稻鸭共作对稻田水体底栖动物生物多样性的影响

在水稻不同生育时期对稻鸭共作稻田和常规稻田的土壤取样,研究不同稻田生态系统水体底栖动物的生物多样性。结果表明：与常规稻田相比,稻鸭共作使水体底栖动物的种类数减少。水稻生育前期,稻鸭共作使底栖动物的个体总数减少较大,后期与常规稻田差异较小。水稻各生育时期常规稻田和稻鸭共作稻田底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数变化趋势相似,均为水稻生育前期稻鸭共作稻田的生物多样性指数和均匀度指数高于常规稻田,而后期低于常规稻田。研究结果为规范稻鸭共作稻田水分管理和稻鸭共作技术提供理论指导,促进稻鸭共作技术的推广和应用。     

近10多年来我国鸭稻共作生态农业技术的研究进展与展望

近10多年来,我国在鸭稻共作生态农业技术的理论研究和生产实践等方面均取得了长足进步,因此有必要加以总结。其中,在理论研究层面,主要涉及鸭稻共作对稻田养分循环与能、物流特征的影响,对病虫害的防控和天敌害虫动态的影响,对杂草群落结构的影响及其防控,对水体环境与水体生物多样性的影响,对土壤肥力特征及土壤生物多样性的影响,对水稻生长性状及水稻群体结构形态建成的影响,对温室气体排放及全球变化的影响,对水稻品质、产量、综合效益与生态服务功能的影响,利用鸭稻共作控制福寿螺的效果与机制等领域,并取得了相应的研究进展。在技术层面,主要开展了鸭稻共作生产技术规程、直播方式下鸭稻共作生产技术、免耕抛秧养鸭技术以及其他鸭稻共作新技术的探索与创新实践。在此基础上,提出了4个方面的研究展望,包括鸭稻共作的生态效应与机制及其长期定位研究、鸭稻共作关键技术的创新、系统集成与示范研究、鸭稻共作生产技术的标准化与产业化研究,以及与全球变化和低碳农业发展的关联与接轨研究。     

稻鸭萍共作复合生态系统的物能特征分析

对稻鸭萍共作生态系统物能流特征的分析结果表明,通过在稻田生态位添加鸭子和绿萍,使原来的稻田食物链结构趋向复杂化,增加了稻田生态系统的稳定性.稻鸭萍共作生态系统光能利用率最高,比稻鸭共作生态系统和常规稻作系统分别提高18.52%和23.08%;能流循环指数为0.096,显著高于稻鸭共作系统和常规稻作系统.此外,稻鸭萍共作生态系统氮磷钾各养分循环通量也表现为最高,显示稻鸭萍共作生态系统农田养分循环强度较高,对施肥的依赖程度较低,对环境压力小.     

有机稻鸭共作对土壤养分动态变化和经济效益的影响

土壤养分供应与作物需求间的矛盾是影响有机种植作物产量的技术瓶颈之一。试验通过对常规稻田、转换期稻鸭共作稻田和有机稻鸭共作稻田3种不同种植模式的土壤定位监测,分析土壤基本养分在水稻不同生长阶段的动态变化。结果表明,有机稻鸭共作稻田土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等养分指标在整个水稻生长期基本能维持一个相对稳定的状态,在幼穗分化期速效钾含量高于常规稻田,在成熟期碱解氮、速效磷和速效钾含量都远高于常规稻田。有机稻鸭共作稻田水稻产量较常规稻田有所降低,由于有机稻米的价格远高于常规稻米,实际经济效益可观,是值得推广的种植模式。     

