周健平，盧 潔，蘭志斌，李德越，陳仁欽，張大刊，陸秋萍，但 雪，李一鳴，，李天嬌，，鄒承武，，何勇強(qiáng)，

(1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院/廣西農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530004；2.廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院/亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530004；3.廣西來(lái)賓市興賓區(qū)植物保護(hù)站，廣西 來(lái)賓 546100；4.廣西多得樂生物科技有限公司，南寧 530006)

【研究意義】水稻是三大主要糧食作物之一，是全世界接近一半人口的主食，也是重要的工業(yè)原料[1]。穩(wěn)定水稻種植面積、提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一[2]。耕地是土地資源利用最重要的形式，擔(dān)負(fù)著保障人民糧食安全的重任[3]。然而自改革開放以來(lái)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)各項(xiàng)政策的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)的土地利用在深度與廣度上均呈現(xiàn)劇烈轉(zhuǎn)型，一方面優(yōu)質(zhì)耕地不斷被占用，土地利用與耕地“紅線”的矛盾日益凸顯[4]；另一方面城鄉(xiāng)建設(shè)快速發(fā)展轉(zhuǎn)型，非農(nóng)建設(shè)用地供應(yīng)極度緊張[5]。如何通過(guò)合理利用土地資源以保障糧食安全，是亟需關(guān)注和解決的主要問題。為了兼顧建設(shè)用地和耕地保護(hù)雙重任務(wù)，我國(guó)從1998年開始貫徹實(shí)施“耕地占補(bǔ)平衡”制度[6]。廣西山多地少，耕地后備資源不足，為了落實(shí)占優(yōu)補(bǔ)優(yōu)，占水田補(bǔ)水田的耕地占補(bǔ)平衡政策，廣西自然資源廳(原國(guó)土資源廳)從2014年開始，在全區(qū)范圍內(nèi)組織實(shí)施旱改水耕地提質(zhì)改造工作，對(duì)旱地采取土地平整和增設(shè)排灌設(shè)施等方式將其升級(jí)改造為水田[7-8]。截至2021年底，廣西共完成旱改水項(xiàng)目940個(gè)，已入庫(kù)新增水田2.70萬(wàn)hm2，可增加糧食產(chǎn)能達(dá)1億kg，實(shí)現(xiàn)藏糧于地、確保耕地占補(bǔ)平衡和保障糧食安全[9]。然而，廣西旱改水工程項(xiàng)目仍然存在土壤質(zhì)地不均一、人造犁底層漏水和灌溉水不穩(wěn)定等問題，部分改造水田未按要求進(jìn)行土壤培肥，缺乏地力培肥措施，耕地質(zhì)量不高，水稻生長(zhǎng)受到不同程度影響[7]。來(lái)賓市是廣西實(shí)施旱改水工作力度較大的地區(qū)之一，2019年共實(shí)施38個(gè)旱改水項(xiàng)目，建設(shè)規(guī)模達(dá)0.58萬(wàn)hm2。2020年5月水稻拔節(jié)期，來(lái)賓市興賓區(qū)約三分之一旱改水新稻田出現(xiàn)不明原因的水稻黃化和稻株生長(zhǎng)緩慢現(xiàn)象。農(nóng)戶采取撒網(wǎng)式噴施殺菌劑、殺蟲劑、防病毒病藥劑及追施速效肥料等，均未能遏制水稻黃化現(xiàn)象，最終導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)減收。同時(shí)，盲目施藥和施肥還增加了農(nóng)田環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。因此，明確旱改水水稻黃化的病因和發(fā)病機(jī)理，對(duì)有效防控旱改水水稻黃化病及為廣西旱改水項(xiàng)目的高效實(shí)施和保障糧食安全具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】在前期的旱改水實(shí)踐中，人們已注意到旱改水對(duì)土壤理化性質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)活度和微生物群落均有一定的影響[10-11]。