为17 300～22 100 元/667m2，是传统水稻—油菜种植模式的5～7倍［19］。

2.4 水稻—草莓轮作

草莓是贵州精品水果产业的主要品种之一，贵州部分地区在推进草莓生产过程中开展了水稻与草莓轮作实践。贵州省余庆县白泥镇在水稻收获后及时翻犁整地种植草莓，水稻品种选择中晚熟优质稻，草莓品种一般选用耐寒性强、适应性广、坐果率高的大果型品种，采用地膜覆盖加小拱棚种植草莓，可节约大棚搭建成本2 210 元/667m2，盖膜时间比大棚种植草莓少222 d，草莓品质好、种植效益高，一般可产鲜果800～1 000 kg/667m2，产值达1 万元/667m2以上［20］。凯里市下司镇开展优质稻—草莓水旱轮作，优质稻谷产量达550 kg/667m2，产值达2 750 元/667m2，草莓产量达750 kg/667m2，产值达15 000 元/667m2，该模式综合产值达17 750元/667m2，大幅提高了单位面积稻田的收益，有效带动农户增收［4］。

3 贵州山区稻田水旱轮作模式发展建议

3.1 加强不同作物生长发育特征特性的研究

稻田水旱轮作模式是在稻田中依季节和年度有顺序地轮换种植不同作物的种植方式，因此需要加强对不同作物生长发育特征特性的研究，以掌握不同作物的生长发育特点，了解干湿交替和季节变化过程中不同作物的生长对土壤养分释放与利用的影响，以及不同作物对养分元素的需求规律，从而在生产中合理地安排茬口和精准施肥等，有效发挥不同作物间的协作效应，保证种植产出效益。

3.2 强化科技支撑与技术服务

贵州稻田水旱轮作模式存在稳定性较差、农村劳动力不足且技能素质不高、机械化程度相对较低等问题，因此需要农业部门和高校及科研院所加强合作交流，围绕现有水旱轮作模式推广应用中存在的技术难题开展联合攻关，解决关键技术瓶颈，完善轮作配套栽培关键技术和作物品种的更新换代，丰富种植品种和模式类型，不断探索创新水旱轮作种植模式，并对种植农户加强技术培训，提高农民对稻田水旱轮作模式的认识和对相应技术的掌握。