稻鸭共作模式对水稻主要病虫害发生的影响

稻鸭共作是实现水稻病虫害防控化学农药减施的一项环境友好型生态农业种养模式。为探明稻鸭共作模式对水稻主要病虫害的影响,对比分析了稻鸭共作和单一种植水稻两种模式下的水稻主要病虫害发生情况。结果表明,稻鸭共作对水稻重要害虫稻飞虱、稻纵卷叶螟和福寿螺的发生有抑制作用,其稻飞虱、稻纵卷叶螟、福寿螺发生数量显著低于对照区;稻鸭共作可在一定程度上恢复生物多样性,增加田间蜘蛛和稻红瓢虫等天敌的数量;但对稻瘟病控制效果一般,稻鸭共作模式下,建议选择抗稻瘟病的水稻品种。     

稻鸭共作高效生态农业集成技术研究

稻鸭共作是一种新型的生态环保栽培技术,本文着重阐明了稻鸭共作的生育特点,对稻鸭共作的效益进行了分析,提出了相应的管理对策,并对该项技术存在的问题进行了探讨。     

稻鸭共作对不同栽培环境稻季CH4和N2O排放的影响

稻田是大气温室气体甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)的重要排放源, 稻田温室气体减排一直是生态农业研究的热点。目前, 采用水稻品种选择利用、水分控制管理、肥料运筹管理、耕作制度调整以及种养结合模式等方法来减少稻田温室气体排放有较好实践效应, 但不同稻田栽培环境(露地、网室)基础上的稻鸭共作对麦秸全量还田的稻田温室气体排放特征及相关土壤理化特性关联性的影响尚为少见。本研究采用裂区设计, 在两种栽培环境条件下, 以无鸭子放养的常规稻作和麦秸不还田为对照, 在等养分条件下分析麦秸全量还田与稻鸭共作模式对稻田土壤氧化还原电位、CH₄排放量、产CH₄潜力及CH₄氧化能力、N₂O排放量及N₂O排放高峰期土壤反硝化酶活性、全球增温潜势、水稻产量的影响, 为稻田可持续生产和温室气体减排提供参考。结果表明, 麦秆还田增加了稻田产CH₄潜力、提高了CH₄排放量, 降低了稻田土壤反硝化酶活性、土壤氧化还原电位和N₂O排放量, 整体上导致全球增温潜势上升96.89%~123.02%; 稻鸭共作模式, 由于鸭子的不间断活动提高了稻田土壤氧化还原电位, 降低了稻田产CH₄潜力, 增强了稻田CH₄氧化能力, 从而降低稻田CH₄排放量, N₂O排放量虽有提高, 整体上稻鸭共作模式的全球增温潜势较无鸭常规稻田下降8.72%~14.18%; 网室栽培模式显著提高了稻田土壤氧化还原电位, 降低稻田产CH₄潜力、CH₄氧化能力和土壤反硝化酶活性, 减少了稻田CH₄和N₂O排放量, 全球增温潜势降低6.35%~13.14%。本试验条件下, 稻田土壤的CH₄氧化能力是产CH₄潜力的2.21~3.81倍; 相同环境条件下, 稻鸭共作和麦秸还田均能增加水稻实际产量, 网室栽培的所有处理较相应的露地栽培减少了水稻实际产量1.19%~5.48%。本试验表明, 稻鸭共作和网室栽培可减缓全球增温潜势, 稻鸭共作和麦秸还田能够增加水稻实际产量。     

稻蟹共作与常规稻田蜘蛛群落组成及多样性分析

稻蟹共作是一种新型的稻田生态种养殖技术,对推动生态农业发展具有重要意义。目前对稻田蜘蛛的研究仅限于常规稻田,而关于稻蟹共作系统蜘蛛方面的研究尚少见报道。本试验旨在研究稻蟹共作田与常规稻田中蜘蛛群落的组成及多样性特点,探索稻蟹共作田蜘蛛的发生特点,为进一步研究稻蟹共作系统生物多样性特征奠定基础。试验采用吸虫器抽吸法,系统调查了盘锦稻蟹共作田和常规稻田蜘蛛物种组成,并分析了蜘蛛群落多样性特点。结果表明：这两类稻田共调查11科31种蜘蛛,狼蛛科（Lycosidae）、皿蛛科（Linyphiidae）和园蛛科（Araneidae）数量最多,占总蛛数70%;稻蟹共作田蜘蛛个体数量显著高于常规稻田。2类稻田蜘蛛优势种均为草间钻头蛛（Hylyphantes graminicola）和拟水狼蛛（Pirata subpiraticus）。多样性指数表明,6月初蜘蛛Shannon-Wiener多样性指数最低,8-9月蜘蛛群落最高;而均匀度指数、丰富度指数总体与其呈正相关,优势度指数与其呈负相关;2类稻田蜘蛛群落多样性特点基本一致。研究结果表明稻蟹共作田和常规稻田蜘蛛种类和多样性特点没有显著差异,但蜘蛛个体数量有显著差异,即稻蟹共作田蜘蛛个体数量显著高于常规稻田。     