目前，人們對(duì)旱改水出現(xiàn)水稻黃化問題的原因尚無(wú)明確定論，但初步研究結(jié)果可歸類為土壤營(yíng)養(yǎng)缺乏型、營(yíng)養(yǎng)障礙型和毒害型3個(gè)方面。在土壤營(yíng)養(yǎng)缺乏方面，不同地區(qū)、不同土壤類型間差異明顯，如江西和福建省旱改水稻區(qū)有水稻缺鎂黃化的報(bào)道[12-13]，江蘇省旱改水稻田存在缺銅和缺鋅問題[14-15]，東北地區(qū)有水稻缺鈣黃化的報(bào)道[16]；廖宗文等[17]報(bào)道部分水稻黃化可通過(guò)施用硅肥而得到糾正，說(shuō)明水稻黃化可能與缺硅有關(guān)。在土壤營(yíng)養(yǎng)障礙方面，由于旱改水的特殊土壤結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致產(chǎn)生土壤營(yíng)養(yǎng)吸收和營(yíng)養(yǎng)平衡問題，如廣西南部的黃泥田水稻黃化曾被推測(cè)為土壤微生物與水稻競(jìng)爭(zhēng)氮肥的結(jié)果[18]；黎曉峰等[19]研究認(rèn)為，廣西礦區(qū)復(fù)墾水稻黃化是錳過(guò)量引起的水稻錳鐵不平衡；閆加力等[20]研究證實(shí)，棉田旱改水初期土壤中有效態(tài)鐵含量過(guò)低及有效態(tài)銅含量過(guò)高均會(huì)致使水稻幼苗出現(xiàn)失綠黃化矮小癥狀。在土壤毒害方面，土壤中存在某種致害因子致使水稻黃化，劉志會(huì)等[16]研究指出，在長(zhǎng)期淹水狀態(tài)下，產(chǎn)生甲烷、硫化氫及使用污水灌田等均能引起水稻受害；鄧鐵金等[21]研究表明，江西旱改水水稻黃葉黑根的主要原因是紅壤旱改水后其物理性質(zhì)變壞，引起插秧沉苗，土壤板結(jié)，孔隙減少，通氣受阻，導(dǎo)致還原性毒害物質(zhì)積累，進(jìn)而引起潛毒型毒害；邢麗英[22]研究認(rèn)為，旱改水水稻黃化可能是前茬作物施用除草劑殘留造成的藥害問題；劉建軍和羅功儀[23]報(bào)道旱地改水田會(huì)使土壤中的砷活性增強(qiáng)，導(dǎo)致水稻砷中毒，受害嚴(yán)重時(shí)水稻地上部發(fā)黃, 根系發(fā)黑。目前，國(guó)際上開展旱改水研究較多的國(guó)家是印度，但印度的土壤類型與我國(guó)的土壤類型存在明顯差異，其旱改水黃化問題并不突出[24-25]?？梢?，不同地方的旱改水水稻黃化病因盡管存在一定共性，但更多的是與地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤類型、耕作方式、降雨供水和土壤污染狀況等密切關(guān)聯(lián)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】本研究前期調(diào)研、分析結(jié)果顯示，廣西來(lái)賓市旱改水發(fā)生的水稻黃化特征與已知的水稻黃化特征不同，且未能有效施治。結(jié)合全國(guó)多地進(jìn)行旱改水均曾發(fā)生部分水稻黃化病問題及引起黃化的原因明顯不同的研究結(jié)果，對(duì)于新發(fā)生旱改水黃化問題，必須進(jìn)行個(gè)案分析，以真正弄清旱改水水稻黃化的確切原因。【擬解決的關(guān)鍵問題】采用普查、定點(diǎn)調(diào)研、補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)和綜合診斷相結(jié)合的策略，從水稻黃化病害機(jī)理、土壤與植物營(yíng)養(yǎng)、水田生態(tài)和微生物區(qū)系等方面入手，系統(tǒng)開展廣西來(lái)賓市旱改水新稻田水稻黃化病綜合診斷，開展治理和防控試驗(yàn)，提出初步整合治理方案，以期為廣西旱改水工程的順利實(shí)施和健康發(fā)展及國(guó)家水稻安全生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地基本情況

