稻鴨生態種養與低碳高效生產

張衛星，許 立，謝桐洲，玄松南，張壽江，閔 捷，金連登

(1.中國水稻研究所，浙江 杭州 310006;2.江蘇省丹陽市嘉賢米業有限公司，江蘇 丹陽 212341)

稻鴨生態種養與低碳高效生產

張衛星1，許 立1，謝桐洲2，玄松南1，張壽江2，閔 捷1，金連登1

(1.中國水稻研究所，浙江 杭州 310006;2.江蘇省丹陽市嘉賢米業有限公司，江蘇 丹陽 212341)

闡述稻鴨生態種養的特色與優勢、研究進展與應用前景，并剖析稻鴨共育防治病蟲草害的效果，中耕肥田及增氧刺激水稻生長的效應，對生態環境的貢獻等方面與低碳生產要求減少化學肥料、農藥、除草劑的施用量和節能減排、促進生物多樣性的一致性。

水稻;鴨;生態農業;立體種養;低碳經濟;優質高效

當前低碳經濟已成為社會發展模式創新和轉型的一個熱門話題，實現高效、低耗、無污染，不僅事關國家未來競爭力和可持續發展，而且事關國民身心健康與構建和諧社會的大局。加快發展現代優質高效農業，以節肥、節藥、節水、節飼和資源循環利用為目標，走產品質量優質化、綜合效益高效化、資源利用集約化、生產過程清潔化、環境影響無害化為特征的生態農業之路，是作為第一產業的農業實現低碳高效發展的必然選擇［1－3］。實踐證明，將種植業和養殖業有機結合，實施種養一體化，是解決農業面源污染和實現優質高效生產的有效途徑，有利于低碳循環生態農業的形成［4－7］。種植業內部、養殖業內部的物質循環利用，以及種養加相結合的物質循環利用，既能實現畜禽養殖“零排放”，又可為農作物種植提供肥源，真正實現優質高效農產品的生產，促進低碳農業和生態經濟的增長，達到農民增收、農業增效和生態環境保護的多重功效［8］。其中，稻鴨共育生態種養，就是把傳統依靠化肥、農藥種植水稻的單一模式，調整為稻+鴨、稻+鴨+萍和稻+鴨+萍+魚等多物種、多類型的種養模式，形成依靠鴨在稻叢間中耕、除草、吃蟲、吃萍、排泄和換羽還田肥土等多項功能，從而構建不施化肥農藥、不污染環境、省工節本降耗的低碳稻作生產體系，形成以水田為基礎、種稻為中心、家鴨野養為特點的自然生態和人為干預相結合的復合生態系統，已成為一項生產優質高效稻鴨產品、實現高效低碳農業的立體生態種養模式［9－11］。瞄準當前國家發展低碳高效生態農業的重大科技需求，圍繞優質、高產、高效、生態、安全的現代農業十字方針，開展高效低碳稻鴨生態種養與資源循環利用關鍵技術的研究與應用，明確稻鴨共育的低碳效應及其生理生態機制，研發稻鴨優質高效生產技術并集成應用，具有重要的理論與實踐意義。

1 特色與優勢

稻鴨生態種養的特色在于［12－14］: 不施化肥、農藥，為鴨提供了充足的水分和既無污染又舒適的活動場所，其間的害蟲 (飛虱、葉蟬、蛾類及其幼蟲、象甲、螻蛄、福壽螺等)、浮游和底棲小生物、綠萍，為鴨提供豐富的飼料，并減少對水稻生育的危害;稻的茂密莖葉為鴨提供了避光、避敵的棲息地。鴨在稻叢間不斷踩踏，使雜草明顯減少，有著人工和化學除草的效果;鴨在稻間不斷活動，既能疏松表土，又能促使氣、液、土3相之間的交流，從而把不利于水稻根系生長的氣體排到空氣中，氧氣等有益氣體進入水體和表土，起到了中耕的作用，促進水稻根系、分蘗的生長和發育，增強抗倒能力;鴨在稻叢間連續活動，排泄物和換下的羽毛，不斷掉入稻田，給水稻以追肥。因而，稻鴨共育的自然生產系統，可以實現種稻低碳高效;生產的優質稻米無公害，野生化的鴨肉成為鮮美可口營養豐富的有機綠色食品，售價高效益好;稻區環境不受污染，稻田可持續種養。

稻鴨生態種養的優勢在于［15］:能有效控制病蟲草害和培肥稻田［16］，減少化肥農藥的使用量，降低農業面源污染，有效提高農產品質量和市場競爭能力，是建設高效低碳農業、發展有機生態農業的有效途徑和新興模式。

