稻鸭共育对稻田培肥及氮磷流失的影响

赵学敏 徐云连 吴蔚君 邢素林 马凡凡 马友华

（安徽农业大学资源与环境学院，合肥230036；#共同第一作者；*通讯作者：yhma@ahau.edu.cn）

现代农业生产主要依赖化学肥料、农药等的大量施用来获得高产稳产，在产量得到提高的同时，也带来了水体污染、土壤污染、农产品污染等问题，严重破坏了生态环境，威胁到人们的身体健康，长此以往，不利于农业的可持续发展[1]。生态农业是功能和结构相互协调发展的人工生态系统，具有高效的特点[2]。而稻鸭共育就是以农田为基础，在水稻田中养鸭为特点，把种稻和养鸭相结合的一种复合生态系统，在保证了水稻产量的同时，增加了养鸭的收入，且稻谷和鸭肉品质好，有效促进了稻田生态系统可持续发展，在农业生产实践中受到广泛好评以及大力推广。在我国南方稻区，稻鸭共育的推广范围不断扩大[3]。

关于稻鸭共育的研究目前大都集中在稻鸭共育技术的推广应用及稻鸭共育对病虫草害的影响上。本文在对稻鸭共育的发展历史和对稻田病虫草害及生态环境的影响进行综述的基础上，对稻鸭共育对稻田培肥与氮磷流失的影响进行了研究与讨论。

1 稻鸭共育的发展历史

有史料记载，我国明朝时期就有以鸭治虫的事例。上个世纪80年代末，日本的万田正治和右野隆熊提出稻鸭共育这一学说[4]。20世纪90年代开始，日本把稻鸭共育技术投入生产，接着传入东南亚一些国家，先是在韩国被推广，后又传入越南，随之缅甸和我国台湾地区也纷纷效仿[3]，由于具有生态、高效、安全的特性，广受好评。

2 稻鸭共育对水稻产量和经济效益的影响

鸭子在田间活动，不断踩踏，在一定条件下释放出土壤中的硫化氢和沼气，水稻根系可以更好地深扎，以促进水稻生长[5]。杨华松等[6]调查得出，稻鸭共育田水稻的有效穗数、每穗实粒数和千粒重都比非稻鸭共育田高。王强盛等[7]研究发现，稻鸭共育田稻谷产量比常规稻田增加25%。禹盛苗等[8]研究发现，稻鸭共育技术可使水稻增产。采用稻鸭共育模式的稻田生产出来的大米和鸭肉绿色、安全、无公害，品质更好[9-10]。邓强辉等[11]认为，稻鸭共育能够显著增加经济效益，但成本收益率降低。郭瞻等[12]研究表明，稻鸭共育模式的净收入比常规模式高出63.4%。禹盛苗等[8]研究表明，与非稻鸭共育模式相比，纯收入增加66.5%～73.0%。

3 稻鸭共育对病虫草害及稻田生态环境质量的影响

3.1 稻鸭共育对杂草的影响

张志东等[13]研究指出，稻鸭共育对鸭舌草、节节菜以及空心莲子草的鲜质量防效比用化学除草剂防治的好。王献志等[14-15]研究指出，稻鸭共育对莎草等杂草的防控效果高达95%以上，比农药的除草效果高10%左右。而且稻鸭共育对千金子、矮慈姑、鸭舌草等化学除草剂难以防除的恶性杂草也有比较好的防控效果。

3.2 稻鸭共育对害虫的影响

张志东等[13]研究指出，稻鸭共育对一代螟虫的防效为85.7%，高于药剂防治的82.9%。吴刚等[18]研究结果表明，稻鸭共育区稻飞虱数量平均减少了50.0%，而稻田中有益昆虫蜘蛛数量却有所增加。王献志等[14]研究指出，稻鸭共育对二化螟的防控率达到60.0%，稻纵卷叶螟的防控率也比不施农药不养鸭稻田高50.0%左右；稻鸭共育田蜘蛛优势种群密度比常规施用农药稻田要高50.0%以上。

稻鸭共育期间，鸭子可以比较好的控制某些害虫，不过只一味地依赖鸭子取食害虫来达到防控虫害也是不现实的，因此，一般需在把鸭子赶出稻田之后，再喷施生物农药加以防治。

3.3 稻鸭共育对纹枯病的影响

束兆林等[17-18]指出，因鸭子在稻田中活动，踩踏水稻旁边的枯叶和杂草，使稻田的透光性和通风性都得以改善，湿度降低，因此对纹枯病有一定的防控作用。禹盛苗等[19]研究表明，稻鸭共育技术可使纹枯病病情指数低70.0%左右，并且由于鸭子在田间活动，使水稻后期的无效分蘖得到一定程度的降低、水稻基部黄叶的脱落加速，田间小环境得到改善，这些对纹枯病的发生、发展也起了很大的控制作用。

3.4 稻鸭共育对稻田生态环境质量的影响

稻鸭共育由于在稻作期间少施甚至不施农药化肥，长此以往，稻田土壤的理化性质和水体都慢慢有了变化，水稻土中有害物质含量会越来越少，土壤不断得到修复[5，20-21]。采用稻鸭共育的稻田与不采用的稻田相比，CH4和N2O的排放量显著减少，可以有效减缓全球变暖趋势[22]。

4 稻鸭共育对土壤培肥和氮磷流失的影响

4.1 稻鸭共育对土壤培肥的影响

稻鸭共育能使耕层土壤的大孔隙减少，容重、水稳性团聚体增加，土壤物理性能转好[5]。而禹盛苗等[21]研究得出，稻鸭共育可有效降低土壤容重，与朱金明等的研究结果相反，经分析原因是研究侧重点不同，前者研究侧重土壤结构，后者侧重土壤物理性能。但最终研究结果都说明，稻鸭共育使土壤环境向良性发展。