稻虾共作对稻田土壤nirK反硝化微生物群落结构和多样性的影响

稻虾共作是水稻种植与克氏螯虾共作形成的互利共生的稻田种养复合生态模式。目前对稻虾共作模式稻田反硝化微生物多样性和群落结构的影响尚不清楚。本研究以江汉平原常规中稻模式(MR)为对照,设置连续3年(2014—2016年)稻虾共作模式(CR)为处理,通过特异引物提取中稻抽穗期稻田土壤nirK基因,采用Illumina Miseq高通量测序技术,探讨稻虾共作模式对稻田土壤nirK反硝化微生物多样性和群落结构的影响。结果表明:稻虾共作模式显著提升水稻抽穗期稻田土壤中硝态氮、全氮及全碳的含量,对土壤碳氮比、碱解氮和铵态氮含量没有显著影响。稻虾共作模式显著增加稻田土壤nirK基因微生物的丰富度指数,但对nirK基因微生物的多样性指数影响不显著。稻虾共作模式改变了nirK基因微生物在目、科、属、种水平的群落组成,较常规中稻模式,稻虾共作模式在各分类水平组成类群均减少;稻虾共作模式较常规中稻模式改变了目的种类,对共有目相对丰度没有显著性改变。RDA分析表明稻虾共作模式对土壤nirK基因菌群的群落结构有一定的改变,但稻虾共作模式与常规中稻模式在群落结构上仍保留着一定的相似性。硝态氮含量是影响nirK反硝化细菌群落结构的主效因子。可见,稻虾共作模式对微生物多样性指数没有显著影响,但显著增加了微生物丰富度指数,改变了稻田土壤nirK反硝化微生物在目、科、属、种的群落结构。     

稻田开放式自动化养鸭设备的研制及试验

为了解决鸭稻共作过程中依靠人工饲养鸭子费时费力的问题,加速推广具有良好经济效益和社会效益的水稻生态农业模式,该文设计了一种以单片机为控制核心,在无人值守情况下在稻田中自动化养鸭设备。该设备放置在稻田的输水渠上不占农田,由太阳能电池板产生的能量驱动,能够按照昼夜变化规律运行,早晨05:30后自动开门,傍晚18:00奏音乐唤鸭回笼并能自动补料、给水和关门。由于料斗放置在田间,饲料容易受潮而结拱影响补料量控制的精准度,设计了振动式料斗破拱装置,试验确定了破拱装置的振动偏心距为30 mm、转速为1 200 r/min。田间试验结果表明,在自动门延迟关门1 min和声音响度100 d B时,鸭群回笼率达到97.5%以上;自动化养鸭设备饲养鸭群体质量增长与人工喂养无显著性差异(P0.05)。该研究成果对鸭稻共作技术的推广应用具有重要意义。     

