水稻精确定量栽培技术应用及田间杂草综合防控措施研究
作者: 张玉琢 张丹丹 郭云 纪艳波 刘春香
水稻作为我国重要的粮食作物之一,其生产效率和产量对于保障粮食安全、促进农业可持续发展具有重要意义。然而,在传统的水稻栽培过程中,由于施肥、灌溉和播种等环节的不精确性,往往导致资源利用效率低下,同时影响了水稻的产量和品质。近年来,随着农业科技的不断进步,水稻精确定量栽培技术应运而生,通过精准管理田间各项生产要素,有效提高了水稻的生产效率和资源利用效率。然而,在水稻生产过程中,田间杂草一直是一个难以忽视的问题。杂草不仅与水稻竞争养分和水分,还可能成为病虫害的传播途径,严重影响水稻的生长和产量。因此,综合防控田间杂草,成为提高水稻生产效益和保障粮食安全的重要措施。
一、水稻精确定量栽培技术
1、精确定量栽培技术的定义与原理
水稻精确定量栽培技术是一种基于现代农业科技,通过精确控制水稻生长过程中的各种生产要素,如施肥量、灌溉量、播种密度等,以实现水稻高产、优质、高效生产的栽培技术。其核心原理在于根据水稻的生长需求和土壤条件,科学合理地确定各项生产要素的最佳投入量,从而达到优化资源配置、提高生产效率的目的。
2、水稻精确定量关键技术与操作要点
(1)水稻播种精确定量技术
播种环节的精确定量技术是水稻生产中的关键一步,不仅关乎水稻的初期生长,还直接影响最终的产量。这一技术要求我们根据土壤条件、气候条件、水稻品种特性以及预期的产量目标等多重因素,进行精确的播种量计算,并选择最为适宜的播种方式和时期。①种子处理与选择:在进行精确定量播种之前,种子的筛选与处理工作至关重要。应选择适应当地生态环境、抗病抗虫能力强、产量稳定在每亩600—800kg之间的水稻品种。为了进一步提高种子的发芽率和抗逆性,还需要对种子进行一系列的预处理工作,如晾晒2—3天以降低种子水分含量,浸种12—24小时以促进种子吸水,以及使用适量的消毒剂进行种子表面的病菌杀灭。②播种量与播种方式:播种量的确定是一个综合考虑的过程,需要根据土壤肥力、水分状况、气候条件、水稻品种的生长习性以及预期的产量目标等多重因素来做出决策。在土壤肥力较高、水分充足、气候条件适宜的情况下,可以适当减少播种量,每亩控制在10—12kg为宜;而在土壤肥力较低、水分不足或气候条件较差的情况下,则需要适当增加播种量,每亩可增至15—18kg。同时,播种方式的选择也对水稻的生长和产量有着至关重要的影响。常见的播种方式有条播、撒播和点播等。条播适用于机械化作业,行距和株距可精确控制,每亩播种行数可控制在20—25行;撒播则更为简单快捷,但种子分布可能不太均匀,需要注意调整撒播的密度;点播则适用于小面积或精细化管理的情况,每穴播种粒数可控制在3—5粒。具体选择哪种播种方式,我们需要根据实际情况和预期的管理水平来做出决定。
(2)水稻精准施肥技术
精准施肥技术是实现水稻精确定量栽培的基础。根据水稻的生长阶段、土壤养分状况以及气候条件等因素,科学合理地确定施肥量、施肥时期、施肥方式以及施肥种类。通过精准施肥,可以满足水稻不同生长阶段对养分的需求,提高肥料利用效率,减少养分流失和环境污染,从而实现水稻生产的高效与可持续发展。
在施肥种类的选择上,应根据土壤测试结果和水稻的养分需求来确定。水稻生长过程中需要的主要养分包括氮、磷、钾等。氮肥可以促进水稻的生长和叶片的繁茂,常用的氮肥有尿素、硫酸铵等;磷肥可以促进根系的发育和籽粒的饱满,常用的磷肥有过磷酸钙、磷矿粉等;钾肥则可以增强水稻的抗逆性和品质,常用的钾肥有氯化钾、硫酸钾等。具体用法用量,要根据水稻的生长阶段和土壤养分状况来调整。在水稻的生长初期,主要需要氮肥来促进植株的生长和叶片的发育,此时每亩可以适量施用20—30kg的尿素或硫酸铵等氮肥;在水稻的生长中期,需要适量增加磷肥的施用,以促进根系的发育和籽粒的形成,此时每亩可以施用30—40kg的过磷酸钙或磷矿粉等磷肥;在水稻的生长后期,主要需要钾肥来增强植株的抗逆性和提高品质,此时每亩可以施用10—15kg的氯化钾或硫酸钾等钾肥。同时,施肥时期的选择也非常重要。应在水稻生长旺盛期进行施肥,以保证养分的充分供应。具体的施肥时期可以根据当地的气候条件和水稻生长情况来确定,例如在水稻分蘖期、拔节期和孕穗期等关键生长时期进行施肥。
(3)水稻精准灌溉技术
