鸭稻共作生态系统的实践与理论问题探讨

鸭稻共作技术作为一项环保性生态农业技术,现已在亚洲许多国家和我国多个省份得到应用和推广。为了使鸭稻共作技术模式更好地、更科学地推广应用,还有很多实践和理论问题需要加以研究探索和解决,主要包括:(1)水稻品种和鸭子品种的筛选问题;(2)鸭稻共作模式系统的结构优化问题;(3)鸭子的生态学功能过程及其内在机理有关的科学问题;(4)水稻病虫害的综合防治问题;(5)稻田土壤肥力维持问题;(6)田间日常管理问题;(7)鸭子饲料来源问题;(8)稻田鸭子的疫病综合防治问题;(9)鸭稻共作技术模式的标准化问题;(10)鸭稻共作技术模式的经济效益问题。     

鸭稻共作方式对水稻生长的影响

对鸭稻共作生产方式下水稻几个生育期的株高、叶面积指数、生物量、根系活力、根系形态特征指标等进行了对比研究。结果表明,鸭稻共作生态模式中由于鸭子的活动,对水稻生长发育具有一定影响。与常规水稻栽培方式相比,鸭稻共作方式下水稻株高、叶面积指数、生物量有减小的趋势,而且在有效分蘖期和幼穗分化期存在着显著或极显著差异。鸭子活动对水稻根系生长状况(根/冠比、根系活力)也具有一定作用,与常规水稻栽培方式相比,鸭稻共作方式下水稻根冠比和根系活力有增加趋势,根冠比在幼穗分化期达到显著差异,根系活力在有效分蘖期存在显著差异;鸭稻共作方式下水稻根系总长变化无明显规律,根系表面积与常规栽培方式下相比无显著差异。     

鸭稻共作对水稻生理特性的影响

为探讨鸭稻共作对水稻某些生理特性的影响,本研究设计了不同的鸭稻共作处理区,研究了鸭子活动对水稻植株的某些生理学特性的影响.结果表明,鸭稻共作能降低叶片的质膜透性、丙二醛含量和脯氨酸含量,提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性及可溶性糖含量.说明鸭稻共作方式对提高水稻植株的抗性、延缓叶片衰老以及对水稻的生长发育均具有积极作用.     

根区施加鸭排泄物对水稻生长及甲烷排放的影响

为阐明鸭排泄物在根区表层分布对水稻生长和释放甲烷的影响, 以黄华占和麻鸭排泄物为材料, 采用隔离根区的方式进行了水稻培养的室内试验, 设计了三个排泄物施加位置处理包括近根部施加排泄物(NR)、远根部施加排泄物(FR)、内外同时施加排泄物(NFR)和不添加排泄物的对照(CK), 测定了水稻株高、生物量、根系活力、叶绿素含量和甲烷排放量等指标的变化。结果表明, 24 天后, NR、FR 和NFR 处理中水稻株高相比对照显著增加了11%、17%和16%, FR 和NFR 处理的日均株高增长量比对照增加了46%和35%, 水稻基部施加鸭排泄物有助于株高的增长。与对照相比, NFR、FR 处理的地上部分生物量显著增加了19%和20%, 排泄物处理NFR、FR、NR 中的根系生物量相比对照显著升高了40%、80%和42%, 不同位置施加鸭排泄物造成了水稻地上部分和根系生物量的显著变化。FR 处理的根冠比相比对照显著升高了45%。NFR、FR 和NR 处理中的地上植株含水率均没有显著差异。相比对照, 施加鸭排泄物的处理FR、NFR 中水稻叶片的叶绿素含量显著提高了5.5%和8.0%, 施加排泄物处理NFR 中水稻根系活力显著高于对照67%, 排泄物的施加有利于水稻生长。NR 和FR 处理的甲烷排放通量在第24 天和对照相比显著降低了59%和47%, 总之, 在根区不同位置施加鸭排泄物对水稻生长和甲烷排放特性有显著的影响。     

稻鸭共作技术的生物防治效应

稻鸭共作是一项种养复合的、环境友好型的农业综合生产技术,起源于我国传统的稻田养鸭。鸭子与水稻共育于稻田中,二者存在共生互利关系,鸭子对稻田有害生物具有一定控制作用。文章综述了国内近年来利用稻鸭共作技术防治稻田病虫草害以及对稻田天敌的影响研究进展。从已有的研究中可以看出,稻鸭共作对草害和主要虫害有较好的控制效果,可在全生育期取代相应化学药剂的使用,对某些水稻病害具有一定的防治效果,对天敌种群也会产生一定的影响。但在鸭子对病虫草害防治的确切效应及其内在过程与机理方面,尚有待开展深入探究。     

