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台湾有机水稻栽培技术
  现代化农业生产模式能够促进粮食的增产,六十余年来农作物产量倍增,然而大量使用合成性农药与化学肥料,造成水土大气污染,温室气体浓度增加,地表气温攀升,大气变迁,臭氧层破坏及物种骤减。
  有机农业尊崇土壤、水、日光及大气资源,注重地表自然资源的运行、利用及保育,强调不使用合成性农药、化学肥料、抗生素及植物生长药剂等石油制品。
  水稻为台湾最重要的粮食作物,栽培面积最大,耕作技术与栽培品种优良,本文将为大家介绍有机水稻的栽培技术,以供栽培者参考。
  台湾属热带与亚热带气候,高温多湿,平均雨量高达2,000mm,6-9月为多雨季,占全年雨量的80%以上,年最高均温为28℃,最低均温为15℃,灌溉系统完善,耕地面积80余万公顷,适合作物周年栽培。除水稻、甘蔗外,茶叶、菠萝、柑橘、香蕉、洋菇、芦笋等作物,曾是世界上出口的主要地区,各种农作物的栽培技术与栽培品种也相对健全。
  绿色革命(Green Revolution)之后,密集耕作造成土壤疲乏,作物对于病虫盛性增加,病原的抗药性高,天敌数目骤减,地下水位降低,投入资源的回报率降低,植物养分在土壤中严重失衡,硝酸盐污染地下水源,有毒重金属砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)大量累积。土地劣化是引起社会不安的主要原因,危及粮食安全问题。有机农业注重土壤,土壤是陆地生物生活的基础,肥沃的土壤是粮食生产的依赖,有机农业能够改善土壤与植物生长。全世界有40%的耕地严重劣化,11%亚洲耕地已经不适合种植粮食作物。鉴于现代化农业带来对环境的负面冲击,欧美等先进国家提倡发展其他农业(Alterative agriculture),包括低投入(Low-input)、再生(Regenerative)、生物动态(Biodynamic)、有机(Organic)、整体(Holy)、生态(Ecologic)、自然(Natural),其中有机农业(Organic agriculture),被认为最有可能解决现代农业弊端的持续性(Sustainable)。
  1986年台湾地区进行评估,认为自然条件、农业技术及国民收入等符合有机农业发展,并于1987年设立田间观察试验,结果显示在台湾地区发展有机农业可行性高,于是成立计划示范推广并订管理法规。2012年,在农产品生产及验证管理法架构下制定有机农产品认验证制度。2012年10月通过农委会认证的农产品验证机构有13家,验证合格农户2,526户,有机农产品包括稻、蔬菜、果树、茶及其他作物,总计面积5,358公顷,其中以稻及蔬菜占最大部分。

水稻栽培的特性

  水稻在栽培过程中有三分之二的时间呈现保水状态,根部生长在厌气的土壤环境中,但其根茎组织中有通气细胞,空气中的氧气从作物的叶片中进入经过叶鞘、茎到达根部,让根干细胞获得氧气,从而进行正常的呼吸有氧生理代谢作用。水田栽培水稻的生产量高、产量稳定,通过保水既能够很好地控制地上生长的杂草,又能渗透地下补充地下水体、抑制好气性有害微生物的为害活动,而在厌气状态下,多种难分解的化学物则被分解。
  台湾地区雨水丰富,灌溉系统完善,冬季低温时间短,年可栽培水稻二至三作。

作物有机栽培

  有机农业是一种不使用化学肥料与合成性农药的农业生产方式。农作物依靠生物残体、动物排泄物、绿肥及固氮藻类来补充所需要的养分。为防治病虫及杂草为害作物,非药剂的管理方法广泛使用。作物有机栽培的重要原则如下:

  1.适地适作
  阳光充足,没有水与土污染,可灌溉农地均可栽培,栽培初期及幼穗成期时水的需求应充分,近山河谷应选择抗稻热病的品种。台湾春季稻种植时容易遇到寒流天气,应该注意防范分蘖初期的冷空气,而夏季稻的成熟期延至12月,也应注意季节寒风为害。栽培时期选择适合品种相当重要。

  2.轮作与间作
  消除连作障碍及减产,可有效控制杂草与病虫为害,改变作物的方式为水田与旱田,固氮与非固氮,深根性与浅根性的作物的轮作与间作,避免植物养分严重失衡及有害微生物族群的建立。

  3.土壤与肥培管理
  依照土壤性质施用改善土壤物理、化学与物性的资源。台湾地区农田土壤调查显示,阻碍作物产量提高的因素相当多,主要为土壤酸性强,有机质含量低,土壤板结、盐渍化及植物养分元素失衡等问题。
  完善土壤与肥培管理,充分发挥土壤的功能,不但可提供均衡的植物养分元素,让作物健康生长,也可消除病虫为害。适当合理的管理,会使不可再生资源越用越好。 

  4.病虫与杂草管理
  台湾气候高温多湿,有机栽培不使用合成性药剂防治病虫与杂草为害是相当不容易的。病虫与杂草防治,首要是给予作物生长最适当的环境,作物需要的地下部土壤及地上部的阳光、湿度、温度及有益生物都应考虑。健康的植物不但可抵御病虫,也常具有杂草竞争的能力。
  动物性资源如寄生蜂、捕植螨、草蛉、椿象;植物性如苦栋油、大豆油、保护露、植物浸液、精油、皂素;矿物性如硫黄粉、亚磷酸、硅藻土;微生物如苏力菌等;物理性防治是通过设施、敷盖、套袋及灯光诱捕等方式;诱引剂及其他如牛奶、尿素、糖醋液等。

