稻糠在水稻种植中的实用性

作者：周建群 单位： 湖南省农业科学院科技情报研究所

稻糠是指稻谷碾成米后剩下的副产品,包括谷壳、碎米和糙米皮。主要成分有粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和矿物质,氮、磷、钾、钙、镁等养分含量较丰富。与其它糟糠类相比,稻糠的粗蛋白和糖质含量比较平衡。稻糠是菜蔬腌渍、家畜饲料、榨油和堆肥发酵促进剂的重要原料。20世纪末至21世纪初,日本将稻糠用于水稻栽培中,扩展了稻糠的原料角色,也使水稻栽培技术和耕作制度发生了根本性变化,进而使日本的“稻糠稻作制”深受水稻生产界的瞩目。日本的大量试验和国内的一些试验都一致验证了稻糠具有除草、增肥和增产的效果。

1稻糠的除草作用

1.1除草原理

1.1.1水田施用稻糠可造成强还原反应,阻碍草籽萌发和草根生长宋庆乃等人认为,稻糠撒施到水田表层,糠质易被微生物分解,在7d左右时间内产生大量的二氧化碳和消耗大量的氧气,从而使田面进入强还原状态。二氧化碳的增多可阻碍杂草发根以及生长发育,氧气的极度减少可阻碍草籽的萌发,因而使杂草受到严重抑制或窒息而死。

1.1.2施用稻糠产生的低级有机酸醋酸、丙酸等可抑制杂草发芽生根宋庆乃等人在总结分析日本许多试验结果后指出,稻糠产生的低级有机酸,如醋酸(OH3COOH)、丙酸(CH3-CH2COOH)、丁酸(CH3CH2CH2COOH)缬草脂酸(CH3CH2CH2CH2COOH)、乳酸(CH3CHOHCOOH)等对田面0～2cm以内的杂草有明显的毒害作用。张明亮等通过研究也认为,施用稻糠产生的低级有机酸可抑制杂草发芽生根,并具有烧伤根尖、心叶等作用。另外,稻糠内的有机酸和微生物分解时产生的色素、原料的组织成分与土壤胶体结合及浮游物等,可使田面水浑浊,透明度差,使杂草的光合作用受阻。

1.1.3施用稻糠所产生的气体有明显的除草作用宋庆乃等人认为,稻糠的糖质分解物乙烯(C2H4)能抑制杂草的根、茎和侧芽的生长,粗蛋白分解物硫化氢(H2S)能降低杂草根对水和肥料的吸收力。此外,在稻糠分解过程中产生的二氧化碳(CO2)和氨(NH3)也具有抑草作用。

1.1.4水田施稻糠后表面产生粘软稀泥层,也不利于杂草的萌发据张明亮等人的调查,浅耕的水田表面施入稻糠,可使水田浅层(3～5cm)在一定的期间内保持还原层在上,氧化层在下的层位特点,使水田表面产生粘软的稀泥层,在一定程度上抑制了杂草的萌发。

1.2除草效果日本冈山农场的试验结果指出,按100～200g/m2的用量撒施稻糠时,残存的杂草量能减少到10%以下;酵素世界社岛本邦彦经过10a的研究认为,稻糠除草可收到70%以上的除草效果。我国江苏省淮安市高新科技示范园区对比了化学除草和稻糠除草的效果,18%精克草星的防效达95%,撒施稻糠200g/m2,防效达到90.3%。江苏省赣榆县植物保护站和农技中心2005～2006年连续两年采用稻糠不同使用量并在保持水层条件下进行防除稻田杂草的试验,结果表明:随着稻糠用量的增加,除草效果提高,稻糠处理可以达到与化学除草相近的除草增产效果,移栽后5d施用稻糠200g/m控草有效时间约20d,除草效果可达50%以上。黑龙江省农科院水稻研究所2002～2003年的试验,表现出试验结果的一致性,从除草调查结果看,以稻糠200g/m2一次处理效果最佳,稗草除草率达95.5%,阔叶草除草率达84.9%,综合防效达到90.9%;其次为200g/m2二次施入的处理,稗草除草率76.2%,阔叶草除草率69.7%,综合防效71.4%。2003年进行的示范结果表明,除草效果达90%以上。中国水稻研究所2003年和2004年两年在试验基地(富阳皇天畈)进行的试验显示,在杂草高峰期田间调查杂草的干物质数据表明,稻田施用稻糠能显著减少田间杂草发生,在水稻齐穗期,施糠量超过100g/m2的小区田间稻株基部基本没有杂草生长。所有的试验都说明,稻田施用稻糠确有防除杂草的作用,而且效果十分明显,其中大多试验表明,以施用稻糠200g/m2的防除杂草效果最佳。

2稻糠的增肥作用

2.1稻糠本身是一种重要的有机肥宋庆乃等人和赵志彬等人认为,稻糠含有大量淀粉和粗蛋白,其中淀粉溶入稻田,可立即为微生物所吸收,能促进稻田水土微生物活性,并经过微生物作用产生大量可供水稻直接吸收利用的营养物质,转变水稻根系边际的磷酸盐为可吸收的可溶性物质;粗蛋白中优质可消化的纯蛋白也相当丰富。另外,还含有热量很高的脂肪及数量可观的维生素和营养元素,尤其是磷酸类物质,是水稻也是微生物所必需的养分,而且磷酸之多优于个别有机肥。