稻鸭共作系统中稻纵卷叶螟种群控制的模拟

为研究系统动力学方法在害虫种群的优化管理和预测等研究中的应用,以稻纵卷叶螟第二代种群为研究对象,分析了稻鸭共作系统中捕食性天敌蜘蛛及鸭对稻纵卷叶螟生长发育的影响,构建了相应的系统动力学框架模型,并利用STELLA软件对稻纵卷叶螟种群的数量动态进行了模拟和预测。结果表明,当第二代稻纵卷叶螟初始的百穴卵量为100粒,稻田蜘蛛密度为每百穴12.623头,如果同时考虑鸭对3龄幼虫期稻纵卷叶螟卷苞60%的捕食率,稻纵卷叶螟成虫的密度可降至每百穴9.129头,鸭的捕食可使稻纵卷叶螟第三代卵期末的百穴卵量减少约6.7%     

“稻鸭共生”养分归还特征及水稻植株对氮、磷的吸收

"稻鸭共生"是对我国传统农业稻田养鸭的继承与发展。在长江流域双季稻主产区湖南布置了稻田养鸭田间试验,以常规稻作为对照,研究早、晚稻两季"稻鸭共生"养分归还特征及对水稻植株氮、磷吸收的影响。结果表明:两季"稻鸭共生"后,稻田可增加鸭粪碳229.87 kg.hm 2、鸭粪氮18.22 kg.hm 2、鸭粪磷17.75 kg.hm 2。"稻鸭共生"归还稻田土壤的碳、氮、磷量分别为1 491.21 kg.hm 2、66.02 kg.hm 2、25.14 kg.hm 2,比常规稻作分别提高20.43%(P>0.05)、55.81%(P<0.05)、379.00%(P<0.05)。"稻鸭共生"归还稻田土壤的碳、氮、磷量表现为碳>氮>磷,归还的碳、氮量以水稻根碳、氮占明显优势,归还的磷量以鸭粪磷占明显优势。与常规稻作相比,土壤全氮含量提高5.73%,全磷含量显著提高6.25%;"稻鸭共生"提高了早、晚稻根和秸秆的全氮、全磷含量及早、晚稻籽粒的全磷含量,增加了早、晚稻秸秆的氮、磷吸收量和早、晚稻根的磷吸收量,降低了双季稻产量及籽粒的氮、磷积累量。"稻鸭共生"对水稻植株磷的影响效果好于氮。     

稻鸭共作对水稻部分株型结构指标的影响

水稻株型结构能够影响水稻的产量和品质。稻鸭共作能否对水稻株型结构产生影响,目前这方面的定量研究还很少。本研究通过田间对比试验,探讨了稻鸭共作与常规稻作两种处理对水稻分蘖期和齐穗期的部分株型结构指标的影响。结果表明,与常规稻作方式相比,稻鸭共作使水稻基部宽度呈减小趋势、冠层幅度呈增大趋势,最终使植株松散度显著增加,分蘖期和齐穗期增幅分别为12.2%和42.3%。稻鸭共作使水稻倒3叶和倒4叶的叶长、叶开角和披垂度减少,使剑叶和倒2叶的叶长、叶开角和披垂度增大,从而使水稻呈上披下挺的株型结构,并使叶面积主要分布于上部叶片。稻鸭共作使水稻植株的基叶高呈增加趋势,在齐穗期与常规处理达到显著性差异。稻鸭共作有利于水稻生育前期和中期的茎蘖合理发展,而且在后期可促进水稻上部功能叶片的生长,这在一定程度上有利于水稻高产的形成。     

