稻田綜合種養(yǎng)模式對水稻病蟲草害的控制作用及機(jī)理

王岳鈞，懷 燕，許劍鋒

(浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020)

稻田綜合種養(yǎng)模式對水稻病蟲草害的控制作用及機(jī)理

王岳鈞，懷 燕，許劍鋒

(浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020)

摘 要：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中化學(xué)農(nóng)藥的使用大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，但同時(shí)也帶來了環(huán)境等方面的負(fù)面影響。稻田綜合種養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)水稻農(nóng)藥減量、綠色高效生產(chǎn)的有效途徑。本文論述了主要稻田綜合種養(yǎng)模式對水稻病、蟲、草害的控制作用和機(jī)理，以及由此而帶來的農(nóng)藥減量效應(yīng)，并針對浙江省實(shí)際情況，提出應(yīng)加強(qiáng)種養(yǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：稻田綜合種養(yǎng)；病害；蟲害；草害；農(nóng)藥減量

水稻是我國主要糧食作物，全國種植面積約3000萬hm2，約有60%左右的人口以稻米為主食[1]。近幾十年，中國水稻單位面積產(chǎn)量和總產(chǎn)量均取得重大突破，為糧食安全與穩(wěn)定做出了巨大貢獻(xiàn)，但同時(shí)也帶來了農(nóng)藥和化肥的大量投入，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中化學(xué)農(nóng)藥的大量使用雖然短時(shí)期內(nèi)可有效控制病蟲草害，但長期單一和大量的使用將導(dǎo)致病蟲草抗藥性的增加、農(nóng)田生態(tài)環(huán)境污染、稻米農(nóng)藥殘留的危害等種種不利因素[2]。因此，通過生物之間的協(xié)同作用降低病蟲草害的發(fā)生，減少農(nóng)藥使用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展越來越受到重視[3]。稻田綜合種養(yǎng)是一種新型的復(fù)合農(nóng)作體系，它融合了水稻栽培與水產(chǎn)(水禽)養(yǎng)殖這兩類原本完全不同的農(nóng)作技術(shù)。在稻田綜合種養(yǎng)系統(tǒng)中，水稻能提供良好的遮陰環(huán)境，能吸收飼料殘?jiān)?、排泄物，在凈化水質(zhì)的同時(shí)促進(jìn)自身生長，水產(chǎn)(水禽)可捕食害蟲，清除雜草，起到耘田松土增氧等作用，排泄物可以作為優(yōu)質(zhì)肥料，使水稻生長更加健壯，從而實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)(水禽)養(yǎng)殖污染減少，水稻化肥、農(nóng)藥減量的生態(tài)效應(yīng)，有效地改善了稻田生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)外環(huán)境，有利于無公害、綠色稻米的生產(chǎn)[4-6]。本文分析了主要稻田綜合種養(yǎng)模式對水稻病蟲草害的控制作用及機(jī)理，及因此而帶來的水稻的農(nóng)藥減量效應(yīng)，以期對稻田綜合種養(yǎng)模式的進(jìn)一步推廣提供參考。

1 稻田綜合種養(yǎng)模式對病蟲草害的控制作用及機(jī)理

1.1 稻田綜合種養(yǎng)模式對病害的控制作用及機(jī)理

稻田綜合種養(yǎng)系統(tǒng)能減輕水稻紋枯病、稻瘟病、稻曲病等病害的發(fā)生。紋枯病是水稻的主要病害之一，曹志強(qiáng)等[7]發(fā)現(xiàn)，稻魚田中的紋枯病發(fā)病率明顯降低；養(yǎng)蟹稻田紋枯病發(fā)生較輕，且危害級別較低[8]。蔡炳祥等[9]多年調(diào)查表明，浙江省德清縣稻鱉共生稻田中紋枯病基本上沒有發(fā)生；稻鴨共育也能有效減輕紋枯病的發(fā)病程度[10-11]，在稻田中放養(yǎng)體質(zhì)量150 g左右鴨子15～20 只·667m-2，能使紋枯病病蔸率減少56.0%，病株率減少57.74%，控制效果顯著，基本可控制紋枯病的危害[12]。稻田綜合種養(yǎng)能減輕紋枯病發(fā)生，一是由于養(yǎng)殖動(dòng)物食用水田中的紋枯病菌核、菌絲，從而減少了病菌侵染來源[13]；二是養(yǎng)殖動(dòng)物爭食帶有病斑的易腐爛葉鞘，及時(shí)清除了病源，延緩了病情的擴(kuò)展[14-15]；三是養(yǎng)殖田常換水、消毒，在一定程度上殺死了病菌或抑制了病菌的發(fā)生，有利于水稻生長；四是由于養(yǎng)殖的需要，水稻種植密度加大，加上養(yǎng)殖動(dòng)物的頻繁活動(dòng)，改善了稻行間通風(fēng)透光性能，對紋枯病的控制起到了很好的作用。

