专利名称：灌溉稻田“麦作式”水稻高产湿种法的制作方法
技术领域：
本项发明涉及一种水稻栽培技术。具体涉及类似麦作形式的种稻方法，比之以淹灌、育苗移栽为主要技术特点的、当今普及的传统水稻栽培技术，这是一种节水、省本的环保与稳产稻作新方法。
背景技术：
水稻是我国的主要粮食作物，稻米是中国60％人口的主粮，约50％的农户从事稻作生产，稻作可谓是我国第一农事。人多地少水少是我国的基本国情，如何利用有限的土地资源与淡水资源，保障我国粮食安全，是稻作科技进步的主要命题。
本发明研究者认为上世纪水稻矮杆基因与不育基因研究与利用成功，以推广水稻矮杆品种与杂交水稻为核心技术的稻作科技进步，为使我国水稻总产比建国初期增长265％，单产提高226％，为我国粮食安全作出巨大贡献。在充分肯定上述“绿色革命”的正面效果时，我们不能不反思其负面影响稻作对生态资源的渐进破坏及其高成本。本项发明便是基于新一轮稻作革新的技术理念，创新环境友好的稻作高产技术，维护粮食安全与环境安全。
1、当今稻作技术的弊端之一淡水资源高消耗。
中国水情十分脆弱，是世界13个缺水的国家之一。世界人均年淡水资源1万m3，中国仅为此量的20.8％。世界耕地年均占有淡水量35295m3·ha-1，中国仅为其57.6％。中国为农业大国，农业用水占全国用水量的88％，水稻生产用水占农业用水的65％，是社会各行各业用水的第一大户。中国目前668个城市中有400余城市供水不足，农村还有6500万人口、6000万头牲畜饮水困难。全国每年缺水400亿m3。据报道，中国因缺水工业减产、农业欠(失)收，人民生活困难，每年损失约2300亿元人民币，同时，因缺水引发的生态灾情更是触目惊心，黄河断流，内陆土壤沙化，沿海地区地下水位下降，海水倒灌入侵等。据主管部门预测，2030年将是我国缺水高峰期，仅农业缺水将达到400亿m3，因工业发展、人口增加缺水量将达到180亿m3，全国缺水量将高达600余亿m3。届时我国每年人均水资源仅为1760m3，接近1700m3临界贫水水平。
稻作至所以成为我国各行各业用水第一大户，习惯性淹灌是主要原因。淹灌是中国稻作技术的水分管理传统方式，并视为水稻高产的基本措施。据研究，不计大气降雨，南方稻田每公顷灌溉用水约7500m3，北方灌溉用水需15000m3。南方稻田复种指数高，按每公顷稻田需水量1.2×104m3计，全国现有稻田2880×104ha(4.32亿亩)，其中约有666.7×104ha稻田虽具备发展稻作的灌溉系统，但因水源不足难以保收，实际有灌溉稻田约2213.3万ha。中国每年这部分灌溉稻田耗水量2656亿m3(以平均每亩稻田耗水1200m3计)，约占全国年用水量的(4987亿m3)的53.3％，即我国每年种稻消耗一半的淡水资源。再加上工程和非工程的损失，每吨水的生产效率甚低，仅为0.6-0.8公斤/m3，相当于“吨水斤粮”。
2、当今稻作技术的弊端之二:化肥农药高投入。
化肥农药对稳定与提高我国稻作单位面积产量作用突出。但自上世纪70年代以来，提高稻作越来越依赖化肥农药，种植有机绿肥，堆制与施用农家肥，以及建立在合理密植与水浆管理基础上的综合防治植保技术渐被忽视，为求高产奢侈施用化肥，无序施用农药的陋习已视正常。中国化肥农药施用量居高不下，与国际化肥农药施用水平相比，化肥用量比联合国粮农组织认定单位面积化肥安全用量超标40％。各种农药平均每公顷施用9900g，约含各类有效成分3000g，长三角发达地区稻作用药量每公顷达13110g，为欧洲、美洲国家用药量的2～3倍。
