稻鸭生态种养与低碳高效生产

张卫星，许 立，谢桐洲，玄松南，张寿江，闵 捷，金连登

(1.中国水稻研究所，浙江 杭州 310006;2.江苏省丹阳市嘉贤米业有限公司，江苏 丹阳 212341)

稻鸭生态种养与低碳高效生产

张卫星1，许 立1，谢桐洲2，玄松南1，张寿江2，闵 捷1，金连登1

(1.中国水稻研究所，浙江 杭州 310006;2.江苏省丹阳市嘉贤米业有限公司，江苏 丹阳 212341)

阐述稻鸭生态种养的特色与优势、研究进展与应用前景，并剖析稻鸭共育防治病虫草害的效果，中耕肥田及增氧刺激水稻生长的效应，对生态环境的贡献等方面与低碳生产要求减少化学肥料、农药、除草剂的施用量和节能减排、促进生物多样性的一致性。

水稻;鸭;生态农业;立体种养;低碳经济;优质高效

当前低碳经济已成为社会发展模式创新和转型的一个热门话题，实现高效、低耗、无污染，不仅事关国家未来竞争力和可持续发展，而且事关国民身心健康与构建和谐社会的大局。加快发展现代优质高效农业，以节肥、节药、节水、节饲和资源循环利用为目标，走产品质量优质化、综合效益高效化、资源利用集约化、生产过程清洁化、环境影响无害化为特征的生态农业之路，是作为第一产业的农业实现低碳高效发展的必然选择［1－3］。实践证明，将种植业和养殖业有机结合，实施种养一体化，是解决农业面源污染和实现优质高效生产的有效途径，有利于低碳循环生态农业的形成［4－7］。种植业内部、养殖业内部的物质循环利用，以及种养加相结合的物质循环利用，既能实现畜禽养殖“零排放”，又可为农作物种植提供肥源，真正实现优质高效农产品的生产，促进低碳农业和生态经济的增长，达到农民增收、农业增效和生态环境保护的多重功效［8］。其中，稻鸭共育生态种养，就是把传统依靠化肥、农药种植水稻的单一模式，调整为稻+鸭、稻+鸭+萍和稻+鸭+萍+鱼等多物种、多类型的种养模式，形成依靠鸭在稻丛间中耕、除草、吃虫、吃萍、排泄和换羽还田肥土等多项功能，从而构建不施化肥农药、不污染环境、省工节本降耗的低碳稻作生产体系，形成以水田为基础、种稻为中心、家鸭野养为特点的自然生态和人为干预相结合的复合生态系统，已成为一项生产优质高效稻鸭产品、实现高效低碳农业的立体生态种养模式［9－11］。瞄准当前国家发展低碳高效生态农业的重大科技需求，围绕优质、高产、高效、生态、安全的现代农业十字方针，开展高效低碳稻鸭生态种养与资源循环利用关键技术的研究与应用，明确稻鸭共育的低碳效应及其生理生态机制，研发稻鸭优质高效生产技术并集成应用，具有重要的理论与实践意义。

1 特色与优势

稻鸭生态种养的特色在于［12－14］: 不施化肥、农药，为鸭提供了充足的水分和既无污染又舒适的活动场所，其间的害虫 (飞虱、叶蝉、蛾类及其幼虫、象甲、蝼蛄、福寿螺等)、浮游和底栖小生物、绿萍，为鸭提供丰富的饲料，并减少对水稻生育的危害;稻的茂密茎叶为鸭提供了避光、避敌的栖息地。鸭在稻丛间不断踩踏，使杂草明显减少，有着人工和化学除草的效果;鸭在稻间不断活动，既能疏松表土，又能促使气、液、土3相之间的交流，从而把不利于水稻根系生长的气体排到空气中，氧气等有益气体进入水体和表土，起到了中耕的作用，促进水稻根系、分蘖的生长和发育，增强抗倒能力;鸭在稻丛间连续活动，排泄物和换下的羽毛，不断掉入稻田，给水稻以追肥。因而，稻鸭共育的自然生产系统，可以实现种稻低碳高效;生产的优质稻米无公害，野生化的鸭肉成为鲜美可口营养丰富的有机绿色食品，售价高效益好;稻区环境不受污染，稻田可持续种养。

