水稻种植
全世界有一半以上的人口以稻米为主食。 仅在亚洲,就有 20 多亿人从稻米中摄取 60% 以上的热量。 在非洲,稻米是增长速度最快的粮食来源,对于粮食保障至关重要。
在发展中国家的农村地区,水稻种植和稻谷加工为将近 10 亿人提供了就业机会。 全世界约 80% 的稻米是由这些地区的小农户种植的。 在亚洲,男人们常常前往城市务工,妇女则留在家中负责水稻种植。 为了发展经济和改善世界上大多数人的生活质量,有效、多产的水稻种植方法非常关键。
几千年来,人们为了种植水稻而不得不一起工作,对存水的需求更是形成了各种地貌景观。 人们为稻米举办各种庆祝及祭祀活动,亚洲有许多古代君王还把这种作物视为神赐。 即使在今天,日本人仍把稻米看作自己的“母亲”,并把水稻种植者视为其文化和乡村的守护者。
联合国粮食与农业组织将 2004 年定为“国际稻米年”。 “国际稻米年”的各项活动中贯穿着九大主题: 文化、营养、农业生物多样性定义 以其独特形式、层级和组合而存在的不同生物类型。其中包括生态系统多样性、物种多样性以及基因多样性(IUCN, UNEP 和 WWF, 1991)。 权威性在线参考资料与资源 http://earthtrends.wri.org/ 地球趋势(EarthTrends)是一个由世界资源协会(World Resources Institute)维护的综合在线数据库,主要提供环保、社会及经济趋势的相关数据。通过数据库可了解生物多样性指标的统计信息。、环境、生计、收割后的处理、性别、科学、经济。
随着科学技术的进步,农户们得以在有限的土地上收获更多稻米,同时还减少了水源、劳力和资金的投入,因此降低了对环境的破坏。 植物育种、杂草与虫害控制、灌溉管理、施肥等领域的技术进步不仅提高了产量,而且降低了生产成本。 为了避免严重减产,保证稻谷质量,关键是要保护水稻免遭杂草、害虫和疾病的侵害。 其中,又以杂草控制最为重要。 百草枯是一种非选择性除草剂定义 一种用于清除所有杂草的化学产品(一年生或多年生草和阔叶杂草)。 权威性在线参考资料与资源 http://www.weeds.iastate.edu/ 有关除草剂及杂草的宝贵现代信息资源,由爱荷华州立大学(Iowa State University)提供。,与杂草控制系统结合使用,能够为杂草控制这一重要问题提供良好的解决方案。
百草枯是稻农的必备工具之一
百草枯用于水稻种植前的稻田整备,以及除去环绕稻田、用于蓄水的田埂上的杂草。 百草枯是一种广谱除草剂,因为它通过抑制光合作用而起效。 这表明,百草枯能破坏所有绿色组织。
但是,百草枯与土壤接触后就会失去活性并不再发挥作用,这即是说,使用百草枯不会产生浸析定义 水溶性物质向下经过土壤进入地下水的自然过程。 权威性在线参考资料与资源 http://www.agr.gc.ca/nlwis-snite/index_e.cfm?s1=pub&s2=hs_ss&page=16 加拿大农业部(Agriculture and Agri-Food Canada)网站一篇名为《我们的土壤健康》(The health of our soils)帖子中的章节。或被农作物根部吸收的问题,因此其使用不受限制。 在种植水稻前可以喷洒百草枯杀死杂草,而不会对水稻或后续的轮作作物造成危害。
定义 用于生产生质燃料的作物。目前,像玉米、甜菜籽、油菜和大豆等粮食作物被用来生产生质燃料。在巴西,从甘蔗中直接提取乙醇。印度为了生产生质柴油,大力推广麻风树的种植。油棕是另外一种生质柴油来源。在与碳动力工厂相邻的含盐水池里面可种植能生产生质燃料的藻类植物,以吸收工厂的二氧化碳排放。生质柴油作物更应种植于不利于粮食作物生长的地带(如:边际用地、盐碱地、荒地等),以避免和粮食生产形成不必要竞争。 权威性在线参考资料与资源 http://www.epobio.net/epobio.htm EPOBIO 是欧洲及美国学术和产业合作伙伴联合进行的一个项目,旨在确认植物科学研究的继续投资领域,以期推动作物作为原料在生质燃料及其他生质产品方面的应用。