此外，稻作劳力投入成本也愈来愈高，据2005年资料，稻作产量每亩450公斤计生产成本为454.8元，其中40％为劳务投入，30％为化肥农药投入。
3、当今稻作技术的弊端之三:对环境高污染。
稻作对环境污染是多层次的，水稻可谓农业立体污染的模式植物。第一，稻田是温室气体CH4与N2O的主要释放源；第二，过剩农化物质残留土壤，威胁稻米质量安全，而且破坏土壤农业生产力；第三，污染周边水域，引发水质富营养化；第四，循环影响，恶化稻米产地生态环境质量。
据环境生态学研究，中国农业生产每年向周边环境流失纯N约2000万吨，农药约430万吨，不仅每年直接损失200～250亿元，而且严重污染环境。首先是污染淡水资源，中国407个监测站对92100km江河的观察研究，已有49.7％的河段被污染。湖泊亦因受污染，湖水富营养化严重，太湖、滇池、巢湖等湖水平均含N量达到3～5mg·L-1，平均含P2O5量达到0.1～0.35mg·L-1，生物多样化受到严重破坏，水质腥臭，养殖业下降，近年民间流传“60年代淘米洗菜，70年代洗衣灌溉，80年代鱼虾绝代，90年代身心伤害”，这是太湖30年间被污染的痛心写照。
发明内容
为缓解当今稻作技术弊端的不良影响，维护稻作生产在我国粮食安全体系中的地位，稻作技术必须革新。首先是技术理念的创新，21世纪稻作创新技术不仅承担我国粮食安全，同时还要承担资源安全少耗水，生态安全少污染的任务。
本发明是一种适用于灌溉稻田的“麦作式”水稻高产湿种法，该发明以高(稳)产为核心，辅以节水与养地为目标的创新技术(图1)。
本发明的具体操作 第一步肥稻轮作——冬季播种绿肥，用地养地相结合。
以浙江省为例，于9月下旬，每公顷撒施豆科绿肥紫云英种子15～22.5公斤，越冬前清理水沟，以保田面不积水，翌年开春每公顷施用过磷酸钙150-200公斤，以期“以磷增氮”效果，四月中旬营养生长最旺、生物产量最高的初花期翻耕下土，每公顷施用生石灰300公斤。紫云英每公顷鲜重一般可达45000～48000公斤，风干重约13000～14000公斤，折算每公顷生产225公斤N，45公斤P2O5和180公K2O。
以超级杂交稻一般亩产生物产量21.0～24.0t·ha-1(1400～1600KG/亩)计，一季从土壤中吸取(即生物需肥量)大约为200～400kgN、P2O5 90kg、K2O 135kg。生产45000kg·ha-1紫云英鲜草的NPK产量在理论上基本可满足一季超级稻需肥。但有机绿肥的营养元素缓慢释放，尚需及时调节性补充施用化肥，据近年数点试验结果，本旱作法提倡，在播种后7～10天约3叶期每公顷补充断奶肥尿素150公斤，播种20～25天大约5-7叶期，每公顷补充施用225公斤尿素、300公斤氯化钾、225公斤过磷酸钙。绿肥生长势好，产量高者基本不再施用穗肥、粒肥，依靠绿肥肥效缓释效应，保证水稻生育中后期不缺肥。
第二步作畦直播——提高工效，降低劳务成本。
水稻直播技术关键点保全苗、防草害与控倒伏等三技术要求。
△保全苗 确定安全播种期据记录，播种后7天日平均温度稳定在17～18℃，积温达120℃。