“稻-鸭-虾”生态种养模式水体中的氮磷浓度及藻类生物量变化

[目的]对"稻—鸭—虾"生态种养模式水体中氮磷浓度及藻类生物量的变化进行研究,为控制稻田排水中氮磷引起的农业面源污染,改善稻田生态环境提供科学参考。[方法]对比"稻—鸭—虾"生态种养模式与常规种植模式,分析不同种植模式下的差异及优越性,重点研究"稻—鸭—虾"的内在协同作用对水体中氮磷及藻类的变化影响。[结果]①相比于常规种植,"稻—鸭—虾"生态种养稻田水体中总氮(TN)、总磷(TP)含量分别减少32.43%和19.35%,且对初始灌溉水中TN,TP的去除率可达到38.7%和26.9%。②"稻—鸭—虾"生态种养可改变稻田水体中氮磷的形态,在水稻全生育期内,可溶性磷(DTP)和颗粒态磷(PP)比例更加稳定,而在水稻后期,稻田水体中有机氮(ON)比例显著提高。③"稻—鸭—虾"生态种养改善了水体中藻类植物群落结构,稻田排水中藻类生物多样性指数提高到2.34。④相比于常规种植,"稻—鸭—虾"生态种养中水稻的有效穗、穗粒数和结实率分别提高了4.83%,5.28%和2.84%,稻米中蛋白质含量增加了8.15%,显著提高经济效益。[结论]相比于常规种植,"稻—鸭—虾"生态种养既能有效减少稻田水体中N,P含量,增加水体稳定性,又能提高水稻的有效穗、穗粒数和结实率,增加了经济效益,且并未带来重金属污染风险,是值得推广的大田种养技术。     

稻蟹共作对稻田水体底栖动物多样性的影响

稻蟹共作是一种生态型种养新模式,而底栖动物是该复合生态系统的重要组成部分。为研究稻蟹共作对稻田底栖动物多样性的影响,在水稻分蘖期、拔节期、扬花期和成熟期,采集不同放养密度的稻蟹共作稻田(仔蟹放养密度10 ind.m 2,低密度,LD;仔蟹放养密度30 ind.m 2,高密度,HD)和常规稻田(不放蟹,常规栽培,CK)水体的底栖动物,分析不同稻田生态系统底栖动物的种类构成、密度和多样性。结果表明:水稻分蘖期,3种放蟹密度处理稻田底栖动物的种类数、密度、多样性指数和Pielou均匀度指数均无显著差异(P>0.05);在拔节期和扬花期,养蟹稻田底栖动物的种类数和密度均小于常规稻田,且与放蟹密度呈反比;常规稻田底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数在拔节期和扬花期均显著高于高密度养蟹稻田(P<0.05),而只在拔节期显著高于低密度养蟹稻田(P<0.05),且Pielou均匀度指数也在拔节期显著高于低密度养蟹稻田(P<0.05);成熟期,3种处理底栖动物的种类数和密度均达到最低点,Shannon-Wiener多样性指数无显著差异(P>0.05),高密度养蟹稻田的Pielou均匀度指数显著高于常规稻田(P<0.05)。研究结果可为稻蟹共作稻田底栖动物的多样性保护和稻蟹共作技术的可持续发展提供理论指导,促进稻蟹共作技术的发展和推广。     

无公害稻鸭共育的技术特色和技术关键

无公害稻鸭共育技术，是本所在查阅国内外相关资料和吸收日本稻鸭共作技术经验的基础上，经过自主创新的试验研究和示范，提出的一项以水田为基础、种优质稻为中心、家鸭野养为特点，生产无公害高效益稻鸭产品为目标的大田畈、小群体、少饲喂的稻鸭共育生态种养结合新模式。     

洱海流域稻田综合种养对田面水氮素和水稻产量的影响

合理的综合种养模式及密度对实现洱海流域稻季氮肥减量和稻田氮素减排至关重要。通过对稻鸭、稻蟹共作模式的田间定点试验,分析了不同养殖密度与氮肥优化下两种稻季综合种养模式对田面水氮素动态变化及水稻产量的影响。结果表明:田面水TN、NH_4~+-N、NO_3~--N浓度在施肥后上升,3～5 d后达到峰值,之后迅速下降趋于平稳,TN、NH_4~+-N后期略有小幅度上升。相对于常规处理(HT),空白处理(CK)、低密度养蟹处理(CL)、高密度养蟹处理(CH)、低密度养鸭处理(DL)、高密度养鸭处理(DH)田面水TN浓度分别降低了28.8%、14.7%、14.1%、7.3%、3.1%,NH_4~+-N浓度分别降低了27.4%、15.1%、24.7%、11.0%、24.7%,NO_3~--N浓度CK降低了30.0%,CL、CH、DL、DH分别提高了15.0%、5.0%、40.0%、25.0%;稻鸭共作能够显著降低NH_4~+-N/Nmin值,显著增加NO_3~--N/Nmin值,而稻蟹共作对NH_4~+-N/Nmin和NO_3~--N/Nmin值影响不显著;稻鸭和稻蟹共作对Nmin/TN、ON/TN值无显著影响。与HT处理相比,CL、CH、DL和CK处理水稻产量分别显著提高了11.4%、9.4%、9.2%和5.1%,而DH却降低4.1%。稻鸭、稻蟹共作模式减少了氮肥施用量,低密度养鸭/蟹处理与氮肥优化相结合更有利于保证水稻产量。     