稻鸭生态种养的优势在于［15］:能有效控制病虫草害和培肥稻田［16］，减少化肥农药的使用量，降低农业面源污染，有效提高农产品质量和市场竞争能力，是建设高效低碳农业、发展有机生态农业的有效途径和新兴模式。

2 研究概况

稻鸭生态种养实质上是一项传统农耕稻作模式的提升与应用，这种模式的深化、研究与应用最先于20世纪的后期由日本兴起，并逐步形成了较为完善的技术理论体系与应用实践，国内随后有多家单位先后开展了相关的理论探索和技术应用［17］。

1998 年以来，中国水稻研究所［14，18］研究人员在查阅国内外有关文献资料和吸收日本稻田养鸭技术的基础上，自主创新，经过深入试验研究和示范，提出了一项以生产无公害高效益稻鸭产品为目标的大田畈、小群体、少饲喂稻鸭共育生态种养结合新技术。该项技术利用家鸭在稻间野养，不断捕食害虫，吃 (踩)杂草，耕耘和刺激水稻生育，能显著减轻稻田虫、草、病的危害，同时排泄物又是水稻的优良有机肥，使水稻健壮生育，具有明显的省肥省药省工、节本增收和保护环境的多重功效，生产出的稻米和鸭肉产品优质、无公害。2004年，由该所主持承担的稻鸭共育无公害高效益技术及原理研究和应用项目通过了浙江省科技厅组织的成果鉴定。专家们一致认为，该项目提出的集成技术及其操作规程具有创新性，推广应用速度快，取得的经济、社会、生态效益显著，对促进农业增效、农民增收、保护和提高粮食生产能力具有重大的现实意义。据统计，该技术3年 (2001－2003年)累计推广应用8.64万 hm2;1.53万 hm2中心示范方因节本及产品优质等使得纯收入比单纯种稻增加 3 403.5 元·hm－2，增产稻谷 295.5 kg·hm－2;为稻农增收2.94亿元，增产稻谷2.5万t多。现已形成了农户+基地+龙头企业的规模化产业开发模式，促进了稻鸭产业群的建立和优质无公害稻米与鸭产品生产、加工、销售产业链的延伸。

江苏丹阳［13，19］引进日本稻鸭共作技术，在原有的技术基础上吸收和再创新，建立了丹阳稻鸭共作基地，总结形成了一整套符合我国国情的稻鸭共作优质稻米集成生产技术，成为全国稻鸭共作技术人才交流和培训的中心。丹阳市农林局在此基础上组织编制了《稻鸭共作无公害生产技术规程》(2005年通过镇江市地方标准审定，并予以颁布执行)，形成的稻鸭共作优质高产集成技术，从稻鸭品种繁育、筛选、应用到水稻标准化栽培管理、役用鸭标准化放养、饲育管理等各方面都在原有稻鸭共作的技术基础上有了许多创新和提高。同时还以丹阳市嘉贤米业有限公司为主体形成了稳定的稻鸭共作有机生产体系，成为了全国稻田养鸭典型样板、国家粮食丰产科技工程稻鸭共作清洁化栽培技术示范基地、中日农业科技合作成果示范基地和国家引进国外智力成果示范基地。采用的稻鸭共作技术被国家外专局树为典型范例，受到日本等国外众多专家赞扬。2007年和2008年，稻鸭共作引智基地承办2期全国稻鸭共作培训班，全国稻作区省份300多位技术人员参加培训。2009年，不定期举办现场示范会和技术培训班10余场次。至2011年底该稻鸭共作基地先后接待和培训江西、安徽、山东、湖北等省份的技术人员5 000余人次。在本区域内带动1 000多农户发展稻鸭共作种植水稻，面积达 3 333 hm2，平均节本增收超过1.5万元·hm－2。

