稻鴨共育對稻田培肥及氮磷流失的影響

趙學敏 徐云連 吳蔚君 邢素林 馬凡凡 馬友華

（安徽農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，合肥230036；#共同第一作者；*通訊作者：yhma@ahau.edu.cn）

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依賴化學肥料、農(nóng)藥等的大量施用來獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，在產(chǎn)量得到提高的同時，也帶來了水體污染、土壤污染、農(nóng)產(chǎn)品污染等問題，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境，威脅到人們的身體健康，長此以往，不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。生態(tài)農(nóng)業(yè)是功能和結構相互協(xié)調(diào)發(fā)展的人工生態(tài)系統(tǒng)，具有高效的特點[2]。而稻鴨共育就是以農(nóng)田為基礎，在水稻田中養(yǎng)鴨為特點，把種稻和養(yǎng)鴨相結合的一種復合生態(tài)系統(tǒng)，在保證了水稻產(chǎn)量的同時，增加了養(yǎng)鴨的收入，且稻谷和鴨肉品質好，有效促進了稻田生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中受到廣泛好評以及大力推廣。在我國南方稻區(qū)，稻鴨共育的推廣范圍不斷擴大[3]。

關于稻鴨共育的研究目前大都集中在稻鴨共育技術的推廣應用及稻鴨共育對病蟲草害的影響上。本文在對稻鴨共育的發(fā)展歷史和對稻田病蟲草害及生態(tài)環(huán)境的影響進行綜述的基礎上，對稻鴨共育對稻田培肥與氮磷流失的影響進行了研究與討論。

1 稻鴨共育的發(fā)展歷史

有史料記載，我國明朝時期就有以鴨治蟲的事例。上個世紀80年代末，日本的萬田正治和右野隆熊提出稻鴨共育這一學說[4]。20世紀90年代開始，日本把稻鴨共育技術投入生產(chǎn)，接著傳入東南亞一些國家，先是在韓國被推廣，后又傳入越南，隨之緬甸和我國臺灣地區(qū)也紛紛效仿[3]，由于具有生態(tài)、高效、安全的特性，廣受好評。

2 稻鴨共育對水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響

鴨子在田間活動，不斷踩踏，在一定條件下釋放出土壤中的硫化氫和沼氣，水稻根系可以更好地深扎，以促進水稻生長[5]。楊華松等[6]調(diào)查得出，稻鴨共育田水稻的有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重都比非稻鴨共育田高。王強盛等[7]研究發(fā)現(xiàn)，稻鴨共育田稻谷產(chǎn)量比常規(guī)稻田增加25%。禹盛苗等[8]研究發(fā)現(xiàn)，稻鴨共育技術可使水稻增產(chǎn)。采用稻鴨共育模式的稻田生產(chǎn)出來的大米和鴨肉綠色、安全、無公害，品質更好[9-10]。鄧強輝等[11]認為，稻鴨共育能夠顯著增加經(jīng)濟效益，但成本收益率降低。郭瞻等[12]研究表明，稻鴨共育模式的凈收入比常規(guī)模式高出63.4%。禹盛苗等[8]研究表明，與非稻鴨共育模式相比，純收入增加66.5%～73.0%。

3 稻鴨共育對病蟲草害及稻田生態(tài)環(huán)境質量的影響

3.1 稻鴨共育對雜草的影響

張志東等[13]研究指出，稻鴨共育對鴨舌草、節(jié)節(jié)菜以及空心蓮子草的鮮質量防效比用化學除草劑防治的好。王獻志等[14-15]研究指出，稻鴨共育對莎草等雜草的防控效果高達95%以上，比農(nóng)藥的除草效果高10%左右。而且稻鴨共育對千金子、矮慈姑、鴨舌草等化學除草劑難以防除的惡性雜草也有比較好的防控效果。

3.2 稻鴨共育對害蟲的影響

張志東等[13]研究指出，稻鴨共育對一代螟蟲的防效為85.7%，高于藥劑防治的82.9%。吳剛等[18]研究結果表明，稻鴨共育區(qū)稻飛虱數(shù)量平均減少了50.0%，而稻田中有益昆蟲蜘蛛數(shù)量卻有所增加。王獻志等[14]研究指出，稻鴨共育對二化螟的防控率達到60.0%，稻縱卷葉螟的防控率也比不施農(nóng)藥不養(yǎng)鴨稻田高50.0%左右；稻鴨共育田蜘蛛優(yōu)勢種群密度比常規(guī)施用農(nóng)藥稻田要高50.0%以上。

