三種水稻種植模式下生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益分析

馬永明

(上海市金山區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理站，上海 201599)

0 引言

水稻是我國(guó)重要的糧食作物之一，同時(shí)我國(guó)也是世界上最大的水稻生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，因此，水稻高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)對(duì)于保障我國(guó)糧食安全及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。

為了提高水稻產(chǎn)量，大量化肥及農(nóng)藥的使用嚴(yán)重破壞了稻田的生態(tài)環(huán)境，并且?guī)?lái)了一系列環(huán)境污染問(wèn)題[2]。為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高效、安全和可持續(xù)發(fā)展，復(fù)合種養(yǎng)模式逐漸在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用與發(fā)展[3]。稻田復(fù)合種養(yǎng)主要是指，通過(guò)對(duì)稻田實(shí)施工程化改造，在稻田生態(tài)系統(tǒng)中引進(jìn)鴨(鱉、蝦、鰍、蟹)種群后而形成的以稻、鴨(鱉、蝦、鰍、蟹)為主導(dǎo)生物的稻-鴨(鱉、蝦、鰍、蟹)復(fù)合種養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)[4]，實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)的同時(shí)，增加漁業(yè)發(fā)展，顯著提高整體經(jīng)濟(jì)效益，是一種生態(tài)環(huán)保的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

稻-鴨共作可以最大限度地發(fā)揮稻田生態(tài)功能，是以稻田為載體，以種植優(yōu)質(zhì)水稻為中心，利用家鴨的雜食性消滅田間雜草及病蟲(chóng)害，家鴨糞便可以作為良好的稻田有機(jī)肥，減少化肥、農(nóng)藥的投入使用。同時(shí)綠色生產(chǎn)模式可以提高消費(fèi)者對(duì)水稻及家鴨的安全性與優(yōu)質(zhì)風(fēng)味要求，實(shí)現(xiàn)生物病蟲(chóng)害防治與生態(tài)培肥，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及農(nóng)業(yè)安全優(yōu)質(zhì)發(fā)展的新型技術(shù)之一[5]。

1 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

我國(guó)作為世界上最大的水稻與家鴨消費(fèi)國(guó)家，也是最早開(kāi)始研究稻-鴨復(fù)合種養(yǎng)模式的國(guó)家之一，早在古代就有“養(yǎng)鴨治蝗”的理論研究，目前已經(jīng)有近400年的歷史，但是隨著近幾年復(fù)合種養(yǎng)模式、循環(huán)農(nóng)業(yè)及有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，才逐漸形成科學(xué)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展模式。主要發(fā)展歷經(jīng)2個(gè)階段[6]。

1)從明代到20世紀(jì)90年代，主要是將家鴨定期、流放式地放入稻田中，利用稻田間的優(yōu)質(zhì)、天然飼料進(jìn)行家鴨養(yǎng)殖，主要特點(diǎn)是復(fù)合種養(yǎng)技術(shù)相互分離，兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)相互獨(dú)立發(fā)展；

2)20世紀(jì)90年代后，逐漸通過(guò)吸收引進(jìn)日本稻田養(yǎng)鴨技術(shù)，逐漸發(fā)展稻-鴨復(fù)合種養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)，家鴨在稻田中生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)大米和鴨產(chǎn)品的共步種養(yǎng)，其示范推廣面積逐漸擴(kuò)大，在我國(guó)浙江、江蘇、四川、安徽、云南等地區(qū)開(kāi)始進(jìn)行廣泛推廣與應(yīng)用。

稻-鴨復(fù)合種養(yǎng)主要是基于家鴨的田間雜食性，以稻田間的雜草和害蟲(chóng)為優(yōu)質(zhì)飼料，稻田可以為家鴨提供良好的活動(dòng)場(chǎng)所，同時(shí)家鴨糞便可以作為稻田的優(yōu)質(zhì)飼料，實(shí)現(xiàn)培肥地力的目的，二者相互依賴，實(shí)現(xiàn)水稻與家鴨的有機(jī)、綠色生產(chǎn)，是發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)的綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)之一[7]。

日本最早在1991年開(kāi)始在九州進(jìn)行稻-鴨復(fù)合種養(yǎng)模式的應(yīng)用與研究，并在2000年之后開(kāi)始在全國(guó)推廣應(yīng)用；韓國(guó)在1993年開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)研究與技術(shù)推廣；在1995年之后，菲律賓、越南和馬來(lái)西亞等地區(qū)逐漸開(kāi)始應(yīng)用與發(fā)展該技術(shù)。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取常規(guī)稻作、轉(zhuǎn)換期稻鴨互作和有機(jī)稻鴨共作三種水稻種植模式，每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)3次，共9個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)在田間隨機(jī)排列。在水稻插秧10 d后，放入雛鴨，放鴨數(shù)量約為25只·(667 m2)-1，保證家鴨晝夜生活在水稻田間，每天僅給家鴨補(bǔ)充少量稻米碎米，在此期間，轉(zhuǎn)換期稻鴨互作和有機(jī)稻鴨共作不施加化肥及農(nóng)藥，試驗(yàn)田基本理化性質(zhì)及基礎(chǔ)養(yǎng)分如表1所示。

表1 試驗(yàn)田基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)

2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

2.2.1 土壤環(huán)境指標(biāo)

