三種水稻種植模式下生態及經濟效益分析

馬永明

(上海市金山區農業機械化管理站，上海 201599)

0 引言

水稻是我國重要的糧食作物之一，同時我國也是世界上最大的水稻生產國和消費國，因此，水稻高產及優質對于保障我國糧食安全及農業可持續發展具有重要意義[1]。

為了提高水稻產量，大量化肥及農藥的使用嚴重破壞了稻田的生態環境，并且帶來了一系列環境污染問題[2]。為實現農業高效、安全和可持續發展，復合種養模式逐漸在農業生產中應用與發展[3]。稻田復合種養主要是指，通過對稻田實施工程化改造，在稻田生態系統中引進鴨(鱉、蝦、鰍、蟹)種群后而形成的以稻、鴨(鱉、蝦、鰍、蟹)為主導生物的稻-鴨(鱉、蝦、鰍、蟹)復合種養生態系統[4]，實現水稻高產的同時，增加漁業發展，顯著提高整體經濟效益，是一種生態環保的生態循環系統。

稻-鴨共作可以最大限度地發揮稻田生態功能，是以稻田為載體，以種植優質水稻為中心，利用家鴨的雜食性消滅田間雜草及病蟲害，家鴨糞便可以作為良好的稻田有機肥，減少化肥、農藥的投入使用。同時綠色生產模式可以提高消費者對水稻及家鴨的安全性與優質風味要求，實現生物病蟲害防治與生態培肥，是農業可持續發展及農業安全優質發展的新型技術之一[5]。

1 國內外研究進展

我國作為世界上最大的水稻與家鴨消費國家，也是最早開始研究稻-鴨復合種養模式的國家之一，早在古代就有“養鴨治蝗”的理論研究，目前已經有近400年的歷史，但是隨著近幾年復合種養模式、循環農業及有機農業的發展，才逐漸形成科學規范、技術標準的發展模式。主要發展歷經2個階段[6]。

1)從明代到20世紀90年代，主要是將家鴨定期、流放式地放入稻田中，利用稻田間的優質、天然飼料進行家鴨養殖，主要特點是復合種養技術相互分離，兩個生態系統相互獨立發展；

2)20世紀90年代后，逐漸通過吸收引進日本稻田養鴨技術，逐漸發展稻-鴨復合種養生態系統，家鴨在稻田中生長，實現有機大米和鴨產品的共步種養，其示范推廣面積逐漸擴大，在我國浙江、江蘇、四川、安徽、云南等地區開始進行廣泛推廣與應用。

稻-鴨復合種養主要是基于家鴨的田間雜食性，以稻田間的雜草和害蟲為優質飼料，稻田可以為家鴨提供良好的活動場所，同時家鴨糞便可以作為稻田的優質飼料，實現培肥地力的目的，二者相互依賴，實現水稻與家鴨的有機、綠色生產，是發展有機農業的綜合農業生產技術之一[7]。

日本最早在1991年開始在九州進行稻-鴨復合種養模式的應用與研究，并在2000年之后開始在全國推廣應用；韓國在1993年開始進行相關研究與技術推廣；在1995年之后，菲律賓、越南和馬來西亞等地區逐漸開始應用與發展該技術。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗設計

選取常規稻作、轉換期稻鴨互作和有機稻鴨共作三種水稻種植模式，每個試驗重復3次，共9個試驗小區，小區在田間隨機排列。在水稻插秧10 d后，放入雛鴨，放鴨數量約為25只·(667 m2)-1，保證家鴨晝夜生活在水稻田間，每天僅給家鴨補充少量稻米碎米，在此期間，轉換期稻鴨互作和有機稻鴨共作不施加化肥及農藥，試驗田基本理化性質及基礎養分如表1所示。

表1 試驗田基礎技術參數

2.2 測定指標及方法

2.2.1 土壤環境指標

在每個試驗小區內，按照棋盤式分布的方法選擇8～10個采樣點，利用土鉆法采集0～20 mm、20～40 mm、40～60 mm層次的土壤，混合后的樣品帶入實驗室進行肥力測量。