2 研究概況

稻鴨生態種養實質上是一項傳統農耕稻作模式的提升與應用，這種模式的深化、研究與應用最先于20世紀的后期由日本興起，并逐步形成了較為完善的技術理論體系與應用實踐，國內隨后有多家單位先后開展了相關的理論探索和技術應用［17］。

1998 年以來，中國水稻研究所［14，18］研究人員在查閱國內外有關文獻資料和吸收日本稻田養鴨技術的基礎上，自主創新，經過深入試驗研究和示范，提出了一項以生產無公害高效益稻鴨產品為目標的大田畈、小群體、少飼喂稻鴨共育生態種養結合新技術。該項技術利用家鴨在稻間野養，不斷捕食害蟲，吃 (踩)雜草，耕耘和刺激水稻生育，能顯著減輕稻田蟲、草、病的危害，同時排泄物又是水稻的優良有機肥，使水稻健壯生育，具有明顯的省肥省藥省工、節本增收和保護環境的多重功效，生產出的稻米和鴨肉產品優質、無公害。2004年，由該所主持承擔的稻鴨共育無公害高效益技術及原理研究和應用項目通過了浙江省科技廳組織的成果鑒定。專家們一致認為，該項目提出的集成技術及其操作規程具有創新性，推廣應用速度快，取得的經濟、社會、生態效益顯著，對促進農業增效、農民增收、保護和提高糧食生產能力具有重大的現實意義。據統計，該技術3年 (2001－2003年)累計推廣應用8.64萬 hm2;1.53萬 hm2中心示范方因節本及產品優質等使得純收入比單純種稻增加 3 403.5 元·hm－2，增產稻谷 295.5 kg·hm－2;為稻農增收2.94億元，增產稻谷2.5萬t多?，F已形成了農戶+基地+龍頭企業的規?；a業開發模式，促進了稻鴨產業群的建立和優質無公害稻米與鴨產品生產、加工、銷售產業鏈的延伸。

江蘇丹陽［13，19］引進日本稻鴨共作技術，在原有的技術基礎上吸收和再創新，建立了丹陽稻鴨共作基地，總結形成了一整套符合我國國情的稻鴨共作優質稻米集成生產技術，成為全國稻鴨共作技術人才交流和培訓的中心。丹陽市農林局在此基礎上組織編制了《稻鴨共作無公害生產技術規程》(2005年通過鎮江市地方標準審定，并予以頒布執行)，形成的稻鴨共作優質高產集成技術，從稻鴨品種繁育、篩選、應用到水稻標準化栽培管理、役用鴨標準化放養、飼育管理等各方面都在原有稻鴨共作的技術基礎上有了許多創新和提高。同時還以丹陽市嘉賢米業有限公司為主體形成了穩定的稻鴨共作有機生產體系，成為了全國稻田養鴨典型樣板、國家糧食豐產科技工程稻鴨共作清潔化栽培技術示范基地、中日農業科技合作成果示范基地和國家引進國外智力成果示范基地。采用的稻鴨共作技術被國家外專局樹為典型范例，受到日本等國外眾多專家贊揚。2007年和2008年，稻鴨共作引智基地承辦2期全國稻鴨共作培訓班，全國稻作區省份300多位技術人員參加培訓。2009年，不定期舉辦現場示范會和技術培訓班10余場次。至2011年底該稻鴨共作基地先后接待和培訓江西、安徽、山東、湖北等省份的技術人員5 000余人次。在本區域內帶動1 000多農戶發展稻鴨共作種植水稻，面積達 3 333 hm2，平均節本增收超過1.5萬元·hm－2。