湖南农业大学［12］自20世纪90年代初开始研究稻鸭立体种养模式，系统研究了稻鸭共育技术规程、稻鸭共育对水稻病虫草害的影响、对稻田生物群落的影响、对稻田土壤的影响、稻鸭共育生态功能评价以及减排温室气体机理等［20－24］。在益阳、浏阳等地采用静止箱原位观测的办法进行观测、取样、测量。发现稻鸭共育能显著降低甲烷 (CH4)的排放量，与常规水稻生产相比，差异显著，其日变化规律与温度变化基本一致，季节变化主要随着水稻的生育期及稻田土壤含碳量的变化而变化。在一些科学家看来，农田排放温室气体是影响气候变暖的重要原因［25］，湖南农业大学的研究表明，稻鸭共育减少了农田温室气体的排放。按照项目专家的理论依据，减排机理主要在于:鸭子的活动增加了稻田水层与泥土层溶解氧含量;减少了土壤产甲烷细菌数量;田间杂草及水稻茎秆下脚叶被鸭子取食，减少了为土壤甲烷细菌提供基质的来源。但由于水层和表层泥溶解氧含量增加，有助于氧化亚氮产生与排放，因此N2O排放量较常规稻作略有增加。但稻鸭种养模式的CH4和N2O产生的总温室效应比常规稻作减少了相当于864.5～1 269.3 g·hm－2的 CO2排放量［10－11，23］。还有研究［26－27］指出稻、鸭、鱼生态种养对稻田甲烷减排及水稻栽培环境大有改善。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。

3 稻鸭生态种养与低碳稻作生产的一致性

稻鸭生态种养的低碳效应在于，能显著减少甲烷气体排放，发挥“节能减排”的大作用。在哥本哈根会议上中国政府承诺，到2020年，我国单位GDP的CO2排放量将在2005年的水平上减少40%～45%。稻田一度被认为是造成大气中甲烷(CH4)含量上升的最大源头，而CH4的温室效应约是 CO2的 30 倍［11，25－26］。这种看法无疑对我国水稻生产、低碳高效农业的发展以及政府承诺的兑现带来极大挑战。稻鸭生态种养与低碳稻作生产的一致性主要表现在以下几个方面。

稻鸭共育对水稻病虫害的防治效果与低碳稻作减少化学农药施用量的要求相一致。稻鸭共育对稻瘟病、白叶枯病、纹枯病具有防控作用，对以二化螟、三化螟、褐飞虱、白背飞虱、黑尾叶蝉、稻纵卷叶螟等主要害虫更具有明显的防治效果。因此该技术可以按低碳稻作要求，实现在水稻生长期间少用或不用化学农药而达到良好的防病治虫效果［20，28－32］。

稻鸭共育对稻田杂草的防除效果与低碳稻作少用或不施化学除草剂的要求相一致。稻田杂草多且危害严重，与水稻争光照、肥料和生长空间，造成减产。而过多地依赖化学除草剂，则会造成环境污染和碳排放量的增加。通过稻鸭共生，利用鸭子的杂食性，对除草的效果极为显著，从而可以做到少用或不施化学除草剂，这与低碳稻作的要求相吻合［20，33］。

稻鸭共育对稻田的增肥效果与低碳稻作减少化肥施用量的要求相一致。在稻鸭共育期间，每只鸭能排泄粪便10～12 kg，其养分含量虽略低于鸡粪，但铁、锰、硼、硅含量居各种畜禽粪便之首，且氮、磷、钾含量也较丰富。据统计，1只鸭在稻丛间2个月左右累计排泄物相当于N 47 g、P2O570 g和K2O 31 g，能满足50 m2稻田上水稻植株正常生长发育的肥力需求。因此，稻鸭共育不仅起到给水稻增肥、追肥的效果，而且还可为低碳稻作减少化肥直至不追施化肥奠定良好的基础［19，22－33］。

