水稻是重要的谷物之一,世界上近一半的人口以大米作为主食[1]。作物生产中化肥农药常过量使用,水稻产品的安全被高度关注。传统农业造成土壤板结、酸化和有机质含量下降,给土壤健康和农产品安全带来巨大隐患[2]。因此,保障稻米安全,提高稻米品质的栽培技术变得越来越重要。稻鸭共作可以减少温室气体CH4的排放,降低温室气体排放产生的综合温室效应[3];降低水稻生长期病虫害的发生率,对杂草的生长发育有较好的抑制效果[4];改善水稻田水体环境,丰富水生生物群落多样性[5];提高土壤养分含量,维持土壤酶活性的稳定,使土壤微生物更加活跃[6];水稻根系活力上升,株型更加合理,对稻米品质有较大的改善[7]。稻鸭共作模式可改善水稻田的水体和土壤环境,人工干预的减少和有机肥料投入的增加使产出的稻米更安全、健康、美味。本文介绍稻鸭共作发展历史和研究成果,为稻鸭共作模式的推广发展提供借鉴。
1 稻鸭共作的发展
中国畜养鸭子的历史已有3 000多年,最初驯养鸭子用作家禽,而稻田养鸭最早可追溯到明万历二十五年（1597年）,目的是以鸭来治理蝗虫。我国稻田养鸭从明代初至20世纪90年代中期经历流动放牧和露宿饲养模式,为传统稻田养鸭模式[12]。传统稻田养鸭模式以鸭子为中心,稻田提供鸭子部分食物,促进鸭子快速增重。传统稻田养鸭模式中种稻与养鸭环节分离,需投入化肥和农药,成本较高,鸭子啄食、践踏水稻幼苗及稻米,加上技术不成熟,经济效益较低,使得稻田养鸭未得到广泛推广[13]。随着化肥和农药的大量投入,食品质量和生态环境安全受到威胁,不利于农业的可持续发展。1986年日本福冈县古野隆雄先生在借鉴我国传统稻田养鸭模式的基础上,进行了稻鸭养殖试验,于1989年成功试验出目前较为通用的“综合稻鸭种植方式”[14]。该技术于20世纪90年代后期传入我国,结合不同地区生态环境和生产实践,各地的稻鸭共作体系有所不同,但技术本质相同,叫法包括“稻鸭共生”“稻鸭共育”“稻鸭共栖”“稻鸭共作”“稻鸭生态种养”等[12]。稻鸭共作模式具有良好的社会、环境和经济效益,已在日本、马来西亚、韩国、印度、缅甸和泰国等亚洲国家成功推广应用[15]。
2 稻鸭共作的研究现状
2.1 稻鸭共作对温室气体的影响效果和机理
2.1.3 CO2 CO2对全球变暖的贡献在60%左右,1990年我国农田CO2的碳排放量在0.95亿~2.19亿t,为化石能源排放量的20%左右。展茗等[24]研究表明,稻鸭共作的CO2排放量为常规种植的1.11倍,CO2释放量增加,但稻鸭共作3种气体综合温室增温效应低于水稻单独种植。
2.2 稻鸭共作对水稻病虫草害的影响效果和机理
2.2.3 杂草 鸭子喜食除禾本科以外的水面浮游杂草和稻田植物,在田间活动践踏杂草,影响杂草和杂草种子库的数量、物种结构、丰富度和组成,具有控草的作用。魏守辉等[33]连续4年对稻鸭共作下杂草数量和多样性进行观察发现,杂草密度随共作年限的增加而降低,4年累计下降99%。在稻田发生频度和密度较高的水虱草、陌上菜和丁香蓼种群数量下降较快,2年降低幅度近99%;鸭舌草和异莎草降低幅度较平缓,种群数量平稳下降;稻鸭共作对稗草的影响不大[33]。沈建凯等[34]研究表明,稻鸭共作生态种养模式下杂草生物量下降84%,Shannon-Wiener多样性指数和物种丰富度低于常规水稻,Pielou均匀度指数有一定的提高。Li等[35]连续9年对稻鸭共作杂草种子库进行研究,发现种子密度总体呈下降趋势,杂草种类从38种减少到21种,杂草种子库在数量和质量上的垂直分布更加均匀。杂草的控制机理为稻鸭共生种养模式保持3~15cm的水层,抑制部分杂草萌发生长;鸭子取食和践踏,杂草被吃或死亡,其多样性和高度下降[36];杂草种子在鸭子活动中被翻出土壤,生存环境改变,存活率下降,次年杂草种子库基数降低[37]。
2.3 稻鸭共作对稻田水体生态系统的影响
2.3.2 水生生物群落 水生生物群落分为水体植物（藻类）和水生动物。曹凑贵等[40]研究得出,稻鸭生态系统中藻类共有7个门,分别为蓝藻门、甲藻门、金藻门、隐藻门、裸藻门、绿藻门和硅藻门,稻鸭共作中藻类植物的数量和生物量均低于常规种植,适宜的鸭子数量能提高藻类Shannon-Wiener多样性指数。Yamazaki等[41]研究表明,稻鸭共作可提高水生动物的数量和多样性,且在常规耕作的田间,菌科和球菌主要构成水生生物的群落,而在稻鸭共作中没有出现这种特定的水生群落结构现象。汤颢军[42]通过不同水稻密度、鸭子数量和氮素投放量对水体藻类和水生动物的回归分析,表明种植密度25.5万株/hm2、纯氮用量218.6kg/hm2、鸭子密度225只/hm2左右时,水生生物群落生物量达到较高水平。
2.4 稻鸭共作对稻田土壤生态系统的影响
2.5 稻鸭共作对水稻的影响
2.6 稻鸭共作种植模式
2.6.1 养鸭特色种植模式 在引进日本稻鸭共作技术的基础上,各地对稻鸭共作模式进行研究,并推出具有创新性的共作模式。鸭子的养殖是稻鸭共作中的关键步骤,鸭子的数量及稻鸭共养时长对稻米品质有重要影响。根据实际情况及长时间试验结果,推出零日龄放鸭及一稻两鸭共作模式。传统稻鸭共作模式中鸭子需经过保温育雏及提前驯水等过程才能入水,育雏技术的把控决定鸭子的成活率,零日龄放鸭技术省去了育雏和驯水步骤[68],向水田中直接投放羽毛干后的雏鸭,鸭子存活率高,并节省育雏步骤中的成本和劳动力[69]。稻鸭共作有机模式下仅依靠鸭粪还田会使水稻生长后期肥力不足,对外源性肥料的施用依赖程度高。在一稻两鸭种植模式下,鸭子排便贯穿水稻的整个生长发育过程,水稻土壤的速效氮、磷、钾和有机质含量更稳定[70]。
2.7 稻鸭共作效益
与常规水稻种植相比,稻鸭共作模式下减少或停止了化肥和农药投入,环境污染降低,土壤质量改善,水稻品质提高,具有良好的社会、生态和经济效益。秦钟等[74]采用生态经济学的方法,对稻鸭共作稻田系统生态服务功能价值进行了估算和综合分析,物质生产功能、土壤养分积累与保持功能和涵养水分功能价值分别为6 720.00、2 892.40和2 563.70元/hm2,分别比常规稻作高24.7%、220.0%和1.7%。席运官和钦佩[75]应用能值分析方法对稻鸭共作与小麦和水稻轮作模式的生态经济效益进行比较得出,稻鸭共作的能值自给率、净能值产率、能值交换率、产量能值反馈率和能值可持续指数分别是传统的小麦和水稻轮作模式的1.79、1.57、1.47、14.10和8.71倍,稻鸭共作产品安全能值指数为0,小麦和水稻轮作模式为-0.66,能效投资率和环境负荷率分别为小麦和水稻轮作模式的40.1%和18.3%。Zheng等[76]对稻鸭共作与水稻单作进行经济评估比较,稻鸭共作的产出/投入、总收入和净收入分别较水稻单作提高15.2%、39.51%和44.80%。
3 问题与展望
稻鸭共作涉及环境学、稻作学、畜禽学、肥料学、生态学、农学、耕作与栽培学等学科,许多技术环节和科学问题需进一步研究和解决[77]。鸭子是稻鸭共作生态系统中的重要组成部分,是水稻生理特性和稻田外观食味品质改善的关键因素,目前的研究多集中在对水稻的影响上,对鸭子的品种、生长发育、食味品质和肠道菌群等差异还没有深入研究。对鸭子的产量和品质及稻鸭共作如何更好地促进水稻生长的探究有利于稻鸭共作经济效益最大化。稻鸭共作对稻瘟病、二化螟和稻纵卷叶螟的生物防治效果未达到防治指标,且收鸭后期到水稻收割尚有1个月左右,鸭子的除虫作用未能充分发挥。应针对稻鸭共作生态系统进行合理的生物防治研究,为水稻的食品安全提供更高的环境保障。
