长期淹水条件下稻鱼复合种养对土壤养分和酶活性的影响

周榆淇，邹冬生*，王安岽，邹京辰，郑志广，刘沐琦， 张满云，王华，肖润林

（1.湖南农业大学资源环境学院，洞庭湖重点实验室，湖南 长沙 410128；2.中国科学院亚热带农业生态研究所，亚热带农业生态过程重点实验室，湖南 长沙 410125）

土壤养分和微生物环境是影响水稻生长的重要因素，已有研究发现，稻田复合种养能有效提高土壤肥力，并能提高土壤微生物多样性[1-2]。传统的稻鱼复合种养农业中，化肥和农药的减少降低了水稻种植的成本，提升农田生态系统稳定性，也增加了农户的收益[3]，因此稻鱼复合种养在2020年被农业部充分肯定，同时该模式的优化改进受到了研究人员的关注[4]。在稻鱼复合种养的优化研究中，选择耐淹水的水稻进行深淹水复合种养可以减少传统稻鱼模式对土壤耕作层的破坏和饵料的投入。复合种养长期淹水指水稻移栽后保证田面湿润，在水稻分蘖结束后达到水稻能承受的较高淹水深度，同时投鱼并保持淹水深度直至收获。研究发现长期淹水对土壤环境会产生负面影响，甚至会影响作物的生 长[5-6]，而巨型稻在耐水淹具有良好的表现，结合水稻产量探讨巨型稻应用于长期淹水复合种养下土壤养分情况和酶活性的影响对于复合种养具有一定的现实意义。

近年来，许多学者对稻渔复合种养进行了不同针对性的研究，大部分使用的是传统水稻或者杂交水稻进行传统的稻渔复合种养研究，对长期深淹水这一模式研究较少。在不同类型稻渔复合种养中，鱼类对稻田土壤影响各不相同。Hu等[7]发现稻鱼模式中，鱼类排泄物中的氮可被水稻直接利用。马薇薇等[8]发现稻鱼模式下土壤有机质显著高于水稻单作处理，稻鱼处理TN含量比单作高34.44%；林利红等[9]发现稻蟹模式下，稻蟹模式成熟期土壤TN比单作高7.84%；厉宝仙等[10]发现稻虾模式下土壤铵态氮和有效磷分别增加了24.16%和48.10%，土壤硝态氮有所下降，且水稻产量有所降低；周雪芳等[11]发现，稻蛙模式下土壤微生物数量、酸性磷酸酶（ACP）活性均显著高于对照田；佀国涵等[12]发现0~50 cm的土层中，稻虾共作模式的土壤微生物群落 McIntosh 指数显著高于中稻单作模式，随着土壤深度的增加，稻虾模式土壤SOC和TN含量显著下降；王昂等[13]发现养蟹能提高0~10 cm土壤脱氢酶、蛋白酶和UR活性。研究发现在稻田鱼类庇护所不超过稻田面积10%的情况下，稻田养鱼对水稻产量无显著影响，稻米品质有了显著的提 高[3,14]。由此可见，稻田复合种养不仅能改善土壤质量，也能提高农民经济收益。

“巨型稻”是通过突变体的筛选、籼粳及野生稻远缘杂交、聚合定向选育而获得的新型水稻，具有植株高大、耐淹水等优势，能为鱼类提供遮阴避凉和栖息场所。巨型稻的生长发育需要更多的营养，然而盲目的施肥会导致肥力流失从而污染环境。巨型稻和鱼结合种养后，鱼类日常活动能为稻田土壤补充肥料，也能降低水稻和杂草之间的竞争关系，降低农户挖沟施肥的投入和水体面源污染的风险，但是长期大量的蓄水是否对稻田土壤环境产生不利影响尚不清楚。因此，为了明确稻鱼复合种养长期淹水对土壤养分、微生物生物量和酶活性的影响，本研究选取“巨型稻”和“稻花鲤”复合种养为试验对象，于2020—2021年进行复合种养田间定位试验，以传统干湿交替为对照，设置淹水30 cm不养鱼和淹水30 cm养鱼共3个处理，传统干湿交替处理依照当地农户淹水晒田交替的方式管理，淹水处理在分蘖期后淹水至30 cm并保持至鱼类收获，测定不同处理分蘖期（淹水前）、拔节期（短期淹水）和成熟期（长期淹水）土壤碳氮磷含量、微生物量碳氮磷含量和土壤相关酶活性，分析不同处理之间差异，探讨长期淹水条件下稻鱼复合种养对土壤养分、微生物生物量和土壤相关酶活性的影响并对长期淹水稻鱼复合种养模式作出评价，进而为稻鱼复合种养农田养分调控、土壤可持续利用和种养模式的改进提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况和供试材料