廣西來(lái)賓市興賓區(qū)位于桂中地區(qū)、紅水河下游，地勢(shì)開闊坦蕩，土壤肥沃，屬南亞熱帶向中亞熱帶過(guò)渡區(qū)域，日照充足，雨量充沛，年均氣溫20.7 ℃ ，年均降水量1352.9 mm，年均雨日156.2 d。但受季風(fēng)氣候影響，年降水量多集中在4—9月，春、秋兩季干旱嚴(yán)重。該區(qū)域旱地土壤可分為5個(gè)土類9個(gè)亞類，旱改水稻田原為荒坡地和甘蔗地，絕大多數(shù)屬于紅壤和磚紅壤，具有酸性強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)少、養(yǎng)分含量低和土壤黏重等特點(diǎn)。來(lái)賓市興賓區(qū)已發(fā)現(xiàn)有21種礦產(chǎn)，主要為錳礦、鋁土礦、煤礦、水泥用頁(yè)巖和石膏礦等。土壤本底某些重金屬含量較高，同時(shí)礦產(chǎn)開發(fā)對(duì)當(dāng)?shù)赝寥烙幸欢ㄓ绊慬26]。

1.2 調(diào)查和診斷方法

1.2.1 旱改水水稻黃化病現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研 2020年6—12月，旱改水稻田(早稻、中稻)黃化調(diào)查組會(huì)同當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T對(duì)來(lái)賓市興賓區(qū)陶鄧鎮(zhèn)、高安鄉(xiāng)和五山鄉(xiāng)等多處旱改水稻田連片種植基地展開詳細(xì)調(diào)查，實(shí)地考查水稻病株的癥狀和分布情況，問詢病史并查閱相關(guān)資料檔案。此次水稻黃化大田特征與水稻橙葉病、水稻黃萎病、除草劑毒害和綜合缺素癥相似，具有一定的迷惑性，需采取排除法，以逐步明確黃化病因[27-29]，并參考蘇祖芳等[30]的水稻缺素診斷及渡邊和彥等[31]的作物營(yíng)養(yǎng)元素缺乏癥和過(guò)剩診斷法進(jìn)行比較診斷。

1.2.2 病蟲情調(diào)查 采用隨機(jī)調(diào)查法進(jìn)行病蟲情調(diào)查。調(diào)查時(shí)每片旱改水項(xiàng)目稻田選取5～8個(gè)連片栽植調(diào)查田塊，每個(gè)田塊隨機(jī)選擇30～50株水稻進(jìn)行病蟲害調(diào)查，并采集水稻黃化病株和土壤樣本。病蟲害分類參考相關(guān)資料在廣西大學(xué)亞熱帶生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鑒定。

1.2.3 葉綠素參數(shù)測(cè)定 選擇天氣晴朗的9：00—11：00使用PAM-2500葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定黃化病株葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。隨機(jī)測(cè)定5株黃化水稻劍葉，重復(fù)3次，以正常水稻劍葉為對(duì)照[32-33]。以SPAD-502測(cè)定儀(日本)隨機(jī)選取田塊中3個(gè)取樣點(diǎn)，每樣點(diǎn)10株水稻，讀取每株水稻中部葉片中間部位的SPAD值作為葉綠素相對(duì)含量。

1.2.4 土壤與水稻葉片理化性狀分析 病株樣本和土壤樣本編號(hào)后分別送至廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院分析測(cè)試研究中心和廣西農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以廣西大學(xué)農(nóng)場(chǎng)水稻葉片和土壤為對(duì)照(CK)進(jìn)行理化性狀指標(biāo)檢測(cè)和除草劑殘留檢測(cè)。參考何勇強(qiáng)等[34]的方案開展檢測(cè)分析。

1.3 新稻田補(bǔ)肥治理試驗(yàn)

調(diào)查組在來(lái)賓市興賓區(qū)高安鄉(xiāng)旱改水新稻田初步開展新稻田補(bǔ)肥治理試驗(yàn)。選取相鄰的新稻田，針對(duì)土壤中存在的障礙因子，在施用生石灰調(diào)整土壤酸度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行新型施肥配方試驗(yàn)(表1)，于分蘗末期調(diào)查水稻的病株率和病葉率，于收獲期測(cè)定水稻產(chǎn)量。水稻產(chǎn)季為晚稻，品種為珍桂矮。

表1 水稻黃化病補(bǔ)肥試驗(yàn)處理

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行整理，以SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，以Person相關(guān)分析估計(jì)變量間的線性相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 旱改水黃化水稻的田間癥狀