2.2将稻糠制成发酵肥或杂合肥,能更好地发挥稻糠的肥效据日本秋田小町生产者协会研究,对生稻糠进行发酵,1000m2水田只施30～60kg稻糠发酵肥做基肥,可满足水稻全年肥料需求。1998年,薄上秀男以30g/m2的发酵肥作基肥和50～110g/m2作追肥,有效抵御了7月～9月上旬70余天的低温多雨寡照天气的不良影响,获得了色美味香和不亚于常年产量的优质米。稻糠杂合肥是一种由稻糠和各种有机物经发酵堆制而成的农家自给肥,广义上也属发酵肥。日本《现代农业》刊物上报道了日本农户经数年时间用稻糠杂合肥改造低产田为高产田的事迹。而且,肥料的使用费用仅为此前的三分之一。我国湖南省湘乡市农业局赵志彬等人也在改进日本稻糠施用技术的基础上,研究出新的稻糠杂合肥配方,2002年在早、晚稻和一季晚稻上进行了小区试验,结果表明,稻糠杂合肥成本低,增肥作用明显。

3稻糠的增产作用

大多试验都表明,稻田施用稻糠后,杂草受到控制,杂草数量减少,土壤中的养分被水稻充分吸收,从而使每穗粒数、结实率和千粒重都有所提高。另一方面,稻糠自身的各种成分和腐熟后都可作为肥料供水稻吸收利用,有利于促进水稻生长发育和有效分蘖的形成。所以稻糠能增加水稻的产量。左远志于2002年施用稻糠200g/m2的试验结果为增产8.9%,2003年试验结果为增产25.4%,两年平均增产17.2%;2003年大面积示范的结果为增产12.2%。四川省的樊均长等人于2002年在西昌市良种场进行的试验中,在追肥量减少37.5kg/hm2的条件下,施稻糠各处理均比常规栽培增产,其中以施稻糠1500kg/hm2处理的产量最高,比对照增产1.16%～5.05%。2003年采用SR(I强化栽培)与稻糠稻作配合处理,其产量均比对照(常规栽培)增产,产量增加1.25～1.53t/hm2,增产幅度达14.53%～14.74%。江苏省淮安市高新科技示范园区顾大路等人于2004年进行的试验示范结果表明,施用稻糠均有增加水稻产量的效果,其中施用稻糠200g/m2的处理,增产最多,为14.81%;分蘖增加5.42%;有效分蘖数增加7.08%。

4稻糠用于水稻栽培的效益

4.1生态环境效益大多试验结果均显示,稻糠用于水稻栽培,可减少化肥和农药的使用,改良土壤结构,培肥地力,减轻化肥、农药对土壤以及地下水的污染,促进土壤根际微生物的活性,同时有利于病虫害天敌的繁殖生存,使稻田形成良性循环体系。稻糠施用于稻田,对生态环境友好、无污染、无残留、无公害,为有机稻米、绿色食品的生产探索出了一条新的技术途径。2003年,我国黑龙江省利用稻糠技术生产的绿色水稻面积已占该省水稻总面积的50%左右,稻糠施用于水稻的栽培技术在桦南、桦川、宝清及部分农场都有一定的应用面积。说明稻糠在无公害、绿色、有机稻米栽培中发挥了极其重要的作用,因此,生态环境效益十分明显。

4.2经济效益稻糠的施用不仅能使水稻增产,还可以部分或全部地取代化肥和农药的施用,节约生产成本,所以经济效益较高。尤其在当前重视稻米卫生品质,大力发展无公害绿色稻米的形势下,经济效益更加显著。左远志的试验、示范结果表明,施用稻糠的除草效果达到90%以上,产量比对照(常规栽培)增加12.2%。与常规技术比较,每公顷节约尿素75kg,节省肥料成本150元;不用任何除草剂,每公顷节约农药成本150元。每公顷稻糠用量2000kg,增加成本l200元,合计总成本只增加900元。水稻每公顷产量8248.5kg,绿色稻谷以每千克增值0.2元计算,增值l650元,减去总成本900元,合计每公顷增收750元。

5展望

日本对于稻糠在水稻栽培中的应用获得了许多成功的经验,近年来,各地农户掀起了稻糠用于水稻栽培的高潮。我国很多省份和地区也都开展了相关的研究与示范,并获得了较好的效果。从已有的报道来看,稻糠的施用量以200g/m2的效果最佳,对杂草的防效和对产量的增加均最为显著。稻糠在水稻栽培中的利用,为无公害、绿色、有机栽培和改善生态环境寻找到了一条新的最廉价的有效途径,因此,其利用前景将不可估量。我国由于受传统栽培方式的影响,稻糠在水稻栽培中的利用目前还处于小面积试验和示范阶段,只在东北的一些地区有一定的应用面积,尚未进入大面积推广应用阶段。为了科学地应用该项技术,笔者认为至少在以下6个方面值得进一步研究。(1)不同温度、土壤类型条件下对稻糠的分解速度和分解产物的影响;(2)不同种类和品种的稻糠在除草、增肥和增产上的差异;(3)最佳用量稻糠对米质的影响大小和作用机理;(4)施用稻糠对土壤结构和土壤环境的影响;(5)稻糠与其它有机无机肥配合施用技术;(6)不同栽培和耕作方式条件下稻糠的配套施用技术。