稻鴨共育期間，鴨子可以比較好的控制某些害蟲，不過只一味地依賴鴨子取食害蟲來達到防控蟲害也是不現(xiàn)實的，因此，一般需在把鴨子趕出稻田之后，再噴施生物農(nóng)藥加以防治。

3.3 稻鴨共育對紋枯病的影響

束兆林等[17-18]指出，因鴨子在稻田中活動，踩踏水稻旁邊的枯葉和雜草，使稻田的透光性和通風性都得以改善，濕度降低，因此對紋枯病有一定的防控作用。禹盛苗等[19]研究表明，稻鴨共育技術可使紋枯病病情指數(shù)低70.0%左右，并且由于鴨子在田間活動，使水稻后期的無效分蘗得到一定程度的降低、水稻基部黃葉的脫落加速，田間小環(huán)境得到改善，這些對紋枯病的發(fā)生、發(fā)展也起了很大的控制作用。

3.4 稻鴨共育對稻田生態(tài)環(huán)境質量的影響

稻鴨共育由于在稻作期間少施甚至不施農(nóng)藥化肥，長此以往，稻田土壤的理化性質和水體都慢慢有了變化，水稻土中有害物質含量會越來越少，土壤不斷得到修復[5，20-21]。采用稻鴨共育的稻田與不采用的稻田相比，CH4和N2O的排放量顯著減少，可以有效減緩全球變暖趨勢[22]。

4 稻鴨共育對土壤培肥和氮磷流失的影響

4.1 稻鴨共育對土壤培肥的影響

稻鴨共育能使耕層土壤的大孔隙減少，容重、水穩(wěn)性團聚體增加，土壤物理性能轉好[5]。而禹盛苗等[21]研究得出，稻鴨共育可有效降低土壤容重，與朱金明等的研究結果相反，經(jīng)分析原因是研究側重點不同，前者研究側重土壤結構，后者側重土壤物理性能。但最終研究結果都說明，稻鴨共育使土壤環(huán)境向良性發(fā)展。

張帆等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在早晚兩季稻鴨共育之后，稻田土壤全氮和全磷含量比非稻鴨共育區(qū)分別提高5.73%和6.25%。禹盛苗等[21]研究也指出，稻鴨共育田與非稻鴨共育田相比，由于鴨子的直接排便，土壤有機質大約可提高1.7 g/kg。稻鴨共育有利于提高土壤養(yǎng)分含量，如全氮、堿解氮、速效鉀、有效磷和有機質等，并且實施共育技術時間越長，效果越好。由于土壤有機質含量的不停增加，微生物有了更加充足的生存和生活的能量和碳源，提高了土壤微生物含量，所以土壤微生物數(shù)量稻鴨共育區(qū)比非稻鴨共育區(qū)有所增加，趨勢向好[24-25]。

王獻志等[19]研究也指出，稻鴨共育系統(tǒng)中，鴨子直接把糞便排在稻田里，還不停的踩踏，那么混入了糞便的土壤肥力便大大提高，有著很好的培肥效果。在其研究中，還對鴨子的糞便還田量進行了量化，結果表明，實施稻鴨共育的年限越長，土壤培肥效果會越好。

4.2 稻鴨共育對氮流失的影響

研究表明，稻田施用的氮肥并不能全部被水稻吸收利用，其利用率僅為20.0%～40.0%，作物只吸收了其中的一小部分，剩余的大部分都流失到水體和大氣環(huán)境中，途徑主要為徑流、淋溶、滲漏及氨揮發(fā)等[26-28]。

氮素流失，進入水體環(huán)境中，通過徑流、淋溶和滲漏，地表水與地下水受到污染，接著流入大江、大河、湖泊中，長此以往，水體富營養(yǎng)化嚴重。氮素還有一種流失方式，即氨揮發(fā)，進入大氣環(huán)境中，大氣中氧含量增加，可能會加劇全球大氣環(huán)境污染，增強溫室效應。