除了紋枯病外，稻田綜合種養(yǎng)對稻瘟病的發(fā)生也有一定控制作用：如稻田養(yǎng)魚能減輕水稻稻瘟病發(fā)生，其原因可能是魚的游動(dòng)能抖落清晨水稻葉片上的露珠，從而降低水稻葉片稻瘟病的孢子萌發(fā)和菌絲穿透的風(fēng)險(xiǎn)[3]。養(yǎng)蟹稻田稻瘟病的病情指數(shù)與病株率也明顯低于常規(guī)稻田[8]。稻田養(yǎng)鴨對稻瘟病有明顯抑制作用，防治效果可達(dá)50%～70%[16]，鴨子并不一定是稻瘟病的直接作用者，可能是由于鴨子進(jìn)入稻田系統(tǒng)所引起的稻田生態(tài)條件變化，抑制稻瘟病的發(fā)生與發(fā)展[15]。

稻田綜合種養(yǎng)系統(tǒng)對稻曲病和水稻條紋葉枯病的控制也有許多報(bào)道。蔡炳祥等[9]多年研究表明，在稻田養(yǎng)鱉系統(tǒng)中，稻曲病因品種、年份不同也有發(fā)生，但發(fā)生程度比常規(guī)種植稻田輕；孫國俊等[17]研究表明，稻鴨共作對水稻拔節(jié)孕穗期條紋葉枯病控制效果達(dá)37.7%以上，對條紋葉枯病的控制主要是稻鴨共作可有效控制水稻分蘗期灰飛虱的數(shù)量，控制效果達(dá)30%以上，減少了傳毒幾率和傳毒量。

1.2 稻田綜合種養(yǎng)模式對蟲害的控制作用及機(jī)理

稻田綜合種養(yǎng)系統(tǒng)能有效減輕稻飛虱、稻縱卷葉螟等危害。肖筱成等[14]研究表明，稻魚系統(tǒng)中魚的活動(dòng)能對稻飛虱的發(fā)生有較好控制作用，主養(yǎng)彭澤鯽的稻田一般能減少34.56%～46.26%的稻飛虱蟲口密度；薛智華等[18]研究表明，養(yǎng)蟹稻田的稻飛虱發(fā)生較輕，一般發(fā)生年份，不用藥防治，即可控制稻飛虱的為害；稻蝦模式對稻飛虱的防效為36.50%[19]；稻鴨共育對稻飛虱防除效果十分顯著，比用吡蟲啉防治的稻田減少61.8%～94.0%，就稻飛虱而言，稻鴨共育完全可以替代藥劑防治[20]。稻田綜合種養(yǎng)系統(tǒng)有效控制稻飛虱的主要原因有：一是由于稻飛虱一般在水稻中下部取食為害，養(yǎng)殖的水產(chǎn)(水禽)活動(dòng)可以使植株上的害蟲落水，進(jìn)而取食落水蟲體，減少稻飛虱的危害，尤其是鴨子非常喜歡捕食昆蟲類和水生小動(dòng)物，鴨子對稻飛虱等捕食的同時(shí)，也捕食蜘蛛等有益生物，但稻飛虱數(shù)量減少更明顯，顯著提高了稻田蜘蛛與稻飛虱的比例，因此稻鴨共生模式對稻飛虱有較好的防效；二是因?yàn)轲B(yǎng)殖田中的水位一般較非養(yǎng)殖田的深，稻基部露出水面高度不多，縮減了稻飛虱的危害范圍，從而減輕稻飛虱的危害，據(jù)浙江德清稻田養(yǎng)鱉經(jīng)驗(yàn)[9]，在稻田第四、五代褐稻虱高峰前7d，適當(dāng)灌深水至25～30cm，保持水位7～10d，能有效驅(qū)蟲殺卵及消除稻飛虱在水稻葉鞘上產(chǎn)卵的場所；三是稻田綜合種養(yǎng)系統(tǒng)水稻種植密度較小，田間通風(fēng)透光性好，稻基部受日光照射，不利于稻飛虱生存。

對稻田綜合種養(yǎng)系統(tǒng)控制稻縱卷葉螟的研究有不同結(jié)論，吳敏芳等[21]研究表明，稻魚共作在保護(hù)水稻少受稻縱卷葉螟為害上具有顯著作用，在整個(gè)調(diào)查期內(nèi)，稻魚共作處理的水稻卷葉率比水稻單作處理低27.2%。魚雖然很難對稻縱卷葉螟產(chǎn)生直接作用，但是能夠通過撞擊水稻對稻田環(huán)境產(chǎn)生干擾，間接影響飛蛾產(chǎn)卵時(shí)對生境的選擇。另外，因偶然因素掉落水中的幼蟲也會被魚取食。但也有人認(rèn)為稻魚共作并不能減少稻縱卷葉螟的發(fā)生[22]。蔡炳祥等[23]研究結(jié)果表明，稻鱉模式對稻縱卷葉螟的發(fā)生有一定控制作用，稻鱉共生系統(tǒng)田的卵量、蟲量一直在可控范圍內(nèi)，其機(jī)理可能是鱉晝夜不息覓食活動(dòng)，特別是夜間不斷撥動(dòng)稻苗，妨礙了稻縱卷葉螟成蟲在稻苗上產(chǎn)卵。

