“這多虧了水稻‘三控’施肥技術，不僅降低化肥用量，增加產量，還讓村裏環境好起來。”陳符玉在墨園村種植水稻多年，目睹了整個變化過程。他口中的水稻“三控”施肥技術，是針對我國水稻生產中的化肥過量使用、病蟲害多、易倒伏等突出問題而研製的技術。

在常規經驗中，化肥用量越多，產量越高；產量高的植株也相對較高，倒伏的可能性也增大；產量高的稻田裏禾苗密度也大，生物量大的時候，發生病蟲害的概率也隨之提升……要實現高產，這些矛盾似乎無法回避，但“三控”施肥技術正是能實現在控肥、控苗、控病蟲的基礎上，實現增產增收，實現環保、糧食安全和收入提高三保障。

這技術的核心，一言以蔽之，減“氮”。

▌傳統種植經驗致化肥利用率偏低

　　必威betways 水稻研究副所長鍾旭華是“三控”施肥技術主創人，回想當初，他感慨萬分。“這個課題其實是在20年前提出的，當時學術界都在研究如何提高產量，我們所自然也要參與其中。”鍾旭華說，當時為了增產，出現了化肥、農藥濫用等情況，而他判斷這是不可持續的，所以提出要降低化肥使用量，同時提升糧食產量的想法。

這個想法源自當時的多地走訪。“我們走訪多個縣共500多名農民，其中涉及他們最想我們解決的三個問題。”鍾旭華介紹，這三個問題即氮肥過量使用、病蟲害多、倒伏。“經過深入分析發現，這三個問題與在實地走訪時發現的無效分蘖（注：分蘖即日常中說的‘苗’，早期生出的能抽穗結實的分蘖稱為有效分蘖，晚期生出的不能抽穗或抽穗而不結實的稱為無效分蘖）多是相關的，而這些問題最終都指向了氮肥使用不當。”

　　氮肥使用不當，最直接的表現是氮肥利用率低。研究初期，鍾旭華團隊便根據調研結果進行測算，發現調研農戶的氮肥利用率在23%-25%之間，而省土壤肥料總站的數據也是25%。“氮肥利用率即施加的氮肥有多少被植物吸收，如果沒有提升利用率，單純增加氮肥投入也是事倍功半。”鍾旭華說。

　　2003年有學者指出，中國每年有1500萬噸純氮被排入環境，直接經濟損失300億元，也帶來了嚴重的汙染問題。“據我們測算，當時僅廣東的水稻生產，每年損失的氮肥折合尿素就達1.8億千克，直接經濟損失超過3.5億元。”鍾旭華補充道。

　　根據國際經驗，達到40%氮肥利用率便是先進水平，這其中的空間便是當時鍾旭華團隊的主攻方向。

　　水稻施肥可分為基肥、分蘖肥、穗肥、粒肥4個時期，鍾旭華團隊自行實驗時，首先得確定哪個時期的吸收利用率是多少。“我們用了2年4造來做實驗，設置不同時期施肥處理，然後取樣帶回實驗室來測定植株氮含量，最終實測出基肥平均吸收利用率為31%，分蘖肥為18%，穗肥和粒肥為71%。”

　　而在廣東農民的傳統種植經驗中，他們基本上隻施基肥和分蘖肥，為廣東氮肥利用率低找到了解釋。”鍾旭華說，經過試驗，“三控”施肥技術確定了4個階段分別施用40%、20%、30%、10%的肥料，實際吸收利用率穩定達到40%以上，可節省氮肥20%左右，而稻穀產量不減反增，平均增產超過8%。

▌水稻“少生優育”減少病蟲害

　　“病蟲害多，有一部分客觀原因。廣東冬天不冷，害蟲卵越冬比北方容易很多，而濕度大，植物發病概率也增加。”鍾旭華表示，調研時曾遇到農戶抱怨連續買到假農藥，超量使用都解決不了問題。“但我覺得種植品種的抗病性弱是罪魁禍首，所以我希望通過抑製導致病蟲害的因素，從而減少農藥使用。”

　　經過研究，鍾旭華團隊認為，有6個因素與病蟲害發生密切相關——拔節期的水稻葉片含氮量和分蘖數，抽穗期的水稻葉片含氮量和葉片麵積大小，還有溫度和濕度。“溫度和濕度是難以人為控製的，如果減少抽穗期的水稻葉片含氮量和葉片麵積，則可能導致產量減少，所以決定在拔節期的水稻葉片含氮量和分蘖數上做文章。”