來(lái)賓市2020年旱改水(圖1-A)早稻、中稻種植面積0.40萬(wàn)hm2。從2020年5月開始，多處旱改水稻田的水稻葉片出現(xiàn)明顯黃化及稻株生長(zhǎng)緩慢問題，水稻黃化田塊面積約占旱改水稻田面積的1/3，其中嚴(yán)重黃化(黃葉率大于60%，圖1-B)面積超過(guò)500.00 hm2。旱改水黃化水稻的田間癥狀表現(xiàn)為：①分蘗期前，與其他稻田無(wú)明顯差異；分蘗盛期，部分田塊開始黃化，隨著水稻的發(fā)育，黃化程度不斷加重(圖2-A)。②黃化病癥狀：老葉黃化重，新葉黃化較輕；黃化由葉尖開始，葉緣隨后，再到中脈，最后全葉黃化；水稻發(fā)育后期葉片干枯，嚴(yán)重黃化的有整株干死現(xiàn)象(圖2-B)。③根部褐化嚴(yán)重，根活力低，部分田塊水稻發(fā)育遲緩(圖2-C，2-D)。④發(fā)育慢，分蘗率低；秕谷率高，產(chǎn)量1500～3000 kg/hm2，僅為正常水稻的15%～30%，嚴(yán)重的田塊幾乎顆粒無(wú)收。

A：來(lái)賓市旱改水典型土壤特征(來(lái)賓市武宣縣)；B：水稻大面積黃化狀況(來(lái)賓市陶鄧鎮(zhèn)廖平農(nóng)場(chǎng))

A：嚴(yán)重黃化田塊局部狀況；B：?jiǎn)沃晁镜湫忘S化癥狀；C：黃化水稻根部(帶土)；D：黃化水稻根系褐變根較多；E～H：正常水稻(對(duì)照)

采用比較診斷分析法，將田間病葉癥狀與教科書中典型的缺素癥和毒害癥狀[30-31]相比較，無(wú)法明確屬于哪類障礙問題。

2.2 黃化稻田的土壤理化指標(biāo)

由表2可知，黃化稻田土壤的pH及有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和鎂含量均顯著低于CK(P<0.05，下同)，全鉀、有效磷、速效鉀、鐵和鎘含量與CK無(wú)顯著差異(P>0.05，下同)，錳、銅、鋅、鋁和砷含量顯著高于CK；在富集的金屬或類金屬元素中，銅、鋅和砷屬于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選檢測(cè)項(xiàng)目，其中，砷含量超過(guò)土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值(30.00 mg/kg)，銅和鋅未達(dá)土壤污染閾值[35]。說(shuō)明黃化稻田土壤屬于強(qiáng)酸性貧瘠化土壤，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，保肥水平低，對(duì)有害物質(zhì)的緩沖能力差，土壤污染風(fēng)險(xiǎn)增大。

表2 黃化稻田土壤的理化指標(biāo)比較

2.3 黃化稻葉的理化指標(biāo)

由表3可知，黃化水稻葉片的SPAD值及氮、磷、鎂和鎘含量均顯著低于CK；鐵、鋅、鋁和鉀含量與CK無(wú)顯著差異；錳和銅含量顯著高于CK；黃化水稻葉片中含量偏低的氮、磷和鎂均屬于植物黃化相關(guān)元素，但磷含量仍處于正常范圍內(nèi)，而氮和鎂含量既低于CK也低于正常水稻葉片[30]；黃化水稻葉片中含量偏高的錳和銅雖為植物生長(zhǎng)和生理代謝的必需元素，但過(guò)量會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害現(xiàn)象，來(lái)賓市興賓區(qū)高安鄉(xiāng)的黃化稻葉檢測(cè)值，其錳含量為CK的3.4倍，銅含量為CK的5.7倍。說(shuō)明水稻黃化與氮和鎂元素缺乏相關(guān)，而錳和銅含量偏高可能加劇了黃化過(guò)程。