2.2.2 作物指標

產量測定時，于成熟期在各小區隨機選取5叢水稻計算出每667 m2穴數、平均穴穗數和平均穗粒數。收獲的水稻脫粒曬干后放置于室內至籽粒與空氣濕度平衡，通過風選清除雜質和空秕粒后稱取實粒重量(采用精度0.01 g天平)，計算結實率。籽粒烘干后測定稻谷質量和含水率，然后按照標準含水率13.5%計算水稻產量，理論畝產=每畝穴數×平均穴穗數×平均穗粒數×結實率×千粒重。

2.3 數據分析

采用SPSS 17.0進行顯著性和相關關系分析，用Origin 2019進行繪圖分析。

3 三種水稻種植模式下對土壤肥力的影響

3.1 對有機質的影響

土壤有機質是衡量土壤肥力的重要指標之一，是土壤氮、磷等養分的主要來源之一，可以提高土壤的保肥力，因此，監測土壤有機質含量對于研究不同水稻種植模式下對土壤肥力的影響具有重要意義。

三種水稻種植模式下對土壤有機質含量的影響如圖1所示。研究結果表明，有機稻鴨共作模式下在水稻不同生育時期有機質波動較少，稻鴨共作模式下，家鴨在稻田中不斷活動，對于維持土壤有機質含量具有重要作用。研究測定表明，一只家鴨每日產生新鮮鴨糞約0.15 kg，按照每667 m2稻田平均20只家鴨計算，在水稻田間共生活約60 d左右，則排便量共計180 kg，可以顯著增加土壤有機質約33 kg，顯著提升土壤肥力。

圖1 三種種植模式下土壤有機質含量對比

3.2 對破解氮含量的影響

三種水稻種植模式下對土壤破解氮含量的影響如圖2所示。研究結果表明，轉換期稻鴨互作和有機稻鴨共作的破解氮含量較低，即使有家鴨糞便作為肥力來源，但是前期家鴨較小，糞便含量較低，無法滿足水稻生長的需求，后期隨著家鴨的逐漸生長，稻田養分含量逐漸升高，滿足水稻生長的基本要求。因此，在進行轉換期稻鴨互作和有機稻鴨共作種植時，需在水稻前期施用底肥。

圖2 三種種植模式下土壤破解氮含量對比

4 三種水稻種植模式下經濟效益對比分析

在水稻收獲時期測定水稻產量及其產量構成因素，進而對比三種種植模式下水稻生產效益分析。三種種植模式下水稻產量如表2所示，有機稻鴨共作模式下產量與常規水稻種植模式相比有所降低，但是水稻成穗率、穗粒數等高于常規水稻種植模式，主要是由于家鴨在稻田中不斷活動，起到一定的“耕水增氧”的效果，有利于水稻植株的生長。

表2 三種種植模式下水稻生產及其產量構成因素對比結果

經對比，三種水稻種植模式下以有機稻鴨共作模式經濟效益最高。該模式下雖然水稻產量較常規水稻種植模式較低，但是品質高，屬于有機稻米，稻米銷售價格較高；另一方面，家鴨的經濟效益也十分顯著。經測算，三種水稻種植模式的下經濟效益對比結果為有機稻鴨共作>轉換期稻鴨互作>常規稻作。同時，有機稻鴨共作模式帶來的生態效益及社會效益也是十分顯著。

5 結論

針對目前稻鴨共作模式下對土壤及生態環境的作用機理尚不明確，本研究以常規稻作、轉換期稻鴨互作和有機稻鴨共作三種水稻種植模式探明不同水稻種植模式下對稻田土壤肥力、養分變化的影響，研究結果表明，有機稻鴨共作可以凈化生態環境，培肥地力，改善土壤理化性質，并且三種種植模式下經濟效益變化為有機稻鴨共作>轉換期稻鴨互作>常規水稻種植，經濟效益十分顯著。研究結果對于實現稻田農業科學可持續發展、改善生態環境、降低農業環境污染，綜合提高農田經濟效益，實現農民增收具有重要意義。