稻鸭共育对稻田水体藻类群落的影响

稻鸭共育技术是我国传统稻田养鸭技术的继承和发展,鸭子全程露宿放养赋予稻田养鸭新的稻鸭共育机制,形成了以稻田为基础、种稻为中心、家鸭野养为特点的自然生态和人为干预相结合的复合生态系统。这种养殖方法,利用雏鸭旺盛的杂食性,吃掉稻田里的杂草和害虫,利用鸭子不间断的活动产生中耕浑水效果,刺激水稻生长,同时鸭的粪便可作为肥料1,稻鸭共育技术具有控虫防病、除草松土、培肥土壤、 改善水稻群体结构、甲烷减排等方面的作用1,2。       

稻鸭共育生态效应及经济效益

稻鸭共育是一项无须使用除草剂和施用较少农药的低成本生态农业技术。通常,20d左右大的鸭子按225只.hm-2放入移栽不久的稻田。由于取食和活动,它们能够帮助控制田间杂草、虫害、甚至病害,并且对水稻生长发育、土壤理化性状、水体溶氧量和微生物等产生一定的影响。本文概述了稻鸭共育的生态效应和经济效益的研究进展,并指出应加强在精确施肥和水稻后期病虫害防治等方面的深入研究。     

稻鸭共作对稻米品质的影响

稻鸭共作技术是中国传统农业的精华.作为一种可持续的水稻生态种养模式,稻鸭共作对水稻生长、病虫草害防治、生物多样性和稻田环境的改善具有明显的作用,然而目前还没有关于稻鸭共作对稻米品质影响的报道.因此,于2005年在华南农业大学增城教学科研基地进行了田间试验,共设计稻鸭共作、混水处理和常规稻作3个处理,研究其对稻米加工品质、外观品质、蒸煮品质、营养品质和微量元素含量的影响效应.结果表明:稻鸭共作技术能够提高整精米率,减少垩白,增加粒宽,降低米粒长宽比值,同时促进稻米蛋白质和氨基酸含量的下降,Mn元素含量上升,但对出糙率、精米率、胶稠度和直链淀粉含量没有显著影响.说明稻鸭共作可在一定程度上改善稻米品质,为水稻的优质生产提供了一条较好的生态技术途径.     

稻鸭、稻鱼共作生态系统土壤可溶性有机N的动态和损失

通过田间试验研究了稻鸭、稻鱼共作生态系统土壤可溶性有机N(SON)的动态和损失,及其与土壤微生物量N和水稻吸N量的相关性.结果表明,(1)土壤SON是稻田土壤主要的可溶性N,其中处理CK,RD和RF土壤SON库分别为121.16, 109 30 和113.71 kg/hm2,高于土壤无机N库.(2)土壤SON与土壤可溶性无机N显著正相关(p<0.01);在水稻生育期间,土壤SON含量随水稻的生长而逐渐降低;同时由于鸭和鱼的存在,处理RD和RF土壤SON含量显著低于处理CK;土壤SON与水稻累积吸N量呈显著负相关(p<0.01),表明水稻生长强烈影响着土壤SON.(3)在水稻生长前期,渗漏水各形态N含量最大;溶解性有机N(DON)是稻田渗漏水N素的主要形态;同时,统计分析显示,相对于处理CK,RF土壤SON的下渗淋失量显著降低,RD土壤SON的下渗淋失量则略为降低.(4)水稻生育期间,土壤微生物量N不断地变化着,此外,由于鸭和鱼的存在,相对与处理CK,处理RD和RF土壤显著的提高了土壤MBN.同时,由于水稻吸收和N的淋失,土壤微生物量N与土壤SON不相关.总之,在水稻生长期间,土壤可溶性有机N受水稻吸N、微生物吸N与分解和N淋失的共同作用.     

稻田养鸭对稻鸭复合系统中病、虫、草害及蜘蛛的影响

研究鸭子在稻鸭复合生态系统中对蜘蛛及病、虫、草害的影响。试验结果表明 :稻田中放入 4 5 0只鸭 / hm2 ,对农田杂草的控制率为 98.8% ;稻鸭共栖小区蜘蛛数量显著高于施药小区。高峰期蜘蛛量 ,稻鸭共栖小区比施药小区高 6 3.6 % ;第 4、第 5代稻飞虱虫量稻鸭共栖小区比对照小区分别下降 4 7.6 %、72 .8% ,稻鸭共栖对稻飞虱可以起到稳定、持续的控制作用 ;可减轻二化螟、纹枯病的发生量和发病程度约 5 0 .0 % ,对二化螟和纹枯病有较好的控制效果 ;稻鸭共栖对纵卷叶螟控制效果较差 ,水稻生长后期需结合采用药剂防治 ;稻鸭共栖可改变农田害虫、天敌的生存环境 ,减少用药次数 ,减轻农药对环境的污染 ,提高水稻产量和经济效益     