表3 黃化稻田水稻葉片的理化指標(biāo)比較

水稻葉片的SPAD值可反映植物的葉綠素相對(duì)含量或“綠色程度”。從土壤和水稻葉片的理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果中提取11個(gè)可能對(duì)水稻黃化產(chǎn)生重要影響的參數(shù)，以水稻葉片的SPAD值為目標(biāo)參數(shù)，以Pearson相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)可確定不同參數(shù)對(duì)水稻影響的“綠色程度”。由表4可知，土壤pH及土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮、稻葉氮、土壤鎂和稻葉鎂含量與水稻SPAD值呈極顯著正相關(guān)(P<0.01，下同)，相關(guān)系數(shù)均大于0.800；稻葉錳、土壤銅、稻葉銅和土壤砷含量與水稻SPAD值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。因此，判斷水稻黃化主要誘因?yàn)橥寥浪峄坝袡C(jī)質(zhì)、氮、鎂營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏(在統(tǒng)計(jì)學(xué)上，相關(guān)性系數(shù)在0.800以上即為高度相關(guān)[37])，次要誘因?yàn)橥寥楞~、錳和砷元素的活化及有害元素在水稻體內(nèi)的生物富集。

表4 水稻葉片SPAD值與異常理化參數(shù)間的Pearson相關(guān)分析

2.4 土壤除草劑殘留與侵染性病原分析

2.4.1 旱地作物除草劑殘留檢測(cè)結(jié)果 旱改水的旱地多為甘蔗地，常年施用除草劑(乙草胺、莠滅凈和敵草隆)除草，需明確除草劑殘留與旱改水新稻田黃化間的關(guān)系。對(duì)來(lái)賓市興賓區(qū)陶鄧鎮(zhèn)黃化稻田進(jìn)行的除草劑土壤殘留檢測(cè)結(jié)果表明，黃化稻田土壤乙草胺殘留量[(0.0069±0.0003)mg/kg]顯著低于廣西大學(xué)農(nóng)場(chǎng)對(duì)照稻田土壤[(0.0081±0.0004)mg/kg]，未檢出莠滅凈和敵草隆殘留。因此，可排除長(zhǎng)效除草劑毒害病因。

2.4.2 水稻橙葉病和黃萎病病原檢測(cè) 對(duì)黃化病田調(diào)研未發(fā)現(xiàn)水稻橙葉病昆蟲介體電光葉蟬和水稻黃萎病昆蟲介體黑尾葉蟬，采用橙葉病植原體特異引物和黃萎病病毒特異引物分別進(jìn)行PCR檢測(cè)，未檢出水稻橙葉病和黃萎病病原。因此，可排除水稻橙葉病和黃萎病是引起旱改水新稻田黃化的病因。

2.4.3 常見潛在風(fēng)險(xiǎn)性病蟲害分析 ①稻縱卷葉螟：經(jīng)調(diào)查，第三代(主害代)稻縱卷葉螟在來(lái)賓市興賓區(qū)陶鄧鎮(zhèn)和高安鄉(xiāng)有中度發(fā)生，百叢蟲量為100～200頭，估計(jì)損失率約10%；發(fā)生時(shí)段集中在6月上中旬，主要原因是5月下旬至6月上旬多雨的氣候條件適宜該蟲遷入繁殖為害。②水稻紋枯?。杭y枯病是廣西水稻生產(chǎn)的重要病害，早稻發(fā)生時(shí)段集中在6月中旬至7月上旬，主要原因是上半年雨水多不利于曬田，田間菌核殘留量大，對(duì)該病發(fā)生有利，其中在來(lái)賓市興賓區(qū)高安鄉(xiāng)有局部中偏輕度發(fā)生，病株率在15%～25%。

2.4.4 偶發(fā)或區(qū)域性病蟲害分析 ①細(xì)菌性條斑?。涸摬H在來(lái)賓市興賓區(qū)高安鄉(xiāng)和陶鄧鎮(zhèn)部分田塊零星發(fā)生，平均嚴(yán)重度1級(jí)，主要原因是菌源少，上半年氣候條件對(duì)該病發(fā)生不利。②白葉枯?。涸摬H在來(lái)賓市興賓區(qū)陶鄧鎮(zhèn)部分田塊零星發(fā)生，菌源少，平均嚴(yán)重度1級(jí)。③水稻胡麻斑?。阂话阍谌狈嗜彼咎飪?nèi)水稻生長(zhǎng)不良時(shí)發(fā)病嚴(yán)重，近年來(lái)隨著農(nóng)技水平的提高和水稻品種的更新，危害有所減輕，僅在來(lái)賓市興賓區(qū)五山鄉(xiāng)局部發(fā)生。④水稻赤枯?。河扇扁?、缺鋅和土壤環(huán)境不良等因子引起的水稻生理性病害，在來(lái)賓市興賓區(qū)高安鄉(xiāng)和陶鄧鎮(zhèn)有少量發(fā)生。此外，發(fā)現(xiàn)某些旱改水稻田出現(xiàn)后期貪青和葉片含氮量偏高現(xiàn)象，推測(cè)是盲目施肥和施藥的結(jié)果。

