稻—鱼—蛙立体农业生态效益的研究

我国是一个稻米生产大国 ,古代劳动人民早已认识到稻田中的鱼、蛙与水稻生长的互利关系。三国时代就有稻田养鱼的记载 :“郫县子鱼黄鳞赤尾 ,出稻田可以作酱”;宋朝诗人辛弃疾的词句 :“稻花香里说丰年 ,听取蛙声一片”,生动地描述了那种自然景象。但是到目前为止 ,对稻 -鱼 -蛙共生生态系统的系统研究还较缺乏。本文旨在通过在稻田中放养美国青蛙及草鱼 ,进行立体种养殖来分析探讨稻 -鱼 -蛙立体农业的生态效益 ,为该项技术的深入研究、生产的推广普及提供一些理论依据。放草鱼夏花 2 0 0尾 ,进行经济效益的比较试验。1 .3　秧苗的栽插与鱼…     

略论稻田养鱼与农田生态

稻田养鱼能够挖掘稻田生态系统的生产潜力 ,既提高稻谷产量又增加淡水鱼产量 ,又为发展养鱼提供大量优质鱼种。稻鱼群落能够产生单一种稻所不能有的经济、生态和社会诸方面的综合效益 ,稻田养鱼为合理地利用土地资源提供了一种特殊的、最佳的生态模式。1　稻田养鱼在农田生态系统中的作用农田的水、土、光、热和气等非生物因素和动物、植物、微生物等生物因素密切地相互关联、相互依存、相互制约 ,形成一个在功能上统一的系统 ,即农田生态系统。在这个系统内 ,生物群落同其生活环境进行着能量、物质转化和循环。稻田是一个典型的人工生态系…     

我国稻田养鱼的新进展

稻田养鱼有两种形式,即“稻鱼共生”和“稻鱼轮作”。稻鱼共生系指水稻和鱼群共同生活在稻田中,双方彼得到一定利益。这种稻田养鱼方式以培育吃草的鱼种为主,搭养当地需要的鱼种为辅。稻鱼轮作是指水稻与养鱼轮流生产,即一年当中只种一季水稻,余时则为养鱼。如利用冬闲田、固水田及湖区的低洼田水稻收获后即行养鱼,此种方式以养食用鱼或大规格(15厘米以上)鱼种为主。       

封面说明

<正>封面图片由浙江省青田县农业局吴敏芳于2014年8月24日摄于浙江省青田县仁庄镇浙江大学"青田稻田养鱼系统"试验基地(28°02'N,120°14'E).青田县位于浙江省东南部,瓯江中下游,属亚热带季风气候,全县稻田面积6200 hm~2,其中85%为稻田养鱼模式.在中国具有千年历史的稻鱼共生系统是农业利用种间互惠的典范,被联合国粮农组织选入世界首批重要农业文化遗产.浙江大学生态研究所农业生态研究团队通过多年的研究揭示了水稻和田鱼之间的互惠是稻鱼共生系统     

稻鱼共作生态系统浮游植物群落结构和生物多样性

稻鱼共作技术是中国传统农业的精华,通过对稻鱼共作系统水体浮游植物的种类组成、密度、生物量及多样性进行分析,明确该系统中浮游植物数量变化特性,为进一步开发利用这一经典农艺提供理论基础和实践依据。结果表明,稻田生态系统中浮游植物群落包含蓝藻门、甲藻门、隐藻门、裸藻门、绿藻门和硅藻门等6门,共38属93种。稻鱼共作显著增加稻田水体浮游植物的密度和生物量,降低硅藻和蓝藻的优势度,增加绿藻和裸藻的优势度,提高了稻田水体浮游植物多样性指数。     

垄作稻田和垄作养鱼稻田土壤结构与肥力特征研究

水稻半旱式垄作栽培技术(又称水田自然免耕技术)的推广运用为稻田资源的综合开发利用,尤其是稻田高产养鱼奠定了物质和技术基础。它比较合理地解决了传统淹水平作水稻和传统稻田养鱼中存在的种稻与蓄水,种稻与养鱼,养鱼与晒田,养鱼与化肥、农药施用,水稻与杂草,水稻与病虫等方面的问题,水稻增产显著,成鱼产量大幅度提高,一般可达750—2250kg·ha~(-1),高者3750kg·ha~(-1)以上。物质循环和能量转化的成倍增加,势必对稻田生境和土壤肥力产生影响。因此,搞清楚传统淹水平作稻田起垄后的垄作稻田和垄作养鱼稻田的土壤结构和土壤肥力的变化规律,对指导开发稻田资源,实现稻鱼双丰收具有重要的意义。     

