灯塔水稻化肥减施绿色生产模式集成与应用试验效果研究

王 双

辽宁省灯塔市自然生态条件良好，属北温带大陆性气候类型，春暖、夏热、秋凉、冬寒，四季分明，雨热同季，日照充足。常年平均气温8.8℃，年平均无霜期171 天。雨量充沛，主要集中在夏季，年总降水量平均为686.0 毫米左右。境内水资源充足，流经境内的河流共20 条，均属辽河水系。灯塔市拥有良好的自然条件，适宜农、林、牧、副、渔各业发展。

灯塔市全国商品粮基地县、淡水鱼养殖重点县、我国毛皮产业之乡。是全国最大的北虫草生产基地，销售产量占全国的80%以上。省绿色水稻之乡，素有“北方鱼米之乡”之称。先后被列为国家农村一二三产业融合发展试点县、国家创新创业典型县、国家农产品质量安全县、粮油绿色高产高效创建示范县、全国农业科技现代化先行县和省万亩高标准农田试点、农业科技园区、现代农业综合示范区、农产品加工集聚区、农业产业园，现代农业快速发展。

一、模式背景

灯塔市以往农业生产中养分投入以化肥为主，加之广大农户“重产量、轻养护”的种植理念，造成有机养分归还少，多数地块几十年不施撒有机肥，并且在化肥施用中多重视氮肥，轻视磷钾肥，个别农户最大氮肥施用量达20kg 纯氮/亩，而磷钾肥施用很少，甚至不施用钾肥。同时，先进施肥与耕作方式、新型缓控释肥料等新技术、新产品应用范围不广，造成农田耕层变浅、养分供需失衡、地力衰退明显、作物抗逆性差，水热资源优势难以充分发挥等问题，不仅使水稻产量和品质提升难度大，而且农田生态环境也亮起了“红灯”。为应对和解决上述问题，灯塔市农村农业服务中心贯彻《深入推进农业供给侧结构性改革》精神，把增加绿色优质农产品供给放在突出位置，改变传统生产方式，减少化肥过量使用问题，优化养分投入配比和农产品产地环境，有效提升产品品质，从源头上确保优质绿色农产品供给，构建了“下辽河平原水稻化肥减施绿色生产技术模式”。该模式依托国家级项目“东北黑土地保护利用试点项目”“化肥减量增效项目”“粮棉油高产创建项目”和“全国水稻高质高效行动项目”及省级项目“东北黑土地保护利用项目”，以测土配方施肥为基础，融合有机替代、秸秆还田保育、密植减肥、稻田种养循环等技术，配合缓控释肥、生物炭基肥、肥料增效剂等新型产品，构建下辽河平原区水稻化肥减施绿色生产技术模式，有效提升水稻产量和品质，提高土壤肥力水平，改善农田抗逆能力，优化资源合理配置与高效利用，减少化肥农药大量施用对环境的影响，引领区域水稻生产绿色发展，实现保护好、利用好黑土地，使之永远造福人民的目标，助力乡村振兴。

二、模式内容

1、选用优良品种

灯塔地区水稻种植以粳稻为主，辅助种植杂交稻，通常选择适合本地区气候特点的生育期在157 天左右的中晚熟品种。本模式为了实现水稻化肥减施绿色生产目标，在品种上选择养分利用率高、耐密植、食味优、抗逆稳产、不易倒伏和易于机械化的优质水稻品种，如辽粳401、辽粳419、隆优619、盐粳219、盐粳939 等。

2、改进耕作方式

常规水稻耕作方式通常采用将化肥一次性撒入地表后直接进行翻地。本模式实施水稻秸秆留茬翻压还田或秋季秸秆全量湿耙还田技术，提高土壤有机质含量和肥力水平，采用密植减氮栽培和侧深施肥技术，降低生产成本，提升肥料利用率，实现经济生态效益双赢。

3、养分科学管理

为合理施用肥料，提高肥料利用率，根据土壤养分含量，依托测土配方施肥信息，进行养分科学配比与均衡供给，采用缓控释肥与生物炭基肥，提高养分持续供应能力，通过使用肥料增效剂，活化土壤养分，提升利用效率，增施堆沤有机肥提高有机养分供给，减少化肥用量5%—10%，减少氮肥用量10%—15%。

4、土壤肥力培育

采用稻秸高留茬还田或全量还田技术，配合秸秆腐熟剂与机械翻埋措施，有效提高土壤有机质含量，通过施用堆沤有机肥和生物炭基有机肥提升土壤总体肥力水平，项目实施3 年以来，有机质含量由实施前的22.43 克/公斤平均提升到23.13 克/公斤，实现了增碳培肥双重目标。