綜上所述，通過(guò)調(diào)查共檢測(cè)病蟲害7種，排除水稻橙葉病和水稻黃萎病為稻田黃化病因；稻縱卷葉螟、水稻胡麻斑病、水稻赤枯病、水稻細(xì)菌性條斑病和水稻紋枯病的危害癥狀與本次水稻黃化癥狀截然不同，也不是旱改水黃化病的誘因。

2.5 黃化葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)

由表5可知，與正常水稻葉片相比，黃化水稻葉片的最大熒光產(chǎn)量(Fm)、PSⅡ最大光合量子產(chǎn)量(Fv/Fm)、PSⅡ?qū)嶋H光合量子產(chǎn)量[Y(Ⅱ)]顯著下降，說(shuō)明黃化水稻葉片的光系統(tǒng)Ⅱ結(jié)構(gòu)遭到破壞，電子傳遞速率和光化學(xué)效率下降，進(jìn)一步導(dǎo)致光合作用效率下降；黃化水稻葉片的光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)下降，非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)增加，說(shuō)明黃化水稻通過(guò)增強(qiáng)熱耗散能力釋放過(guò)量的激發(fā)能來(lái)減輕脅迫環(huán)境對(duì)光合結(jié)構(gòu)的破壞，緩解光合速率的急劇下降。

表5 水稻黃化葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)檢測(cè)

對(duì)黃化水稻和正常水稻的光能利用和分配進(jìn)行分析，結(jié)果(圖3-A)顯示，黃化水稻吸收的光能，有68.3%通過(guò)調(diào)節(jié)性能量耗散[Y(NPQ)]或非調(diào)節(jié)性能量耗散[Y(NO)]以熱量形式耗散掉，只有31.7%的能量用于光化學(xué)反應(yīng)[Y(Ⅱ)]；相比之下，正常水稻耗散掉46.7%的能量，其余53.3%的能量用于光化學(xué)反應(yīng)[Y(Ⅱ)]，有效推動(dòng)自身的生理活動(dòng)。說(shuō)明與正常水稻相比，黃化水稻因?yàn)槿~片受損，吸收的光能出現(xiàn)更多過(guò)剩，導(dǎo)致更多光能以主動(dòng)或被動(dòng)的方式耗散掉，使得植物光反應(yīng)減弱，水稻生長(zhǎng)發(fā)育受影響，進(jìn)而導(dǎo)致灌漿不實(shí)產(chǎn)生大量秕谷。對(duì)比來(lái)賓市興賓區(qū)陶鄧鎮(zhèn)旱改水黃化稻田和相近正常普通稻田的測(cè)產(chǎn)結(jié)果(圖3-B)顯示，在通常的施肥投入條件下，黃化水稻平均產(chǎn)量顯著低于正常水稻，僅為正常水稻產(chǎn)量的40%，說(shuō)明水稻黃化與產(chǎn)量下降存在緊密關(guān)系。

圖柱上*表示差異顯著(P<0.05)

2.6 補(bǔ)肥簡(jiǎn)比試驗(yàn)情況

補(bǔ)肥簡(jiǎn)比試驗(yàn)結(jié)果(表6)顯示，處理組的黃化病株率和病葉率均顯著低于對(duì)照組，水稻產(chǎn)量顯著高于對(duì)照組，說(shuō)明來(lái)賓市興賓區(qū)高安鄉(xiāng)旱改水稻田黃化的誘因不僅是土壤營(yíng)養(yǎng)缺乏，還包括土壤營(yíng)養(yǎng)障礙和致害因子毒害；與對(duì)照組相比，處理組肥料配方在補(bǔ)充相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)元素的同時(shí)，添加了菌肥和適量的中微量元素，可調(diào)節(jié)植物代謝，改良土壤膠體結(jié)構(gòu)，在一定程度上鈍化有害重金屬的毒害，有效遏制水稻黃化病的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)。