湖南農業大學［12］自20世紀90年代初開始研究稻鴨立體種養模式，系統研究了稻鴨共育技術規程、稻鴨共育對水稻病蟲草害的影響、對稻田生物群落的影響、對稻田土壤的影響、稻鴨共育生態功能評價以及減排溫室氣體機理等［20－24］。在益陽、瀏陽等地采用靜止箱原位觀測的辦法進行觀測、取樣、測量。發現稻鴨共育能顯著降低甲烷 (CH4)的排放量，與常規水稻生產相比，差異顯著，其日變化規律與溫度變化基本一致，季節變化主要隨著水稻的生育期及稻田土壤含碳量的變化而變化。在一些科學家看來，農田排放溫室氣體是影響氣候變暖的重要原因［25］，湖南農業大學的研究表明，稻鴨共育減少了農田溫室氣體的排放。按照項目專家的理論依據，減排機理主要在于:鴨子的活動增加了稻田水層與泥土層溶解氧含量;減少了土壤產甲烷細菌數量;田間雜草及水稻莖稈下腳葉被鴨子取食，減少了為土壤甲烷細菌提供基質的來源。但由于水層和表層泥溶解氧含量增加，有助于氧化亞氮產生與排放，因此N2O排放量較常規稻作略有增加。但稻鴨種養模式的CH4和N2O產生的總溫室效應比常規稻作減少了相當于864.5～1 269.3 g·hm－2的 CO2排放量［10－11，23］。還有研究［26－27］指出稻、鴨、魚生態種養對稻田甲烷減排及水稻栽培環境大有改善。稻鴨魚共棲生態系統中，魚和鴨通過消滅雜草和水稻下腳葉影響甲烷菌生存的環境，間接地減少甲烷的產生;最重要的是，通過鴨群和魚的活動增加稻田水體和土層的溶解氧，改善了土壤氧化還原狀況，加快了甲烷的再氧化，從而降低甲烷的排放通量和排放總量，對稻田甲烷排放高峰期的控制效果最為明顯。

3 稻鴨生態種養與低碳稻作生產的一致性

稻鴨生態種養的低碳效應在于，能顯著減少甲烷氣體排放，發揮“節能減排”的大作用。在哥本哈根會議上中國政府承諾，到2020年，我國單位GDP的CO2排放量將在2005年的水平上減少40%～45%。稻田一度被認為是造成大氣中甲烷(CH4)含量上升的最大源頭，而CH4的溫室效應約是 CO2的 30 倍［11，25－26］。這種看法無疑對我國水稻生產、低碳高效農業的發展以及政府承諾的兌現帶來極大挑戰。稻鴨生態種養與低碳稻作生產的一致性主要表現在以下幾個方面。

稻鴨共育對水稻病蟲害的防治效果與低碳稻作減少化學農藥施用量的要求相一致。稻鴨共育對稻瘟病、白葉枯病、紋枯病具有防控作用，對以二化螟、三化螟、褐飛虱、白背飛虱、黑尾葉蟬、稻縱卷葉螟等主要害蟲更具有明顯的防治效果。因此該技術可以按低碳稻作要求，實現在水稻生長期間少用或不用化學農藥而達到良好的防病治蟲效果［20，28－32］。

稻鴨共育對稻田雜草的防除效果與低碳稻作少用或不施化學除草劑的要求相一致。稻田雜草多且危害嚴重，與水稻爭光照、肥料和生長空間，造成減產。而過多地依賴化學除草劑，則會造成環境污染和碳排放量的增加。通過稻鴨共生，利用鴨子的雜食性，對除草的效果極為顯著，從而可以做到少用或不施化學除草劑，這與低碳稻作的要求相吻合［20，33］。

稻鴨共育對稻田的增肥效果與低碳稻作減少化肥施用量的要求相一致。在稻鴨共育期間，每只鴨能排泄糞便10～12 kg，其養分含量雖略低于雞糞，但鐵、錳、硼、硅含量居各種畜禽糞便之首，且氮、磷、鉀含量也較豐富。據統計，1只鴨在稻叢間2個月左右累計排泄物相當于N 47 g、P2O570 g和K2O 31 g，能滿足50 m2稻田上水稻植株正常生長發育的肥力需求。因此，稻鴨共育不僅起到給水稻增肥、追肥的效果，而且還可為低碳稻作減少化肥直至不追施化肥奠定良好的基礎［19，22－33］。

稻鴨共育對水稻的生長刺激及中耕、渾水、增氧效果與低碳稻作的減排要求相一致。鴨子天生好動，在稻田中不停穿梭覓食，具有中耕渾水效果，既刺激稻株健壯發育，又增加水層與泥土層溶解氧的含量，抑制雜草發芽生長以及啄食田間雜草和莖稈下部葉片，從而減少了土壤產甲烷細菌的基質來源和種群數量。因此，稻鴨共育能顯著降低甲烷排放量，減排幅度為44～55 kg·hm－2，比常規稻作降低 20% ～ 33%［18，20－21，23－26］。

稻鴨共育對水稻產區生態環境安全的貢獻與低碳稻作促進生物多樣性的要求相一致。稻鴨共育實現了植物與動物的共生共長，且不施用化肥和農藥，稻田中蜘蛛數量比常規稻作大約增加1.1倍，水稻害蟲的寄生天敵如赤眼蜂也大量增長?？梢姷绝喒灿夹g對水稻產區生態環境保護的貢獻與低碳稻作促進生物多樣性和農業可持續發展的要求一致［21，31 －32，34］。