精准灌溉技术是实现水稻节水高产的关键。根据水稻的生长发育阶段、土壤水分状况以及气候条件等因素,精确控制灌溉水量和灌溉时间。通过精准灌溉,可以确保水稻在生长过程中获得适量的水分,既满足其生长需求,又不过度浪费,从而提高水分利用效率,减少水资源浪费,实现水稻生产的可持续发展。在具体实施时,精准灌溉技术需要根据水稻的不同生长发育阶段来调整灌溉水量。例如,在水稻的苗期,由于植株较小,需水量相对较少。因此,每亩灌溉水量可以控制在20—30m3;而在水稻的拔节期和孕穗期,由于植株生长旺盛,需水量较大,此时每亩灌溉水量需要增加到40—50m3,以确保水稻获得充足的水分支持其生长和发育。同时,应掌握合理的灌溉时间。在水稻需水关键期进行灌溉,如早晨或傍晚,可以减少水分的蒸发损失,提高灌溉效率。具体的灌溉时间还需要根据当地的气候条件和水稻生长情况来确定,以确保灌溉效果的最佳化。
二、水稻田间杂草的种类与危害
1、水稻主要杂草种类及其生物学特性
在水稻田间,杂草的种类繁多,它们具有不同的生物学特性,对水稻生长的影响也各不相同。以下是一些主要的杂草种类及其生物学特性。稗草:稗草是水稻田中最常见的杂草之一,它具有较强的生长能力和繁殖能力。稗草的根系发达,能够深入土壤吸收养分和水分,同时其叶片茂密,能够遮挡阳光,影响水稻的光合作用。千金子:千金子是一种一年生草本植物,其种子具有休眠特性,可以在土壤中存活多年。千金子的生长速度快,能够迅速占领稻田空间,与水稻竞争养分和水分。异型莎草:异型莎草是一种多年生杂草,其根系庞大,能够深入土壤吸收养分。同时,异型莎草的叶片细长,能够遮挡阳光,影响水稻的生长。
2、杂草对水稻生长的影响
杂草对水稻生长的影响是多方面的,它们通过竞争养分和水分、遮阴影响光合作用、传播病虫害等方式,严重影响水稻的产量和品质。杂草会与水稻竞争土壤中的氮、磷、钾等关键养分,以及生长所需的水分,导致水稻植株生长不良,产量下降约10%—30%。同时,杂草的茂密生长会遮挡阳光,影响水稻叶片的光合作用,降低水稻的光合产物积累,进而影响稻谷的品质和产量,造成品质下降约5%—15%,产量损失可达15%—25%。此外,杂草还常常成为病虫害的滋生地和传播者,加重水稻的病虫害发生程度,进一步威胁水稻的健康生长和产量稳定。因此,有效防控杂草是保障水稻高产、优质生产的重要措施之一。
(1)竞争养分和水分
杂草具有强大的根系和茂密的叶片,能够迅速吸收土壤中的养分和水分。具体来说,杂草的根系可以深入土壤20—30cm左右,与水稻争夺土壤中的氮、磷、钾等关键养分。同时,杂草的叶片茂密,蒸腾作用强烈,大量消耗土壤中的水分。导致水稻在生长过程中无法获得足够的养分和水分,其养分吸收量可能减少20%—40%,水分吸收量下降15%—30%,从而影响其正常生长和发育,造成生长迟缓、植株矮小、叶片黄化等现象。
(2)遮阴影响光合作用
杂草的叶片茂密,能够遮挡阳光,导致水稻叶片受光面积减少30%—50%,进而无法进行正常的光合作用。光合作用是水稻生长过程中最重要的生理过程之一,它能够将光能转化为化学能,为水稻提供生长所需的能量,并合成有机物。因此,杂草的遮阴作用严重削弱了水稻的光合作用强度,降低了光合产物的积累,进而影响水稻的正常生长和发育,造成生长迟缓、植株细弱、叶片黄化等症状,最终导致水稻产量下降10%—25%,品质降低5%—15%。
(3)传播病虫害
杂草是病虫害的重要传播途径。如稻飞虱、稻纵卷叶螟等,常在杂草上寄生或繁殖,这些病虫害通过风、雨等方式传播到水稻上,导致水稻病虫害的大面积发生和迅速蔓延。这不仅影响水稻的生长和产量,可能造成产量损失20%—30%,降低水稻的品质和市场价值。因此,有效防控杂草,阻断病虫害的传播途径,对于保障水稻健康生长和提高产量品质具有重要意义。
三、田间杂草的综合防控措施
1、农业防控策略
农业防控策略是通过调整田间管理措施来减少杂草的生长机会,从而达到控制杂草的目的。具体措施包括。
(1)轮作与间作制度
通过轮作和间作制度,可以有效地改变田间生态环境,破坏杂草的生长周期,从而减少杂草的生长量,降低杂草覆盖率可达30%—50%。例如,在水稻田中轮作或间作其他作物,如豆类、绿肥等,这些作物通过与杂草竞争养分、水分和光照等资源,可以显著抑制杂草的生长,使其生长量减少40%—60%。同时,轮作和间作制度还能增加土壤有机质的含量,改善土壤结构,进一步提高水稻的抗杂草能力,为水稻生长创造更加有利的生态环境。
(2)深耕与土壤管理