张帆等[23]研究发现，在早晚两季稻鸭共育之后，稻田土壤全氮和全磷含量比非稻鸭共育区分别提高5.73%和6.25%。禹盛苗等[21]研究也指出，稻鸭共育田与非稻鸭共育田相比，由于鸭子的直接排便，土壤有机质大约可提高1.7 g/kg。稻鸭共育有利于提高土壤养分含量，如全氮、碱解氮、速效钾、有效磷和有机质等，并且实施共育技术时间越长，效果越好。由于土壤有机质含量的不停增加，微生物有了更加充足的生存和生活的能量和碳源，提高了土壤微生物含量，所以土壤微生物数量稻鸭共育区比非稻鸭共育区有所增加，趋势向好[24-25]。

王献志等[19]研究也指出，稻鸭共育系统中，鸭子直接把粪便排在稻田里，还不停的踩踏，那么混入了粪便的土壤肥力便大大提高，有着很好的培肥效果。在其研究中，还对鸭子的粪便还田量进行了量化，结果表明，实施稻鸭共育的年限越长，土壤培肥效果会越好。

4.2 稻鸭共育对氮流失的影响

研究表明，稻田施用的氮肥并不能全部被水稻吸收利用，其利用率仅为20.0%～40.0%，作物只吸收了其中的一小部分，剩余的大部分都流失到水体和大气环境中，途径主要为径流、淋溶、渗漏及氨挥发等[26-28]。

氮素流失，进入水体环境中，通过径流、淋溶和渗漏，地表水与地下水受到污染，接着流入大江、大河、湖泊中，长此以往，水体富营养化严重。氮素还有一种流失方式，即氨挥发，进入大气环境中，大气中氧含量增加，可能会加剧全球大气环境污染，增强温室效应。

郑敏[3]在这一方面做了较为详细的研究，其结果表明，田面水铵态氮浓度比硝态氮要稍微高一些，并且在放鸭当天总氮、铵态氮和硝态氮的浓度达到最高值，随后急速下降且慢慢稳定下来。由于鸭子不停在田间活动，进行踩踏，把固定在土壤中的氮素释放出来，并且鸭粪也是氮素的主要来源，因此，稻鸭共育田的总氮含量较非稻鸭共育田要高得多；还由于鸭子在田间活动和取食，杂草等得不到生长，减少了对铵态氮和硝态氮的吸收，从而水体中的铵态氮和硝态氮含量大大提高。通过量化指标测算，在水稻田中活动的1只鸭子60 d需要摄入的饲料是4.5 kg，折算成纯N投入约为0.14 kg。

而在放鸭后期，前文也有详述，鸭子在田间的活动可促进水稻更好的生长，从而增加了水稻植株对氮素的吸收，这有可能比鸭粪中氮素的排放量要大，于是水体环境中氮素含量有所减少，这也是在水稻生长后期，稻鸭共育田中水体氮素含量比非稻鸭共育田要低的原因。

4.3 稻鸭共育对磷流失的影响

岳玉波等[29]研究指出，通常施入农田土壤中的磷肥只有极少的一部分被农作物吸收利用，磷肥利用率仅为15.0%～25.0%，大部分都流失到大气环境和水体环境中，主要流失方式为径流、淋溶、矿化等。

农田土壤中磷素流失方式主要是地表径流、渗漏淋失和土壤侵蚀等，并且主要是以颗粒吸附态和溶解态的形态随地表径流流失，进入水体环境中，因此导致水体磷浓度增加，水体质量大受影响[30]。

纪雄辉等[31]研究得出,洞庭湖区种植双季稻期间施用化肥和猪粪的磷素径流流失分别占施磷量的0.86%和1.44%。朱金明等[5，32]在研究稻鸭共育田总磷和可溶性磷2个指标的变化情况时发现，总磷和可溶性磷浓度在放鸭当天达到最高值，随后急速下降并慢慢稳定下来。由于鸭子在田间的活动，释放了土壤中被固定的磷素，所以导致水体环境中磷素的增加。通过量化指标测算，在水稻田中活动的1只鸭子60 d需要摄入的饲料是4.5 kg，折算成P2O5投入约为0.08 kg。

同时也有研究指出，稻鸭共育稻田其田面水的含磷量比非稻鸭共育稻田高，为了不使水体由于不合理的排水和降雨造成污染加大的可能，在实施稻鸭共育技术的同时，也要充分做好稻田水分管理工作，降低水体发生污染的可能性[7，33]。

5 展望

稻鸭共育技术的推广符合当前形势发展的要求，既能生产无公害的农产品，丰富市场，又能稳定粮食生产、提高经济生产能力，改善生态环境，对提高农民收入、改良农村经济和农民生存环境具有十分重要的意义。笔者认为，以下2个方面值得在今后研究中加以关注：（1）稻鸭共育模式运用中如何减少氮、磷肥用量，如何更加精确的施用氮、磷肥，以及如何控制农田中氮、磷流失，从而减少农业面源污染。（2）稻鸭共育模式是生态农业的有效实践方式，目前稻鸭共育模式的运用大多处在试验时期，在有机肥和生物农药的投入上，很大一部分是由农业部门项目补偿得来，由此，连续实施稻鸭共育模式确实会出现经济效益和生态效益不断上升的效果，但如果没有项目补偿，该如何得到广泛运用，如何能有良好的效益，值得探讨。

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