4 應用前景

稻鴨生態種養是一項低投入、高產出、降能耗、少排放的先進環保優質高效新技術。由于稻田養鴨，產出優質無公害的大米、鴨肉及鴨蛋，農民收入增加，與常規稻作相比較，所產生的經濟效益、社會效益和生態效益非常顯著。因此，各地都在積極研究與推廣應用這種模式，并進行廣泛吸收和再創新，該項技術符合發展低碳生態農業及生產優質安全食品的要求，其應用前景將很廣闊［16］。

隨著人們對生態環境問題的普遍關注，對建立在大量使用化肥農藥的農業生產體系提出了挑戰。而人民生活水平的提高，消費者對健康問題的廣泛重視，也促使人們將農業進一步發展的方向定位在無公害、無污染農副產品生產上，并制定出相應的技術、質量標準。有機食品概念下的有機農業便是這一趨勢的必然反映。有機稻米的生產過程是不使用化肥、農藥、生長調節劑等物質，也不采用轉基因技術及其產物，而是遵循自然規律和生態學原理，采用種養結合、循環再生、維持農田生態系統持續穩定等一系列可持續發展的農業技術進行生產的過程。有機水稻生產圍繞以健全土壤培肥體系為基礎，以推進水稻健身栽培為抓手，以實施農業綜合防治為保障，從化學農業生產方式轉換到有機農業生產方式上來，實現作物高產高效的總體策略。稻鴨共育生態種養應用于有機水稻是當今興起的一項生產技術，成為有機生產體系中病蟲草害綜合防治和稻田土壤持續培肥的核心技術。這種稻鴨生態種養模式，既符合有機食品生產的要求，又符合優質高效生產的目標，具有省工、節本、高效、產品優質安全等特點，既是農戶增收致富的一條好途徑，也是實施有機綠色環保的一項好措施。因此，稻鴨生態種養在有機農業生產領域將有更加廣闊的應用前景［15，35－37］。

［1］ 趙其國，錢海燕.低碳經濟與農業發展思考 ［J］.生態環境學報，2009，18(5):1609－1614.

［2］ 羅吉文，許蕾.論低碳農業的產生、內涵與發展對策［J］.農業現代化研究，2010，31(6):701－703.

［3］ 張莉俠，曹黎明.中國低碳農業發展:基礎、挑戰與對策［J］.農業經濟，2011(4):3－5.

［4］ 朱萬斌，王海濱，林長松，等.中國生態農業與面源污染減排 ［J］.中國農學通報，2007，23(10):184－187.

［5］ 賀金萍.農業發展新探索:從生態農業到低碳農業 ［J］.新農村，2011(4):51－52.

［6］ 左曉旭，陳小忠，沈建國，等.稻鴨共育高效機制與高產技術 ［J］.浙江農業科學，2005(5):417－418.

［7］ 王成豹，馬成武，陳海星.稻鴨共作生產有機稻的效果［J］.浙江農業科學，2003(4)194－196.

［8］ 黃國勤，趙其國.低碳經濟、低碳農業與低碳作物生產［J］.江西農業大學學報:社會科學版，2011，10(1):1－5.

［9］ 蔡立湘，彭新德，紀雄輝，等.南方稻區低碳農業發展的技術途徑 ［J］.作物研究，2010，24(4):218－223.

［10］ 向平安，黃璜，黃梅，等.稻-鴨生態種養技術減排甲烷的研究及經濟評價 ［J］.中國農業科學，2006，39(5):968－975.

［11］ 袁偉玲，曹湊貴，李成芳，等.稻鴨、稻魚共作生態系統CH4和N2O溫室效應及經濟效益評估 ［J］.中國農業科學，2009，42(6):2052－2060.

［12］ 黃璜.稻鴨生態種養技術 ［J］.農民科技培訓，2011(4):23－24.

［13］ 沈曉昆.稻鴨共作:無公害有機稻米生產新技術 ［M］.北京:中國農業科學技術出版社，2003:35－36.

［14］ 許德海，禹盛苗，金千瑜，等.稻鴨共育無公害高效益技術研究成果與應用 ［J］.中國稻米，2006(3):37－39.

［15］ 金連登，朱智偉，朱鳳姑，等.稻鴨共育技術與我國有機水稻種植的作用分析 ［J］.農業環境與發展，2008，25(2):49－52.