表6 旱改水新稻田補(bǔ)肥簡(jiǎn)比試驗(yàn)結(jié)果

2.7 水稻黃化病因的綜合診斷結(jié)果

通過(guò)對(duì)黃化稻田的除草劑殘留與侵染性病原檢測(cè)，可排除侵染性病害(橙葉病和黃萎病)和長(zhǎng)效除草劑(乙草胺、莠滅凈和敵草隆)毒害是發(fā)生水稻黃化病的誘因；經(jīng)對(duì)黃化稻田土壤和水稻葉片的理化性狀分析，可排除鐵、鋁和鋅等元素缺乏或過(guò)剩是發(fā)生水稻黃化病的誘因，進(jìn)而初步診斷水稻黃化與土壤有機(jī)質(zhì)、鎂和氮含量低及土壤酸性、錳和砷含量較高有關(guān)。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，旱改水土壤耕性較差，黏重板結(jié)，通水透氣能力差；經(jīng)肥料補(bǔ)償試驗(yàn)結(jié)果表明，常規(guī)復(fù)合肥添加尿素和鈣鎂磷肥不能有效解決水稻黃化問題，而施加新型測(cè)土配方肥料可有效遏制水稻黃化病的發(fā)生。綜上所述，確認(rèn)廣西來(lái)賓市旱改水新稻田發(fā)生水稻黃化病的主要原因是土壤鎂和氮含量缺乏。同時(shí)，土壤耕性差、有機(jī)質(zhì)含量低及酸度、錳、銅和砷含量偏高加劇了水稻葉片衰老、失綠和黃化。

3 討 論

耕地資源是糧食安全的根本保障，國(guó)內(nèi)外的耕地保護(hù)政策長(zhǎng)期以劃區(qū)域用途管制為主[36]。我國(guó)是人口大國(guó)，糧食安全是發(fā)展的底線，為兼顧發(fā)展建設(shè)用地與堅(jiān)守耕地紅線雙重任務(wù)，我國(guó)適時(shí)提出了耕地占補(bǔ)平衡政策[6]。大規(guī)模旱改水項(xiàng)目是近年來(lái)在我國(guó)興起的新生事物，這種通過(guò)工程化、大規(guī)模平整土地、耕作層土壤剝離、壓實(shí)表土、人工構(gòu)建犁底層的“人工水稻土”，在一定程度上改變了原有土地資源的環(huán)境和生態(tài)，甚至微域地質(zhì)結(jié)構(gòu)[37-38]，極易產(chǎn)生生產(chǎn)障礙問題。自2020年以來(lái)，廣西來(lái)賓市、防城港市和崇左市等地的旱改水稻田相繼出現(xiàn)黃化病問題，且黃化特征相似，這是旱改水稻田生產(chǎn)障礙問題的一部分，與正常稻田生產(chǎn)障礙問題既具有共性，也有其本身的特點(diǎn)。旱地改變?yōu)樗锖筇幱谒蜖顟B(tài)，其土壤的物理性質(zhì)、化學(xué)性狀和生物群落均會(huì)發(fā)生變化而成為“速成水稻土”，對(duì)已長(zhǎng)期適應(yīng)“常規(guī)水稻土”的水稻而言會(huì)產(chǎn)生不適應(yīng)性，與新開荒水田遇到的障礙問題相似[11,39-40]。在實(shí)地考查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，旱改水新稻田土壤耕性較差，黏重板結(jié)，甚至土表結(jié)皮，嚴(yán)重影響通水透氣，且人工犁底層是機(jī)械壓實(shí)，沒有潴育過(guò)程，氧化還原層不明顯，土壤微生物不活躍，與經(jīng)年種植水稻的“熟田”相比，水稻生理功能失調(diào)風(fēng)險(xiǎn)增大。除已暴露出的黃化問題外，大規(guī)模旱改水工程對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生哪些影響、與傳統(tǒng)水稻土相比存在哪些差異和不足，均有待農(nóng)業(yè)科技人員綜合研究分析。