稻鸭共作模式在我国发展已久,但不同地区使用的模式、技术和名称多有不同,在模式结构、水稻和鸭子品种选择、田间管理、产品生产和配套技术措施等方面尚缺乏相对统一的操作技术规程,对此开展综合的、系统的研究,对实现稻鸭共作优质高产、安全、低耗、高效、持续生产有重要意义。
参考文献
Rice in the global food supply
Soil fertility and biodiversity in organic farming
DOI:10.1126/science.1071148 URL [本文引用: 1]
Integrated rice-duck farming mitigates the global warming potential in rice season
DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.09.233 URL [本文引用: 1]
A combination of rice cultivar mixed-cropping and duck co-culture suppressed weeds and pests in paddy fields
DOI:10.1016/j.baae.2019.09.003 URL [本文引用: 1]
鸭稻共作对土壤微生物数量及其功能多样性的影响
鸭稻共作起源于我国传统的稻田养鸭，作为一种环境友好型的生态农业技术，许多研究表明该模式具有良好的生态效应。为了进一步探讨鸭稻共作对稻田土壤微生物群落的影响，于2005年在华南农业大学增城教学科研基地进行了田间试验，共设计鸭稻区、浑水区、清水区和常规区4个处理，采用平板培养法和BIOLOG技术研究了其对稻田土壤微生物群落动态及功能多样性的影响效应。结果表明，鸭稻共作能够增加水稻生长中后期稻田土壤可培养的微生物总数以及细菌、放线菌和真菌数量；与常规区相比，土壤微生物总数、细菌、放线菌在抽穗期、成熟期的差异显著，真菌数量在乳熟期、成熟期的差异显著。BIOLOG分析显示，与清水区相比，稻田放鸭能够提高土壤微生物群落的碳源利用能力和整体代谢活性，显著增加水稻抽穗期的微生物功能多样性。说明鸭稻共作系统对稻田土壤微生物群落数量、代谢活性和功能多样性的提高均具有积极作用。
Wildlife values of North American ricelands
Rice and duck,a good combination? Identifying the incentives and triggers for joint rice farming and wild duck conservation
DOI:10.1016/j.agee.2015.08.018 URL [本文引用: 1]
稻鸭共育生态效应及经济效益
-2放入移栽不久的稻田。由于取食和活动，它们能够帮助控制田间杂草、虫害、甚至病害，并且对水稻生长发育、土壤理化性状、水体溶氧量和微生物等产生一定的影响。本文概述了稻鸭共育的生态效应和经济效益的研究进展，并指出应加强在精确施肥和水稻后期病虫害防治等方面的深入研究。 ]]>
稻鸭共作生态农业模式的功能与效益分析
对鸭稻共作生态农业模式的结构、功能和效益进行了综合分析。结果表明,鸭子和水稻可以较好地全天候地同生共长在稻田生态系统中,平均每公顷大约300-375只鸭子。利用鸭子的野性和杂食性在一定程度上可防除病、虫、草害,提高土壤肥力,因而可代替人耕耙田、施肥、施药等,避免了农药和化肥的大量投入;鸭群的活动可刺激和促进水稻的生长发育。利用这种模式可以生产出有机食品或绿色稻米,其经济效益比常规稻作高。鸭稻共作系统的每公顷净收入比常规稻作系统要高出808.5元。若按绿色食品价格高出同类商品市场价格的20%计算,则鸭稻共作系统每公顷比常规稻作系统大约多增加2000元左右的收入。这种模式的推广应用可产生良好的生态-经济-社会效益。
Wetland rice soils as sources and sinks of methane:a review and prospects for research
DOI:10.1007/s003740000214
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[本文引用: 1]
Rice paddies are an important human-made ecosystem for the global CH4 budget. CH4, which is produced in the predominantly anaerobic bulk soil layers, is oxidized significantly before it reaches the atmosphere. Roots of rice, in addition to supporting the consumption of CH4, contribute to the total CH4 production in the soil. The various controls of CH4 emission from this ecosystem depend on the structure of plant and microbial communities and their interactions. Availability of organic substrates, electron acceptors and other soil- and plant-related factors influence the activities of microbial communities. Agronomic practices including fertilization and application of pesticides have effects on CH4 emission. Recent studies using molecular retrieval approaches with small subunit rRNA-encoding gene (rDNA) sequences and functional genes, showed the richness of diversity of the microbial community in rice paddy soils, which includes members of the Archaea and methanotrophs. There is need for further research to know the consequences, at the ecosystem level, of changes in microbial diversity and microbial communities in paddy soils. This will aid in understanding the mechanisms involved in the mitigating effects of certain agricultural practices.]]>