　　“減少含氮量比較容易，隻要減少氮肥投入即可。在實地調研中，農民種的稻田無效分蘖比較多，隻要想辦法減少無效分蘖，病蟲害自然就減少了。”鍾旭華介紹，無效分蘖白白浪費肥料，還導致群體鬱蔽，加重病蟲害風險，同時分蘖個體惡性競爭，會使有效分蘖長得瘦弱，降低產量。

　　鍾旭華團隊專門開展了一項實驗，希望精準減少無效分蘖，“我們平時開玩笑說，這是要對水稻進行‘計劃生育’，達到‘少生優育’的目的。”

他們研究發現，可以通過控製葉片含氮量達到減少無效分蘖的目標。“水稻分蘖速率由已有苗數、葉片含氮量和葉麵積指數三個因素決定，前期通過控肥等措施控製分蘖總量，然後再施肥保住已有分蘖，提高成穗率，從而保證產量穩定。”

　　“以前種植時病蟲害特別多，每造種植都要用3次以上農藥，現在每造隻打一次農藥，村裏有的種植戶甚至幾造都沒打農藥了。”陳符玉說。

　　“所以說，要控製拔節期的水稻葉片含氮量和分蘖數，是可以通過控製氮肥投入量來達到目的，重點要減少分蘖肥，剛好分蘖肥吸收效率也不高，我們也需要對它進行縮減，一舉多得。”鍾旭華總結道，采用“三控”施肥技術後，紋枯病、稻縱卷葉螟和稻飛虱等病蟲害減少，可少打農藥1-3次，有利於稻米食用安全。

▌力學思維助推抗倒伏研究

　　水稻產量對農民來說多多益善，但如果栽培技術不當，又一味追求高產，實際中水稻倒伏的概率增加，總體產量反而不高。特別是沿海地區，台風多，倒伏情況更為嚴重。

而對於抑製倒伏問題，鍾旭華團隊的研究並不順暢。

　　“通過降低株高解決倒伏問題，是一種行之有效的方法，我們開始也是遵循這個思路去研究抗倒伏。”但實踐證明這種思路並不可行，“水稻的收獲指數為0.5左右，這是水稻的生物學特性決定的，即要有100斤穀，就得有近100斤稻草，而矮化植株，生物量上不去，穀的產量就難提升。”鍾旭華說。

　　幾經周折，鍾旭華團隊決定改取縮短基部節間的技術路線。“有學者提到，基部伸長節間短的，抗倒性就強，這是從力學角度考慮的。”鍾旭華說，廣東水稻一般有五個左右伸長節間，水稻拔節在分蘖高峰期前後開始，直到抽穗才停止節間伸長，這一時期生產上稱拔節長穗期，水稻拔節時，自下而上從基部第一個節間到第五個節間依次伸長。

而實地觀測中，凡是倒伏的水稻，幾乎都是斷了基部的2個節間。“所以我們猜想，可以從力學出發，增粗基部節間莖稈、縮短基部節間長度、拉長上端3個節間長度，從而在增強基部節間的抗壓能力的同時，還能不降低甚至增加株高，保證產量。”

　　“我們研究發現，基部節間的長度和光有關，基部節間伸長期間群體透光越多，基部節間長得越短。而我們通過降低分蘖肥使用，減少無效分蘖，透光性就變強了。適當減少分蘖肥用量，增加穗肥用量，既能促進大穗形成，又能保證整體株高和生物量不下降。”鍾旭華說，從實際上看，使用了“三控”施肥技術的植株還會比普通植株高10厘米左右，產量也得到一定提升。

　　據測定，使用了“三控”施肥技術的水稻莖稈比較粗壯，單莖重比常規栽培高20%左右，而基部節間長度要相對縮短14.8%-42.9%，抗台風能力大大增強。“雷州受台風影響大，以前水稻大麵積倒伏時有發生，自從‘三控’施肥技術得到推廣後，成片的倒伏已經很少見了。”鍾旭華說。

資料顯示，“三控”施肥技術已入選農業部和廣東省農業主推技術，被廣泛應用於糧食高產創建、農業麵源汙染治理、科技扶貧等活動中。近年來廣東省每年應用麵積均超1000萬畝，並輻射到江西、廣西、海南等省（自治區），取得了顯著的增產增收效果。