籼稻根系活力与地上部分的关系

1998年早季在广州研究了不同籼稻类型根系活力与地上部分一些性状的关系,结果表明:（1）所有参试品种的根系活力在全生育期中均呈单峰曲线变化,最高值出现在幼穗第2次枝梗原基分化期。两系法杂交稻在生长前期根系活力增幅大,叶面积指数发展快。（2）根系活力在分蘖期与叶绿素含量呈显著正相关;在分蘖期和孕穗期与叶绿素a/b值呈显著负相关,并在幼穗第2次枝梗原基分化期与叶面积指数呈显著正相关,说明在水稻生长发育前期根系活力的强弱与地上部分叶、蘖的发展是相对应的。（3）根系活力与灌浆成熟后期的籽粒充实度达极显著正相关,根系活力强的品种,后期充实度高,相反则充实度低。     

稻鸭共作下水稻植株的壮秆效应及生理特性

通过田间小区对比试验,分析了稻鸭共作下水稻植株的壮秆效应及其相关生理特性.结果表明：由于鸭子在稻田的活动使水稻植株形态发生了明显变化,植株碳水化合物含量、植株碳氮比、茎秆干物质输出率都明显增加,茎秆基部节间长度比对照缩短2.88%,茎粗增加64.90%,茎秆强度和抗倒伏指数也分别提高了11.78%和10.95%;稻鸭共作提高了水稻深层根系比例和根系活力,黑根比例降低了16.63%.因此,稻鸭共作对水稻植株有壮秆效应,提高了植株的抗逆性,有利于水稻稳产高产.     

营养胁迫下东乡野生稻生物学特性鉴定初报

以东乡野生稻中东塘、东塘西侧2个居群和耐低磷品种大粒稻、低磷敏感品种新三百粒为材料,采用砂培法和土培法,鉴定营养胁迫下东乡野生稻的生物学特性。砂培试验表明,在低氮、低磷、低钾胁迫下,东塘、东塘西侧地上部干重、生物学产量降低;根冠比显著增大,其中低氮胁迫下表现尤为明显。土培试验表明,低氮胁迫下株高和分蘖动态变化与无肥基本一致;各胁迫下,大粒稻和新三百粒分蘖后期有分蘖数下降阶段,东塘和东塘西侧的分蘖数基本保持不变;低磷胁迫下,东塘叶重、根重、茎鞘重和东塘西侧剑叶长、叶重、茎重、总产量性状与全肥处理相比差异显著。其他性状与全肥处理无显著差异。低钾胁迫下,东塘除叶重、根重外其他11个性状与全肥处理无显著差异;东塘西侧除着粒密度、穗重外其他11个性状与全肥处理无显著差异。初步表明,东塘和东塘西侧2个居群无耐低氯特性,具有耐低磷、低钾特性,且不同居群时低磷、低钾的忍耐能力有一定差异。     

稻鸭共作对水稻条纹叶枯病发生规律的影响

由灰飞虱传毒危害的水稻条纹叶枯病是近年来在我国部分稻作区严重发生的病毒病害.作为稻作生产生态实践模式之一的稻鸭共作技术对稻田病虫草具有显著的控制效应,然而目前还没有关于稻鸭共作对灰飞虱和条纹叶枯病影响的报道.因此,于2004～2005年在南京农业大学东台试验场进行了田间实验,共设计了4个处理,分别为常规稻作区（不养鸭、施药）、稻鸭共作区（养鸭、不施药）和秧田期覆盖防虫网、栽后大田稻鸭共作区（秧田覆盖防虫网、栽后稻田养鸭、不施药）和对照区（不养鸭、不施药）.结果表明：稻鸭共作以及秧田期覆盖防虫网、栽后大田稻鸭共作处理对灰飞虱有显著的控制效应,因此也显著降低了两处理在水稻整个生长期间条纹叶枯病的发病率;稻鸭共作处理对条纹叶枯病的综合防效为79.44﹪,略高于常规稻作78.82﹪的防效,而秧田期覆盖防虫网、栽后大田稻鸭共作处理对稻田灰飞虱和条纹叶枯病的防治效果最好,对条纹叶枯病的防效超过94.01﹪.总之,通过以上试验结果可知,稻鸭共作尤其是秧田期覆盖防虫网、栽后稻鸭共作处理为防治条纹叶枯病提供了一条安全高效的生态控制途径.     

