摘要:为进一步探索优质稻米外部追溯与内部追溯的重要信息和关键控制点,开展了绿色食品稻鸭共作-绿肥轮作生产模式全程质量可追溯的模拟实践研究,以优质食味水稻南粳46为供试品种,在江苏省兴化市荻垛镇兴陈村设计了常规水稻绿肥轮作生产区、 A级绿色食品稻鸭共作区和AA级绿色食品稻鸭共作区3个大区处理。结果表明,稻鸭共作绿色生产模式较常规水稻生产的产量降幅较大,产量构成中以有效穗数降幅最为显著,绿色食品生产环节的质量追溯可以将面积与总产量作为重要的外部追溯信息;稻鸭共作模式随绿色生产等级的提高,稻米食味、加工和外观品质均协同提高,并有效降低重金属污染,稻鸭共作绿色生产模式作为外部追溯信息提供给消费者参考是必要的;稻鸭共作能够改善土壤性状,稻鸭田产地环境质量符合绿色食品产地环境标准;产地环境、稻米检测标准及检测结果是核心的外部追溯信息,而具体的指标参数及农药肥料田间操作记录可以作为内部追溯信息进行保存。
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稻田属人工湿地系统的一部分,水稻是稻田中的主体作物,但除水稻外,往往还伴生多种动植物。稻鸭共作是利用役鸭旺盛的杂食性,取食稻田内的杂草和害虫,用鸭不间断的活动刺激水稻生长,产生中耕浑水增氧效果,促进养分物质循环,增强植株的抗性,而稻田为鸭提供劳作、食物和栖息场所,两者互利共生,是一种以大水田、小群体、少饲野养为特色的综合种养体系。稻鸭共作以形成良好的生态环境为出发点,对水稻植株有壮秆效应,提高了植株的抗逆性,同时能够明显减轻水稻病虫草害,是目前适合AA级绿色食品鸭田大米和稻花鸭的最经济、最高效的生产模式。据报道,紫云英(Astragalus sinicus L.)体内氮素有78%来自生物固氮,生物固氮是农田生态系统氮素投入的重要途径之一[1]。而利用稻后冬闲期间种植紫云英能充分利用其生物固氮能力补充土壤氮库,减少稻季氮素投入。在高碳氮比稻秸全量还田的政策背景下,推广稻鸭共生与水稻绿肥轮作模式,增强并维持土壤固氮微生物多样性,充分发挥其固氮能力,可以促进有机氮源的大幅度投入,对农业药肥减量增效和发展绿色生态农业具有重要意义。
绿色食品的生产需要优质优价的市场机制来激励,为顺应人民群众食品消费提档升级的时代发展趋势,值得深入研究探索。质量安全已成为制约我国食品消费升级的主要因素之一,因此,实现绿色食品全程质量可追溯就成为加快形成优质优价市场机制的重要前提之一。为进一步集成优化并示范推广“稻鸭共作-绿肥轮作”绿色优质高效生产技术,本文对主要生产环节进行危害分析和关键控制点(Hazard analysis and critical control point,HAC-CP)分析,开展相关试验研究,旨在明确绿色食品生产环节关键控制点及关键追溯信息。
一、材料与方法
(一)供试品种与试验点概况
1. 供试品种。
供试水稻品种为优质食味中熟晚粳品种南粳46,食味品质极佳,曾被评为全国“优质食味粳米”;役鸭品种为本地高邮麻鸭;绿肥为紫云英。(注:本试验地点不在南粳46品种审定的适宜区域范围内,仅作试验用种,不作为推广依据。)
2. 试验地点。
试验地点设在江苏省兴化市荻垛镇兴陈村(野陈自然村),土壤类型为水稻土类脱潜型亚类勤土土属,有机质含量24.8 g/kg、全氮1.6g/kg、速效磷12.8 mg/kg、速效钾136.8 mg/kg。试验时间为2022年6月至2023年12月,同一地点同一试验第二年重复一次。
(二)试验设计