The role of rice plants in regulating mechanisms of methane missions
DOI:10.1007/s003740050619
URL
[本文引用: 1]
Rice plants play a pivotal role in different levels of the methane (CH4) budget of rice fields. CH4 production in rice fields largely depends on plant-borne material that can be either decaying tissue or root exudates. The quantity and quality of root exudates is affected by mechanical impedance, presence of toxic elements, nutrient deficiencies, water status of growing medium, and nitrogenase activity in the rhizosphere. CH4 oxidation in rice fields is localized in the rhizosphere where the concentration gradients of CH4 and oxygen overlap. CH4 oxidation capacity is a function of the downward transport of oxygen through the aerenchyma, which, in turn, also acts as a conduit for CH4 from the soil to the atmosphere. The decisive step in the passage of CH4 through rice plant is the transition from root to stem. However, rice plants show an enormous variety of morphological and physiological properties, including differences in root exudation and gas transfer capacity. Comparative studies on different cultivars are deemed crucial for accomplishing a better understanding of the mechanisms of CH4 consumption in the rhizosphere and CH4 transport through the rice plant as well as the interaction of these processes. The results of such studies are considered tools for devising mitigation options.]]>
Characteristics of methane emission from wetland rice-duck complex ecosystem
Effect of ducks on CH4 emission from paddy soils and its mechanism research in the rice-duck ecosystem
DOI:10.1016/S1872-2032(08)60045-1
URL
[本文引用: 1]
4 emission from paddy soils and its mechanism were probed in order to decide the optimum number of ducks in the rice-duck ecosystem. Methane emission fluxes from paddy soils were measured by the static box technique. The correlations between methane emission and soil physical and chemical characteristics were also analyzed. The results showed that significant differences (ppp
Greenhouse gas emissions,soil quality,and crop productivity from a mono-rice cultivation system as influenced by fallow season straw management
DOI:10.1007/s11356-015-5227-7 URL [本文引用: 1]
Characterization of nitrous oxide emission from a rice-duck farming system in South China
DOI:10.1007/s00244-007-9014-4
URL
[本文引用: 1]
Agricultural activities are important contributors to the emissions of greenhouse gases. This study ascertained the dynamic emission of nitrous oxide (N2O) from a paddy field under a rice-duck farming system in South China. Two different cultivation and fertilizer treatments, namely, organic fertilizer + ducks (OF+D) and chemical fertilizer + ducks (CF+D) treatments, were employed in this study. Experimental data showed that diurnal variations of N2O emission were highly correlated with the activities of ducklings. The rates of N2O emission were normally increased in the early morning and late afternoon due to the frequent movement of ducklings at these time periods. Our study further revealed that the rates of N2O emission from the paddy field varied with the types of fertilizers used as well as with the stages of the rice growth. In general, the rates of N2O emission were higher for the CF+D treatment than for the OF+D treatment, whereas more N2O was emitted from the paddy field at the tillering stage than at the heading stage. The global warming potential with the use of the organic fertilizer was about 22% lower than with the use of the chemical fertilizer.]]>
Integrated rice-duck farming decreases global warming potential and increases net ecosystem economic budget in central China
DOI:10.1007/s11356-018-2380-9 URL [本文引用: 1]
稻鸭复合系统的温室气体排放及其温室效应
4、N2O和CO2的排放规律及其温室效应.结果表明:①在水稻生长期间,CH4分别在分蘖期和抽穗期出现2个排放高峰,平均排放通量养鸭处理为(7.68±0.74)mg·m-2·h-1,常规淹水稻田(对照)为(9.53±0.40)mg·m-2·h-1;N2O排放通量呈现出在稻田淹水期间保持较低值,在稻田落干后迅速升高的趋势,平均排放通量养鸭处理为(0.092±0.073)mg·m-2·h-1,对照为(0.082±0.074)mg·m-2·h-1;而CO2的排放则在分蘖期和成熟期田面水逐渐落干后呈现2个排放峰,养鸭处理和对照的平均排放通量分别为(121.20±4.21)mg·m-2·h-1和(107.53±3.92)mg·m-2·h-1.②稻田养鸭显著地降低了CH4的排放,水稻整个生育期间排放量为18.41g·m-2,比对照减少19.3%;而显著地提高了N2O的排放,整个生育期间排放量为0.2g·m-2,比对照增加了10%;养鸭稻田土壤CO2的总排放量为273.66g·m-2,对照为245.73g·m-2,两者之间没有显著性的差异.③CH4是引起稻田温室气体综合温室效应的主体,其贡献率在60%左右,相对于常规稻作,稻田养鸭能有效降低甲烷的温室效应,使其温室气体的综合温室效应显著降低,说明在中国南部稻鸭共作是一个减缓全球温室效应的可行措施.]]>
Simulation of multiple species pest damage in rice using CERES-rice
DOI:10.1016/0308-521X(94)00012-G URL [本文引用: 1]
Influencing factors on rice sheath blight epidemics in integrated rice-duck system
Sheath blight, a disease caused by the fungus Rhizoctonia solani Kuhn (anamorph), has been the most economically significant disease of rice. It was frequently reported that the disease was well-controlled in integrated rice-duck system without the employment of fungicides. However, the effecting factors behind this phenomenon were rarely reported. In this research, experiment was carried out between two treatments, rice combined with ducks (RD) and conventional rice field without ducks rearing (CK) in early season rice paddy, to investigate the variations of sclerotia in floodwater and on rice plant, microclimate 10 cm above the waterline in rice paddy and activity of protective enzymes in rice plants. The results showed that the floating sclerotia in floodwater in RD was 86-91% lower than that in CK, and adhering sclerotia in rice plant in RD was 67-78% lower than that in CK. The relative humidity tested significantly lower and light intensity tested significantly higher in RD. The temperature in the early rice growth stages in RD was slightly lower than that in CK, but it was significantly higher (32.3-36.5 degrees C) in the middle stage rice growth stages. The polyphenoloxidase (PPO) activity in RD were lower than that in CK, but the enhanced activity of phenylalanine ammonia-lyase (PAL), peroxidase (POD) and Chitinase was observed in different stages of rice growth in RD, especially the Chitinase which showed higher activity in all investigating days.
湿地稻-鸭复合系统中水稻纹枯病的变化规律
为了探明稻田养鸭对水稻纹枯病的发生、发展的影响 ,为稻 -鸭复合系统中水稻纹枯病的防治提供依据 ,笔者在中稻、晚稻田进行了稻田养鸭试验。试验结果表明 ,在中稻田每 6 6 6 .7m2 放养体重 15 0 g左右鸭子 15～ 2 0只 ,能使纹枯病病蔸率减少5 6 .0 % ,病株率减少 5 7.74 % ,同时比用井岗霉素防治的小区病蔸率下降 9.0 % ,病株率下降 15 .2 5 % ,病情指数比空白对照下降2 6 .4 6 ,比施用井岗霉素的施药区减少 0 .95 ;防治效果显著 ,基本可控制纹枯病的危害。
Insect damage reduction while maintaining rice yield in duck-rice farming compared with mono rice farming
DOI:10.1080/10440040903303389 URL [本文引用: 1]
长期稻鸭共作对稻田杂草群落组成及种多样性的影响
y=k+a•ebx，模型参数b反映了杂草种群的下降速率。在稻田6种主要杂草中，水虱草（Fimbristylis miliaceae）、陌上菜（Lindernia procumbens）、丁香蓼（Ludwigia prostrata） 种群数量降低较快，鸭舌草（Monochoria vaginalis）、异型莎草（Cyperus difformis） 次之，稗（Echinochloa crusgalli）最慢。稻鸭共作使稻田杂草群落的物种多样性持续降低，群落均匀度提高，群落相似性与稻鸭共作前相比逐年降低。说明稻鸭共作改变了田间杂草的群落结构，有利于限制杂草的发生危害。随着稻鸭共作的连年进行，对田间杂草的控制效果逐渐上升，4年后达99%以上。稻鸭共作是稻田替代化学除草的一种非常有效的生物、生态控草措施，具有显著的经济和生态效益。]]>
规模化稻鸭生态种养对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响
Alopecurus pratensis)、稗草(Echinochhloa crausgalli)、狗牙根(Cynodon dactylon)、水花生(Alternanthera philoxeroides)、鸭舌草(Mouochoria vaginalis)、水竹叶(Murdannia triquetra)和鳢肠(Eclipta prostrata)组成, 抽穗期到成熟期主要由水花生、稗草、狗牙根和水竹叶组成。研究还表明, 规模稻鸭生态种养水稻分蘖期物种丰富度、Simpon指数、Shannon-Wiener指数略高于水稻单一种植, Pielou指数低于水稻单一种植; 孕穗期到成熟期物种丰富度、Simpon指数、Shannon-Wiener指数低于水稻单一种植, Pielou指数显著高于水稻单一种植。水稻全生育期规模稻鸭生态种养与常规稻鸭生态种养比较稻田杂草密度、杂草生物量和多样性指数差异不显著, 但杂草生物多样性指数略有提高。说明规模稻鸭生态种养显著改变稻田杂草的群落结构和组成, 可抑制杂草发生危害, 达到有效控草目的。]]>
Changes in the weed seed bank over 9 consecutive years of rice-duck farming
DOI:10.1016/j.cropro.2012.03.001 URL [本文引用: 1]
稻鸭共作及其它控草措施对稻田杂草群落的影响
Monochoriavaginalis)、异型莎草(Cyperusdifformis)、矮慈姑(Sagittariapygmaea)的防效均达到95%以上,总体控草效果显著优于化学除草和人工除草.稻鸭共作使稻田杂草群落的物种丰富度及Shannon-Wiener多样性指数略有降低,但Pielou均匀度指数显著提高,表明群落物种组成有了很大的改变,降低了原来优势杂草的发生危害.在不同控草措施作用下,稻田杂草群落的结构组成也发生了一定的变化,稻鸭共作区群落组成为陌上菜(Linderniaprocumbens)+异型莎草+水虱草(Fimbristylismiliacea),Whittaker群落指数显著高于化学除草、人工除草及对照区,表明稻鸭共作对田间杂草群落结构影响较大.从Sorensen群落相似性指数及以其为距离测度指标的聚类分析结果中也可得到同样的结论.]]>
稻鸭共作对稻田水体环境的影响
通过田间对比试验，研究了稻鸭共作技术对稻田水体环境性质的影响.结果表明：稻鸭共作能够降低稻田表层水体的温度与pH值，提高电导率、氧化还原电位、混浊度和总氮、总磷、总钾三大营养元素的含量，其中总氮、总磷、总钾的含量分别比常规稻作增加1.85～5.06倍、2.01～8.70倍和42.79%～109.18%.说明稻鸭共作对改善水体理化性质、提高有效肥力供应，进而优化稻田生态环境和促进水稻的生长发育均具有积极作用.]]>
Evaluation of the influence of the rice-duck farming system on regional environment at Hongsung Area
Comparison of aquatic organisms communities between paddy fields under rice-duck (aigamo) farming and paddy fields under conventional farming
DOI:10.1080/00380768.2004.10408491 URL [本文引用: 1]
Dynamics of methane emission,active soil organic carbon and their relationships in wetland integrated rice-duck systems in Southern China
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A randomized field experiment with three replicates was conducted in the subtropical region of China to investigate the effects of integrated rice-duck system (RD) on methane (CH4) emission, active soil organic carbon fractions and their relationships in 2007 and 2008, compared with conventional rice system (CK). Methane emissions were measured at 7–9 days intervals using a closed static chamber technique, and two fractions of active soil organic carbon, namely, dissolved organic carbon (DOC) and microbial biomass carbon (MBC), were analyzed simultaneously. Soil DOC and MBC in RD and CK had similarly distinct seasonal variation patterns within the 2 years. During this time DOC and MBC concentrations were low at the early growth stage, increased during panicle differentiation and heading period, and dropped during grain filling period of rice. CH4 emission fluxes from RD and CK followed a similar seasonal variation pattern both in 2007 and 2008. Two peaks of CH4 emission were observed, the first at the tillering stage, second at panicle differentiation and heading stage. The CH4 cumulative emission was reduced in RD by 19.3 and 19.6% in 2007 and 2008, respectively, compared with CK. Seasonal variation pattern of CH4 emission was regulated by soil DOC, MBC and soil temperature, all of which were significantly positively correlated with methane emissions. Improvement in soil redox status was the predominant reason for significant reduction of CH4 emission in RD. These results clearly indicate that integrated rice-duck system could be an effective mode of rice farming for decrease in methane emission in southern China.]]>
Ecological effects of rice-duck integrated farming on soil fertility and weed and pest control
DOI:10.1007/s11368-016-1455-9 URL [本文引用: 1]
稻鸭与稻鱼生态系统土壤微生物量N和土壤酶活性动态
在一个水稻生长季节，采用田间采样与室内分析的方法，利用氯仿熏蒸培养法、苯酚钠比色法、TTC比色法、高锰酸钾滴定法和茚三酮比色法测定和研究了稻鸭与稻鱼生态系统稻田土壤微生物量N(MBN)和土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性的动态变化，及其与土壤养分和水稻吸N量的相关性。结果表明，(1）随着水稻的生长，土壤微生物量N表现为先上升随后下降，于成熟期有所回升趋势；土壤微生物量N与土壤速效N、全N和全P不相关；由于水稻与微生物对养分的竞争，土壤微生物量N与水稻吸N量不相关；稻田养鸭，养鱼显著地提高了土壤微生物量N。(2）土壤脲酶、脱氢酶和蛋白酶活性都表现出先上升后下降趋势，而过氧化氢酶活性变化不大；稻鸭与稻鱼共作显著地提高了土壤脲酶、脱氢酶和蛋白酶活性，而对过氧化氢酶活性影响不大；线性相关分析表明，在一个稻季内，土壤脲酶和脱氢酶活性与土壤速效N负相关，土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性与土壤全N和全P不相关；土壤脲酶、脱氢酶和蛋白酶活性与水稻吸N量呈显著相关。(3）稻田土壤微生物量N与土壤酶不相关。
Ecological mechanism and diversity in rice based integrated farming system
DOI:10.1016/j.ecolind.2018.04.025 URL [本文引用: 1]
“稻鸭共生”养分归还特征及水稻植株对氮、磷的吸收
-2、鸭粪氮18.22 kg?hm-2、鸭粪磷17.75 kg?hm-2。“稻鸭共生”归还稻田土壤的碳、氮、磷量分别为1 491.21 kg?hm-2、66.02 kg?hm-2、25.14 kg?hm-2, 比常规稻作分别提高20.43%(P>0.05)、55.81%(PP氮>磷, 归还的碳、氮量以水稻根碳、氮占明显优势, 归还的磷量以鸭粪磷占明显优势。与常规稻作相比, 土壤全氮含量提高5.73%, 全磷含量显著提高6.25%; “稻鸭共生”提高了早、晚稻根和秸秆的全氮、全磷含量及早、晚稻籽粒的全磷含量, 增加了早、晚稻秸秆的氮、磷吸收量和早、晚稻根的磷吸收量, 降低了双季稻产量及籽粒的氮、磷积累量。“稻鸭共生”对水稻植株磷的影响效果好于氮。]]>
Effects of insect-proof net cultivation,rice-duck farming,and organic matter return on rice dry matter accumulation and nitrogen utilization
Evidence of duck activity induced anatomical structure change and lodging resistance of rice plant
DOI:10.1080/21683565.2013.775688 URL [本文引用: 1]
规模化稻鸭共育对水稻株型结构及产量形成的影响
为探讨规模化稻鸭共育能否改善水稻的株型结构从而影响产量及产量结构的形成，本文通过大田规模化稻鸭共育、常规稻鸭共育和水稻直播的对比试验，研究了水稻分蘖末期和齐穗期的部分株型结构及水稻产量。结果表明：与常规稻鸭共育相比，规模化稻鸭共育减少水稻实际产量和有效穗，水稻部分株型结构各构成因素差异不显著；与水稻直播处理相比，规模化稻鸭共育在分蘖末期和齐穗期降低植株茎基宽，增加冠层幅度，保持植株具有一定松散度；增加剑叶和倒2叶叶开角、披垂度和叶片长度，降低倒3叶和倒4叶叶开角和披垂度，利于植株形成上披下挺的株型结构；增加剑叶、倒2叶和倒3叶叶面积占比，使叶面积较多的分布在上部叶片；促进根系生长，增加基叶高和不同叶序叶片SPAD值，减缓叶片衰老。因此，规模化稻鸭共育优化水稻部分株型结构，有利于提高光能利用效率和干物质积累，从而稳定水稻产量。
不同气候生态条件下稻米品质性状的变异及主要影响因子分析
通过多个不同类型品种的分期播种试验，分析了稻米品质诸性状在不同播期气候生态条件下的变异特征，并利用偏相关分析法对水稻灌浆结实期间若干气候生态因子的相对重要性进行综合评价。结果表明，稻米品质各性状可根据在不同播期条件下的变异系数大小划分为3种类型，其中垩白度对气候条件变化最敏感，粒形、粒长等性状较迟钝，而整精米率、胶稠度、直链淀粉含量等性状居中；同一品种晚播与早播相比，一般稻米的垩白度小、整精米率高、碱解值大，而直链淀粉含量的表现则与品种本身直链淀粉含量的高低有关；在影响稻米品质的诸气候生态因子中，水稻灌浆结实期间的日平均温度的作用最大，日平均太阳辐射、日平均温差和平均日照时数次之，而日平均相对湿度和日平均降雨量最小。
Rice-duck co-culture benefits grain 2-acetyl-1-pyrroline accumulation and quality and yield enhancement of fragrant rice
DOI:10.1016/j.cj.2019.02.002 URL [本文引用: 1]
稻鸭共作对稻米品质的影响
稻鸭共作技术是中国传统农业的精华。作为一种可持续的水稻生态种养模式，稻鸭共作对水稻生长、病虫草害防治、生物多样性和稻田环境的改善具有明显的作用，然而目前还没有关于稻鸭共作对稻米品质影响的报道。因此，于2005年在华南农业大学增城教学科研基地进行了田间试验，共设计稻鸭共作、混水处理和常规稻作3个处理，研究其对稻米加工品质、外观品质、蒸煮品质、营养品质和微量元素含量的影响效应。结果表明：稻鸭共作技术能够提高整精米率，减少垩白，增加粒宽，降低米粒长宽比值，同时促进稻米蛋白质和氨基酸含量的下降，Mn元素含量上升，但对出糙率、精米率、胶稠度和直链淀粉含量没有显著影响。说明稻鸭共作可在一定程度上改善稻米品质，为水稻的优质生产提供了一条较好的生态技术途径。
Effect of integrated rice-duck farming on rice yield,farm productivity,and rice-provisioning ability of farmers