［16］ 朱鳳姑，慶生，諸葛梓.稻鴨生態結構對稻田有害生物群落的控制作用 ［J］.浙江農業學報，2004，16(1):37－41.

［17］ 向敏，黃鶴春，裴正峰，等.我國稻鴨共作技術發展現狀與對策 ［J］.畜牧與飼料科學，2010，31(10):33－36.

［18］ 禹盛苗，歐陽由男，張秋英，等.稻鴨共育復合系統對水稻生長與產量的影響 ［J］.應用生態學報，2005，16(7):1252－1256.

［19］ 張苗苗，宗良綱，謝桐洲.有機稻鴨共作對土壤養分動態變化和經濟效益的影響 ［J］.中國生態農業學報，2010，18(2):256－260.

［20］ 趙誠輝，張亞，曾曉楠，等.稻鴨共養生態系統抑制病蟲草害發生的研究進展 ［J］.家畜生態學報，2009(6):146－151.

［21］ 沈建凱，黃璜，傅志強，等.規?；绝喩鷳B種養對稻田雜草群落組成及物種多樣性的影響 ［J］.中國生態農業學報，2010，(1):123－128.

［22］ 楊志輝，黃璜，王華.稻-鴨復合生態系統稻田土壤質量研究 ［J］.土壤通報，2004，35(2):117－121.

［23］ 黃璜，楊志輝，王華，等.濕地稻-鴨復合系統的CH4排放規律 ［J］.生態學報，2003，23(5):929－934.

［24］ 秦鐘，章家恩，駱世明，等.稻鴨共作系統生態服務功能價值的評估研究 ［J］.資源科學，2010，32(5):864－872.

［25］ 張廣斌，馬靜，徐華，等.中國稻田CH4排放量估算研究綜述 ［J］.土壤學報，2009，46(5):907－916.

［26］ 展茗，曹湊貴，汪金平，等.稻鴨復合系統的溫室氣體排放及其溫室效應 ［J］.環境科學學報，2009，29(2):420－426.

［27］ 孫園園.川中丘區稻田生態系統溫室氣體排放研究:以四川省金堂縣為例 ［D］.成都:四川農業大學，2007.

［28］ 甄若宏，王強盛，張衛建，等.稻鴨共作對水稻條紋葉枯病發生規律的影響 ［J］.生態學報，2006，26(9):3060－3065.

［29］ 周華光，梁文勇，劉桂良，等.稻鴨共育對超級稻田稻飛虱控制和蜘蛛種群數量的影響 ［J］.中國稻米，2009(4):24－25.

［30］ 鄒劍明，黃志農，文吉輝，等.稻鴨生態種養技術對水稻主要害蟲及天敵的影響 ［J］.江西農業學報，2010，22(7):81－83.

［31］ 魏守輝，強勝，馬波，等.稻鴨共作及其它控草措施對稻田雜草群落的影響 ［J］.應用生態學報，2005，16(6):1067－1071.

［32］ 王強盛，黃丕生，甄若宏，等.稻鴨共作對稻田營養生態及稻米品質的影響 ［J］.應用生態學報，2004，15(4):639－645.

［33］ 汪金平，曹湊貴，金暉，等.稻鴨共生對稻田水生生物群落的影響 ［J］.中國農業科學，2006，39(10):2001－2008.

［34］ 毛曉梅，潘建清，黃際來.稻鴨共育技術在有機稻米生產中的推廣應用 ［J］.安徽農學通報，2009，15(13):63.

［35］ 毛慧萍.利用稻鴨共作生產有機稻米的實踐與體會 ［J］.上海農業科技，2011(2):131－132.

［36］ 劉月仙，吳文良，蔡新顏.有機農業發展的低碳機理分析［J］.中國生態農業學報，2011，19(2):441－446.

［37］ 王連生，劉志龍，李小榮，等.山區單季稻田魚-鴨-稻共育生態系統中主要病蟲害控制關鍵技術的研究 ［J］.浙江農業學報，2006，18(3):183－187.

S 513

A

0528-9017(2012)07-0923-04

文獻著錄格式:張衛星，許立，謝桐洲，等.稻鴨生態種養與低碳高效生產 ［J］.浙江農業科學，2012(7):923－926.

2012-02-24

國家水稻產業技術體系專項 (2011-2015);中央級公益性科研院所基金 (CNRRI2012RG007-3);江蘇省丹陽市高層次創業創新人才項目 (2011)

張衛星 (1979－)，男，貴州畢節人，博士，主要從事水稻生理生態與優質調控技術研究工作。E-mail:zhangwx@caas.net.cn。

(責任編輯:張才德)