1.3 稻田綜合種養(yǎng)模式對雜草的控制作用及機(jī)理

稻田綜合種養(yǎng)系統(tǒng)對雜草有較好的控制作用。謝堅(jiān)等[24]調(diào)查表明，稻魚系統(tǒng)基本不使用除草劑。在稻魚系統(tǒng)中，一方面魚直接取食雜草，另一方面魚的游動(dòng)引起水渾濁，從而抑制了水中雜草的生長[25]。不同品種的魚對雜草的控制作用不同，草魚吃牛毛草、浮萍和稗草，鯉魚主要取食浮萍[26]。河蟹對雜草的攝食則是非選擇性的，呂東鋒等[27]研究表明，稻田中放養(yǎng)河蟹后，一些多年生的頑固性雜草，如野慈姑、浮萍、水葫蘆和鴨舌草等得到有效的防控。稻蟹系統(tǒng)控制雜草的主要機(jī)理是：利用河蟹的雜食性和長時(shí)間的活動(dòng)，不斷攝食稻田雜草，河蟹活動(dòng)引起的渾水也能夠抑制雜草種子和病原體的萌發(fā)、雜草幼苗的光合作用，從而有效地控制雜草的發(fā)生。稻-小龍蝦共作對田間主要雜草稗、異型莎草、鴨舌草、陌上菜及水莧菜均具有良好的控制作用，防效可達(dá)85%以上，總體效果與化學(xué)除草處理相當(dāng)[28]。蝦為雜食性動(dòng)物，稻田雜草是蝦的天然食料，蝦通過群體頻繁取食和踩踏，使雜草無法正常萌發(fā)生長[29]；蝦還能通過爬行把埋在稻泥中的雜草幼芽或種子翻出，或使其暴露懸浮于水中，加快其腐爛死亡速度，從而大大降低稻田土壤雜草種子的密度，減少了翌年雜草的發(fā)生基數(shù)[30]。稻鱉共生利用鱉好動(dòng)、勤覓食的生活習(xí)性，起到壓草、控草的作用，稻鱉共生機(jī)插稻田雜草控制效果與化學(xué)防除相當(dāng)，機(jī)插稻田總雜草的株防效和鮮質(zhì)量防效分別可達(dá)86.9%和87.9%[31]。鴨子喜食幼嫩雜草和浮生雜草，稻鴨共生的田塊由于放養(yǎng)的鴨子不斷游泳和踩踏，雜草浮于水面被吃或死亡，除草效果十分顯著，稻鴨共作對雜草的防除效應(yīng)能達(dá)到96.1%，除草效果明顯優(yōu)于化學(xué)除草田，可以取代化學(xué)除草劑[32]。

2 稻田綜合種養(yǎng)的農(nóng)藥減量效應(yīng)

稻田綜合種養(yǎng)模式通過在稻田系統(tǒng)中引入多物種，利用生物多樣性來控制水稻病蟲草害的發(fā)生，從而有效減少了水稻農(nóng)藥的施用。近年來，對稻田綜合種養(yǎng)模式的農(nóng)藥減量效應(yīng)有很多報(bào)道：如謝堅(jiān)等[33]在浙江南部稻魚系統(tǒng)分布區(qū)，為期6年的田間取樣觀測表明，與水稻單作系統(tǒng)比較，稻魚系統(tǒng)在產(chǎn)量不降低的情況下，農(nóng)藥使用量降低68%；陳飛星等[34]發(fā)現(xiàn)養(yǎng)蟹稻田比單作稻田農(nóng)藥實(shí)物量與有效成分用量分別減少70.6%和58.2%；胡亮亮[35]對稻蝦、稻鱉模式的調(diào)查研究表明，與常規(guī)種植水稻相比，這兩種模式的水稻產(chǎn)量略有增長，且農(nóng)藥使用量平均分別減少65.98%、54.46%；徐南昌等[36]研究表明，與水稻常規(guī)種植區(qū)相比，稻鴨共生區(qū)減少農(nóng)藥用量70.7%，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境顯著改善。