稻鸭共育对水稻的生长刺激及中耕、浑水、增氧效果与低碳稻作的减排要求相一致。鸭子天生好动，在稻田中不停穿梭觅食，具有中耕浑水效果，既刺激稻株健壮发育，又增加水层与泥土层溶解氧的含量，抑制杂草发芽生长以及啄食田间杂草和茎秆下部叶片，从而减少了土壤产甲烷细菌的基质来源和种群数量。因此，稻鸭共育能显著降低甲烷排放量，减排幅度为44～55 kg·hm－2，比常规稻作降低 20% ～ 33%［18，20－21，23－26］。

稻鸭共育对水稻产区生态环境安全的贡献与低碳稻作促进生物多样性的要求相一致。稻鸭共育实现了植物与动物的共生共长，且不施用化肥和农药，稻田中蜘蛛数量比常规稻作大约增加1.1倍，水稻害虫的寄生天敌如赤眼蜂也大量增长。可见稻鸭共育技术对水稻产区生态环境保护的贡献与低碳稻作促进生物多样性和农业可持续发展的要求一致［21，31 －32，34］。

4 应用前景

稻鸭生态种养是一项低投入、高产出、降能耗、少排放的先进环保优质高效新技术。由于稻田养鸭，产出优质无公害的大米、鸭肉及鸭蛋，农民收入增加，与常规稻作相比较，所产生的经济效益、社会效益和生态效益非常显著。因此，各地都在积极研究与推广应用这种模式，并进行广泛吸收和再创新，该项技术符合发展低碳生态农业及生产优质安全食品的要求，其应用前景将很广阔［16］。

随着人们对生态环境问题的普遍关注，对建立在大量使用化肥农药的农业生产体系提出了挑战。而人民生活水平的提高，消费者对健康问题的广泛重视，也促使人们将农业进一步发展的方向定位在无公害、无污染农副产品生产上，并制定出相应的技术、质量标准。有机食品概念下的有机农业便是这一趋势的必然反映。有机稻米的生产过程是不使用化肥、农药、生长调节剂等物质，也不采用转基因技术及其产物，而是遵循自然规律和生态学原理，采用种养结合、循环再生、维持农田生态系统持续稳定等一系列可持续发展的农业技术进行生产的过程。有机水稻生产围绕以健全土壤培肥体系为基础，以推进水稻健身栽培为抓手，以实施农业综合防治为保障，从化学农业生产方式转换到有机农业生产方式上来，实现作物高产高效的总体策略。稻鸭共育生态种养应用于有机水稻是当今兴起的一项生产技术，成为有机生产体系中病虫草害综合防治和稻田土壤持续培肥的核心技术。这种稻鸭生态种养模式，既符合有机食品生产的要求，又符合优质高效生产的目标，具有省工、节本、高效、产品优质安全等特点，既是农户增收致富的一条好途径，也是实施有机绿色环保的一项好措施。因此，稻鸭生态种养在有机农业生产领域将有更加广阔的应用前景［15，35－37］。

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S 513

A

0528-9017(2012)07-0923-04

文献著录格式:张卫星，许立，谢桐洲，等.稻鸭生态种养与低碳高效生产 ［J］.浙江农业科学，2012(7):923－926.

2012-02-24

国家水稻产业技术体系专项 (2011-2015);中央级公益性科研院所基金 (CNRRI2012RG007-3);江苏省丹阳市高层次创业创新人才项目 (2011)

张卫星 (1979－)，男，贵州毕节人，博士，主要从事水稻生理生态与优质调控技术研究工作。E-mail:zhangwx@caas.net.cn。

(责任编辑:张才德)