案例研究: 日本的长期水稻试验
日本进行了一项由官方监控的长期研究,研究结果表明,即使是反复使用,百草枯也不会进入作物或在土壤中持续累积。
定义 为减少水土侵蚀,种植后使用作物残留覆盖 30%或更多土壤表面的任何耕作和种植方式。 权威性在线参考资料与资源 http://www2.ctic.purdue.edu/Core4/CT/Definitions.html Core4Conservation 是位于普度大学(Purdue University)的 保护性耕作信息中心(Conservation Tillage Information Centre)的组成部分。
在日本植被监管协会(JAPR)的监督下,日本针对三种主要的水稻种植土壤、进行了一项长达 30 年的百草枯田间试验。 试验方法是:每年在水稻种植前以常规用量的百草枯进行杂草控制,并与传统的机械除草方法进行对比。 十年以后,原本使用百草枯的田地有一半停止使用百草枯,以便观察土壤残留效应。
结果显示,水稻作物中未吸收百草枯,尽管除草方法不同,产量却相同。 停止使用百草枯后,土壤中的化学残留物显著降低,说明经过这么多季的种植后,百草枯即使在稻田土壤的无氧环境下仍能降解。
在百草枯出现以前,稻田除草主要是通过犁耕掩埋杂草。 一些地区至今依然如此,这些地方需要几轮相互间隔的翻耕,这不仅费时费力,而且成本高昂。 作为一种广谱除草剂,百草枯促进了免耕定义 它也称作“保护性耕作”或“免耕作”,它是每年种植作物的一种方式,它通过免除拖拉机拉动工具进行的土壤耕耘进而避免对土壤的破坏。 权威性在线参考资料与资源 http://www.no-till.com/ 免耕耕作方式的在线信息门户网站。体系的发展。 这些耕作体系不采用传统的犁耕方式除草。 因此,不会破坏土壤,有助于防止侵蚀和维护健康的土壤。
最新研究结果表明,免耕法可大大降低植物体掩埋后在无氧环境中腐败所产生的甲烷(一种温室气体,危害甚于二氧化碳)。
草甘膦是另一种主要的非选择性除草剂,但大量使用已经引发了新的杂草问题——控制得不大好的杂草品种发生“变异”,变成更有优势、更难控制的品种。 一些品种已经进化为具有草甘膦耐药性定义 某种植物/杂草遗传到的,能够耐受一种除草剂标准剂量的遗传能力。 权威性在线参考资料与资源 http://www.weedscience.org/in.asp “除草剂耐药性杂草国际调查”(International Survey of Herbicide Resistant Weeds)旨在对耐药性杂草种类的进化进行检测,并对其影响做出评估。所有已确认新案例均做出列述。的生物类型。 使用百草枯作为替代的非选择性除草剂,并以独特的起效模式与杂草综合治理体系结合,有助于避免杂草转换定义 田地内杂草群落改变的一种变化(如:杂草的相对丰富度或类型)。其原因可能在于某种管理方式,其中包括使用除草剂或任何其他使杂草物种组成发生变化的任何其他现象。物种或生物类型适应了目前杂草管理方式的增加,而杂草对这些做法的敏感性降低。 权威性在线参考资料与资源 http://www.weeds.iastate.edu/mgmt/qtr00-1/popdyn.htm 爱荷华州立大学(Iowa State University)杂草科学网站上发表的一篇有关杂草数量动态学的经典文章。和产生耐药性的问题。
请参阅百草枯情况介绍,了解更多其对环境、喷洒操作者和消费者的安全性情况。
什么是水稻?
