稻米生產(chǎn)在日本有悠久的歷史。二戰(zhàn)后， 日本國內(nèi)稻米生產(chǎn)不足， 糧食短缺，大大激發(fā)了日本采用新的生產(chǎn)技術。那么，日本有機水稻種植技術是什么樣的呢？

日本一直以稻米為主食, 所以稻田生產(chǎn)對日本具有特殊的意義。那么，日本有機水稻種植技術如何呢?有什么方法能提高效率呢?下面小編就與你介紹一下這方面的有機食品安全知識，希望能夠幫助到你。

日本是農(nóng)業(yè)科技強國， 稻作是日本農(nóng)業(yè)最主要的構成要素。長久以來， 日本一直以稻米為主食, 所以稻田生產(chǎn)對日本具有特殊的意義。尤其是近年來日本在稻作、 水禽和水生生物等互生共建方面進行了有益的探索，促進了多種農(nóng)業(yè)形式的有機結合，有效地降低了污染物排放， 提高了養(yǎng)分的循環(huán)利用和稻田農(nóng)業(yè)的生態(tài)價值。本文根據(jù)近年來日本在稻作方面，尤其是促進稻作生態(tài)型農(nóng)業(yè)方面的研究和實驗成果， 總結和評價日本稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展途徑與模式，以期對我國稻作生態(tài)農(nóng)業(yè)提供啟示。

1 日本稻田農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史

稻米生產(chǎn)在日本有悠久的歷史。二戰(zhàn)后， 日本國內(nèi)稻米生產(chǎn)不足， 糧食短缺，大大激發(fā)了日本采用新的生產(chǎn)技術， 改進種植模式， 改善栽培條件[3]。1950—1960 年代， 日本開始推行早播技術， 加上保護性育苗技術的成功， 水稻插秧從每年的 6 月提前到了 5 月，這一變化大幅度提高了水稻的產(chǎn)量， 已經(jīng)足以滿足國內(nèi)的需求。 1970年日本稻田面積約為342 萬 hm2， 占日本耕地總面積的 60%， 從事水稻生產(chǎn)的農(nóng)戶占農(nóng)戶總數(shù)的 86%，同時大力推廣機械化， 到 1970 年代后期， 日本水稻種植的機械化水平已經(jīng)接近100%，大大提高了稻田的翻耕效率[4]。1950—1970 年代， 水稻產(chǎn)量曾一度在施氮量增加的情況下顯著提高， 但是進入到 1980 年代，由于環(huán)境保護意識的不斷加強，大大減少了氮的投放量，水稻的增產(chǎn)效果也明顯下降[5]。從 1980 年代開始，水稻的種植開始逐步進入生態(tài)型農(nóng)業(yè)時期， 從單純重視產(chǎn)量提高，逐步過渡到重視生產(chǎn)、 生態(tài)和社會的多重綜合效益，對于水稻種植和資源的管理水平也不斷得到提高。2000 年， 雖然日本的稻田面積為 262 萬hm2，但仍占日本農(nóng)業(yè)總耕地面積的一半以上[6]。

目前， 日本的稻作生產(chǎn)呈現(xiàn)出以下特點： ①水稻面積大幅度減少， 但機械化程度高; ②氮肥的使用量在大幅度減少，取而代之的是使用有機肥，注重殺蟲劑使用時的殘留控制; ③關注 CH4 和 NO2 等主要溫室氣體的排放; ④發(fā)展稻鴨(魚) 共作等新型有機生產(chǎn)模式; ⑤不斷發(fā)展新的農(nóng)業(yè)技術， 減少污染物， 提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。

2 日本稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展途徑與模式

近年來， 日本的稻田農(nóng)業(yè)非常關注通過有機生產(chǎn)， 革新農(nóng)業(yè)技術和發(fā)展農(nóng)業(yè)多功能性來構筑生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