針對(duì)廣西來(lái)賓市旱改水稻田黃化問題，提出以下4點(diǎn)防控意見：①采用有機(jī)肥、菌肥，進(jìn)行土壤培肥，結(jié)合冬種綠肥，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，加快水稻土的潴育過(guò)程，同時(shí)利用微生物降解甘蔗地土壤可能殘留的除草劑藥害(重金屬含量較高地區(qū)，不建議秸稈還田)。陳剛等[41]研究表明，連年施用有機(jī)肥可改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤控肥保水能力。柳開樓等[42]報(bào)道，稻田長(zhǎng)期施用豬糞可改善土壤酸化。李菊等[43]研究證實(shí)，有機(jī)肥可活化土壤養(yǎng)分，有效提高包括有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷在內(nèi)的土壤各項(xiàng)養(yǎng)分含量。來(lái)賓市興賓區(qū)旱改水新稻田物理結(jié)構(gòu)差，有機(jī)質(zhì)含量低，肥力不足，需長(zhǎng)期施用有機(jī)肥。②優(yōu)化施肥結(jié)構(gòu)，推廣應(yīng)用測(cè)土配方施肥技術(shù)，有針對(duì)性地提高鎂肥施用量。采用側(cè)深施肥技術(shù)，結(jié)合撒施生石灰和微生物多糖。增加犁耙次數(shù)，加快犁底層形成，改善漏水漏肥。曾旻等[44]研究認(rèn)為，生石灰不但可改善土壤酸化現(xiàn)象，減肥穩(wěn)產(chǎn)，而且對(duì)防治早稻中后期生理性黃葉也有一定效果。張文平等[45]研究表明，乳酸菌多糖能改善土壤養(yǎng)分狀況、緩解土壤酸化進(jìn)程、提高土壤酶活性，進(jìn)而促進(jìn)水稻生長(zhǎng)。曾馥平等[46]報(bào)道，對(duì)于新開水田，可通過(guò)增加犁耙次數(shù)加速犁底層形成。來(lái)賓市興賓區(qū)旱改水新稻田屬于強(qiáng)酸性紅壤土，部分營(yíng)養(yǎng)元素缺乏，犁底層屬于人工機(jī)械壓實(shí)，由于喀斯特地區(qū)地形結(jié)構(gòu)水肥滲漏風(fēng)險(xiǎn)大，亟需有針對(duì)性地補(bǔ)肥阻酸和保水保肥。③合理施用硅肥和含硒肥料，一方面可改良酸性土壤鈍化重金屬(銅和砷)活性，另一方面，在綜合提高水稻抗性的同時(shí)，著重提高水稻硒元素含量。殷行行等[47]研究認(rèn)為，硒通過(guò)阻礙砷向水稻地上部轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)緩解砷對(duì)水稻的毒害作用。盧志紅等[48]研究表明，施用硅肥可降低銅在水稻幼苗體內(nèi)的生物富集, 從而降低銅的毒害。鑒于來(lái)賓市興賓區(qū)部分旱改水新稻田可能存在土壤有害重金屬超標(biāo)問題，應(yīng)在培肥土壤的同時(shí)加強(qiáng)對(duì)有害元素污染的監(jiān)控與治理。④鼓勵(lì)廣西水稻育種單位開展旱改水新稻區(qū)優(yōu)質(zhì)稻栽培安全生產(chǎn)技術(shù)研究。廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所培育的國(guó)家級(jí)優(yōu)質(zhì)稻、肥料高效利用品種“桂育11號(hào)”和“桂香18號(hào)”已在來(lái)賓市興賓區(qū)五山鄉(xiāng)旱改水試點(diǎn)栽培成功，2020年中稻均未出現(xiàn)黃化癥狀，測(cè)產(chǎn)產(chǎn)量在6000 kg/hm2以上，未來(lái)可在廣西其他旱改水稻區(qū)推廣應(yīng)用這2個(gè)品種，以形成旱改水稻區(qū)優(yōu)質(zhì)米栽培安全生產(chǎn)技術(shù)體系，為下一步建設(shè)建成旱改水稻區(qū)優(yōu)質(zhì)稻基地打下基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

土壤鎂和氮素缺乏是引起廣西來(lái)賓市旱改水稻田水稻黃化的主要原因，旱改水稻田土壤物理結(jié)構(gòu)較差、有機(jī)質(zhì)含量低，以及酸度和活性錳、銅、砷含量偏高等綜合因素加劇了黃化癥狀，通過(guò)有針對(duì)性的補(bǔ)肥和多措并舉改善稻田土壤理化性質(zhì)可有效改善水稻黃化癥狀，實(shí)現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)豐收。