5、生态种养结合

基于种养循环理念，以充分利用耕地资源为原则，进行稻田养蟹，科学规划养殖与种植流程，优化河蟹养殖密度、投放时期、水分管理、抗灾防病等措施，完善田间配套工程与设施，使养分水分资源得到循环充分利用，延长农业生产链条，实现稻蟹双丰收。稻蟹种养是根据稻养蟹、蟹养稻、稻蟹共生的理论，在稻蟹种养的环境内，蟹能清除田中的杂草及害虫，排泄物可以肥田，促进水稻生长；而水稻又为河蟹的生长提供丰富的天然饵料和良好的栖息条件，互惠互利，形成良性的生态循环。

6、配套绿色防控

水稻生产过程中减少高毒性、高残留农药使用，多采用生物、农艺、物理等措施，配合低毒低残留农药进行病虫害防治，形成全生育期绿色防控技术体系，为提高稻米品质提供技术支撑。在水稻生长期内，在田间放置水稻专用诱捕器、太阳能杀虫灯等开展绿色防控，利用飞机等现代大型药械开展专业化统防统治来防治病虫害。

三、模式集成与技术要点

1、测土配方+有机替代+缓控释肥技术体系

根据土壤养分状况和施肥指导服务平台智能化推荐，进行肥料养分的科学配伍，基肥施用缓控释型水稻专用肥料（25—10—10 或相近配方）36—50 公斤/亩，同时施撒堆沤有机肥1000公斤/亩，根据水稻长势情况可追施分蘖肥或穗肥5—15 公斤/亩，也可免追肥，化肥较常规施肥量降低5%—10%，通过有机替代无机促进化肥减量。

2、测土配方+缓控释肥料或炭基肥料技术体系

在测土配方基础上，基肥施用缓控释型水稻专用肥料（25—10—10 或相近配方），推荐用量40—55 公斤/亩，根据水稻长势情况可追施分蘖肥或穗肥5—15 公斤/亩，也可免追肥或水稻基肥施用炭基水稻专用肥（24—8—10 或相近配方）40—50 公斤/亩，根据水稻长势情况可追施分蘖肥或穗肥5—15 公斤/亩，也可免追肥。

3、测土配方+留茬还田保育+密植减肥+缓控释肥技术体系

每年秋季水稻收获时实施高留茬，高度12—15 厘米，春季灭茬机粉碎秸秆，长度小于10 厘米，均匀覆盖地表，选择在本区域稻秸促腐效果好的腐熟剂，喷洒（撒）至秸秆，配施堆沤有机肥500 公斤/亩，用机械将秸秆与有机肥翻埋入土，深度不低于18厘米，并耙平。基肥施用缓控释型水稻专用肥料每亩40—50 公斤，在水稻返青时期每亩施用速效氮肥5—10 公斤。适当增加水稻移栽密度，以辽粳419 为例，采用宽窄行密植和窄行密植减氮栽培，普通行距栽培30 ×13.2 厘米，宽窄行栽培33×15 厘米，窄行密植25×15 厘米，减施氮肥10%—15%。

4、测土配方+秸秆秋季湿耙还田+缓控释肥+生物炭改良培肥技术体系

秋季进行水稻秸秆全量湿耙还田，翻深15—20 厘米，配合施用生物炭基有机肥100 公斤/亩以上，基肥施用缓控释型水稻专用肥料（25—10—10 或相近配方），推荐用量40—55 公斤/亩，根据水稻长势情况可追施分蘖肥或穗肥5—15 公斤/亩，也可免追肥。

5、测土配方+缓控释肥+肥料增效技术体系

在测土配方基础上，基肥施用缓控释型水稻专用肥料（25—10—10 或相近配方），推荐用量40—55 公斤/亩，同时配合添加海藻酸、氨基酸和腐植酸类肥料增效剂50—100 克/亩，与肥料充分混合后一同施用，根据水稻长势情况可追施分蘖肥或穗肥5—15 公斤/亩，也可免追肥。

6、测土配方+缓控释肥+侧深施肥+蟹稻共生生态种养技术体系

在测土配方基础上，基肥施用缓控释型水稻专用肥料（25—10—10 或相近配方），推荐用量40—55 公斤/亩，采用侧深施肥方式，在水稻插秧同时将肥料施在秧苗的侧位土壤中，施肥深度4 厘米，肥料距稻根侧向距离5 厘米，实现节肥、增产、提高利用率、减少污染的目的。根据水稻长势情况可追施分蘖肥或穗肥5—15 公斤/亩，也可免追肥。放养河蟹稻田采用根茬还田，配套蟹沟、进排水系统、防逃墙，适时投放品质优良扣蟹约1000 只/亩，调配植物性与动物性饵料，优化投喂量与次数，增放绿萍与浮萍，提高溶氧量，保持稻田水深与水质，采用绿色生态防控，降低肥药对河蟹影响。