稻鸭共作生态系统中N2O排放及经济效益评价

稻鸭共作技术是中国传统农业的精华,研究稻鸭共作生态系统中N2O排放产生的环境效应并对其经济价值进行评价,为进一步开发利用这一经典农艺提供理论基础和实践依据.采用静态箱技术,研究稻鸭共作生态系统N2O排放规律,并运用增温潜势对稻鸭共作生态系统N2O排放的温室效应及经济效益进行了估算.结果表明,稻鸭共作生态系统N2O排放呈现明显的日变化和季节变化.N2O日变化与鸭子的活动呈现明显的相关性,其排放峰值出现在清晨和16:00;N2O季节变化幅度较大,排放峰值出现在水稻成熟期.在施用等量基肥条件下,稻鸭稻田排放的N2O高于常规稻田,其平均排放通量分别为(149 46±25.81)μg·m-2·h-1和(138.84±25.26)μg·m-2·h-1,产生的温室效应成本分别为283.14yuan·hm-2和265.47yuan·hm-2.除去N2O排放产生温室效应的环境成本,采用稻鸭生态种养技术的经济效益为7687.66yuan·hm-2,比常规不养鸭稻田增加1932.33 yuan·hm-2.可见,稻鸭共作技术仍具有较好的推广价值.     

稻鱼系统中田鱼对资源的利用及对水稻生长的影响

稻田为鱼类等水产生物提供生境,稻田养鱼在提高水稻产量的同时,通过控制病虫害的暴发以及充分利用养分来降低化肥农药的使用.但田鱼对稻田资源的摄食(浮游植物、杂草、浮萍、田螺)及利用后转化成养分对水稻生长发育的促进作用尚缺乏研究.本研究设计了2个田间试验,通过摄像观察稻鱼系统中田鱼的活动,采用稳定性同位素分析田鱼对稻田资源的摄食,并测定水稻的生长发育进程和水稻产量.结果表明: 与鱼单养处理相比,稻田养鱼显著地促进了田鱼的活动频率并扩大了田鱼的活动范围.在稻鱼共作不投喂饲料处理下,稻田中3类水生生物(浮萍、浮游植物、田螺)对田鱼食谱的贡献率分别为22.7%、34.8%和30.0%;而投喂饲料处理下,这3种水生生物对田鱼食谱的贡献率分别为8.9%、5.9% 和1.6%,饲料的贡献率为71.0%.与水稻单作比较,稻鱼共作处理显著增加水稻分蘖期和灌浆期的叶片氮含量,延长分蘖期10~12 d,并显著提高成穗率和产量.表明稻鱼系统通过田鱼摄食稻田资源并转化为水稻可利用养分,促进了水稻生长,实现了水稻产量的提升.     

免耕稻-鸭生态种养技术的环境经济学分析

采用田间试验及环境经济学方法研究免耕稻-鸭生态种养技术的生态、经济效益。试验结果表明:农户采用免耕稻-鸭生态种养技术对稻田杂草的控制效果显著;在晚稻分蘖盛期和孕穗期,采用免耕稻-鸭生态种养技术对稻二化螟防效达100%,稻纵卷叶螟发生率分别比免耕抛秧不养鸭的稻田低48.05%、93.55%,免耕抛秧养鸭稻田中水稻纹枯病的病株率比免耕抛秧不养鸭的稻田分别低48.15%、38.21%;在稻田甲烷排放高峰期(晚稻分蘖始期-分蘖盛期),免耕抛秧养鸭对甲烷排放的控制效果明显,分别比翻耕抛秧不养鸭稻田、免耕抛秧不养鸭稻田的甲烷排放量减少4.723g/m2、2.333g/m2,晚稻整个生育期间,免耕抛秧养鸭稻田甲烷排放量比免耕抛秧不养鸭稻田减少3.37g/m2,比翻耕抛秧不养鸭稻田减少5.59g/m2;免耕可节约灌溉用水1300m3/hm2。环境经济学分析结果表明:采用免耕稻-鸭生态种养技术的农户比采用免耕抛秧不养鸭技术或采用翻耕抛秧不养鸭技术的农户分别增加财务净收益2166yuan/hm2、4207yuan/hm2;免耕抛秧养鸭获得的经济净效益为4062yuan/hm2,而免耕抛秧不养鸭、翻耕抛秧不养鸭的经济净效益分别为1592yuan/hm2、-997yuan/hm2。免耕稻-鸭生态种养技术既能充分发挥稻-鸭复合生态系统的生态和经济效益,又能较好地克服免耕给生态环境带来的不利影响,是一种很有发展潜力的可持续农业生产模式,具有良好的推广和发展前景。     