水稻是一种一年生禾本科植物,通常可长到 1-1.8 米高。 在 20 世纪 60 年代的“绿色革命”中,人们引进了收获期短、产量高的“半矮杆”品种。
目前栽种的主要水稻品种是亚洲 籼稻。 它是稻属的一种,该属共包括 23 个品种。 这一属的植物可忍受荒漠、酷热、潮湿、水淹、干旱、严寒等自然条件,并可在盐性、碱性和酸性土壤中生长。 亚洲 籼稻原产自潮湿的亚洲热带地区。 还有一个品种是来自西非的非洲 栽培稻,这也是得到种植的唯一一种其它品种。 亚洲籼稻已进化为三个生态地理亚种 - 籼稻、梗稻和爪哇稻。
各个亚种又根据谷粒的形状和粗细程度分为许多品种。 长粒稻米一般属于籼稻包括泰国香米和印度香米。 短粒稻米一般属于梗稻,它一般比长粒稻米粘,在日本非常受欢迎。 Saki 稻米生长于日本,用于酿制清酒,在印尼还有红、黑谷粒的品种。 “金稻米”是一种新的转基因品种,可以提供更多饮食所需的 β-胡萝卜素——维生素 A 的前体。在东南亚和非洲的一些地区,维生素 A 缺乏是一个严重的问题,每年导致 100 多万人死亡和 50 万人失明,尤其是儿童和孕妇。
水稻生长在何处?
水稻是世界上种植最广泛的三种作物之一。 2009 年,水稻的收割面积为 1.58 亿公顷,仅次于小麦。 在产量方面,达到 6.85 亿吨,和小麦相当、仅次于玉米的 8.19 亿吨。
水稻生长于温暖、湿润的地区或是有雨季的地区,世界各地均有种植,但绝大部分是在亚洲。 印度和中国的种植面积大大超过其它国家。 东南亚的水稻种植面积增长得最快。
水稻主要生产国的部分生产数据如下所示。 过去十年,全世界的水稻收获面积微增了 1.2%。 不过,2009 年地全球产量却比 1999 年高出了 12%, 原因就在于世界的平均水稻产量上升了 11%。
表 1. 2009 年水稻主产国的产量(FAO 统计数据)。
| 收获面积 (百万公顷) |
年产量 (百万吨) |
平均产量 (吨/公顷) |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 印度 | 41.9 | 中国 | 196.7 | 美国 | 7.9 |
| 2 | 中国 | 29.9 | 印度 | 133.7 | 韩国 | 7.6 |
| 3 | 印度尼西亚 | 12.0 | 印度尼西亚 | 64.4 | 中国 | 6.6 |
| 4 | 孟加拉 | 11.4 | 孟加拉 | 47.7 | 日本 | 6.5 |
| 5 | 泰国 | 11.0 | 越南 | 38.9 | 越南 | 5.2 |
| 6 | 缅甸 | 8.0 | 缅甸 | 32,7 | 印度尼西亚 | 5.0 |
| 7 | 越南 | 7.4 | 泰国 | 31.5 | 缅甸 | 4.8 |
| 8 | 菲律宾 | 4.5 | 菲律宾 | 16.3 | 孟加拉 | 4.2 |
| 9 | 巴西 | 2.9 | 巴西 | 12.7 | 斯里兰卡 | 3.7 |
| 10 | 尼日利亚 | 2.9 | 日本 | 10.6 | 菲律宾 | 3.6 |
水稻如何生长?