3 展望

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)發(fā)展環(huán)境發(fā)生重大變化，農(nóng)產(chǎn)品供給總量不足已轉(zhuǎn)變?yōu)楣┣蟛黄胶狻⒏咂焚|(zhì)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)不足的結(jié)構(gòu)性矛盾，高度依賴自然資源導(dǎo)致過度開發(fā)、化肥農(nóng)藥投入過大的生產(chǎn)方式也受到資源環(huán)境的約束，迫切需要推行農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)方式。稻田綜合種養(yǎng)建立了多種物種共存的農(nóng)作模式，利用物種多樣性來控制飛虱類、螟蟲類、紋枯病和田間雜草等稻田有害生物的發(fā)生，農(nóng)藥使用量可減少50%以上，同時(shí)提高了資源利用效率，是一種符合當(dāng)前生產(chǎn)需求的“穩(wěn)糧增效、質(zhì)量安全、生態(tài)環(huán)保”的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式[37-38]。浙江省稻田綜合種養(yǎng)有著悠久的歷史，青田的稻田養(yǎng)魚模式被聯(lián)合國糧農(nóng)組織認(rèn)定為世界農(nóng)業(yè)遺產(chǎn)，是全球5個(gè)古老的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之一，也是中國乃至亞洲唯一的入選項(xiàng)目[39]。在當(dāng)前推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)性改革的背景下，浙江省如何在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上，將稻田綜合種養(yǎng)建設(shè)成綠色高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新模式，需要在以下幾方面作探索和嘗試：一是要繼續(xù)開展稻田綜合種養(yǎng)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究。浙江省已在稻田綜合種養(yǎng)生態(tài)機(jī)理研究方面開展了大量工作，尤其對農(nóng)藥的減量效應(yīng)機(jī)理、養(yǎng)分循環(huán)利用規(guī)律、稻田水體環(huán)境和溫室氣體排放影響等方面有大量研究[40-42]，但仍需從作物、分子生物學(xué)等方面作進(jìn)一步的研究。二是要加強(qiáng)模式的創(chuàng)新與集成。要推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合，把研究的機(jī)理與理論應(yīng)用到實(shí)踐中去，指導(dǎo)模式的創(chuàng)新與集成，尤其對多年實(shí)行綜合種養(yǎng)模式的稻田，如何實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量利用的供給平衡來保障稻田系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如何保證經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)等，要加快種養(yǎng)模式的品種結(jié)構(gòu)調(diào)整，由單品種飼養(yǎng)轉(zhuǎn)向立體生態(tài)農(nóng)業(yè)，低標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向高標(biāo)準(zhǔn)，在田間布局、種養(yǎng)比例、茬口銜接、水肥管理、病蟲草害防控、質(zhì)量控制等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行集成創(chuàng)新。三是要引導(dǎo)機(jī)制創(chuàng)新。培育“龍頭企業(yè)+農(nóng)戶”等新型經(jīng)營主體模式，通過統(tǒng)一品種、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一服務(wù)、統(tǒng)一銷售、統(tǒng)一品牌，進(jìn)一步提高稻田綜合種養(yǎng)組織化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化程度，形成從生產(chǎn)到流通再到市場的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營體，創(chuàng)新與完善產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的體制機(jī)制。四是要推進(jìn)品牌化建設(shè)。積極開展綠色稻田綜合種養(yǎng)示范，制定無公害操作規(guī)程，注重產(chǎn)品品質(zhì)和價(jià)值提升。引導(dǎo)種養(yǎng)大戶注冊自己的品牌，以綠色、有機(jī)、無公害的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品取信于消費(fèi)者，提高稻田綜合種養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，充分發(fā)揮稻田綜合種養(yǎng)技術(shù)優(yōu)勢。

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Controllingeffectsandmechanismsonricediseases，pestsandweedsinrice-basedcoculturesystem

WANG Yuejun，HUAI Yan，XU Jianfeng

(ZhejiangAgriculturalTechnologyExtensionCenter，Hangzhou310020，China)

Abstract:Although the application of chemical pesticides has greatly increased agricultural productivity in modern agriculture，it has also brought about environmental and other negative effects.The rice-based coculture system was demonstrated as a successful approach to rice pesticide reduction and green，efficient productive way.This paper discussed the controlling effects and mechanisms of representative rice-based coculture system on rice diseases，pests and weeds，and its effect on pesticide reduction.It is suggested that further studies should be strengthened on technology packages for culturing rice and fish to achieve sustainable development of agriculture in Zhejiang Province.

Key words:rice-based coculture system;disease;pest;weed;pesticide reduction

中圖分類號：S511

A

文章編號：1004-1524(2018)06-1016-06

收稿日期：2017-12-12

基金項(xiàng)目：浙江省“三農(nóng)六方”科技協(xié)作(CTZB-F170623LWZ-SNY1-1)

作者簡介：王岳鈞(1964—)，男，浙江余姚人，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。E-mall:wangyj5678@qq.com

10.3969/j.issn.1004-1524.2018.06.18

(責(zé)任編輯張 韻)