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稻鸭鱼生态种养对稻田甲烷减排及水稻栽培环境改善的功能研究

刘小燕  
【摘要】:将稻田养鱼和稻田露宿养鸭有机结合起来形成新的复合生态系统,使稻田中最大初级生产者的水稻与最大消费者的鱼、鸭有机结合起来,形成稻-鸭-鱼共栖的良性高效复合农业生态系统。本研究从稻田甲烷排放、水稻土壤环境理化性质、水的主要化学性状、水稻植株生长性状等方面对稻-鸭-鱼复合生态系统进行了系统的研究,同时对该复合生态系统中的水稻主要病虫害的发生、发展进行了调查分析,并建立了相应的数学模型。研究结果如下: 1 稻-鸭-鱼共栖生态系统甲烷排放通量表现出一定的规律,甲烷排放出现2个峰值,分别出现在水稻生长返青期、幼穗分化期,第一个峰值为15.813mg/m~2.h,第二个峰值为9.485mg/m~2.h。其次在水稻分蘖盛期,甲烷的排放通量最高可达8.227mg/m~2.h。 稻-鸭-鱼共栖生态系统中,鱼和鸭通过消灭杂草和水稻下脚叶影响甲烷菌生存的环境,间接地减少甲烷的产生;最重要的是通过鸭群和鱼的活动增加稻田水体和土层的溶解氧,改善了土壤的氧化还原状况,加快了甲烷的再氧化,从而降低甲烷的排放通量和排放总量。对稻田甲烷排放高峰期的控制效果最为明显。 2 稻-鸭-鱼共栖生态系统中,土壤环境条件得到明显的改善,土壤氧化还原电位增加10.98mv,还原物质总量、活性还原物质总量分别降低1.46cmol/kg、1.25cmol/kg。 3 稻-鸭-鱼共栖能显著提高土壤速效氮、速效钾、速效磷有机质的含量。稻-鸭-鱼区土壤速效氮含量与对照相比增加了14.6 mg/kg,速效钾含量与对照相比提高了11.02mg/kg。速效磷含量与对照相比提高了1.0mg/kg;稻-鸭-鱼试验区土壤有机质含量与对照相比提高了1.31g/kg,稻-鱼试验区与对照区相比提高了0.61g/kg。 4 稻-鸭-鱼处理土壤容重比稻-鱼处理降低0.02g/cm~3,比对照降低0.12g/cm~3。稻田养鸭、养鱼能明显改善土壤物理性状,提高土壤的通气性。 5 稻-鸭-鱼复合系统中水中溶解氧有明显的日变化规律。总的趋势是,水中溶解氧随日出后随温度的升高而增大。下午2:00-达到最大值,然后下降。到次日凌晨6:00水中溶氧量最低。研究表明:稻-鸭-鱼共栖,稻-鱼共栖能显著增加水中的溶氧量,且与温度呈正相关。3处理的溶氧量差异达极显著水平。水中NH_4~+、S~(2-)浓度及水的pH值的曰变化平缓。 6 稻-鸭-鱼共栖对水稻稻飞虱的影响 由于稻飞虱主要群集在禾苗基部危害,它的这一生态位点,恰是鸭子的啄食 空间。稻一鸭一鱼在共栖环境下对稻飞虱的控制效果要比稻一鱼区和常规施药区对稻 飞虱的控制效果好。表现为稻飞虱的数量减少,数量曲线呈平稳态势发展。在常 规施药区,稻飞虱虫量起伏幅度很大,在刚施过农药后,表现为其数量大幅下降; 由于农药在杀灭稻飞虱的同时,也杀死了稻飞虱的天敌,所以当施用药剂的药效 消失后,稻飞虱数量急剧上升,此时又必须施用更大剂量的化学农药,这样环境 污染问题、害虫再猖撅问题的恶性循环局面就无法避免。而稻一鸭一鱼共栖的稻田 生态系统中在不施用任何化学农药情况下稻飞虱的危害能得到较好的控制。 7稻一鸭一鱼共栖对二化螟的影响 在对二化螟的控制上,鸭鱼的共同作用使得二化螟高峰期发生期推迟及高峰 期虫量减少。在稻一鸭一鱼共栖区的二化螟虫量曲线呈较平稳态势发展,可见鸭鱼 在系统中起到了一种稳定的调节作用,这种作用可降低二化螟的波动程度,从而 减小其危害程度。 8稻一鸭一鱼共栖对水稻纹枯病的影响 试验调查数据表明:稻一鸭一鱼处理纹枯病发病高峰期的病株率为16.07%,比 对照处理的病株率57.33%低41 .26%,控制效果达72%,稻一鸭一鱼共栖对纹枯病的 发生与发展具有较好的控制效果。由于水稻田中的鸭子和鱼造成纹枯病传播流行 中的接触系数。的降低,即造成每个病株或菌核菌丝向无病传染的接触率降低; 对照区、稻一鱼区和稻一鸭一鱼区三者的接触系数分别为口=212.1061、。=23.9458和 二=8.352。。值降低,防治效果提高。 9稻一鸭一鱼共栖对稻田蜘蛛的影响 在施药区,稻一鱼区和稻一鸭一鱼区的K值(环境容纳量)分别为 444.2196(t41) 一0 .1 2624t,+21,277t,一1 191.4t+22278.(t之41) 了l丈L 一一 K K=936.3712 K=893.8137 稻一鸭一鱼区的K值稍小,则说明鸭子活动对蜘蛛的数量变化稍有影响,而在 施药区,由于农药的破坏性作用,K值最大仅为444.21%。施药、稻一鱼、稻一鸭- 鱼三个区的蜘蛛自然增长率分别为: 梦 r=0 .0631 r=0 .1 532 r=0 .1 3 73 这说明在稻一鱼区和稻一鸭一鱼区,蜘蛛的数量增长属于较高增长率,说明此复 合生态系统中,鸭子和鱼对蜘蛛的数量增长繁殖影响不大,而在常规用药区,化 学农药在杀灭害虫的同时也杀死了蜘蛛。 10稻一鸭一鱼共栖对水稻根系活力的影响 稻一鸭一鱼共栖能提高水稻根系活力,尤其是在水稻生育后期,这种效果更为 明显。在水稻分桑始期、分孽盛期、孕穗期、齐穗期和成熟期,稻一鸭一鱼处理中 的根系a一蔡胺法氧化力比对照处理分别高18.6%、18.3%、8.3%、13.7%、34.4%。 稻一鱼处理中的根系a一蔡胺法氧化力比对照处理分别高9.9%、8.8%、0.8%、7.0%、 14.1%。根系总吸收表面积自抛栽后迅速增加


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