稻渔综合种养的科学范式

21世纪是渔业的世纪。中国和世界水产业历经数十年的发展为人类应对食品危机做出了巨大贡献。然而,我国传统的水产业对产量的片面追求导致养殖环境日趋恶化,养殖生态系统不断退化,养殖业的可持续发展受到限制。传统稻田其氮素的流失亦是导致农业面源污染的主要原因之一。我国当前的环境问题源于复合生态系统演化进程的缺陷,解决当前的环境问题,必须从优化复合生态系统演化进程着眼。采用优化的生态循环水产养殖模式,如综合水产养殖则可以大大提高氮、磷等养分物质的利用率。稻渔综合种养是一种科学的复合生态模式,可以概括为三种模式,一种是在我国传统稻田养鱼的基础上,逐步发展起来的一种稻渔共生模式,可采取稻鱼、稻蟹、稻虾等多种共作形式;二是稻田作为湿地用于处理水产养殖尾水的模式,属于异位处理形式;三是将稻渔共生和水产养殖相耦合的模式,尤其是与多种水产养殖形式结合或与复合水产养殖系统相结合,甚至是与农牧系统相结合。这第三种稻渔共作模式又称为陆基生态渔场,具有高产、高品质、高生态可持续性等特点,应加强对该创新养殖模式中有机碳、氮、磷等营养收支平衡和循环利用的相关机制以及复合生态系统对外源营养输入的整体响应机制开展研究。概括而言,尾水排放是传统池塘养殖中氮源的主要流失途径,颗粒物吸附沉降是池塘养殖中磷源的主要流失途径,而系统中的碳源则主要是通过鱼类等生物的呼吸作用进行消耗。基于生态循环的"稻渔共生-池塘复合生态系统"则恰好可以解决这三大类营养物质在生态系统中的高效保持和利用问题,实践业已证明该复合系统拥有较高的产量、品质和生态效益,是一种可持续的农业发展模式。稻渔复合生态系统的创新模式因其特有的生态循环机制及系统的高弹性、高缓冲性、高可持续性,将成为我国乃至世界应对农田、渔业生态系统的退化,复合高效解决渔业、农业或农牧业生态环境问题的典型范式。     

传统稻鱼系统中“田鲤鱼”的形态特征

稻田养鱼是一种重要的传统农业系统,养殖在稻田中的鲤鱼,在长期的自然选择和人工选择下逐渐形成了适应于稻田浅水环境的“田鲤鱼”.本研究以具有千年历史的全球重要农业文化遗产系统“青田稻鱼共生系统”和“从江稻鱼鸭系统”的青田田鱼和从江田鱼为范例,通过采样对两种“田鲤鱼”进行传统形态学分析和地标几何形态学分析;采用线粒体基因构建系统发育树;通过数据库数据提取和采样测量对两种“田鲤鱼”和其他常见鲤鱼种群或品系进行传统形态学聚类分析.传统形态学分析和地标几何形态学分析表明,青田田鱼和从江田鱼在形态上存在差异,与青田田鱼相比,从江田鱼尾部长而窄,体型较细长,尾部长度占身体长度比例小.对这两种田鱼及养殖于其他水体的其他鲤鱼种群进行系统发育树分析表明,青田田鱼和从江田鱼在遗传上是独立的种群;但形态聚类分析表明,这两种田鱼归为一类,明显不同于其他鲤鱼种群或品系,与其他鲤鱼种群的差异主要表现在背鳍和尾鳍上.这些研究结果说明,长期生活在稻田环境的青田田鱼和从江田鱼在遗传和形态上均明显不同于其他水体养殖鲤鱼种群,且青田田鱼和从江田鱼之间形态上存在差异.     

