水田中的有益雜草——滿江紅

摘要 滿江紅是一種水生的蕨類植物，是水稻田中的有益雜草。它的有益之處包括：葉片的空腔內有固氮作用的藍藻與其共生，它通過自己奇特的固氮本領，將空氣中的氮氣變成氨供滿江紅使用，使滿江紅成了赫赫有名的“綠色肥源”；抑制其他雜草生長；良好的家禽飼料。

關鍵詞 滿江紅 固氮 抑制雜草 農業生態系統

中圖分類號Q-49

文獻標識碼E

農田雜草一向被視為農作物的大敵，但在中國江南水鄉，農民們卻希望自己經營的稻田中有一種名叫滿江紅的水生雜草“光顧”，以致于特意在水田中放養這種植物。有了滿江紅的幫助，稻田不僅可以少施肥，而且還能抑制其他有害雜草生長，使水稻增產。

滿江紅是一種水生蕨類植物，即綠蘋或紅蘋。因為它在嚴冬或酷暑均呈紅色，僅在春秋短暫適溫條件下為綠色，故一般多稱為滿江紅，屬于槐葉蘋目、滿江紅科。這一科幾乎分布在世界各地的淡水水域中。中國原產的只有滿江紅一種，分布在秦嶺、淮河以南各地。

滿江紅的相貌獨特，看上去像一團粘在一起的芝麻粒浮在水面上，水下有一些羽毛狀的須根。如果仔細觀察就會發現，這些“小芝麻粒”就是滿江紅的葉。它們無葉柄，互生在分枝的莖上，又好似一串串小葡萄。每一片葉都分裂成上下兩部分：上裂片綠色，浮在水上；下裂片幾乎無色，沉在水中，上面生有大、小孢子果，分別產生大、小孢子。滿江紅能增加水稻田肥力的奧秘就在它那芝麻粒大小的葉子中。在滿江紅葉的上裂片下部，有一空腔，腔內有一種叫魚腥藻的藍藻與之共生。這種藍藻并不白住在滿江紅的體內，它通過自己奇特的固氮本領，將空氣中的氮氣變成氨供滿江紅享用，使滿江紅成了赫赫有名的“綠色肥源”。

遠在30多億年前，藍藻就在地球上固定著二氧化碳和氮氣。它是最早的光合固氮微生物。它的個體比滿江紅小得多，是由2種不同結構和功能的細胞組成的絲狀體：一是營養細胞，壁薄，靠葉綠體進行光合作用；另一種是異形細胞，壁厚，靠固氮酶活動固氮，每隔4～5個營養細胞才有一個異形胞(圖1)，即1～5個營養細胞合成的碳化物供給一個異形細胞進行固氮活動。因此能源受到限制，固氮效率很低。在27億年前，蕨類植物中的滿江紅出現后與藍藻共生固氮，形成蘋－藻聯合體(圖2)。

從圖2中可以看到每一同化葉都有一個共生腔，它是最好的“固氮廠”，既可隔絕大氣中的氧，又可躲避露天受暴風雨降溫的影響。魚腥藻的固氮酶最怕氧，一遇到氧就會中毒，失去固氮活力。這也是異形細胞壁厚保護固氮酶活性的原因。一個斷離的小滿江紅就有287片葉，即二三百個這樣的“固氮廠”。隨著滿江紅不斷分裂(無性繁殖)，“固氮廠”也越來越多。藍藻為滿江紅提供氮肥，而滿江紅為藍藻提供合適的生活環境和足夠的有機物，就這樣藍藻和滿江紅互利共生，使稻田養滿江紅比稻田自生藍藻固氮效率高10多倍。

只要環境適宜，滿江紅就能通過側枝分離進行營養繁殖，所以生長和繁殖十分迅速，雖然體形小，卻通過極大的個體數量布滿整個水面，好像在水面上蓋了一床紅彤彤的地毯，不僅景色十分動人，還極大地抑制了其他雜草的生長。

滿江紅不僅是優良的綠肥植物，還可以作為在水面放養的家禽飼料。我國稻田養滿江紅的歷史悠久，元代《王禎農書》就有蘋藻喂豬的記載，但系統研究和利用還是近二三十年的事。據試驗研究北方稻田試驗，每畝有3000 kg滿江紅作底肥，當季可增產稻谷35％，相當于30 kg硫胺的增產效果。而且通過試驗表明養滿江紅后土壤有機質和氮肥含量增加，土壤結構明顯改善，孔隙度增加，容重下降，生物活性增強，并有助于抑制雜草，避免過多使用化肥而污染環境。

20世紀80年代后，為了提高稻田養蘋的生態經濟效益，大多采用綜合利用，過腹還田發展畜禽漁業。浙江平陽縣云亭鄉利用單季晚稻田插秧前放養100多畝，除稻田利用外還撈出蘋體，解決了300畝甘薯的基肥。許多地方還利用溝塘水面增殖紅蘋，撈出做堆肥或作豬、鴨、雞、魚飼料。

近幾年來，各地農業科技人員為了更好地發揮蘋藻共生固氮的生態經濟和社會效益，進一步人工組合稻－蘋－魚和稻－蘋－鴨等農業生態系統，從而增強了生物防治病蟲草害的作用，減少化肥農藥用量，降低成本，提高了稻田產值。