深耕可以改变土壤结构,破坏杂草的根系,使其根系分布深度减少20%—30%,从而减少杂草的生长量,降低杂草密度可达40%—50%。同时,合理的土壤管理,如科学施肥、适时灌溉等,可以显著改善土壤肥力,提高水稻的养分吸收能力和竞争力,使水稻植株生长更加健壮,叶片茂盛,进一步抑制杂草的生长。通过深耕与土壤管理的综合应用,可以有效控制杂草危害,为水稻生长创造更加有利的土壤环境。
2、生物防控方法
生物防控方法是利用生物间的相互作用关系来控制杂草的生长。具体方法包括。
(1)利用天敌与竞争植物
利用天敌与竞争植物是控制杂草生长的有效方法之一。例如,鸭子等,可以取食杂草的叶片或根系,从而减少杂草的生长量,降低其生物量可达20%—40%。同时,种植与杂草具有竞争关系的植物,如禾本科的牧草,可以与杂草争夺养分、水分和光照等资源,抑制杂草的生长,使其生长面积减少30%—50%。通过合理利用这些天敌和竞争植物,可以有效地控制杂草的生长,为水稻生长创造更加有利的生态环境。
(2)生物制剂的应用
生物制剂的应用是控制杂草生长的另一种有效方法。例如,微生物制剂中的某些细菌菌株,如枯草芽孢杆菌、假单胞菌等,以及植物提取物中的活性成分,如黄酮类、生物碱等,对杂草具有选择性的抑制作用,可以有效减少杂草的生长量,而对水稻生长影响较小,保证水稻的正常生长和发育。通过使用这些生物制剂,可以实现杂草的绿色防控,减少化学除草剂的使用,降低环境污染风险。
3、化学防控技术
化学防控技术是利用化学药剂来控制杂草的生长。虽然化学药剂对杂草的控制效果较为显著,但可能对环境和水稻生长造成一定的影响。因此,在使用化学药剂时需要注意以下几点:除草剂的选择与使用是杂草防控策略中的重要环节。在选择除草剂时,必须充分考虑杂草的种类、生长阶段以及田间生态环境等因素,以确保选择到最合适的除草剂。例如,对于禾本科杂草,可以选择使用禾草灵,其有效成分为禾草灵酸,每亩用量为50—70g,兑水30—40kg进行喷雾;而对于阔叶杂草,则可以使用草甘膦,其有效成分为草甘膦酸,每亩用量为80—100g,同样兑水30—40kg进行喷雾。在使用除草剂时,必须严格按照相关的使用方法和剂量进行,以确保其有效性和安全性。除草剂的使用应在杂草生长旺盛期进行,此时杂草对药剂的吸收和传导能力最强,防控效果最好。同时,要注意除草剂的喷洒要均匀,避免漏喷或重喷现象的发生。
四、水稻精确定量栽培与杂草综合防控的整合策略
水稻精确定量栽培技术与田间杂草综合防控措施的整合,是实现水稻高产、优质、高效生产的关键。具体措施包括:栽培技术与除草技术的协同,即在水稻生长的不同阶段,结合精确定量栽培技术,调整除草策略。例如,初期采用深耕(深度20—25cm)和轮作,减少杂草种子密度约30%;中期结合精准施肥(每亩施氮量减少10%,增施磷钾肥)和灌溉,优化稻田生态环境,抑制杂草生长量达40%。同时,利用精准播种与移栽技术,通过密植(每亩增加基本苗10%)和合理株行距配置(株行距调整为15×30cm),使水稻迅速占据生长优势,减少杂草生长空间约50%。此外,根据杂草生长规律和水稻生长周期,制定时序计划,在水稻生长关键时期加强监测和防控,结合气象条件灵活调整除草作业时间,提高除草效果,减少化学除草剂使用20%。并优先采用生物防控措施,当生物措施不足时,合理选择化学除草剂,精准施药,确保除草效果,降低对水稻和环境的负面影响。
综上,本研究深入探讨了水稻精确定量栽培技术的田间应用及其效果,并对田间杂草的种类与危害进行了全面分析,提出了综合防控措施。研究结果表明,水稻精确定量栽培技术通过精准控制生产要素投入,优化了水稻的生长环境,显著提高了水稻的产量和品质。同时,该技术还实现了节本增效,减少了养分流失和水资源浪费,对推动水稻生产的可持续发展具有重要意义。然而,田间杂草对水稻生长的影响不容忽视。杂草通过竞争养分和水分、遮阴影响光合作用、传播病虫害等方式,严重影响水稻的产量和品质。因此,必须采取有效的综合防控措施来控制杂草的生长和蔓延。
(作者单位:024500内蒙古赤峰市翁牛特旗农牧局;131500吉林省长岭县农业综合行政执法大队;015200内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县农牧和科技局;151822黑龙江省哈尔滨市巴彦县镇东乡人民政府;130400吉林省长春市榆树市正阳街道综合服务中心)