2.1 發(fā)展有機生產(chǎn)、 實現(xiàn)種養(yǎng)殖相結合的途徑稻鴨共作技術，起源于中國， 但完善于日本， 它開辟了水稻、 水禽有機生產(chǎn)的新途徑。稻鴨共作技術是指將雛鴨放人稻田，利用雛鴨旺盛的雜食性，吃掉稻田內(nèi)的雜草和害蟲; 利用鴨不間斷的活動刺激水稻生長， 達到中耕渾水效果; 同時鴨的糞便又可以作為肥料; 最后連鴨本身也可以食用[7]。稻鴨共作技術是水稻生態(tài)種植的重要進展， 它提供了養(yǎng)分循環(huán)、 無污染種植和養(yǎng)殖的新途徑?；诖?， 近年來日本又有所突破， 推出了直播稻鴨共作和稻鴨萍共作模式[8]。

直播稻鴨共作由日本的古野隆雄先生試驗成功，其主要特點是早在二月份就直接在旱田里進行了水稻的播種， 簡化了水稻的栽培程序,同時利用鴨子的食草性，既消除了旱田時的雜草，又提供了更充足的養(yǎng)分提高水稻的產(chǎn)量。

稻鴨萍共作模式由日本崗山大學試驗， 該模式是將水生藻類植物綠萍導入稻鴨共作的生態(tài)學研究， 利用稻、 鴨和綠萍之間的養(yǎng)分的動態(tài)平衡， 尤其是氮元素的平衡。原有稻鴨共作需施用基肥。這一方式不需要施用肥料，而是使用綠萍。利用綠萍固氮、 富鉀， 增加了稻鴨共作中有機肥的來源。與傳統(tǒng)方式相比， 水田氮素供給水平為原來的2倍[7]。鴨子不僅為水稻除草、 除蟲、 施肥、 中耕渾水、 刺激生長，而且為綠萍除蟲、 施肥、 分萍、 倒萍， 解決了過去稻田養(yǎng)萍難、利用難的問題。

另外， 水稻還可以和魚在一起生長。稻魚共作是指將魚放入稻田, 用稻田淺水環(huán)境，在種植水稻同時， 養(yǎng)殖魚蝦等水產(chǎn)品。稻田養(yǎng)魚可以促進水稻生長; 提高水田肥力， 改良土壤， 提高經(jīng)濟效益。目前比較成熟的是稻田和錦鯉一起養(yǎng)殖[9]， 另外， 還可以飼養(yǎng)草魚、 螃蟹等多種形式。

2.2 創(chuàng)新農(nóng)業(yè)技術， 促進稻田的節(jié)能、 高效和低污染

2.2.1 發(fā)展高效、 高成活率的栽培技術， 從而節(jié)約利用資源， 降低能耗。高效， 高成活率的種植水稻是發(fā)展生態(tài)稻田農(nóng)業(yè)的基本保障。日本在此方面做了大量的工作。從 1970 年代， 日本開始推行機械移栽，大力發(fā)展寬行單本種植，大大提高了栽培效率。與此同時， 秧苗移栽葉齡從 5葉以上移栽下降到 3—4葉或小苗移栽。小苗移栽可以避免植株間競爭，產(chǎn)生更多的分蘗[4]。另外， 利用小苗秧氮素含量高， 比大秧移栽更易從植傷中恢復生長的原理， 提高水稻在低溫脅迫、 高溫、 強風、 高太陽輻射或低濕度條件下的成活率。 日本的實驗表明， 移栽2.2 葉的秧苗只需 2 天就能恢復生長，遠遠比 3.8 葉的秧苗需要用5 天的時間快[10]。

在移栽過程中， 考慮到小苗移栽具有很高的分蘗能力，在氮素高投入情況下常會導致水稻過度生長， 產(chǎn)生過多的無效分蘗，有效分蘗莖直徑變細, 倒伏性增大，因此日本將小苗移栽和寬行稀植結合起來， 并減少施肥量的措施。移栽2—3 葉的秧苗避免倒伏最適宜的密度是 13.9 叢 /m2, 顯著低于日本目前采用20—25 叢 / m2的密度。研究表明， 盡管種植密度對水稻產(chǎn)量的影響相對較小， 但在適宜的密度范圍內(nèi), 稀植可以減少無效分蘗和倒伏發(fā)生[4， 11]。