水稻绿肥轮作是指在水稻收获后适墒浅旋耕人工(或无人机)撒播紫云英种子,翌年在4月26日盛花期,将紫云英全部粉碎旋耕还田,然后勤灌薄水沤田直至水稻移栽,每公顷绿肥鲜草还田量22~25 t。在“稻鸭共作-绿肥轮作”区设按A级绿色食品生产要求处理区(RD-A)与按AA级绿色食品生产要求处理区(RD-AA),同时在紧邻田块设“水稻-绿肥轮作”常规生产区(CK)作对照处理,共计3个处理,2次重复,大区设计,每区面积1 400 m2左右。稻鸭共作试验区组间筑高30 cm、宽90 cm的田埂进行分隔,并分别围网,模拟2个不同的追溯单元,以便模拟在全产业链追溯中,给每个追溯单元赋予一个独立的外部追溯码。
(三)栽插方式与施肥定量
1. 栽插方式。
钵苗机插较毯苗机插植株总氮素积累量和氮肥利用率显著提高[2]。因此,水稻生产选用大钵苗机插方式,叠盘暗化齐苗配套旱育旱管控制秧龄30 d左右,行株距30 cm×13 cm,适当密植,插足基本苗102×104株/hm2左右。布设频振杀虫灯1台。雏鸭投放密度控制在300只/hm2,80只左右为1个群体,标准鸭舍2座。
2. 施肥定量。
研究表明,水稻240 kg/hm2的总施氮量能兼顾品质、产量和生态效益[3]。结合稻鸭共作生产实际,试验区水稻目标产量9 000 kg/hm2以上,RD-A处理总施纯氮240 kg/hm2,其中有机氮占比50%以上,一次性基施;化学氮肥中基肥、苗肥与穗肥的运筹比例为3∶4∶3;磷钾基追各半,总施磷(P2O5) 75 kg/hm2,总施钾(K2O) 75 kg/hm2。RD-AA处理总施纯氮240 kg/hm2,全部为有机氮,一次性基施,并采取耕沤灭螟、清洁田园、专用性诱剂诱杀螟虫,在田埂种植显花植物,路旁种植香根草,选用印楝素防治螟虫,苦参碱于卵孵化始盛期防治稻飞虱,春雷霉素防治稻瘟病,用役鸭防控福寿螺、纹枯病、叶蝉、二化螟、稻飞虱、杂草等病虫草害,同时用频振杀虫灯诱杀害虫,人工拔除零星稗草,适量放养螺丝等综合绿色防控技术。CK常规处理总施纯氮300 kg/hm2,氮肥运筹以前重、中稳、后补为原则,基肥、蘖肥与穗肥的配比为4∶3∶3,磷钾肥中基肥与追肥的运筹比例为1∶1,总施磷(P2O5) 150 kg/hm2,总施钾(K2O)150 kg/hm2,有利于提高稻米食味品质。
(四)测定方法与内容
1. 产地环境与稻米品质。
按照NY/T 391《绿色食品产地环境质量》、GB/T 17891《优质稻谷》、NY/T 419《绿色食品稻米》规定的指标及其检验方法对土壤环境质量、稻米品质进行检测。
2. 食味值。
采用日本佐竹公司生产的米饭食味计(STA1A)测定米饭的外观、硬度、黏度、平衡值,计算综合评分。
(五)统计分析
按照莫惠栋[4]的方法,在Excel 2019基础上采用自编程序(扬州大学农学院提供)对本试验第一年与第二年数据的平均值进行方差分析,对方差分析显著的性状采用Duncan新复极差法进行多重比较。
二、结果与分析
(一)对产量构成的影响
张庆等[3]发现采用稻鸭种养模式提高了水稻产量,改善了植株的群体质量,叶面积指数与成穗率及根系活力等方面得到优化。本试验结果与此相反,本试验中常规处理产量最高(见表1),AA级绿色生产模式产量最低,单产较CK下降达1 620.68 kg/hm2,降幅15.77%,产量差异达极显著水平;A级绿色生产模式较常规CK模式单产下降583.91 kg/hm2,降幅5.68%,产量差异达显著水平;而AA级绿色生产模式较A级绿色生产模式产量下降1 036.77 kg/hm2,降幅10.70%,产量差异达极显著水平。这说明,在稻鸭共作模式下,优质稻米的绿色食品生产等级越高,产量降幅就越大,因此,安全优质与高产的矛盾需要优质优价来协调。但稻鸭共作模式确实提高了结实率,AA级处理较CK结实率提高了1.75个百分点。每穗粒数差异未达极显著水平,其中A级处理最高,但与对照CK相比差异不显著。各处理间的差异极显著表现在有效穗数方面,对照CK穗数最高,A级处理较CK下降9.25%,AA级处理较CK下降17.02%,AA级处理较A级处理下降8.57%。试验发现,稻鸭共作绿色生产模式应在稳定结实率和千粒重的基础上,适当密植,将群体总颖花量稳定在较高水平是实现高产优质的关键。