  5.有机副产品的处理、利用
  有机副产品与作物生产量相当,是光合作用产物之一,应该妥善回归利用。堆肥化处理后能够很好的维持与增进土壤得肥力,并可消除顽劣病害的蔓延。当前科技发达,副产品利用多种途径的技术已陆续开发,有机农业生产者应珍惜这些资源并充分利用。

高产有机水稻管理技术

  稻谷的产量构成因素为穗数、每穗粒数、千粒重、结实率,运用栽培管理技术,能够促成水稻生长时期充分发育达成高产。
   土壤与肥培管理,依照土壤性质测定结果推荐施用肥料。养成健康秧苗相当重要,在育苗箱的三要素需要量,每箱约需1.7克的氮(N)、五氧化二磷(P2O5)1.5克,氧化钾(K2O)2.4克。而在本田移植后氮素需求量,一般稉稻,春作为120~150公斤,夏作为100~130公斤,磷与钾的需求量则根据土壤中有效五氧化二磷与氧化钾的土壤速测值决定,一般春作需要磷较高,而夏作则需要钾较高。台湾地区的土壤含磷与钾的量中等,磷素的推荐量为P2O5 40~60公斤/公顷,而钾素为K2O 60~80公斤/公顷。追肥施用时应将田面水排放至约3公分水深,再进行施肥,施肥约2-3天后灌溉。
  酸性土壤常有缺钙、缺镁及缺磷的问题,可以施用硅酸炉渣、白云石灰、石灰石粉加以改善,施用量视酸性强度而异,一般为1.5~3.0吨/公顷。
  水稻移植后需要肥料养分促进生长分蘖,过去化学肥料施用情形下,在粘重的土壤,氮肥的分配量达50%总量,而插秧后30天,需氮肥30%,幼穗形成期再施用25%~20%。
  水田土壤处于极度还原状态,未经堆积发酵的新鲜有机物不可直接施用,以避免水稻根部因缺氧而产生病变,应选择堆积发酵较完全的有机质肥料施用。在有机栽培中,主要以植物残体,动物排泄物或加工残留物为主,这些物质有些直接施用或经堆积发酵腐熟后施用。其施用后需要经过矿化作用才能分解,供作物吸收利用。施用时需要注意其养分元素的释放量与时期,配合水稻的穗数、每穗粒数、千粒重及结实率等构成因素,达成高产。
  有机栽培注重地力培养,由于本省稻田土壤有机质含量普遍偏低,因此提高土壤有机质含量极为重要,其方法:(1)前期作水稻收获时配合斩草作业,将稻秆切成10~15公分,曝晒2-3日,再翻犁入土中。(2)采用豆科作物轮作或低产期作休耕种植绿肥。
  绿肥可节省有机质肥料施用量,但为避免氮肥过多,掩埋绿肥后期水稻氮肥用量,需扣除绿肥所能供给的总氮量的50%~70%。 
  灌排水管理:整地做到平整,方便灌排水处理,并可利用淹水防治杂草发生,整地平整还可确保秧苗成活率,避免造成补植时成本浪费。水田长期保水能够提高磷、硅与氮的有效性,但根部环境厌氧,容易造成铵离子累积,甲烷气体产生及有毒硫化氢,从而为害作物根部生长,因此排水、消除毒害物、阻断水稻继续吸收过量铵肥很有必要。有机栽培必须改变水稻终身均需水、重水的观念,水稻在生活史中除成活期、幼穗形成期及抽穗期对水分需求量较大外,其余时期对水分的需求量较少,应采轮灌方式,尽量保持田间干爽清洁,切忌田面时常积水。依据水稻生育阶段对水分的不同需求而调整灌排水的方法,不但可节省用水量,又能提高养分的吸收及稻根的活性,使作物生育健旺,有增产和改善质量的效果。
  晒田是水稻有机栽培管理过程中,非常重要的工作,其原因包括:
  (1)水稻有机栽培,土壤因长期保水造成过度还原状态,土壤中可能累积有毒物质,不利于水稻生长,晒田则有利于氧化分解。
  (2)晒田可造成土壤中水分不足,促使水稻根系往下扎根,不仅可以有效预防水稻生育后期倒伏,更可充分利用较深层的土壤养分,有利于水稻后续的生长。
  (3)晒田可以造成水稻水分及养分吸收不足,而产生生育短暂停滞现象,有效抑制水稻的无效分蘗及植株过度抽高,并加强植株的硬度,避免水稻生育后期倒伏。 

讨论与结论

  有机水稻栽培摒除化学肥料与合成性农药的施用,而以有机物为资源供应植物营养要素,或保护植物免受病虫侵袭或与杂草竞争。有机物堆肥化成有机质肥料或直接掩埋,都需要矿化作用转换为简单化合物或离子。矿化作用常受有机物本身的质地、碳氮比、表面积、微生物、水分、温度等因素影响,如何适当的施用,供应各生长期养分的吸收需要是个困难的课题,也是达成有机水稻高产最具挑战的难题,只有充分了解施用物质性质、土壤特性与水稻生育生理,配合栽培地的气候条件,才能达到作物高产及保育土壤的效果。
  南通杰斯特生物科技有限公司  顾问 和谐有机农业基金会  董事长 黄山内 博士
 
 
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