栽培技術的另一重大改進是直播栽培技術的發(fā)展。傳統(tǒng)的水稻生產(chǎn)是先要進行農(nóng)田翻耕然后栽培，而水稻直播栽培技術是指不進行農(nóng)田耕翻作業(yè)而直播水稻種子的栽培技術。這種技術作業(yè)時間短， 播種、 除草等多項作業(yè)均在干田內(nèi)進行， 不像傳統(tǒng)的移栽作業(yè)， 育苗、 插秧和田間管理等作業(yè)均需在水田中進行， 從而節(jié)省了犁耕、 育苗、 整田、 耙田、插秧等工序，有助于節(jié)省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時間和人力， 降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本和保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。因為耕作方式干凈， 農(nóng)民也樂于采用直播方式。 1963年， 日本開始對水稻直播開始研究和推廣， 2000年 3 月日本政府制定的 《糧食、 農(nóng)業(yè)和農(nóng)村基本計劃》 ， 將直播水稻技術、高質量小麥穩(wěn)定栽培技術等 10 項技術確定為努力開發(fā)的關鍵性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術。日本水稻機械化直播技術居世界領先地位， 先后研究了水稻干田耕起直播技術、 湛水直播技術和飛機播種直播技術等。 其中， 旱直播約占 70%， 水直播約占 30%[12- 13]。

2.2.2 發(fā)展灌溉技術， 減少溫室氣體排放。 水管理也是稻田生產(chǎn)的重要組成部分。這是因為稻田長期淹水將造成厭氣環(huán)境， 氧化還原電位低， 水稻根系受還原性有毒物質危害， 生長活性將變低。對此常用的管理措施有中期擱田、延期灌水和間歇灌溉，以提高水稻根系的 O2 供應， 促進根系生長，對增強根系活力， 降低無效分蘗和提高莖稈抗倒伏能力都起到了很好的作用。實驗表明， 間歇灌溉在日本可以減少 32%—37%的溫室氣體排放[4， 11， 14]。

2.2.3 探索新的肥料施放機制。提高土壤肥力是水稻高產(chǎn)的重要因素[15]。在 1950 年代和 1960 年代日本投入了大量的有機肥以提高水稻的產(chǎn)量。但是目前還無法證明水稻堆肥是否是必需的， 另外， 也沒有研究證明水稻中多少肥料是來源于土壤的背景氮[4]。肥料是目前保證水稻高效生產(chǎn)的難題之一。目前在日本， 稻糠共作成為一種水稻種植中除草和施肥發(fā)展的新途徑。日本學者發(fā)現(xiàn)稻糠除草、供肥和提高食味。施稻糠能防除雜草， 并取代化學除草劑， 施用生稻糠可使水田成為肥沃土質的發(fā)酵場，將稻糠制成發(fā)酵肥可為水稻提供高級有機肥，土著菌稻糠雜合肥具有改良土壤、 供肥和除草等多方面功用[16]。

2.3 水稻的多功能性

農(nóng)業(yè)的多功能性是指農(nóng)業(yè)除了食物和纖維外，還具有其它功能，因此可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時滿足多重目的。農(nóng)業(yè)的多功能性可以體現(xiàn)在生產(chǎn)、 生活、 社會和環(huán)境等眾多領域中[17- 18]。1980 年代末 1990 年代初, 農(nóng)業(yè)多功能性最先出現(xiàn)在日本的“稻米文化” 中。根據(jù)文獻資料記載 ，日本稻田的多功能性主要體現(xiàn)在： 防治洪水， 補給地下水， 土壤侵蝕和防止滑坡， 凈化水質，分解有機物， 減輕氣候變化的影響， 增加生物多樣性， 美化景觀以及社會等功能。在城市快速發(fā)展的今日， 農(nóng)業(yè)在社會、 經(jīng)濟與生態(tài)等方面的作用越來越重要。農(nóng)業(yè)多功能性的發(fā)展不但可以緩解當前農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中的環(huán)境問題, 而且也可以帶來可觀的經(jīng)濟效益[19]。