稻虾共作模式下水稻田绿色防控技术探讨

为了更好地发展水稻种植经济,稻虾共作的种养模式在水稻种植中逐渐开始应用。相比于传统的水稻种植,稻虾共作在提高了水稻产量的同时,也给水稻病虫害防治技术带来了一定的挑战。因此,相关种植部门与人员要针对当前水稻种植的实际状况,完善水稻田绿色防控技术。基于此,针对稻虾共作模式下水稻田的绿色防控技术进行分析探讨。     

规模化稻鸭生态种养对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响

为探索规模稻鸭生态种养稻田杂草群落的变化动态,运用植物群落生态的方法研究了规模稻鸭生态种养、常规稻鸭生态种养和水稻单一种植稻田杂草的群落变化特点及控草效果。结果表明:规模稻鸭生态种养杂草密度显著降低,与水稻单一种植比较防效为94%;水稻分蘖到孕穗期稻田杂草主要由看麦娘(Alopecuruspratensis)、稗草(Echinochhloa crausgalli)、狗牙根(Cynodon dactylon)、水花生(Alternanthera philoxeroides)、鸭舌草(Mouochoria vaginalis)、水竹叶(Murdannia triquetra)和鳢肠(Eclipta prostrata)组成,抽穗期到成熟期主要由水花生、稗草、狗牙根和水竹叶组成。研究还表明,规模稻鸭生态种养水稻分蘖期物种丰富度、Simpon指数、Shannon-Wiener指数略高于水稻单一种植,Pielou指数低于水稻单一种植;孕穗期到成熟期物种丰富度、Simpon指数、Shannon-Wiener指数低于水稻单一种植,Pielou指数显著高于水稻单一种植。水稻全生育期规模稻鸭生态种养与常规稻鸭生态种养比较稻田杂草密度、杂草生物量和多样性指数差异不显著,但杂草生物多样性指数略有提高。说明规模稻鸭生态种养显著改变稻田杂草的群落结构和组成,可抑制杂草发生危害,达到有效控草目的。     

稻田种养结合循环农业温室气体排放的调控与机制

水稻在我国粮食作物种植中占据主导地位,在保障粮食安全、关系国计民生方面有着重要的作用。稻田是温室气体甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)的重要排放源。因此,控制稻田温室气体排放对缓解全球温室效应具有重要作用。近年来,稻田种养结合循环农业在我国发展迅速,具有稳产增效、绿色发展的重要功效,同时显著影响了稻田温室气体排放特征以及全球增温潜势(global warming potential,GWP)。稻鸭共作、稻田养小龙虾、稻鱼共作、稻田养蟹、稻田养鳖等稻田种养结合循环农业模式,由于稻田养殖生物在稻田生态系统中添加生态位、延长食物链的增环作用,通过其持续运动、觅食活动等,不同程度地影响稻田温室气体的排放量和GWP,总体呈现出减缓温室效应的趋势。本文概述了稻田种养结合循环农业的CH_4和N_2O的排放特征及水分管理和施肥措施的影响效应,探讨了稻田种养结合循环农业的减排途径,并分析了稻田种养结合循环农业温室气体减排的研究前景,以期为我国稻田种养结合循环农业的健康发展和稻田生态系统减排增效提供参考。