稻鸭与稻鱼生态系统土壤微生物量N和土壤酶活性动态

在一个水稻生长季节,采用田间采样与室内分析的方法,利用氯仿熏蒸培养法、苯酚钠比色法、TTC比色法、高锰酸钾滴定法和茚三酮比色法测定和研究了稻鸭与稻鱼生态系统稻田土壤微生物量N(MBN)和土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性的动态变化,及其与土壤养分和水稻吸N量的相关性.结果表明,(1)随着水稻的生长,土壤微生物量N表现为先上升随后下降,于成熟期有所回升趋势;土壤微生物量N与土壤速效N、全N和全P不相关;由于水稻与微生物对养分的竞争,土壤微生物量N与水稻吸N量不相关;稻田养鸭,养鱼显著地提高了土壤微生物量N.(2)土壤脲酶、脱氢酶和蛋白酶活性都表现出先上升后下降趋势,而过氧化氢酶活性变化不大;稻鸭与稻鱼共作显著地提高了土壤脲酶、脱氢酶和蛋白酶活性,而对过氧化氢酶活性影响不大;线性相关分析表明,在一个稻季内,土壤脲酶和脱氢酶活性与土壤速效N负相关,土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性与土壤全N和全P不相关;土壤脲酶、脱氢酶和蛋白酶活性与水稻吸N量呈显著相关.(3)稻田土壤微生物量N与土壤酶不相关.     

稻田生态系统多个物种共存对病虫草害的控制

建立多个物种共存的农作模式、利用物种多样性控制有害生物是农业可持续发展的重要途径.本文综述了国内外稻田物种多样性利用模式的研究进展,论述了稻田多个物种共存对水稻病、虫、草的控制效果及作用机理.稻田系统多个物种共存模式如稻田养鱼模式、稻田养鸭模式、稻-萍-鱼或稻-萍-鸭模式等,对水稻纹枯病、稻飞虱、稻纵卷叶螟和杂草有显著的控制作用;稻田系统多个物种共存的另一类模式如水稻品种多样性混合种植、稻-茭白间作和稻-湿生作物间作等,可明显降低稻瘟病等病害的发生与流行.稻田多个物种共存模式对病虫草控制的效果和机理研究仍需要从作物、分子生物学和化学生态等方面做进一步的研究探讨.     

推崇多样性，一种智慧的农耕方式

侗族的传统稻田,事实上是一个天然泽生生态系统的缩版。他们种植的是以高秆糯稻为主的水稻,稻田中还养着鱼,放着鸭,同时,螺、蚌、泥鳅、黄蟮等野生动物以及茭白、水芹菜、莲藕等野生植物也在此生息。一块稻田中,并生的动植物多达一百多种。值得一提的是,稻田中,除了水稻、鱼、鸭归耕种者收获以外,     

农田景观和管理方式对稻田系统植物多样性的复合影响

农田生物多样性对于维持农田生态系统服务功能和农业可持续发展具有重要意义.为揭示农田景观特征和管理方式对农田生态系统植物群落和物种多样性的影响,以有机稻田(ON)、常规化防稻田(天然林脚下,CN)、常规化防稻田(距天然林>10km,CF)系统为研究对象,调查了田内、田埂和沟渠生境的植物物种组成和多样性特征,并对三种类型稻...     

