稻鴨共育對(duì)稻田培肥及氮磷流失的影響

趙學(xué)敏 徐云連 吳蔚君 邢素林 馬凡凡 馬友華

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，合肥230036；#共同第一作者；*通訊作者：yhma@ahau.edu.cn）

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依賴(lài)化學(xué)肥料、農(nóng)藥等的大量施用來(lái)獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，在產(chǎn)量得到提高的同時(shí)，也帶來(lái)了水體污染、土壤污染、農(nóng)產(chǎn)品污染等問(wèn)題，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，威脅到人們的身體健康，長(zhǎng)此以往，不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。生態(tài)農(nóng)業(yè)是功能和結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)發(fā)展的人工生態(tài)系統(tǒng)，具有高效的特點(diǎn)[2]。而稻鴨共育就是以農(nóng)田為基礎(chǔ)，在水稻田中養(yǎng)鴨為特點(diǎn)，把種稻和養(yǎng)鴨相結(jié)合的一種復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，在保證了水稻產(chǎn)量的同時(shí)，增加了養(yǎng)鴨的收入，且稻谷和鴨肉品質(zhì)好，有效促進(jìn)了稻田生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中受到廣泛好評(píng)以及大力推廣。在我國(guó)南方稻區(qū)，稻鴨共育的推廣范圍不斷擴(kuò)大[3]。

關(guān)于稻鴨共育的研究目前大都集中在稻鴨共育技術(shù)的推廣應(yīng)用及稻鴨共育對(duì)病蟲(chóng)草害的影響上。本文在對(duì)稻鴨共育的發(fā)展歷史和對(duì)稻田病蟲(chóng)草害及生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，對(duì)稻鴨共育對(duì)稻田培肥與氮磷流失的影響進(jìn)行了研究與討論。

1 稻鴨共育的發(fā)展歷史

有史料記載，我國(guó)明朝時(shí)期就有以鴨治蟲(chóng)的事例。上個(gè)世紀(jì)80年代末，日本的萬(wàn)田正治和右野隆熊提出稻鴨共育這一學(xué)說(shuō)[4]。20世紀(jì)90年代開(kāi)始，日本把稻鴨共育技術(shù)投入生產(chǎn)，接著傳入東南亞一些國(guó)家，先是在韓國(guó)被推廣，后又傳入越南，隨之緬甸和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也紛紛效仿[3]，由于具有生態(tài)、高效、安全的特性，廣受好評(píng)。

2 稻鴨共育對(duì)水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

鴨子在田間活動(dòng)，不斷踩踏，在一定條件下釋放出土壤中的硫化氫和沼氣，水稻根系可以更好地深扎，以促進(jìn)水稻生長(zhǎng)[5]。楊華松等[6]調(diào)查得出，稻鴨共育田水稻的有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重都比非稻鴨共育田高。王強(qiáng)盛等[7]研究發(fā)現(xiàn)，稻鴨共育田稻谷產(chǎn)量比常規(guī)稻田增加25%。禹盛苗等[8]研究發(fā)現(xiàn)，稻鴨共育技術(shù)可使水稻增產(chǎn)。采用稻鴨共育模式的稻田生產(chǎn)出來(lái)的大米和鴨肉綠色、安全、無(wú)公害，品質(zhì)更好[9-10]。鄧強(qiáng)輝等[11]認(rèn)為，稻鴨共育能夠顯著增加經(jīng)濟(jì)效益，但成本收益率降低。郭瞻等[12]研究表明，稻鴨共育模式的凈收入比常規(guī)模式高出63.4%。禹盛苗等[8]研究表明，與非稻鴨共育模式相比，純收入增加66.5%～73.0%。

3 稻鴨共育對(duì)病蟲(chóng)草害及稻田生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響

3.1 稻鴨共育對(duì)雜草的影響

張志東等[13]研究指出，稻鴨共育對(duì)鴨舌草、節(jié)節(jié)菜以及空心蓮子草的鮮質(zhì)量防效比用化學(xué)除草劑防治的好。王獻(xiàn)志等[14-15]研究指出，稻鴨共育對(duì)莎草等雜草的防控效果高達(dá)95%以上，比農(nóng)藥的除草效果高10%左右。而且稻鴨共育對(duì)千金子、矮慈姑、鴨舌草等化學(xué)除草劑難以防除的惡性雜草也有比較好的防控效果。

3.2 稻鴨共育對(duì)害蟲(chóng)的影響

張志東等[13]研究指出，稻鴨共育對(duì)一代螟蟲(chóng)的防效為85.7%，高于藥劑防治的82.9%。吳剛等[18]研究結(jié)果表明，稻鴨共育區(qū)稻飛虱數(shù)量平均減少了50.0%，而稻田中有益昆蟲(chóng)蜘蛛數(shù)量卻有所增加。王獻(xiàn)志等[14]研究指出，稻鴨共育對(duì)二化螟的防控率達(dá)到60.0%，稻縱卷葉螟的防控率也比不施農(nóng)藥不養(yǎng)鴨稻田高50.0%左右；稻鴨共育田蜘蛛優(yōu)勢(shì)種群密度比常規(guī)施用農(nóng)藥稻田要高50.0%以上。