由本试验结果可知,在质量追溯方面,面积与总产量间的关系是否符合绿色生产模式产量增减规律可作为信息真实性判定依据,因此,面积与总产量应作为重要的外部追溯信息,为消费者提供参考。
(二)对稻米品质的影响
随着消费升级,消费者对优质食味稻米的需求越来越高。稻鸭共作绿色生态生产模式不但要生产出优质食味稻米,更要实现全程质量的可追溯性,构筑起安全诚信的消费市场,这是新时代的要求。车阳等[5]研究表明,随氮肥用量提高,稻米加工品质指标糙米率、精米率、整精米率提高,外观品质指标垩白粒率和垩白度先增后减,即说明适度增氮可改善优质稻米加工和外观品质,同时改善稻米品种食味品质,但过度施氮使食味变差。而从优质稻米产业化开发的实践看,大米加工企业在注重食味品质的同时,也更加注重加工和外观品质。如何协调平衡加工、外观和食味品质是育种者、推广者、监管者、加工者和生产者面临的重要课题。从表2可以发现,食味值以AA级处理最高,相较CK差异达极显著水平,相较A级处理差异达显著水平,主要表现在直链淀粉含量更加合理,胶稠度较高;且AA级处理外观品质更优,其中垩白粒率无明显差异,但垩白度有显著差异。加工品质的整精米率AA级达68.30%,与A级无显著差异,但较CK差异达显著水平。稻田综合种养是一种稳产提质增效的稻作生产方式[5],本试验结果说明,稻鸭共作生产的稻米随绿色生产等级的提高,食味、加工和外观品质均是协同提高的,证明稻鸭共作绿色生产模式能够有效提升稻米综合品质。因此,将绿色生产模式作为外部追溯信息提供给消费者参考是必要的。
表1不同处理模式下南粳46产量相关指标测定结果
表2不同处理下南粳46稻米品质指标测定结果
在关注稻米食味品质的同时,广大消费者更加注重安全品质。由表3可见,不同处理下稻米中的重金属含量均符合NY/T 419标准,而16种规定残留限量的农药均未检出。其中,AA级处理的稻米中所有重金属均未检出,这说明,稻鸭共作绿色生产模式可以有效降低重金属污染,从而规避质量安全隐患。因此,将稻米检测标准及检测结果作为外部追溯信息提供是紧扣消费者关心重点的,而具体复杂的指标参数可以作为内部追溯信息进行记录保存。
表3不同处理下稻米重金属含量情况
(三)对产地环境的影响
农药、肥料等投入品的施用显著影响农田土壤环境。稻鸭共作模式可通过提高土壤碱解氮水平而增强土壤肥力,种植绿肥可以进一步提升土壤碱解氮水平,是一种能有效维持并提升土壤肥力的种植模式[6]。与常规水稻种植相比,稻鸭共作田土壤重金属元素含量及稻米中重金属元素含量、农药残留均符合绿色标准,因此,连年稻鸭共作能够改善土壤性状,提高土壤肥力[7],本试验进一步证明了该结论。分析发现,AA级处理耕层土壤有机质含量达42.05 g/kg(见表4),较A级处理和CK增幅分别达10.54%和40.02%,均达极显著差异水平。全氮含量也呈递增趋势,且达显著水平,其中AA级处理较CK达极显著水平。但有效磷与速效钾含量呈递减趋势,且与CK相比达显著或极显著水平。而阳离子交换量以AA级处理最高,较A级及CK处理达极显著差异水平,分别提高6.99%和15.02%,说明稻鸭共作模式能极显著改善土壤的保肥性、供肥性和缓冲能力。
表4不同处理下水稻收获后稻田耕层土壤(0~20 cm)地力变化情况
各处理土壤6项重金属指标均符合NY/T 391标准;AA级较CK在除总铜外的其他5项重金属指标上差异达极显著水平(见表5),较A级处理在总镉、总砷、总铬指标上差异达极显著水平,这可能是因为AA级处理不施用任何化学肥料、农药及其他投入品,规避了这些物质带来的重金属污染风险。
表5不同处理下水稻收获后稻田耕层土壤重金属含量