Smash ridge tillage strongly influence soil functionality,physiology and rice yield

The practice of smash-ridging on dry land crop cultivation has shown much promise. However, the mechanism how does soil functionality and root traits can affect rice yield under smash ridge tillage with reduced nitrogen fertilization have not yet been explored. To fill this knowledge gap, we used three tillage methods—smash-ridging 40 cm (S40), smash-ridging 20 cm (S20), and traditional turn-over plowing 20 cm (T)—and two rice varieties (hybrid rice and conventional rice) and measured soil quality, root traits, rice yield and their correlation analysis at different growth stages. Soil physical and chemical properties were significantly improved by smash-ridging, including improvements in root morphological and physiological traits during three growth stages compared with T. S40 had the highest leaf area index (LAI), plant height (PH), and biomass accumulation (BA). Increment in biomass and panicle number (PN) resulted in higher grain yield (GY) of 6.9–9.4% compared with T. Correlation analysis revealed that root total absorption area (RTAA), root active absorption area (RAA), and root area ratio (RAR) were strongly correlated with soil quality. Root injury flow (RIF) and root biomass accumulation (RBA) were strongly correlated with LAI and above-ground plant biomass accumulation (AGBA). Conclusively, S40 is a promising option for improving soil quality, root traits, and consequently GY.     

辐射诱变创制水稻新种质研究进展及浙粳99突变体库的建立

辐射诱变育种所需年限短、变异率高、后代性状稳定快,在作物遗传育种中已广泛应用.本文统计了我国近10年来利用辐射诱变技术培育的在生产应用上发挥重要作用的部分优良新品种18个,说明通过辐射诱变可加速水稻变异,丰富水稻遗传图谱,为培育高产、优质、抗病水稻新品种提供更多类型种质资源.此外总结了利用辐射诱变获得的各种类型突变,包...     

稻鸭共育复合系统对水稻生长与产量的影响

通过田间对比试验,研究了稻田全天候家鸭野养对水稻生长发育及其稻谷产量的影响.结果表明,在稻鸭共育复合生态系统中,由于鸭在稻间的活动明显改善了水稻群体质量,水稻无效分蘖比不养鸭对照显著减少,提高成穗率8.08%,增加水稻群体基部透光率4.05%;齐穗期和成熟期的绿叶面积比不养鸭对照分别增加6.01%和10.65%,叶片叶绿素含量增加2.90%和17.82%;齐穗期的根系活力和灌浆期剑叶的光合作用强度分别比不养鸭对照增加24.02%和15.73%,从而积累较多的有机同化物,提高经济系数2.87%,增产稻谷4.93%,最终实现了水稻良好生育和高产、高效的目标.     

“双季稻-鸭”共生生态系统稻季磷循环

稻鸭共生是对中国传统农业稻田养鸭的继承与发展。在长江流域双季稻主产区湖南布置了稻田养鸭田间对比试验,以常规稻作为对照,采用投入产出法,分析"稻鸭共生"生态系统P的输入输出及循环情况。结果表明:"早稻-鸭"共生生态系统P输出为52.28kg·hm-2,其中鸭产品P为1.71kg·hm-2;"晚稻-鸭"共生生态系统P输出为83.24kg·hm-2,其中鸭产品P为6.17kg·hm-2;在早、晚稻两季,"稻鸭共生"系统在目前的P养分投入水平下,降低了土壤P的亏缺量;鸭子系统P输入主要来自系统外投入的饲料P;鸭粪P在系统内循环利用,两季循环率分别为12.5%和13.5%;两季稻作后,"稻鸭共生"土壤截存的P量为195.41kg·hm-2,比常规稻作显著提高了36.9%;"稻鸭共生"可对稻田土壤增加鸭粪P为17.75kg·hm-2。     

"双季稻-鸭"共生生态系统C循环

"稻鸭共生"是对我国传统农业稻田养鸭的继承与发展。在双季稻主产区湖南布置了稻田养鸭田间对比试验,以常规稻作为对照,采用投入产出法,分析"稻鸭共生"生态系统C的输入输出及循环情况。结果表明:"早稻-鸭"生态系统碳输出中,水稻籽粒C占42.21%;水稻秸秆C占38.42%;气态C(CH4和CO2)占18.50%;鸭产品C仅占0.87%。"晚稻-鸭"生态系统碳输出中,水稻籽粒C占53.80%;水稻秸秆C占35.12%;气态C占8.67%;鸭产品C仅占1.07%。两季稻作里,"稻鸭共生"土壤截存C量是2103.2 kg/hm2,水稻植株地上部分固定的C量是15109.96 kg/hm2,水稻根固定的C量是1261.34 kg/hm2,归还给土壤的鸭粪C量是229.87 kg/hm2。鸭子系统C输入主要来自系统外投入的饲料C,早稻季鸭所食的杂草C和害虫C分别为60.53 kg/hm2和2.75 kg/hm2,晚稻季鸭所食的杂草C和害虫C分别为3.64 kg/hm2和6.73 kg/hm2。对"双季稻-鸭"共生生态系统的碳收支与平衡的分析表明,"稻鸭共生"生态系统是碳汇,且固碳潜力大于常规稻作。