在洪水防治方面， 日本研究者發(fā)現(xiàn)，在山區(qū)， 如果廢棄水稻田，會增加下游水位高峰期的排水量，位于低處的水稻稻田實際上起到了緩沖的作用，分解了溝渠和蓄水庫的負擔。水稻稻田還可以有效地促進地下水的補給。在 Kumamoto地區(qū)的觀察數(shù)據(jù)表明大約 45%的地下水來自水稻田的補給， 補給的程度取決于土壤結構、 厚度和溫度等特性[19]。 除了能夠有效地進行地下水的補充外， 水稻田還可以有效地防止滑坡和土壤侵蝕，因為水稻田營造了一定的盛水空間。在日本大約有10%的水稻田位于滑坡處，有些地方坡度甚至大于 1∶20。另外， 水稻田還具有濕地的功能， 可以凈化水體質量。日本很多水稻田的土壤是火山灰， 水稻田具有脫氮作用， 脫氮的速度大致可以達到每天 0.02—0.8 g/m2[19- 20]。因為水體存在， 水稻還具有調節(jié)地方局部氣候變化的功能， 夏天可以顯著地降低氣溫， 如果是順風， 這一作用可以影響到 150—200m處[19， 21]。

除此之外， 水稻田還具有美學效果， 可以起到一定的修身靜養(yǎng)的效果。尤其是水稻是日本最重要的農(nóng)業(yè)文化，對歷史傳承和社區(qū)發(fā)展具有不可替代的作用。已經(jīng)有日本學者開始批評隨著現(xiàn)代化進程的推進， 日本的農(nóng)村社區(qū)被電線和現(xiàn)代化的房屋所代替， 水稻也許是保留農(nóng)業(yè)和理解日本農(nóng)業(yè)文化的最佳途徑[19]。

3 日本稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的主要經(jīng)驗

生態(tài)農(nóng)業(yè)是研究農(nóng)業(yè)生物與環(huán)境之間的相互關系， 并最終滿足人類物質需求。身體健康、 可持續(xù)發(fā)展的需要，因此稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展應該建立在促進稻作生產(chǎn)與自然環(huán)境以及人文社會之間良好的相互關系的基礎上。日本從稻田有機生產(chǎn)模式、稻作生產(chǎn)和種植技術以及發(fā)展稻田多功能性方面提出并嘗試了發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的途徑， 提供了有益的經(jīng)驗 (表 2) 。

需要注意的是， 這三種途徑是互為條件， 互相補充， 可以相互完善的。如水稻本身所具有的多功能性， 與農(nóng)業(yè)技術創(chuàng)新和有機生產(chǎn)模式是互相促進和提高的。利用直播稻的優(yōu)點可以省去做秧田、 育秧、 栽秧，省工、 省水， 直播一般可減少 20%的田間勞動時間， 降低 10%左右的生產(chǎn)成本[13];與稻鴨共作相結合， 創(chuàng)造了生產(chǎn)有機水稻的有效途徑。為提高水稻的成活率，小苗移栽技術也可以融入稻鴨(魚) 共作中， 另外在稻鴨 (魚) 共作中也可以采用間歇灌溉， 減少溫室氣體排放。

隨著水稻田品質的提升， 水稻的多功能性也將得到很大的發(fā)揮。水稻易受表層水的影響， 表層水的農(nóng)業(yè)化學成分以及水環(huán)境是稻作生產(chǎn)的重要的環(huán)境之一， 田間蒸發(fā)量是衡量稻田水消耗的重要指標，由此推算水稻污染物的排放量， 日本學者在此方面進行了長期廣泛深入研究[22- 23]; 特別是近來，指出 FAO- 56 研究方法 (聯(lián)合國糧農(nóng)組織普遍采用的研究方法) 在長期累積蒸發(fā)量上更為有效[24]。 通過觀察發(fā)現(xiàn)土壤的呼吸速度 (CO2 的釋放量) 和土壤的表面溫度成正比和土壤的含水量成反比，和旱作相比，水稻能吸收更多的CO2，因此保留水田對保持土壤中的碳更為有利 [25- 26]?；贙ahokugata 湖和Sannogawa河的研究表明，由于水稻消耗了大量的氮， 降低了湖水中的富營養(yǎng)化程度，因此應當考慮在湖邊種植水稻[27- 28]。