研究认为,从质量追溯角度看,消费者可能并不关心具体指标的变化,而产地环境检测标准与结果才是消费者值得关注的重点。因此,产地环境检测标准及结果应作为重要的外部追溯信息,而农药肥料施用信息及产地环境具体指标参数可以作为内部追溯信息来记录保存,为农产品质量安全监管与生产单位内部管理提供依据。
三、讨论
(一)应充分利用现代信息化科技手段,提升农产品质量安全追溯体系的可用性和可溯性
我国农业绿色发展经过30余年的政策演进和路径实践,已形成了典型的、可推广、可借鉴的农业绿色发展模式体系,但目前我国农业仍面临着资源约束趋紧、面源污染严重、生态问题突出、绿色农产品区域供给差异明显、保障体系有待健全等严峻挑战[8]。针对我国绿色生态农业高质量发展路径,马健等[9]提出,明确农业绿色发展路径,建立化学品投入减量化技术标准,制定生态农户认定制度,营造农业绿色发展法治化环境,构建绿色农产品全国统一大市场。笔者认为,立足消费者、监管者、生产者、加工者与销售者五类主体的核心需求,加快构建简便易用的优质农产品全产业链可追溯技术标准,提高绿色有机认证的严肃性和权威性,强力推进食用农产品领域的法制建设,筑牢市场诚信体系是当前最紧迫的任务。
(二应赋能生产者实现绿色稻米优质优价,农产品质量可追溯体系才具有实践意义
王欣等[10]认为,政策引导和市场拉动需要相互促进,市场的拉动依赖于应用绿色技术生产出有市场竞争力的产品,要大力研制绿色农业技术标准和研究监测技术,使农业生产环境、投入品、生产过程、产后加工品的质量安全标准能够形成技术体系,从而促进绿色农业技术高质量和持续性发展。但如何发挥“优质优价”的政策导向作用,打造良性竞争的水稻生产与市场环境,培育优质稻米品牌,降低职业粮农优质稻米“易种难卖”的经营风险,却是现实难题。翁贞林等[11]研究提出,根据羊群效应,职业粮农对组织机构及其他农户的信任会使自身行为决策受他人决策影响,随着职业粮农自身网络规模扩大,关于品种、技术及其他相关信息的互动更加紧密,技术扩散的“同伴效应”也突显出来,职业粮农在理性分析判断下及非理性地追随行为下,选择优质稻品种成为可能。笔者认为,只有提高职业粮农生产优质稻米的市场获利能力,才能规范其优质稻米生产行为。也就是说,食用农产品质量可追溯体系应当成为实现绿色大米“优质优价”的一种助力。这就需要提升稻鸭共作绿色稻米生产的组织化管理水平,而促进稻米全产业链协同发展需要核心链主,只有通过互利共赢的市场机制,统一优质食味品种和绿色生产模式,打通全产业链内外全程质量可追溯的信息孤岛阻隔,才能快速健康发展壮大优质稻米产业。
四、结论
本文开展了绿色食品稻鸭共作-绿肥轮作生产模式全程质量可追溯的模拟实践研究,以优质食味水稻南粳46为供试品种,设计了水稻绿肥轮作常规生产区、A级绿色食品生产要求处理区和AA级绿色食品生产要求处理区等3个大区处理。试验结果表明,稻鸭共作生产方式因水稻有效穗数极显著下降而大幅减产,其中AA级降幅最大,但有利的是随绿色生产等级的提高,稻米食味、加工和外观品质均协同提高,并明显减轻重金属污染。试验同时证明,稻鸭共作模式能够改善土壤性状,经稻鸭绿色共作模式处理后的稻田满足了绿色食品产地环境标准要求。此外,笔者认为,稻鸭共作绿色生产模式本身可作为重要的外部追溯信息提供给消费者参考,可以与产地环境、稻米品质的检测结论等核心信息构成一个完整的外部追溯信息体系,而具体的质量安全指标参数及农药肥料田间操作记录可以作为内部追溯信息进行保存,有利于实现内外双向可追溯的良性循环。
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文章来源:赵婷婷.绿色食品稻鸭共作生产模式全程质量可追溯实践与探索[J].农产品质量与安全,2024,(06):96-100.
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