稻鴨共育期間，鴨子可以比較好的控制某些害蟲(chóng)，不過(guò)只一味地依賴(lài)?guó)喿尤∈澈οx(chóng)來(lái)達(dá)到防控蟲(chóng)害也是不現(xiàn)實(shí)的，因此，一般需在把鴨子趕出稻田之后，再?lài)娛┥镛r(nóng)藥加以防治。

3.3 稻鴨共育對(duì)紋枯病的影響

束兆林等[17-18]指出，因鴨子在稻田中活動(dòng)，踩踏水稻旁邊的枯葉和雜草，使稻田的透光性和通風(fēng)性都得以改善，濕度降低，因此對(duì)紋枯病有一定的防控作用。禹盛苗等[19]研究表明，稻鴨共育技術(shù)可使紋枯病病情指數(shù)低70.0%左右，并且由于鴨子在田間活動(dòng)，使水稻后期的無(wú)效分蘗得到一定程度的降低、水稻基部黃葉的脫落加速，田間小環(huán)境得到改善，這些對(duì)紋枯病的發(fā)生、發(fā)展也起了很大的控制作用。

3.4 稻鴨共育對(duì)稻田生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響

稻鴨共育由于在稻作期間少施甚至不施農(nóng)藥化肥，長(zhǎng)此以往，稻田土壤的理化性質(zhì)和水體都慢慢有了變化，水稻土中有害物質(zhì)含量會(huì)越來(lái)越少，土壤不斷得到修復(fù)[5，20-21]。采用稻鴨共育的稻田與不采用的稻田相比，CH4和N2O的排放量顯著減少，可以有效減緩全球變暖趨勢(shì)[22]。

4 稻鴨共育對(duì)土壤培肥和氮磷流失的影響

4.1 稻鴨共育對(duì)土壤培肥的影響

稻鴨共育能使耕層土壤的大孔隙減少，容重、水穩(wěn)性團(tuán)聚體增加，土壤物理性能轉(zhuǎn)好[5]。而禹盛苗等[21]研究得出，稻鴨共育可有效降低土壤容重，與朱金明等的研究結(jié)果相反，經(jīng)分析原因是研究側(cè)重點(diǎn)不同，前者研究側(cè)重土壤結(jié)構(gòu)，后者側(cè)重土壤物理性能。但最終研究結(jié)果都說(shuō)明，稻鴨共育使土壤環(huán)境向良性發(fā)展。

張帆等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在早晚兩季稻鴨共育之后，稻田土壤全氮和全磷含量比非稻鴨共育區(qū)分別提高5.73%和6.25%。禹盛苗等[21]研究也指出，稻鴨共育田與非稻鴨共育田相比，由于鴨子的直接排便，土壤有機(jī)質(zhì)大約可提高1.7 g/kg。稻鴨共育有利于提高土壤養(yǎng)分含量，如全氮、堿解氮、速效鉀、有效磷和有機(jī)質(zhì)等，并且實(shí)施共育技術(shù)時(shí)間越長(zhǎng)，效果越好。由于土壤有機(jī)質(zhì)含量的不停增加，微生物有了更加充足的生存和生活的能量和碳源，提高了土壤微生物含量，所以土壤微生物數(shù)量稻鴨共育區(qū)比非稻鴨共育區(qū)有所增加，趨勢(shì)向好[24-25]。

王獻(xiàn)志等[19]研究也指出，稻鴨共育系統(tǒng)中，鴨子直接把糞便排在稻田里，還不停的踩踏，那么混入了糞便的土壤肥力便大大提高，有著很好的培肥效果。在其研究中，還對(duì)鴨子的糞便還田量進(jìn)行了量化，結(jié)果表明，實(shí)施稻鴨共育的年限越長(zhǎng)，土壤培肥效果會(huì)越好。

4.2 稻鴨共育對(duì)氮流失的影響

研究表明，稻田施用的氮肥并不能全部被水稻吸收利用，其利用率僅為20.0%～40.0%，作物只吸收了其中的一小部分，剩余的大部分都流失到水體和大氣環(huán)境中，途徑主要為徑流、淋溶、滲漏及氨揮發(fā)等[26-28]。

氮素流失，進(jìn)入水體環(huán)境中，通過(guò)徑流、淋溶和滲漏，地表水與地下水受到污染，接著流入大江、大河、湖泊中，長(zhǎng)此以往，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。氮素還有一種流失方式，即氨揮發(fā)，進(jìn)入大氣環(huán)境中，大氣中氧含量增加，可能會(huì)加劇全球大氣環(huán)境污染，增強(qiáng)溫室效應(yīng)。