當然， 稻田生產(chǎn)時候還需注意它存在一些負面影響。 主要是水體污染， CH4 排放和化學農(nóng)藥污染[19]。水稻是溫室氣體的排放量的主要貢獻物， 并隨著產(chǎn)量的變化而不斷變化[29]。日本學者經(jīng)過多年的觀察發(fā)現(xiàn)，長期連續(xù)施用有機肥會大量增加 CH4 排放。CH4 是水稻對溫室效應的主要貢獻物。各系統(tǒng)排放N2O和 CH4 所產(chǎn)生的累積全球增溫潛勢以綠肥處理最大， 熟制有機堆肥次之， 硫酸銨處理最小[30]。長期連續(xù)施用熟制有機堆肥既能增加土壤有機質， 改善地力， 滿足水稻高產(chǎn)，又能實現(xiàn) CH4 減排，是實踐中值得推薦的水稻生產(chǎn)模式。另外水稻生產(chǎn)因為使用殺菌劑， 存在一定的化學污染， 危害食品健康。如在日本靠近 Agano河的Niigata地區(qū)仍發(fā)現(xiàn)存在大量的汞， 危害食品健康[31];1955 年日本富山縣神通川的鎘污染[32]。

4 經(jīng)驗和啟示

日本的稻田農(nóng)業(yè)發(fā)展已經(jīng)向著生態(tài)型農(nóng)業(yè)轉變，對認識我國水稻種植栽培以及水稻在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村體系中的作用，發(fā)展生態(tài)型稻作農(nóng)業(yè)有著重要的啟示。

第一， 積極發(fā)展有機型農(nóng)業(yè)。 積極推進稻田養(yǎng)鴨、 養(yǎng)魚、 養(yǎng)蟹等模式， 充分利用資源， 利用生物間養(yǎng)分互補性， 降低單位產(chǎn)出能耗， 提高經(jīng)濟產(chǎn)出。第二， 積極創(chuàng)新農(nóng)耕技術， 并將農(nóng)耕技術和有機型農(nóng)業(yè)充分地結合起來。從土壤、水體灌溉、 栽培、 施肥等各方面創(chuàng)新農(nóng)業(yè)耕作技術， 提高水稻種植成活率， 尋找新的路徑替代化肥 (如稻糠共作) ，減少溫室氣體排放。第三，發(fā)揮水稻的多功能性， 將水稻種植納入地方建設中。根據(jù)地形、 地貌特點，因地制宜， 將水稻田納入土地利用規(guī)劃中， 防治滑坡、 洪水等自然災害， 調節(jié)氣候， 傳承農(nóng)業(yè)文化。第四， 水稻種植的地區(qū)差異性。不同地區(qū)的資源環(huán)境不同， 水稻種植條件也不同，特別有機生產(chǎn)中稻種和鴨的品種選擇上會有不同， 需要充分考慮這些特點選擇合適的品種，提高發(fā)展的效果和品質。另外， 生態(tài)農(nóng)業(yè)的多功能性也因區(qū)域差異有所不同， 如在災害頻繁地帶， 要注意水稻對防治滑坡和洪水等自然災害的作用，而在富庶地區(qū)， 要更多地關注其農(nóng)耕文化的傳承性。

當然日本的稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)也處在發(fā)展過程中，有一些課題正處于研究當中， 比如長期連續(xù)施用有機肥會大量增加 CH4 排放， 水稻中多少肥料是來源于土壤的背景氮等。這些問題都是稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的關鍵性問題， 目前日本學者正在這些方面投入了大量的力量， 說明這是發(fā)展稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)的技術性難題， 值得引起我國學者的關注。另外， 我國發(fā)展稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)， 應該注重我國特有的發(fā)展條件和環(huán)境， 如稻種和鴨、魚的選擇等， 應該注意如何更好地將農(nóng)業(yè)技術和發(fā)展模式結合起來， 將科技創(chuàng)新直接快速地轉換為生產(chǎn)實踐， 應該注意加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理和農(nóng)村經(jīng)營，引導稻田生態(tài)農(nóng)業(yè)更好地為新農(nóng)村建設和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務。

通過吱客網(wǎng)小編的介紹，大家對有機水稻種植的知識應該已經(jīng)了解了吧，如果大家覺得這樣介紹還不夠清楚，還想了解有機水稻的好處是什么及相關的食品安全小知識，就多來關注吱客網(wǎng)內(nèi)容吧。