要论种植方法的多样性,也许没有任何作物能与水稻相比。 有些较为成熟的耕作方法非常复杂,例如日本的种植技术非常先进,但种植规模不大,通常只是一些农户的业余爱好。 在气候温和些的地区,一年只种一季作物,通常是春天栽种,初秋时候收获。 在热带地区,每年可种两季或更多季作物。 例如,越南的湄公河三角洲每年种三季,中国一年种四季。
种植方法主要有两大类,一类是浸泡在水田中(水稻),另一类则像其它谷类作物一样种植在旱田中。 后一种方法又称旱稻,仅限于一些欠发达地区,特别是非洲和拉丁美洲。 水稻的种植面积占总面积的 85% 以上,产量占稻米总产量的 95% 以上。
水稻种植需要雨水或灌溉。 土壤通常是紧密的粘土,可以留住水分。 有些方法是在土壤灌水后耕种,另一些方法则是在水稻种好后才灌水。 孟加拉种植深水水稻,圆锥花序漂浮在稻茎顶部,稻茎最长可达 5 米。 水稻有一种特殊组织,可以让空气到达根部,所以能够在水下生长。 漫灌水稻的产量较高,这是因为:它能在气候炎热时散发大量水分;被水浸泡的土壤中的氢离子浓度较高,能提供更多矿物养分;由于被水浸泡,许多杂草无法生长。 不过,水生杂草却是一个问题。
不同的种植方法之间还有一个重要差别:如何栽种作物。 在亚洲的大部分地区,当稻秧长出两三片秧叶时,即被移栽到稻田中。 移栽的秧苗是用稻种在秧床中栽培而来。 大规模种植时,稻种是在灌水前直接条播到旱田中,就像其它谷类作物一样;或是把未发芽的稻种洒在灌水的稻田中。 例如,加利福尼亚州是用飞机把稻种撒在灌水的稻田中。
在东半球的小规模种植中,稻田的整备工作需要大量劳力。 为了清除杂草,确保水分缓慢渗透,必须对田地进行翻耕;用于田地分界蓄水的田埂必须得到维护;还必须灌溉田地,移栽稻秧。 稻田常常需要数次灌水和排水,最后一次排水后才能收割。 这样做是为了控制作物的生长,例如促进分蘖或防止茎干过度伸长。
保护水稻作物
为了获得最高的产量和最优质的谷粒,必须保护作物定义 覆盖作物,或称肥田作物,是指主要种植目的不是为了收获粮食而是为了土壤侵蚀控制、杂草控制和改善土质的植物。这些植物通常在下季粮食作物种植前被犁耕或耕种,这样这些“覆盖作物”可被用来进行土壤改良,成为“绿色肥料作物”。 权威性在线参考资料与资源 http://attra.ncat.org/attra-pub/covercrop.html 美国农业部农村适用技术中心(ATTRA)是美国国家适用技术中心(US National Centre for Appropriate Technology)下属的可持续农业信息中心(Sustainable Agriculture Information Centre)。免遭杂草、害虫和疾病的侵害。
虫害
水稻虫害
- 食叶害虫在水稻叶片上产卵,孵出的幼虫会吃掉叶片。 种蝇(双翅类)、蝴蝶和飞蛾(鳞翅类)都是食叶害虫。 发育到后期的甲虫(鞘翅类)和牧草虫(缨翅类)的成虫和若虫也是以叶片为食。 蝗虫(直翅类)也是一个问题。
- 吸汁性昆虫有着针状嘴部,用于吸食水稻嫩枝的汁液。 叶蝉和蜡蝉(半翅类)是一种广泛分布的害虫。
- 蛀茎虫是无害的蝶类及蛾类的幼虫,破坏性极大。 它们会挖蛀茎干,造成幼株出现“烂心”,成年作物出现“白头”——稻穗无法结出谷粒。
- 食根害虫生活在土壤中,包括蟋蟀(直翅类)和甲虫。
有害昆虫的数量巨大,如果不加控制,它们将对水稻作物造成严重危害。 下面将介绍一些常见类型,详情请访问国际水稻研究学会(IRRI)网页。 http://www.knowledgebank.irri.org/IPM/commonpests/CommonPests.htm
线虫也是一种危害极大的害虫。 它包括根结线虫、滑刃线虫和双垫刃线虫。
病害
水稻生长于温暖、湿润的环境中,极易感染由许多真菌、细菌和病毒导致的疾病。 IRRI 水稻医生网页上提供了一些有用的水稻疾病诊断信息:
真菌导致的疾病主要有稻瘟和枯萎病。 叶瘟病是由稻瘟 病菌导致的;纹枯病和苗枯病是由立枯丝 核菌造成的,此外还有其它一些病种。 最重要的细菌性疾病是由白 叶 枯病菌导致的枯萎病。 最臭名昭著的病毒性疾病是东格鲁病,它会严重阻碍作物发育,使分蘖减少,谷粒不饱满。
杂草和综合杂草治理