本研究于2020—2021年在湖南省长沙县金井镇开展，试验地选自中国科学院长沙农业环境观测研究站中的稻田生态种养试验和示范园区稻田（112°52′~113°35′ E，27°59′~28°42′ N）。试验地海拔高度为45~50 m，区内为典型亚热带湿润季风气候，从农业气象大数据系统查阅两年内种植水稻时段（6月—10月）日平均温度为25.4 ℃，月平均降水量和日照时数分别为166.0 mm和153.2 h。供试稻田土壤为水稻土，母质为河流冲积物。2020年土壤基础理化性质为：SOC含量为16.72 g/kg，TN含量为1.87 g/kg，总磷（TP）含量为0.34 g/kg，pH为5.6。

供试巨型稻（暂未通过审定，仅试验使用）从2011年开始进行多区生产性试验，身形笔挺，穗长粒多，圆润饱满，平均株高1.7米左右，最高达到2米以上，平均一株有35个左右的稻穗，每穗300~500粒，单季产量在不同地区可达7.5~15 t/hm2，发芽40天左右进入分蘖期，分蘖结束后40天左右开始孕穗，需要60天左右成熟，全生育期在150天左右。鱼类为南方地区常见“稻花鲤”，长沙鱼苗市场购买，底栖杂食性鱼类，荤素兼食，适应性强，新陈代谢速度快。

1.2 试验设计

供试巨型稻连续两年（2020年和2021年）按中稻季节栽培，以正常干湿交替为对照（CK），设深淹水30 cm不养鱼（UR30）和养鱼（URF30）共3 个处理；每个处理三次重复，按随机区组方式排列，每个处理小区面积为100 m2。每个小区有独立的进水 和出水口，以保证重复的水环境一致且有相互独立。稻田于6月中旬整田插秧，插秧规格为每穴2株基本苗，株距为50 cm，行距为50 cm。所有处理整地时，以复合肥的形式按照氮磷钾比例1∶0.5∶1.3施入氮肥150 kg/hm2、磷肥75 kg/hm2、钾肥为195 kg/hm2，后期不追加肥。水稻移栽后至返青期保持田面湿润，分蘖期结束时灌水至30 cm，从拔节期开始至成熟期保持淹水30 cm。在灌水的同时放养每尾为50 g左右的鲤鱼，放养密度为2尾/m2，不进行投饵，水稻收割时养鱼处理排出一半水，其他两个处理全部排出，收割水稻稻穗部位，随后在URF30处理进行收鱼，剩余部分留在稻田中还田。

在水稻分蘖期（淹水前）、拔节期（短期淹水）、成熟期（长期淹水）对试验区采用五点采样法采集耕作层（0~20 cm）土壤样品，去除杂质，混匀均分，取适量成熟期土壤风干磨细后过100目筛，用于测定土壤SOC、TN和TP；取适量所有时期土壤样品贮藏在4 ℃冰箱，用来测定土壤铵态氮、硝态氮、速效磷；剩余土壤放入-80 ℃冰箱保存，用于测定微生物量碳氮磷含量和酶活性。

1.3 测定项目与方法

土壤SOC用重铬酸钾氧化—硫酸亚铁滴定法测定；土壤TN用半微量凯氏法测定[15]；土壤铵态氮和硝态氮用2 mol/L的KCl溶液振荡浸提过滤后，浸提液直接由连续流动分析仪测定[16]；土壤TP用硫酸—高氯酸消煮后定容过滤，有效磷用0.5 mol/L 碳酸氢钠浸提过滤后，直接由连续流动分析仪测 定[17]；土壤MBC在氯仿熏蒸后使用重铬酸钾氧化—硫酸亚铁滴定法测定，土壤MBN在氯仿熏蒸后使用硫酸钾浸提，流动分析仪测定，土壤微生物量磷（MBP）在氯仿熏蒸后使用碳酸氢钠浸提，流动分析仪测定[18]。

