稻鴨（萍）共作系統(tǒng)的主要生態(tài)環(huán)境效應(yīng)及其作用機(jī)制研究.pdf

1、稻田是最大的人工濕地生態(tài)系統(tǒng),具有多重生態(tài)功能,凈化污水,美化環(huán)境,還是一座巨大的物種基因庫。然而現(xiàn)代稻作生產(chǎn)為了片面追求其生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益,對稻田生態(tài)系統(tǒng)過度干擾,加大稻田的利用開發(fā)程度,導(dǎo)致稻田生產(chǎn)力下降,污染加劇,不能滿足當(dāng)今人們對安全食品的需求。稻鴨共作生態(tài)農(nóng)業(yè)模式正是適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀而產(chǎn)生的,是以稻作水田為條件,以種稻為中心,家鴨田間網(wǎng)養(yǎng)的自然與人工相配合的生態(tài)工程系統(tǒng),是有效控制常規(guī)稻作生態(tài)污染的重要技術(shù)途徑。 1、通過

2、田間小區(qū)對比試驗(yàn)研究分析了不同稻作模式對水稻植株形態(tài)的刺激效應(yīng)。結(jié)果表明,由于鴨子在稻田的活動(dòng)使水稻植株形態(tài)發(fā)生了明顯的變化,植株碳水化合物含量、植株碳氮比、莖稈干物質(zhì)輸出率都明顯增加,而且莖稈基部節(jié)間長度明顯比對照縮短2.88％,莖粗增加64.90％,莖稈強(qiáng)度和抗倒伏指數(shù)也分別提高了11.78％和10.95％,并且稻鴨共作后提高了深層根比例和根系活力,黑根比例降低了16.63％。 2、分析了稻田放養(yǎng)鴨子后,不同土壤層次的理化性

3、狀、水體性質(zhì)以及水稻產(chǎn)量構(gòu)成和品質(zhì)性狀,可知,稻鴨共作處理有效改善了稻田土壤、水體的理化性狀,與對照處理相比,土壤表層容重降低5.30％,總孔隙度提高2.52％,非毛管孔隙度提高19.03％,土壤表層的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀比未放鴨的對照處理也分別提高了6.41％、9.74％、5.24％和5.17％,水體中的總氮、總磷和總鉀比對照區(qū)分別增加9.31％、16.46％和16.42％,說明鴨子在田間的活動(dòng)不僅有效刺激土壤養(yǎng)分釋放,也明

4、顯改善了土壤結(jié)構(gòu),以及鴨子的排泄物等優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥的還田,從而顯著提高了稻田土壤,水體養(yǎng)分含量,也明顯改善了水稻產(chǎn)量組成及品質(zhì)指標(biāo),稻鴨共作處理的穩(wěn)長比對照處理增加了1.41％,經(jīng)濟(jì)系數(shù)升高5.48％。通過稻米品質(zhì)指標(biāo)分析表明,與對照處理相比,出糙率、精米率和整精米率分別提高了3.21％、4.82％、3.49％,堊白粒率降低了26.17％,堊白度降低了32.56％,稻米直鏈淀粉含量降低4.03％,膠稠度提高了9.06％,稻米清蛋白和谷蛋白含

5、量分別增加了12.12％和13.35％。 3、通過鴨子在稻田生態(tài)位的添加,系統(tǒng)研究了稻鴨共作對稻田病蟲草的生態(tài)控制效應(yīng)。結(jié)果表明：稻鴨共作對雜草的防除效應(yīng)達(dá)到96.1％,降低了稻田雜草的發(fā)生種類,但Pielou均勻度指數(shù)顯著提高；稻鴨共作對稻飛虱具有明顯的生物控制效應(yīng),防治效果達(dá)到65.49％；稻鴨共作因鴨子對蜘蛛的捕食,降低了稻田蜘蛛的數(shù)量,而因稻田稻飛虱數(shù)量的明顯減少,從而顯著提高了稻田蜘蛛與稻飛虱的比例；鴨子對稻縱卷葉螟和