确定适宜用种量本发明确定水稻杂交稻组合每亩用种量1～1.25公斤，水稻常规稻品种用种量3公斤。以千粒重25克，发芽率85％，成苗率50～60％计，杂交稻每亩成苗17000～23000苗，常规稻每亩成苗51000～62000苗。
Δ提高播种质量浸种前晒种，盐水(比重1.13)选种，洗涤后催芽，芽谷播种，防雀、防鼠，浅水作畦(畦宽丈，沟宽尺)，畦面平整，每畦定量撒播或条播。
Δ除草防倒两次除草法。将杂草防范于萌芽期与初苗期，播种后3～5天施用本发明者研制的‘谷草败’(市售农药，19.5％丁草胺·多效唑)，每亩200克，主除稗草、莎草与千金子等杂草，并有矮壮稻苗增加低节位分蘖效果。秧苗2～3叶期取10％卞磺隆每亩20克+30％杀草丹乳剂200毫升拌断奶费撒施，并保浅水3～4天。
第三步节制用水——推行创新稻作灌溉制度。
灌溉稻田湿种法是在有稳定的灌溉水源条件下的非工程的主动节水技术，不同于‘三北’稻区因缺水为保稻作面积与单产推广水稻旱作的被动节水技术。其基本准则是节制灌溉用水，尽可能利用大气降雨；适度限量灌溉，但不限制生理需水；除施肥用药灌薄水层外，全生育期不建立水层。具体操作是按生育期构建的创新灌溉制度 “湿土播种”绿肥紫云英盛花前灌水翻耕，加速有机肥均匀分解。田水不排留至播种前起沟作畦，播种前排干田面水，湿土播种(条播或撒播)，并防鼠雀危害力保全苗。第一次除草剂—谷草败。
“浅水护苗”待到2～3叶期，第二次施用除草剂，需浅水护苗，并施断奶肥，促进早发。
“旱管培根”苗期沟水日渐减少，但土壤仍保持湿润，>70％土壤饱和持水量，稻株叶片早晨“吐水”正常。如遇高温高燥天气，早晨叶片“吐水”异常，即时补水进沟。以期营造根系生长的良好土壤环境。
“沟水育穗”幼穗分化阶段沟水不断，可保持畦面湿润无水层。以期保证水稻一生中的水分敏感期不因缺水而受胁迫，又能保证土壤水气平衡，利于根系生长。
“干湿防衰”齐穗—成熟期及时灌沟水，自然落干，反复进行，切忌断水过早，以期稻株青干黄熟，挺拔不倒。
图1为本发明的技术框架示意图，主要表示湿种旱管、节制用水的创新灌溉制度 具体实施 实施例1 2006年，浙江省临安市於潜良种场。
品种杂交稻国稻6号；面积86.5亩。
2005年9月28日播种紫云英1公斤/亩，留紫云英1/3生长量，2006年4月25日翻耕泡水直至5月25日。
5月28日灌水100吨(亩)翻耕土地整畦(丈畦尺沟)畦面平整。盐水选种，浸种催芽。6月1日按时定量湿土(田面无水沟有水)播种，6月4日每亩施用谷草败200克，6月12日施用卞磺隆20克与200毫升杀草丹，第一次施肥10公斤/亩尿素，第二次施肥在6月25日，尿素15公斤/亩，过磷酸钙15公斤/亩，氯化钾20公斤/亩。用水按新灌溉制度“湿土播种，旱管培根，沟水育穗，干湿防衰”。9月5日齐穗，10月10日收割。
表1 表明该发明的产量结构、产量效果、除草效果与增收效果。
表1 2006年灌溉稻田‘麦作式’水稻高产湿种法 浙江·临安 杂交组合国稻6号
实施例2 2007年，浙江省嵊州市甘霖镇孔村。
品种杂交稻中浙优1号；面积56.3亩。
2006年9月29日播种紫云英1.2公斤/亩，2007年4月30日灌水100吨/亩，耕翻割除2/3的鲜草籽，5月25日整地作畦“畦宽丈沟宽尺”，5月26日按畦定量播种，播后3叶期查基本苗1.85万/亩。