土壤BG活性采用对硝基酚（PNP）法测定[19]，土壤UR活性采用苯酚—次氯酸钠比色法测定[20]，土壤ACP活性采用对硝基酚（PNP）法[19]，土壤BG活性和ACP活性以每天每克干土催化产生的对硝基苯酚的微克数（μg p-nitrophenol/g dry soil/d）来表示，土壤UR活性以每天每克干土催化产生的对铵态氮的微克数（μg NH4+-N/g dry soil/d）来表示。

水稻相关指标计算：实际水稻籽粒产量在收割时称重；鱼获在捕捞时统一称重；水稻干物质在成熟期使用五点采样法对每个小区进行五株水稻进行采样烘干统计，同时计量根系长度。

1.4 数据统计与分析

参考刘银等[21]的研究，土壤酶活性几何平均值计算方法为：

式中：F为土壤酶活性几何平均值（μg/g dry soil/d），U1、U2和U3分别为BG活性、UR活性和ACP活性。

酶化学计量学是C、N、P获取酶的活性比，利用BG、UR和ACP三种和碳氮磷转化相关酶的化学计量学进行矢量分析（矢量长度和矢量角度），进而检验土壤微生物相对养分限制情况，矢量长度越长表示受到的碳限制强度越强，反之越小；矢量角小于45°或大于45°分别表示氮或磷限制。矢量长度（VL，无量纲）和矢量角度（VA，°）的计算方法[22-24]为：

采用Excel2019和SPSS21.0统计软件对各处理下相同年份不同测定指标进行单因素方差分析，检验不同处理相同时期与相同处理不同时期之间的差异显著性（α=0.05）。

2 结果和分析

2.1 土壤碳氮磷总量和土壤元素计量比分析

土壤碳氮磷是稻田土壤养分的重要组份，也是稻田养分循环和稻田生态系统的重要生态因子，它的含量对土壤中微生物和有效养分等物质有不同的影响，同时土壤碳氮磷比能有效表征土壤质量水平和土壤碳氮磷平衡状态。两年试验结果显示，URF30处理土壤SOC和TN含量在成熟期均显著高于CK和UR30处理（P＜0.05），且该处理SOC和TN含量在试验中逐年增加（表1）；URF30处理土壤SOC含量2020年成熟期比试验前增加了11.66%，2021年较2020年增加了12.05%；URF30处理土壤TN含量2020年成熟期比试验前增加了13.9%，2021年较2020年增加了16.43%；所有处理TP含量在成熟期无显著差异，各处理TP含量相比试验开始前逐年下降。

表1 不同处理成熟期土壤中有机碳、总氮和总磷含量和计量比Table 1 Contents and stoichiometric ratios of soil organic carbon, total nitrogen and total phosphorus across the treatments at maturity stage

通过计量比分析发现，两年试验中所有处理碳氮比无显著差异，体现了土壤中SOC和TN的稳定性；连续两年试验中土壤碳氮比呈下降趋势。URF30处理土壤碳磷比和氮磷比在两年试验中均显著高于UR30处理和CK处理（P＜0.05）。各处理2021年土壤碳磷比和氮磷比均高于2020年，在碳氮比较为稳定的情况下，土壤中磷元素含量的降低是导致碳磷比和氮磷比增加的主要原因。

2.2 土壤有效养分含量分析

稻田土壤有效养分能直接为水稻提供营养物质，是反映土壤肥力的一个重要指标。本试验在分蘖期结束时达到试验要求水位，随着淹水深度的增加和鱼类的加入，土壤中结构受到淹水和鱼类扰动的影响，此时有效态的变化较为明显。由表2可知，在连续两年试验中，UR30和URF30处理土壤铵态氮含量均呈先上升后下降的趋势；URF30处理土壤铵态氮含量连续两年从分蘖期到拔节期显著增加 （P＜0.05），在长期淹水后显著下降（P＜0.05），且URF30处理在拔节期和成熟期的土壤铵态氮含量均高于UR30处理。所有处理硝态氮含量连续两年均呈下降趋势，在水稻生育期前后下降显著（P＜ 0.05）；短期淹水后，所有处理土壤硝态氮含量显著下降（P＜0.05），并在长期淹水后无显著变化；养鱼处理土壤硝态氮含量在拔节期和成熟期均小于不养鱼处理，但均不具有显著差异。土壤有效磷含量总趋势和硝态氮含量一致，连续两年呈下降趋势；2020年短期淹水后养鱼处理有效磷含量显著高于不养鱼处理（P＜0.05），但在长期淹水后无显著差 异；2021年短期淹水后养鱼处理有效磷含量高于不养鱼处理，但不具有显著差异，而在长期淹水后仍然高于不养鱼处理。