6、二化螟有一定的控制效應(yīng),但控制能力隨著水稻株高的增加而逐漸下降；鴨子的踐踏、采食等活動(dòng)特性并未控制住紋枯病的發(fā)生,只能減輕紋枯病的發(fā)病程度；稻鴨共作對稻瘟病也有明顯的抑制作用,防治效果達(dá)到57.02％。由灰飛虱傳毒危害的水稻條紋葉枯病是近年來在我國部分稻作區(qū)嚴(yán)重發(fā)生的病毒病害,稻鴨共作以及秧田期覆蓋防蟲網(wǎng)、栽后大田稻鴨共作處理對灰飛虱有顯著的控制效應(yīng),因此也顯著降低了兩處理在水稻整個(gè)生長期間條紋葉枯病的發(fā)病率；稻鴨共作處理對條紋葉枯病的

7、防效為79.44％,略高于常規(guī)稻作78.82％的防效,而秧田期覆蓋防蟲網(wǎng)、栽后大田稻鴨共作處理對稻田灰飛虱和條紋葉枯病的防治效果最好,防效超過94.01％。 4、輕型機(jī)械栽培具有省工、節(jié)本、增效等多重功能,但與之伴隨的是雜草叢生,防治困難,為此本試驗(yàn)通過在水稻不同種植方式下進(jìn)行稻鴨共作以探討稻田雜草的群落特征。由此可知,人工移栽稻鴨共作稻田雜草種類明顯低于直播稻鴨共作和機(jī)插稻鴨共作,以直播稻鴨共作田雜草的香農(nóng)指數(shù)最高。由于田間環(huán)

8、境的不同,各處理稻田的雜草組成也各異,直播稻鴨共作田雜草群落組成為丁香蓼+水莧菜+異型莎草,而稗草、千金子等稻田惡性雜草在直播稻鴨共作田下降為非優(yōu)勢雜草。直播稻鴨共作和機(jī)插秧稻鴨共作雜草群落的相似性指數(shù)較高,而且兩者雜草物種數(shù)、雜草物種多樣性指數(shù)均高于人工移栽稻鴨共作,以及袁征雜草群落組成的Wittaker指數(shù)以人工移栽稻鴨共作最高。 5、綠萍具有固氮富鉀、節(jié)水、培肥等多重生態(tài)功能,通過把稻田養(yǎng)萍與稻鴨共作的有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成了生態(tài)

9、環(huán)保型稻鴨萍共作體系。稻鴨萍共作有利于提高土壤肥力,收獲后的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀分別比對照增加了7.95％、7.05％、6.47％、4.46％；稻鴨萍共作對雜草的控制效果達(dá)到98.94％,明顯削弱了稻田優(yōu)勢雜草的發(fā)生危害,稻田殘存雜草為數(shù)甚少,Pielou均勻度指數(shù)顯著提高；稻鴨萍共作對稻田飛虱有顯著的控制效應(yīng),因此,也明顯抑制了主要由灰飛虱傳毒危害的水稻條紋葉枯病發(fā)病率；稻鴨萍共作雖然對水稻紋枯病也有明顯的防治效果,但不

10、能控制住紋枯病的發(fā)生。 6、通過15N標(biāo)記技術(shù)分析萍體氮素動(dòng)態(tài)可知,由于鴨子在田間的活動(dòng),從而有效地改善了田間的小氣候環(huán)境,使得水體、土壤、稻株中的15N回收率均以稻鴨萍共作處理最高,萍體氮素的損失率僅為11.20％,遠(yuǎn)低于單純稻田養(yǎng)萍處理的62.45％。以及鴨子、綠萍對稻田生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)肥的補(bǔ)充,顯著促進(jìn)了水稻的旺盛生長,使得稻鴨萍共作處理水稻的產(chǎn)量性狀以及各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)都得到了有效改善。 7、通過對不同稻作系統(tǒng)能流、養(yǎng)分