稻田养鱼以渔促

我国稻田养鱼的历史悠久,远在三国时代就有稻田养鱼的记载(魏武《四时食制》)。新中国成立后,水产部门也曾提倡并宣传稻田养鱼的种种好处。但能坚持的已为数甚微。通过调查和访问,反映是:“实行双季稻连作和新的耕作制度—一浅灌密植,鱼在田中活动范围小,生长季节短,长不大,没有多大意义”、“大忙     

复合稻田生态系统温室气体交换及其综合增温潜势

研究稻田CO2、CH4、N2O等温室气体的综合增温潜势,有助于科学评价复合稻田生态系统在减少温室气体排放和减缓全球变暖方面的作用,为稻鸭、稻鱼复合种养模式的发展提供依据。2006年采用静态箱法研究了养鸭稻田（RD）、养鱼稻田（RF）和常规淹水稻田（CK）的CH4、N2O的排放量。水稻整个生育期间,RD、CK和RF的CH4排放量分别是19.11、26.71g/m^2和25.01g/m^2;N2O排放量分别是0.237、0.229、0.237g/m^2。采用干物质积累法测得,水稻整个生长期内RD处理地上稻株对CO2的净固定量为2766.4g/m2,RF为2759.59g/m^2,CK为2533.9g/m^2。采用土壤有机碳库的变化估算土壤CO2净交换通量,水稻整个生育期间,三类稻田土壤亚系统均表现为对CO2的净固定,相当于固定CO2量分别为RD675.55g/m^2、CK575.43g/m^2、RF562.62g/m^2。三类稻田温室气体的交换均表现为CO2的净吸收、CH4、N2O的净排放,综合增温潜势以RD为最低。稻田养鸭能显著减少甲烷排放,降低增温潜势,其减缓综合温室效应的潜力是常规淹水稻田的1.6倍左右。     

基于Ecopath评估蟹-稻复合生态系统营养结构和能量流动

蟹-稻综合种养模式为我国水产养殖以及农业从单一经营转变为复合经营提供了一种新模式,为了促进蟹-稻共作模式的推广和普及,应用Ecopath生态通道模型对该系统进行了营养结构和能量流动的分析。研究结果表明蟹-稻共作生态系统的最高营养级(3.140)高于稻田单作系统的最高营养级(2.676),生态系统的能量流动主要有两条途径,即以沉水植物和其他维管束植物为起点的牧食链及以碎屑为起点的腐质链;蟹-稻共作农田生态系统在6月和10月的Finn′s循环指数(Finn′s cycling index,FCI,0.55和1)和Finn′s循环平均能流路径长度(Finn′s cycling mean path length,FCL,2.066和2.077),稻田单作农田生态系统在6月和10月的FCI(1.14和0.81)和FCL(2.089和2.137),说明蟹-稻共作模式可以形成一个稳定的生态系统,中华绒螯蟹的加入可以促进该完整的生态系统的能量流动,且随着螃蟹的成长,系统成熟度有所提高,只是较单作系统的成熟度低,共作系统有更大的成熟空间;蟹-稻共作农田生态系统在6月和10月的连接指数(Connectance index,CI)分别为0.135和0.135,稻田单作系统在6月和10月的CI为0.188和0.161,共作系统的各功能组之间的连接强度较单作系统弱,稳定程度相对较低,蟹-稻共作农田生态系统的初级生产力显著高于单作农田生态系统,且蟹-稻共作农田生态系统的发育良好。     

"稻鸭共生"生态系统稻季N、P循环

稻鸭共生是对我国传统农业稻田养鸭的继承与发展。在长江流域双季稻主产区湖南布置了稻田养鸭田间试验,以常规稻作为对照,研究"稻鸭共生"生态系统N、P循环。结果表明:"稻鸭共生"生态系统N、P输出分别为153.50 kg/hm²和59.03 kg/hm²,其中鸭产品N、P输出分别是23.98 kg/hm²和3.10 kg/hm²;"稻鸭共生"系统在目前的N、P养分投入水平下,土壤存在严重的N和P亏缺;鸭子系统N、P输入对系统外饲料投入依赖高,自持能力较差;鸭粪N、P参与当季的稻田养分循环,其循环率分别为10.66%和28.16%。     

鱼

侗族传统观念认为,水无鱼则不活,而水稻和鸭子没有活水的保障也就无法生存。用侗民的话来说：”稻三天无水不死,鱼三时无水则亡。“于是侗族用稻田养鱼来确保水稻和鸭子对水的需求,以此督促农人时时重视田间水资源的管理,保证田间随时都有足够的水,如此鱼才不死,稻才不枯,鸭才不渴。为达到稻鱼鸭三丰收,水是关键,