四、解决的核心问题

针对灯塔市水田开垦年限长、利用强度高、有机质归还少和农户科学施肥意识淡漠、农业生产过度依赖化肥等因素造成的农田养分供给失衡、土壤质量退化、光热水土资源利用效率低、农业生产附加值不高、农机农艺农技措施匹配度不够等问题，依托国家与辽宁省黑土地保护与农业发展项目，结合农业科技发展成果，将测土配方施肥、有机替代、留茬翻压还田保育、秸秆全量湿耙还田、水稻侧深施肥、水稻密植减肥、蟹稻共生生态种养、全程机械化与生态防控等技术有效融合，并配套缓控释型水稻专用肥、生物炭基肥、水稻肥料增效剂等新产品，优化了水稻生产中投入养分配比、延长了肥料养分供应时效、提高了农田有机质归还量、实现了稻秸高量还田、形成了稻蟹共生生态种养循环、完善了机械化操作流程和病虫害绿色防控配套技术，构建了以水稻良种选播、化肥减量均衡高效、秸秆机械还田增碳、堆沤有机粪肥替代、生态种养循环利用和水稻全生育期绿色防控技术为核心的下辽河平原水稻化肥减施绿色生产技术模式，实现了化肥农药减量、农产品品质提高、资源高效利用、土壤质量改善和农业生产附加值提升，助力“双碳”目标达成。

五、实施效果

水稻化肥减施绿色生产相关技术模式在灯塔市进行了示范和推广应用，与常规技术对比，应用该技术模式取得了较好的实施效果。选择常规品种生产的稻米口感一般、产量较高、抗性较差；选择盐粳419、天隆619 等优良品种，稻米品质高、丰产稳产性能好、抗逆性强。原采用浅旋耕耕作方式，稻茬难以完全翻埋入土、易漂浮于水面；采用深旋耕、深翻、湿耙还田耕作方式，实现高留茬稻秸或全量稻秆还田，并形成更厚浆层。采用常规施用化肥的地块，氮肥施用量大，养分失衡，利用效率低、影响稻田养殖；采用测土配方施肥、有机替代、缓控释肥、碳基肥与肥料增效剂等技术和产品的地块，养分配比均衡、化肥用量减少、养分供给持续、利用率高。常规低留茬、不施有机肥地块，有机质归还量不足，土壤质量下降；采用秸秆高留茬或全量还田、增施堆沤有机肥或生物炭基有机肥地块，提升了土壤有机质含量，改善了养分供养能力，实现了固碳培肥。对开展稻田养殖地块与传统只种不养地块相比，改善了原来生产模式单一、养分循环通量小、农田利用效率低的问题，延长了产业链，提升了稻米品质及农田利用效率，农业生产附加值提升。

六、项目成效

项目实施三年来，该技术模式在灯塔市累计实施面积75 万亩，项目实施区水稻产量达649 公斤/亩，与当地常规种植模式相比增产49 公斤/亩，稻谷按2.7 元/公斤计算，增收132.3 元/亩；减施化肥2.2 公斤/亩，化肥利用率提高10%以上，肥料价格按3.0 元/公斤计算，节支6.6 元/亩；新增投入32 元/亩，合计新增纯收益106.9 元/亩；三年累计总增产3675 万公斤，新增纯收益8017.5 万元。

灯塔市2021-2022 年的化肥减量增效项目测产情况如下：

通过测产数据显示：项目实施区和常规区（对照）在水稻株高、穗长两个生长指标上没有显著差异，因种植习惯和地力水平，项目实施单位在种植密度上个别有差异，株行距9×6 或9×7寸。项目实施区产量比常规区产量均为增产。2021 年增幅最多的地块为59 公斤/亩，增幅最少的地块为10 公斤/亩。2022 年增幅最多的地块为62 公斤/亩，增幅最少的地块为44 公斤/亩。具体增产结果见附表。

测产分室外取样和室内考种两个时间段进行，室外取样地点按照项目区功能（处理区+对照区），在项目实施单位负责人确认地块上进行。在测产田块内，按照长势均匀随机选取的原则选择取样点，面积小于100 亩地块取样三点，大于100 亩地块取样五点。测量株高、穗长；测量株行距计算种植密度。每样点连续取3 平方米，取穗后标记编号装入网袋，放通风处自然降水。待水分到达标准后进行室内脱粒，用电子秤称重每平方米稻谷重量。