杂草会与作物争夺阳光、养分和生长空间,从而导致稻米减产和质量下降;杂草的种子还会混入收获的谷粒。 有数不胜数的禾本科杂草定义 该类杂草的叶面较“窄”,与阔叶杂草的“阔”叶相对。也被称为拥有一个子叶的“单子叶植物”,与其相对的是拥有两个子叶的“双子叶植物”。 权威性在线参考资料与资源 http://iws.ucdavis.edu/ 国际杂草学会(International Weed Science Society)是全球区域性组织的代表性机构。这些区域性组织的详尽信息均有列述。、阔叶杂草定义 该类杂草为“阔叶”,与禾本类杂草的“窄叶”相对。也被称为拥有两个子叶的双子叶植物,而作为“单子叶植物”的杂草则只有一个子叶。 权威性在线参考资料与资源 http://iws.ucdavis.edu/ 国际杂草学会(International Weed Science Society)是全球区域性组织的代表性机构。这些区域性组织的详尽信息均有列述。和莎草需要控制。 分布最广、危害最大的杂草包括稗属 杂草(稗草)。 根据记录,即使每平方米只出现十株此类杂草,也会使稻米产量减少 25%。 红稻也是一种很难控制的杂草,它和经济类品种同属一个亚种。 香附 子 是一种莎草,被称为“世界上危害最大的杂草”
杂草控制可能耗费大量的资金、时间和精力。 必须防止竞争性杂草的种子落在田地中,否则土地的污染会持续数年之久。 除了对作物造成直接影响外,杂草还会阻塞灌溉渠道,增加水源管理的难度。 如果任由杂草在稻田中或稻田附近(即田埂上)生长,则会引来害虫和啮齿类动物,并成为疾病的宿主。 但是,管理有序的植被是非常重要的,它们能维持土壤的结构和稳定性,有助于防止土壤侵蚀定义 固体物质(土壤、泥浆、岩石及其他颗粒)的移位,其原因通常是向下或顺坡运动造成的流动介质(像风、水或冰)。 权威性在线参考资料与资源 http://soilerosion.net/ 该土壤侵蚀网站(Soil Erosion Site)汇集了有关土壤侵蚀的可靠信息,其来源包括多种学科和资源。它旨在为那些希望更多了解土壤流失和土壤保护的人们提供可靠网络资源。,并为有益的动植物提供一个栖息地。
发展中国家一般用耕作的方法来控制杂草,包括犁耕并在稻田中灌水。 旱稻田常常用手工锄草。 较为先进的种植方法则使用除草剂。 人们根据杂草、作物和稻田的实际状况应用除草剂: 在杂草或直播作物出芽前或出芽后;移栽前或移栽后;以及灌水前或灌水后。 这取决于除草剂的起效模式、在土壤和水中的属性、以及对水稻的选择性。
化学除草法在杂草综合治理中应用得最多,在这种治理方法中,耕作方法同样很重要。 作物未长大以前,杂草的竞争力最强。 因此,必须在种植前的土壤整备中控制杂草。
应该允许杂草的种子发芽,然后在灌水或条播前予以杀灭。 过去常通过犁耕来掩埋杂草,但这种方法既费力又费钱。 可以使用广谱非选择性除草剂。
百草枯、草甘膦这样的除草剂在土壤中无残留作用,对水稻作物没有影响。 草甘膦能很好地控制多年生杂草定义 一种年复一年生长不息的杂草。一些杂草冬季枯萎,但是其根部依然存活,春季重新萌发;一些杂草不出现枯萎,并在下一生长期,其大小和高度继续扩大。 权威性在线参考资料与资源 http://iws.ucdavis.edu/ 国际杂草学会(International Weed Science Society)是全球区域性组织的代表性机构。这些区域性组织的详尽信息均有列述。,但大量使用会造成杂草群落向更具危害的阔叶杂草转变,甚至出现了杂草对草甘膦产生耐药性的案例。 因此百草枯成了一种有效进行可持续杂草控制的替代手段。
灌溉管理也是一种有效的杂草控制方法。 最好在移栽后始终保持 5 厘米的水深,直到作物的冠盖完全覆盖稻田并能扼杀所有杂草。
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通过使用百草枯除草,印度尼西亚的潮汐水稻种植区不仅提高了稻米产量,而且节省了时间,让家庭劳力能够外出务工。
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西孟加拉邦在两季水稻的种植间期用百草枯除草,这避免了数次翻耕稻田带来的成本,省下的时间还可种植三季稻。
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通过使用百草枯除草,四川省的农户得以提高雨季栽种水稻的产量和收入。
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参考资料和资源
联合国粮农组织统计数据库 FAOSTAT
国际水稻研究协会水稻知识库: