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user: 4. 稻田渔业生态功能扩展与提升 稻渔系统中水稻与杂草(水稻外其他植物)均为生产者。如是虾蟹养殖稻田，还须种植沉水植物或漂浮植物作为虾蟹栖息环境与补充饵料，也为稻田生产者。而随着水产动物加入，原先稻田中杂草、害虫及浮游生物、底栖生物都可能成为水产动物饵料，便使稻田杂草从水稻的争肥者，转变为稻田的增肥者；同时，浮游生物、底栖生物等也由原先争夺肥料和空间的水稻的竞争者，化为对水稻有益的合作者。稻田渔业肥料也由一般稻田以化肥、追肥为主，变为以有机肥、基肥为主和稻渔系统水产动物排泄物——有机肥补充的新肥源结构。同时，水产动物减轻或消除了稻田病虫危害，又增加了肥料来源。稻田有益微生物繁衍为水稻和水产动物补充了营养来源，促进了物质循环和能量转化 [ 1 ] [ 5 ] 。 (一) 稻田渔业具有除草增肥作用，抑制了化肥污染 水产动物具有清除稻田杂草的作用。稻田中大量杂草和浮游植物以及光合细菌等和水稻一样进行光合作用，起着固定和贮存能量的作用。但并不给人类提供有益产品，还与水稻争夺肥料、空间和阳光，有些杂草还是水稻病虫害的中间宿主。据报道，稻田杂草有100多种，挺水、漂浮、沉水、浮叶等各类植物都有，稻田杂草因与水稻争夺肥料，会使稻谷减产10%左右，最高达30%以上。稻田渔业对稻田杂草有明显控制效果。试验表明，杂草和籽实都是草食性及杂食性鱼类、河蟹、小龙虾及青虾等水产动物的适口饲料。草鱼及鲤鱼等可以有效防除稻田稗草、慈姑、眼子菜、水马齿、莎草等多种杂草 [ 9 ] 。稻田养蟹也能清除杂草。据吕东锋研究，当稻田放养幼蟹1~3万只/亩时，灭草率可达92.6%~96.7%。朱清海研究表明，单作稻田杂草量为13.2 kg/亩，养蟹稻田为5.4 kg/亩，降低2/3。徐世坤报道，小龙虾常食杂草有10种以上，未养小龙虾稻田虽经三次中耕除草，杂草量仍达30~435 kg/亩，养虾稻田为2.2~29 kg/亩，未养虾稻田杂草量是养虾稻田的13~15倍。利用稻田杂草养殖草鱼，单产可达10 kg/亩以上，可养殖小龙虾8.3 kg/亩左右，这与传统不投饵稻田水产品产量基本一致。在高产稻渔共作稻田，补充投喂大量饵料，饵料中1/3被利用转化成水产品，其余2/3成为水产动物粪便排入稻田，为稻田补充肥料来源。与常规水稻单作模式相比，稻田养鱼可减少1/4以上的化肥施用量。安徽省稻虾连作在水稻稳产增产情况下，化肥使用量每亩减少30.46 kg，降低48.46%；每亩节本57.93元，降低38.9% [ 10 ] 。 (二) 稻田渔业具有除虫防病作用，控制了农药污染 稻田水产动物觅食活动常碰撞水稻茎叶，会将稻飞虱等害虫碰落水中，成为饵料。长期条件反射可形成觅食习惯，泥苞虫、稻飞虱、叶婵虫等害虫都可被觅食，从而降低害虫危害。有关机构通过录像和实验控制发现了上述过程。据田间试验测定，稻田养鱼控能摄食稻田害虫的50%以上。二化螟、稻象鼻虫及食根金花虫等水稻害虫幼体都是在水中发育，成为水产动物的天然饵料。据江苏如皋邓元农科所对养鱼和不养鱼稻田虫害的比较分析，养鱼稻田三化螟三代卵块减少30%，白穗率降低50%，稻飞虱减少50%以上，纵卷叶虫百株束叶数减少30%，白叶率降低70%，稻叶蝉减少30% [ 1 ] [ 9 ] 。 稻田渔业能抑制水稻病害。清晨水产动物活动会撞落稻叶上露水，减少稻瘟病原孢子产生和菌丝体生长，降低水稻纹枯病和稻瘟病危害。以纹枯病为例，该病大多从水稻基部叶鞘开始的。肖筱成等发现，鱼类喜欢摄食带有纹枯病菌核与菌丝病斑的水稻基部腐烂叶鞘，而截断病源。据杨勇研究，养蟹稻田纹枯病发生迟、扩展慢、病期短、危害轻。其试验证明，养蟹稻田7月16日出现纹枯病病斑，8月中旬病情趋于稳定，病期比一般稻田短25天左右。养蟹稻田病株率最高为2.2%，比一般稻田低2.1%；病穴率最高为21.5%，比一般稻田低13.5%。另外，虾蟹甲壳含有天然聚合物甲壳质及壳聚糖，能诱导水稻迅速产生多种抗生物质，提高免疫力；即便是被病菌侵染的水稻，也因这些抗性物质可以从多方面抑制病菌。另外，甲壳质进入土壤可促进纤维分解菌、固氮菌、放线菌、乳酸菌等有益菌增殖，抑制丝状菌、霉菌等有害菌繁衍 [ 11 ] 。 水稻和水产动物之间互利作用，减少了农药和化肥使用。与常规稻田相比，稻田渔业可降低2/3的杀虫剂使用量。安徽省稻虾连作试验区，每亩稻田减少农药使用715.71 g，节本116.5元，并且不使用除草剂 [ 10 ] 。 (三) 稻田渔业优化了生物构成，提升了生态性能 1) 稻田渔业加速物质循环 稻渔系统通过水产动物取食稻田中杂草、害虫、昆虫虫卵、水稻枯枝落叶及稻田水体中其他浮游生物、底栖生物等田间“废物”，形成对人类社会具有较高价值的优质水产品。水产动物引入稻田，一方面减少了杂草对稻田肥料的争夺，将稻田杂草截留和害虫及其他生物抢占外溢的物质能量转化为优质水产品与有机肥。稻田水产动物粪便一部分经微生物分解成对水稻有用的营养物质，为水稻及其他植物光合作用提供N、P、K和CO 2 等营养成分，进入了下一轮物质能量循环；另一部分有机物及其他营养滞留在土壤中，改善稻田土壤生产性能。 2) 稻田渔业提升稻田土壤肥力 水稻一生吸收养分的2/3来自土壤自生肥力，只有1/3来自人工施肥，土壤肥力是水稻优质高产的基础条件。稻田渔业必须大量投喂饵料，水产动物摄食产生的排泄物成为稻田有机肥来源，有利于培育土壤肥力。据报道，养鱼稻田与未养鱼稻田相比，土壤有机质可增加0.4倍，全氮增加0.5倍，速效钾增加0.6倍，速效磷增加1.3倍。在湖北、安徽等地稻虾轮作或连作稻田，1.5~2 kg/m 2 水稻秸杆全部留田浸沤，部分转化为小龙虾饵料，部分分解成有机物滞留土壤中，改善土壤结构，提高稻田肥力 [ 10 ] 。 3) 稻田渔业生物共生互利 水稻植株利用了水土营养，改善了稻田水质和土质。水产动物都怕高温，虾蟹更为怕光怕热。当水温超过30℃时，河蟹和小龙虾便会寻找阴凉处避暑“歇伏”，停食停长。水稻封行时正当酷暑，密集的水稻植株遮荫降温，减少了虾蟹相互残杀，也防止了强烈阳光直射田面，避免了高温对水产动物生长的抑制。另外，水稻根须易聚生微生物絮团，增加了水产动物饵料来源；尤其是水稻抽穗时稻(禾)花漂落水中，增加了活性饵料，使稻田水产品别具风味，历史上广西全州禾花鱼曾为贡品。 稻田渔业对水稻有增产作用。水产动物觅食时翻土松土，虾蟹步足更是既尖又硬，它们在稻田爬行，打破了表面胶泥层对土壤封闭，加大了土壤空隙，促进了氧气和肥料向土层渗透，带动土壤增氧和升温，促进肥料分解，达到“活水养根，活根养苗”。据调查，稻田渔业田块耕作层10 cm内土质疏松呈海绵状，有利于水稻根系发育：水稻根冠大，褐色老根少，新生白色根须多；部分根须裸露于水中，有利于吸收水中营养，促进水稻高产。同时，水产动物活动形成的水流，促进氧气溶解和均匀分布。据朱清海研究，养蟹稻田平均溶氧量为5.58 mg/L，比单一稻田高2.07 mg/L，高溶氧对水稻和水产动物都有促进生长的作用 [ 12 ] 。 4) 稻田渔业减少温室气体排放 在稻田渔业田块稻田溶氧水平明显提高，并且分布均匀。据曹志强等对养鱼稻田和未养鱼稻田溶氧检测分析，两块养鱼稻田上层溶氧分别为7.11 mg/L和7.03 mg/L，分别比未养鱼稻田的5.86 mg/L高21.3%和20.0%；两块养鱼稻田的底层溶氧分别为6.17 mg/L和6.10 mg/L，分别比未养鱼稻田的3.72 mg/L高65.9%和64.0%；两块养鱼稻田下层溶氧都是仅比上层低13.2%；而未养鱼稻田下层溶氧比上层低36.5%，溶氧差是养鱼稻田的2.77倍。养鱼稻田溶氧分布比未养鱼稻田均匀的多。稻田渔业能生物除草灭虫防病，达到省肥省药，节能降耗。同时，稻田水体下层和土壤溶氧的增加，促进了CO 2 、N 2 O、CH 4 等温室气体降解。据华中农业大学作物生理生态与栽培研究中心研究，水稻生育期养鱼稻田CH 4 排放量为25.01 g/m 2 ，不养鱼稻田为26.71 g/m 2 ，养鱼稻田CH 4 排放量减少6.4%。