鸭稻共作对水稻植株生长性状与产量性状的影响
本研究通过大田小区对比实验，探讨了鸭稻共作对水稻植株生长性状与产量性状的影响效果。研究结果表明，鸭稻共作在一定程度上降低了水稻植株的高度和水稻地上部的生物量，但增大了水稻地下部的生物量和根冠比，有利于水稻地下部根系的发育，并在一定程度上增强了水稻的抗倒伏能力；同时，鸭稻共作能提高水稻中后期叶片的叶绿素a和叶绿素b的含量以及叶绿素a/b值，可防止水稻在后期的过早枯黄与衰败，从而增强水稻叶片光合作用的性能及其持续时间；鸭稻共作还能够促进水稻的有效分蘖，增加水稻的有效穗数和成穗率，减少空（秕）粒数，提高水稻的实粒数和结实率，从而有利于水稻产量的形成。这些研究结果可为鸭稻共作生态技术的生产实践与示范推广提供理论依据。
洱海流域稻鸭共作对稻田温室气体排放和水稻产量的影响
4和N2O均在分蘖期和结实期出现排放峰；CH4排放通量、累计排放量和总排放量大小均为常规处理（CT） > 低密度鸭处理（LDD） > 高密度鸭处理（HDD） > 空白处理（CK），而N2O为HDD > LDD > CT > CK.与CT相比，CK、LDD、HDD的CH4排放总量分别降低45%、18%、25%，N2O排放总量分别降低8%、增加11%和37%，温室气体综合增温潜势分别降低41%、14%、17%.田面水DO、NH4+-N、NO3--N及土壤温度是引起温室气体CH4和N2O排放差异的主要因素.不同处理的水稻产量为LDD > CK > CT > HDD.合理的稻鸭共作密度降低CH4排放，增加N2O排放，减缓全球增温潜势，提高了水稻产量.兼顾水稻产量和温室气体减排效果，LDD处理综合效益最好.]]>
Complex rice systems to improve rice yield and yield stability in the face of variable weather conditions
DOI:10.1038/s41598-018-32915-z URL [本文引用: 1]
稻鸭萍共作复合系统的主要生态效应
对稻鸭萍共作体系的主要生态效应研究结果表明,稻鸭萍共作有利于提高土壤肥力,水稻收获后的土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾分别比对照增加7.95%、7.05%、6.47%和4.46%;稻鸭萍共作对杂草的控制效果达到98.94%,明显削弱了稻田优势杂草的发生与危害,稻田残存杂草为数甚少,P ielou均匀度指数显著提高;稻鸭萍共作对稻田飞虱有显著的控制效应,从而明显抑制主要由灰飞虱传毒危害的水稻条纹叶枯病的发病率;稻鸭萍共作虽然对水稻纹枯病也有明显防治效果,但不能阻止纹枯病的发生;由于绿萍吸附了稻田水体中部分有机物、腐殖质等,稻鸭萍共作区水体的化学需氧量比稻鸭共作区降低8.70%。
稻鸭共作系统生态服务功能价值的评估研究
2，比常规稻作系统高15.64%左右。其中，稻鸭共作系统物质生产的功能价值为6720元/hm2，所占比例为37.12%；环境调节功能价值量为1 1384.82元/ hm2，主要表现为调节大气、土壤养分积累与营养元素保持，两者对环境调节功能价值的贡献率可达77.48%。而常规稻作系统的环境调节功能主要表现为调节大气，单项所占的比例为65.34%。稻鸭共作与常规稻作系统涵蓄水分功能的价值对环境调节总功能价值量的贡献率相差不大，分别为14.16%和17.60%。稻田养鸭兼顾了控制农田生态系统的温室效应、维持和保育土壤肥力等，更有利于稻田系统各项生态服务功能的充分发挥。]]>
稻鸭共作有机农业模式的能值评估
应用能值分析方法对稻鸭共作有机农业模式（模式Ⅰ）和对应的稻麦常规生产模式（模式Ⅱ）进行比较研究，并比较了两种模式的生态经济效益.结果表明，模式Ⅰ的能值效益高，自组织能力、可持续发展能力强，产品安全性高，净能值产出率（EYR）、系统产出能值反馈率（FYE）、能值可持续指标（ESI）分别是模式Ⅱ的1.57、14.1和8.71倍；基于能值的产品安全性指标（EIPS）模式Ⅰ为0，模式Ⅱ为-0.66；模式Ⅰ对环境的压力小于模式Ⅱ，能值投资率（EIR）,环境负载率（ELR）分别是模式Ⅱ的40.1%和18.3%；但模式Ⅰ的经济效益低于模式Ⅱ，其产出、毛收入和净效益分别低于模式Ⅱ15.7%、9.6%和29.6%；以能值货币价值计算，模式Ⅰ的产投比、毛收入和净收入分别高于模式Ⅱ50%、102.6%和136.4%.随着生产系统的优化和市场对有机食品认知程度的提高，模式Ⅰ的经济效益具有提高的潜力.]]>
Assessment of nomadic rice-duck complex ecosystem on energy and economy
DOI:10.1186/s13717-014-0020-y URL [本文引用: 1]
两种日本稻鸭共作的最新模式
稻鸭共作技术,起源于中国,完善于日本,推广在亚洲,开辟了水稻、水禽有机生产的新途径,已经在亚洲的多个产稻国应用推广.日本在稻鸭共作上研究最多的当属日本福岗县桂川町的古野隆雄先生、日本鹿儿岛大学的万田正治教授、日本岗山大学的岸田芳朗博士.近年来,日本在稻鸭共作研究上的最新重要进展有二:一是古野隆雄先生的直播稻鸭共作,二是岸田芳朗博士的稻鸭萍共作.本文依据日本稻鸭共作的最新文献,着重介绍古野先生的直播稻鸭共作技术、岸田芳朗博士的稻鸭萍共作技术,以供国内开展稻鸭共作时借鉴利用.