在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)，按照棋盤(pán)式分布的方法選擇8～10個(gè)采樣點(diǎn)，利用土鉆法采集0～20 mm、20～40 mm、40～60 mm層次的土壤，混合后的樣品帶入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行肥力測(cè)量。

2.2.2 作物指標(biāo)

產(chǎn)量測(cè)定時(shí)，于成熟期在各小區(qū)隨機(jī)選取5叢水稻計(jì)算出每667 m2穴數(shù)、平均穴穗數(shù)和平均穗粒數(shù)。收獲的水稻脫粒曬干后放置于室內(nèi)至籽粒與空氣濕度平衡，通過(guò)風(fēng)選清除雜質(zhì)和空秕粒后稱取實(shí)粒重量(采用精度0.01 g天平)，計(jì)算結(jié)實(shí)率。籽粒烘干后測(cè)定稻谷質(zhì)量和含水率，然后按照標(biāo)準(zhǔn)含水率13.5%計(jì)算水稻產(chǎn)量，理論畝產(chǎn)=每畝穴數(shù)×平均穴穗數(shù)×平均穗粒數(shù)×結(jié)實(shí)率×千粒重。

2.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0進(jìn)行顯著性和相關(guān)關(guān)系分析，用Origin 2019進(jìn)行繪圖分析。

3 三種水稻種植模式下對(duì)土壤肥力的影響

3.1 對(duì)有機(jī)質(zhì)的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一，是土壤氮、磷等養(yǎng)分的主要來(lái)源之一，可以提高土壤的保肥力，因此，監(jiān)測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)于研究不同水稻種植模式下對(duì)土壤肥力的影響具有重要意義。

三種水稻種植模式下對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響如圖1所示。研究結(jié)果表明，有機(jī)稻鴨共作模式下在水稻不同生育時(shí)期有機(jī)質(zhì)波動(dòng)較少，稻鴨共作模式下，家鴨在稻田中不斷活動(dòng)，對(duì)于維持土壤有機(jī)質(zhì)含量具有重要作用。研究測(cè)定表明，一只家鴨每日產(chǎn)生新鮮鴨糞約0.15 kg，按照每667 m2稻田平均20只家鴨計(jì)算，在水稻田間共生活約60 d左右，則排便量共計(jì)180 kg，可以顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)約33 kg，顯著提升土壤肥力。

圖1 三種種植模式下土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)比

3.2 對(duì)破解氮含量的影響

三種水稻種植模式下對(duì)土壤破解氮含量的影響如圖2所示。研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)換期稻鴨互作和有機(jī)稻鴨共作的破解氮含量較低，即使有家鴨糞便作為肥力來(lái)源，但是前期家鴨較小，糞便含量較低，無(wú)法滿足水稻生長(zhǎng)的需求，后期隨著家鴨的逐漸生長(zhǎng)，稻田養(yǎng)分含量逐漸升高，滿足水稻生長(zhǎng)的基本要求。因此，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換期稻鴨互作和有機(jī)稻鴨共作種植時(shí)，需在水稻前期施用底肥。

圖2 三種種植模式下土壤破解氮含量對(duì)比

4 三種水稻種植模式下經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析

在水稻收獲時(shí)期測(cè)定水稻產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素，進(jìn)而對(duì)比三種種植模式下水稻生產(chǎn)效益分析。三種種植模式下水稻產(chǎn)量如表2所示，有機(jī)稻鴨共作模式下產(chǎn)量與常規(guī)水稻種植模式相比有所降低，但是水稻成穗率、穗粒數(shù)等高于常規(guī)水稻種植模式，主要是由于家鴨在稻田中不斷活動(dòng)，起到一定的“耕水增氧”的效果，有利于水稻植株的生長(zhǎng)。

表2 三種種植模式下水稻生產(chǎn)及其產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)比結(jié)果

經(jīng)對(duì)比，三種水稻種植模式下以有機(jī)稻鴨共作模式經(jīng)濟(jì)效益最高。該模式下雖然水稻產(chǎn)量較常規(guī)水稻種植模式較低，但是品質(zhì)高，屬于有機(jī)稻米，稻米銷售價(jià)格較高；另一方面，家鴨的經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著。經(jīng)測(cè)算，三種水稻種植模式的下經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比結(jié)果為有機(jī)稻鴨共作>轉(zhuǎn)換期稻鴨互作>常規(guī)稻作。同時(shí)，有機(jī)稻鴨共作模式帶來(lái)的生態(tài)效益及社會(huì)效益也是十分顯著。

5 結(jié)論

針對(duì)目前稻鴨共作模式下對(duì)土壤及生態(tài)環(huán)境的作用機(jī)理尚不明確，本研究以常規(guī)稻作、轉(zhuǎn)換期稻鴨互作和有機(jī)稻鴨共作三種水稻種植模式探明不同水稻種植模式下對(duì)稻田土壤肥力、養(yǎng)分變化的影響，研究結(jié)果表明，有機(jī)稻鴨共作可以凈化生態(tài)環(huán)境，培肥地力，改善土壤理化性質(zhì)，并且三種種植模式下經(jīng)濟(jì)效益變化為有機(jī)稻鴨共作>轉(zhuǎn)換期稻鴨互作>常規(guī)水稻種植，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。研究結(jié)果對(duì)于實(shí)現(xiàn)稻田農(nóng)業(yè)科學(xué)可持續(xù)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境、降低農(nóng)業(yè)環(huán)境污染，綜合提高農(nóng)田經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收具有重要意義。