表2 不同处理土壤铵态氮、硝态氮和有效磷含量变化Table 2 Changes of soil ammonium nitrogen, nitrate nitrogen and available phosphorus contents across the treatments

2.3 土壤微生物量碳氮磷含量与酶活性分析

土壤微生物指土壤中体积小于5×10-3μm3的生物总量，主要有细菌、真菌等，并且能够有效表征土壤养分循环微动态，是生态系统平衡的重要环节。由表3可知，两年试验中，土壤微生物量的变化在水稻整个生育期较大，但URF30处理土壤微生物量碳氮磷含量连续两年均呈先上升后下降的趋势，并在拔节期高于UR30处理。淹水处理MBC在成熟期均显著低于CK处理（P＜0.05），这说明干湿交替更有利于稻田土壤好氧微生物的生存和繁殖；养鱼处理土壤MBC在短期淹水和长期淹水后均高于不养鱼处理，说明鱼类能一定程度增加土壤MBC含量。

表3 不同处理土壤微生物量碳氮磷含量变化Table 3 Changes of soil microbial biomass C, N and P contents across the treatments

CK处理土壤MBN含量在2020年呈上升趋势，但在2021年较为稳定；URF30处理土壤MBN含量在拔节期和成熟期均高于UR30，且UR30处理土壤MBN含量在水稻生育期前后显著下降（P＜ 0.05），UR30处理2020年和2021年土壤MBN含量在长期淹水后分别下降146.9%和55.8%。CK处理MBP含量在水稻生育期前后无显著差异；UR30处理土壤MBP含量在两年中表现相反，2020年UR30 处理MBP含量在短期淹水后显著降低（P＜0.05），而2021年在短期淹水后显著上升（P＜0.05）；URF 30处理土壤在短期淹水后MBP含量显著增加（P＜ 0.05），但在长期淹水后显著下降（P＜0.05），且均显著大于CK处理（P＜0.05）。

土壤酶活性能指示土壤微生物的活性，酶几何平均值也是土壤微生物质量的一类评价指标，两者都能间接表示生态系统中养分的变化趋势。由表4可知，2020年CK和URF30处理土壤BG活性在水稻整个生育期显著下降（P＜0.05），而UR30处理前后无显著变化；2021年与2020年趋势一致，其中CK处理前后差异显著（P＜0.05），而URF30和UR30处理差异不显著；短期淹水后，CK和URF30处理土壤BG活性均有不同程度的下降，而URF30处理在长期淹水后无显著变化；URF30处理土壤BG活性连续两年均在成熟期低于UR30处理。CK处理和UR30处理土壤UR活性在2020和2021年在水稻生育期前后均无显著差异；而URF30处理土壤UR活性在2020年显著下降（P＜0.05），在2021年下降不显著；2020年淹水处理UR活性在分蘖期到拔节期显著下降（P＜0.05），而2021年淹水处理土壤UR活性在拔节期时与分蘖期无显著差异，可能是第一年在分蘖末期淹水土壤的铵态氮含量较2021年更高，铵态氮的负激发效应较强。CK处理土壤ACP活性连续两年均呈上升趋势，在2020年试验中成熟期土壤ACP活性显著高于分蘖期（P＜0.05），而在2021年成熟期土壤ACP活性比分蘖期高出10.72%，但不具有显著差异；URF30处理土壤ACP活性连续2年在拔节期和成熟期均高于UR30处理，仅2020年成熟期差异不显著。

表4 不同处理土壤酶活性变化Table 4 Changes of soil enzyme activities across the treatments

各处理土壤酶活性几何平均值在连续的水稻试验下呈上升趋势，URF30处理酶活几何平均值连续两年均高于CK和UR30处理，并与CK处理差异显著（P＜0.05，表5）。UR30处理连续两年均大于CK处理，但不具有显著差异。

表5 不同处理酶活性几何平均值（μg/g dry soil/d）Table 5 Geometric mean values of soil enzymes across the treatments