鄭敏[3]在這一方面做了較為詳細(xì)的研究，其結(jié)果表明，田面水銨態(tài)氮濃度比硝態(tài)氮要稍微高一些，并且在放鴨當(dāng)天總氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的濃度達(dá)到最高值，隨后急速下降且慢慢穩(wěn)定下來(lái)。由于鴨子不停在田間活動(dòng)，進(jìn)行踩踏，把固定在土壤中的氮素釋放出來(lái)，并且鴨糞也是氮素的主要來(lái)源，因此，稻鴨共育田的總氮含量較非稻鴨共育田要高得多；還由于鴨子在田間活動(dòng)和取食，雜草等得不到生長(zhǎng)，減少了對(duì)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收，從而水體中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量大大提高。通過(guò)量化指標(biāo)測(cè)算，在水稻田中活動(dòng)的1只鴨子60 d需要攝入的飼料是4.5 kg，折算成純N投入約為0.14 kg。

而在放鴨后期，前文也有詳述，鴨子在田間的活動(dòng)可促進(jìn)水稻更好的生長(zhǎng)，從而增加了水稻植株對(duì)氮素的吸收，這有可能比鴨糞中氮素的排放量要大，于是水體環(huán)境中氮素含量有所減少，這也是在水稻生長(zhǎng)后期，稻鴨共育田中水體氮素含量比非稻鴨共育田要低的原因。

4.3 稻鴨共育對(duì)磷流失的影響

岳玉波等[29]研究指出，通常施入農(nóng)田土壤中的磷肥只有極少的一部分被農(nóng)作物吸收利用，磷肥利用率僅為15.0%～25.0%，大部分都流失到大氣環(huán)境和水體環(huán)境中，主要流失方式為徑流、淋溶、礦化等。

農(nóng)田土壤中磷素流失方式主要是地表徑流、滲漏淋失和土壤侵蝕等，并且主要是以顆粒吸附態(tài)和溶解態(tài)的形態(tài)隨地表徑流流失，進(jìn)入水體環(huán)境中，因此導(dǎo)致水體磷濃度增加，水體質(zhì)量大受影響[30]。

紀(jì)雄輝等[31]研究得出,洞庭湖區(qū)種植雙季稻期間施用化肥和豬糞的磷素徑流流失分別占施磷量的0.86%和1.44%。朱金明等[5，32]在研究稻鴨共育田總磷和可溶性磷2個(gè)指標(biāo)的變化情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，總磷和可溶性磷濃度在放鴨當(dāng)天達(dá)到最高值，隨后急速下降并慢慢穩(wěn)定下來(lái)。由于鴨子在田間的活動(dòng)，釋放了土壤中被固定的磷素，所以導(dǎo)致水體環(huán)境中磷素的增加。通過(guò)量化指標(biāo)測(cè)算，在水稻田中活動(dòng)的1只鴨子60 d需要攝入的飼料是4.5 kg，折算成P2O5投入約為0.08 kg。

同時(shí)也有研究指出，稻鴨共育稻田其田面水的含磷量比非稻鴨共育稻田高，為了不使水體由于不合理的排水和降雨造成污染加大的可能，在實(shí)施稻鴨共育技術(shù)的同時(shí)，也要充分做好稻田水分管理工作，降低水體發(fā)生污染的可能性[7，33]。

5 展望

稻鴨共育技術(shù)的推廣符合當(dāng)前形勢(shì)發(fā)展的要求，既能生產(chǎn)無(wú)公害的農(nóng)產(chǎn)品，豐富市場(chǎng)，又能穩(wěn)定糧食生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)能力，改善生態(tài)環(huán)境，對(duì)提高農(nóng)民收入、改良農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和農(nóng)民生存環(huán)境具有十分重要的意義。筆者認(rèn)為，以下2個(gè)方面值得在今后研究中加以關(guān)注：（1）稻鴨共育模式運(yùn)用中如何減少氮、磷肥用量，如何更加精確的施用氮、磷肥，以及如何控制農(nóng)田中氮、磷流失，從而減少農(nóng)業(yè)面源污染。（2）稻鴨共育模式是生態(tài)農(nóng)業(yè)的有效實(shí)踐方式，目前稻鴨共育模式的運(yùn)用大多處在試驗(yàn)時(shí)期，在有機(jī)肥和生物農(nóng)藥的投入上，很大一部分是由農(nóng)業(yè)部門(mén)項(xiàng)目補(bǔ)償?shù)脕?lái)，由此，連續(xù)實(shí)施稻鴨共育模式確實(shí)會(huì)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益不斷上升的效果，但如果沒(méi)有項(xiàng)目補(bǔ)償，該如何得到廣泛運(yùn)用，如何能有良好的效益，值得探討。

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