种子播前盐水(比重1.13)选种，‘浸种灵’浸种，每亩种子用量1.2公斤，芽谷播种。
播后3天第一次施除草剂‘谷草败’200克/亩，3叶期配合施断奶肥每亩10公斤尿素，第二次施用卞磺隆20克/亩+杀草丹200毫升/亩，用浅水闷死杂草。
施肥播种25天施用促孽肥，每亩15公斤尿素，15公斤过磷酸钙，20公斤氯化钾。
用水按“湿土播种，旱管培根、沟水育穗，，干湿防衰”节制用水的新灌溉制度用水。9月6日齐穗，10月12日收获。
表2 表明产量结构、产量效果、除草效果、效益等。
表2 2007年灌溉稻田‘麦作式’水稻高产湿种法 浙江·嵊州 杂交组合中浙优1号
实施例3 2005年，浙江·富阳·中国水稻研究所试验区。
品种杂交水稻中浙优1号；面积24亩。
2004年9月30日播种紫云英1.2公斤/亩，留紫云英1/3生长量，2005年4月23日翻耕泡水直至5月25日。用灌溉水100吨/亩。
5月28日浅水翻耕土地整畦(丈畦尺沟)畦面平整。盐水选种，浸种催芽。6月2日按时定量湿土(田面无水沟有水)播种，6月5日每亩施用谷草败200克，6月15日施用卞磺隆20克与200毫升杀草丹，第一次施断奶肥10公斤/亩尿素，第二次施分蘖肥在6月25日，尿素15公斤/亩，过磷酸钙15公斤/亩，氯化钾20公斤/亩。水浆管理按新灌溉制度“湿土播种，旱管培根，沟水育穗，干湿防衰”。9月5日齐穗，10月10日收割。
表3 表明该发明的小面积产量结构、增产效果、除草效果与增收效果。 表3 2005年 灌溉稻田‘麦作式’水稻高产湿种法 实验例 中国水稻研究所试验区 杂交组合中浙优1号
*对照田块传统稻作，淹灌、移栽。
**7.42元/亩，系产量幅度降低5.3公斤/亩的价值。
权利要求
灌溉稻田‘麦作式’水稻高产湿种法，其特征在于包括以下步骤与技术构成
1)肥稻轮作，养地用地结合，生物修复土壤肥力；
2)水耕作畦(畦宽丈，沟宽尺)，盐水选种，芽谷按畦定量播种，‘谷草败’除草剂，除草防倒；
3)湿种旱管创新灌溉制度，按生育期水浆管理“湿土播种，旱管培根，沟水育穗，干湿防衰”，在满足水稻生理需水前提下的节制用水。技术基本原则节制灌溉用水，尽可能利用大气降雨；适时限量灌溉，但不限制生理需水(以水稻叶片吐水为指标)；除施肥施药灌溉成水层外，全生育期不建立水层(沟水不断，不建水层，土壤湿润)。
全文摘要
水稻是我国主要粮食作物，稻作为我国第一农事，但也是我国用水第一大户，其每年耗用水量占全国年淡水资源用水量一半，且利用率低，“斤粮吨水”。自上世纪70年代以来，为追求高产，奢侈无序施用化肥农药使稻作已成农业面源污染的典型。为粮食安全与生态安全，稻作必须改革。以改革稻作技术为目标，发明“灌溉稻田‘麦作式’水稻高产湿种法”，本发明包括①以肥稻轮作为基础，用地养地相结合的土壤肥力生物修复技术；②以保苗、除草、防倒技术为基础的直播技术；③以保障水稻生理需水为基础，节制用水的稻作新灌溉制度“湿土播种，旱管培根，沟水育穗，干湿防衰”。具体效果节本10％；节水40％；稳产500公斤/亩，及其他生态效益。
文档编号A01G16/00GK101375664SQ200810086350
公开日2009年3月4日 申请日期2008年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者陶龙兴, 熹 王, 谈惠娟 申请人:中国水稻研究所