2.4 土壤酶活性的矢量分析

土壤微生物酶化学计量可以表征土壤微生物养分利用和养分需求，同时体现土壤养分的有效性。由表6可知，CK和URF30处理土壤微生物碳限制在2020年和2021年均呈下降趋势，2020年在水稻生育期前后下降显著（P＜0.05），2021前后无显著差异；UR30处理土壤微生物碳限制在2021年呈增加趋势。URF30处理连续两年在拔节期受到的碳限制均小于UR30处理，并在长期淹水后未发生改变。通过分析图1不同处理土壤微生物受到的氮限制和磷限制发现，两年连续试验中UR30和URF30处理土壤微生物在分蘖期均受到氮限制，并在拔节期转变为磷限制，长期淹水后回归氮限制，CK处理连续两年土壤微生物在水稻分蘖期和拔节期均受到氮限制。

表6 土壤微生物酶化学计量学中矢量长度变化Table 6 Vector length variation in soil microbial enzyme stoichiometry

图1 土壤微生物酶化学计量学中矢量长度和矢量角度 的变化Fig.1 Changes in vector length and vector Angle in soil microbial enzyme stoichiometry

2.5 稻鱼复合种养水稻和鱼类相关指标分析

稻田养鱼目的是使谷物增产，并利用现有的水环境养育鱼类，在不追加化肥和喷洒农药的情况下，保证水稻产量的稳定并增加额外收益。分析并讨论不同复合种养模式下水稻和鱼类的产量，是比较不同模式优劣的第一要素，从而一定程度能够推动稻鱼复合种养的发展。将不同处理两年试验水稻和鱼类相关指标列于表7。结果显示，2020年各处理水稻产量无显著差异，在养分的积累下，2021年URF30处理水稻产量显著高于其他处理（P＜ 0.05）。两年鱼产量分别为(2 612.70±53.41) kg/hm2和(2 773.95±82.05) kg/hm2。相比投入鱼苗的重量，2020年鲤鱼重量增长了280%，2021年鲤鱼重量增长了266.67%。养鱼处理水稻干物质均高于不养鱼处理，但不具有显著差异。CK处理水稻根系比其他两个处理更长，这可能是干湿交替对水稻根系的呼吸作用有一定促进作用，各处理根系长度均超过了30 cm，但无显著差异。经济系数主要由水稻的基因决定，连续两年各处理经济系数分布在44.31%~47.66%，处理之间不具有显著差异。

表7 不同处理水稻和鱼类相关指标Table 7 Related indexes of rice and fish across the treatments

3 讨论

3.1 稻鱼复合种养对土壤碳素和相关微生物因子的影响

连续两年研究发现URF30处理成熟期土壤SOC含量显著高于不养鱼处理，说明养鱼在一定程度上能增加土壤SOC，有研究发现稻田中鱼类的排泄物增加了土壤中有机物的积累[14,25]，主要是鱼类在捕食过程中将水体中的浮游生物和一些杂草摄入体内，快速消化并随排泄物沉降入土壤中。浮游生物和杂草的生长会吸收水体与土壤中的养分，鱼类的捕食相当于将固定在这些食物中的养分重新归还给土壤和水体。同时稻田养鱼能增加土壤孔隙中的水分含量，造成土壤通气性下降，导致土壤中的有机物在缺氧条件下分解缓慢，SOC逐渐积累[26]。

土壤碳氮比值低表示有机质处于较快的矿化状态[27]，养鱼处理土壤有机质的积累是导致土壤碳氮比值提高的主要原因，这与本文研究结果一致。本试验中养鱼处理水稻生物量大于其他处理，其还田量也高于其他处理，秸秆还田会增加土壤SOC含量，提高了能量利用率。本试验研究发现淹水对MBC有一定的抑制作用，通过酶化学计量学分析可知，养鱼处理中微生物碳限制最弱，说明鱼类排泄物对SOC的补充能有效减缓MBC在淹水环境中受到的抑制作用，进而导致微生物之间的碳竞争较低。BG是一种植物在适应胁迫情况下分泌的酶[28]，前期水稻移栽的环境改变和后期的淹水都会使水稻受到胁迫，导致水稻植株分泌的BG增加并进入土壤，而后期随着水稻的生长和对淹水的适应，分泌的BG减少。