鄭敏[3]在這一方面做了較為詳細的研究，其結果表明，田面水銨態(tài)氮濃度比硝態(tài)氮要稍微高一些，并且在放鴨當天總氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的濃度達到最高值，隨后急速下降且慢慢穩(wěn)定下來。由于鴨子不停在田間活動，進行踩踏，把固定在土壤中的氮素釋放出來，并且鴨糞也是氮素的主要來源，因此，稻鴨共育田的總氮含量較非稻鴨共育田要高得多；還由于鴨子在田間活動和取食，雜草等得不到生長，減少了對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收，從而水體中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量大大提高。通過量化指標測算，在水稻田中活動的1只鴨子60 d需要攝入的飼料是4.5 kg，折算成純N投入約為0.14 kg。

而在放鴨后期，前文也有詳述，鴨子在田間的活動可促進水稻更好的生長，從而增加了水稻植株對氮素的吸收，這有可能比鴨糞中氮素的排放量要大，于是水體環(huán)境中氮素含量有所減少，這也是在水稻生長后期，稻鴨共育田中水體氮素含量比非稻鴨共育田要低的原因。

4.3 稻鴨共育對磷流失的影響

岳玉波等[29]研究指出，通常施入農(nóng)田土壤中的磷肥只有極少的一部分被農(nóng)作物吸收利用，磷肥利用率僅為15.0%～25.0%，大部分都流失到大氣環(huán)境和水體環(huán)境中，主要流失方式為徑流、淋溶、礦化等。

農(nóng)田土壤中磷素流失方式主要是地表徑流、滲漏淋失和土壤侵蝕等，并且主要是以顆粒吸附態(tài)和溶解態(tài)的形態(tài)隨地表徑流流失，進入水體環(huán)境中，因此導致水體磷濃度增加，水體質量大受影響[30]。

紀雄輝等[31]研究得出,洞庭湖區(qū)種植雙季稻期間施用化肥和豬糞的磷素徑流流失分別占施磷量的0.86%和1.44%。朱金明等[5，32]在研究稻鴨共育田總磷和可溶性磷2個指標的變化情況時發(fā)現(xiàn)，總磷和可溶性磷濃度在放鴨當天達到最高值，隨后急速下降并慢慢穩(wěn)定下來。由于鴨子在田間的活動，釋放了土壤中被固定的磷素，所以導致水體環(huán)境中磷素的增加。通過量化指標測算，在水稻田中活動的1只鴨子60 d需要攝入的飼料是4.5 kg，折算成P2O5投入約為0.08 kg。

同時也有研究指出，稻鴨共育稻田其田面水的含磷量比非稻鴨共育稻田高，為了不使水體由于不合理的排水和降雨造成污染加大的可能，在實施稻鴨共育技術的同時，也要充分做好稻田水分管理工作，降低水體發(fā)生污染的可能性[7，33]。

5 展望

稻鴨共育技術的推廣符合當前形勢發(fā)展的要求，既能生產(chǎn)無公害的農(nóng)產(chǎn)品，豐富市場，又能穩(wěn)定糧食生產(chǎn)、提高經(jīng)濟生產(chǎn)能力，改善生態(tài)環(huán)境，對提高農(nóng)民收入、改良農(nóng)村經(jīng)濟和農(nóng)民生存環(huán)境具有十分重要的意義。筆者認為，以下2個方面值得在今后研究中加以關注：（1）稻鴨共育模式運用中如何減少氮、磷肥用量，如何更加精確的施用氮、磷肥，以及如何控制農(nóng)田中氮、磷流失，從而減少農(nóng)業(yè)面源污染。（2）稻鴨共育模式是生態(tài)農(nóng)業(yè)的有效實踐方式，目前稻鴨共育模式的運用大多處在試驗時期，在有機肥和生物農(nóng)藥的投入上，很大一部分是由農(nóng)業(yè)部門項目補償?shù)脕?，由此，連續(xù)實施稻鴨共育模式確實會出現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益不斷上升的效果，但如果沒有項目補償，該如何得到廣泛運用，如何能有良好的效益，值得探討。

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