3.2 稻鱼复合种养对土壤氮素和相关微生物因子的影响

连续两年研究发现URF30处理成熟期土壤TN含量显著高于不养鱼处理，说明养鱼处理在一定程度上能补充土壤TN含量，有研究发现，生产1 kg鲤鱼，会有34.6 g氮和43.1 g磷重新进入土壤或者水体[29-30]，与SOC一样，鱼的加入会减少稻田中其他动植物对土壤养分的吸收，间接性的对土壤养分有一定的保持作用，同时第一年的秸秆对稻田TN含量也有一定的补充作用。本研究发现稻田土壤铵态氮含量在分蘖期灌水放鱼后上升，硝态氮含量呈下降趋势，稻田淹水后，土壤毛细管内部空气扩散，土壤团聚体遭到破坏，活性有机氮被释放，土壤微生物活性提高，有机质矿化分解产生铵态氮等无机盐的速率增加[31-32]，本研究中各处理氮磷比在成熟期均小于表征土壤氮素缺乏的最小比值14，说明长期淹水后稻田氮素处于较快的矿化作用中，导致土壤氮素缺乏[33]。

研究结果显示养鱼处理UR活性在拔节和成熟期均低于不养鱼处理，而MBN含量高于不养鱼处理。养鱼和淹水均能增加铵态氮含量，此时铵态氮对土壤微生物的供给处于饱和状态，结合酶活性矢量分析也发现淹水处理土壤微生物在淹水后的拔节期并未受到氮限制，但在成熟期受到氮限制，这与土壤铵态氮含量在成熟期显著下降趋势相对应。已有研究发现UR活性和铵态氮也存在着负激发效应，UR活性在铵态氮浓度增加到峰值后会减弱[34-35]，这与本研究研究结果一致。由于淹水环境硝化反应受到抑制，硝态氮的含量呈一个下降趋势，并在连续两年的试验中淹水处理硝态氮含量逐年降低。

3.3 稻鱼复合种养对土壤磷素和相关微生物因子的影响

在鱼的排泄物中，磷元素的含量会高于氮元素的含量[29]，但是本研究中TP含量并未显著增加，可能是磷元素在排泄物沉降过程中易溶于水体。王子琬和梁新强[36]研究发现土壤呈还原性会增加磷盐的溶解性，在某种程度上也使土壤闭蓄态磷释放，导致土壤中磷更易流失，导致试验中土壤TP含量相对于初始值更低。MBP呈先上升后下降的趋势，主要是前期分蘖期水稻根系生长迅速，根系分泌物和脱落物的增加导致微生物生长；但在成熟期后对养分需求较低，根系分泌物减少，MBP下降[37]。聂小军等[38]研究发现高水平土壤碳磷比会导致微生物在分解有机质的过程中存在磷受限，本研究中碳磷比均超过49，符合高碳磷比的情况，说明植物和土壤微生物呈养分竞争状态，这与本研究矢量分析中淹水后土壤微生物受到的磷限制一致。土壤TP大部分不能被动植物利用，需要磷酸酶进行分解转化，本实验中土壤TP含量较低，土壤中有效磷含量也呈下降趋势，水稻在拔节期对氮磷需求量增加，有效磷的减少刺激微生物和水稻植株释放更多ACP来分解土壤中无机磷来补充自身需求。成熟期发现ACP活性在不养鱼处理之间无显著差异，说明在后期水稻对磷元素需求较少后，土壤微生物磷限制解除，ACP活性也趋于稳定，这和MBP趋势一致[39]。

4 结论

研究表明，巨型稻在长期深淹水复合种养中表现良好。在连续的两年试验中，养鱼处理土壤有机碳和总氮含量随着年限增加，有效养分、微生物量和酶几何平均值优于水稻单作处理；水稻籽粒产量在2021年试验中显著高于其他处理，搭配后期鱼获，能有效提高农户收益，该模式具有一定的实践意义。

试验证明了长期淹水对于土壤存在负面影响，淹水处理中微生物活性受到抑制，表现为土壤微生物量氮在淹水后显著下降。土壤各项营养元素和相应的酶的关系密切，本研究中脲酶活性和铵态氮之间的负反馈调节在淹水后表现显著；β-葡萄糖甘酶的下降趋势和有效磷缺乏时酸性磷酸酶活性的增强也能体现巨型稻在深淹水后对环境的适应性。通过土壤微生物的酶化学矢量分析表明，土壤微生物在水稻拔节期会受到磷限制，是否水稻会受到磷限制还有待研究。

大多数大田实验周期长达5年甚至更长年限，而复合种养模式也需要长期的优化和改善，长时间下不同种植模式、养鱼密度和种植密度等一系列的试验是促进复合种养推广的重要环节，能为我国粮食安全起到重要保障。