稻鱼系统养分循环利用研究

摘要

随着现代农业的发展，农业生产水平得到了大大的提升，但同时带来了生物多样性简化、过度依赖养分集约化投入、资源利用效率低等问题，并对环境产生负面影响。因此，如何在提高土地生产力和资源利用效率的同时降低对环境的影响一直是各国科学家关注的热点。本研究以具有1200年历史的全球重要农业文化遗产稻鱼系统为例，通过野外田间试验，研究稻田物种共存对稻田养分循环利用的影响，研究取得以下主要研究结果：
　　 1稻与鱼共存后对稻田养分循环的影响
　　 在养殖密度和稻田管理均一致的情况下，稻鱼共作系统(RF)水体化学需氧量(COD)、水体总氮含量(TN)、水体总磷含量(TP)及水体氨氮含量(NH4+-N)均低于鱼单作系统(F)，而氮(N)利用效率则高于鱼单作系统(F)，说明水稻的存在能够减少田鱼养殖带来的养分流失，进而提高系统养分利用效率；此外，氮平衡分析结果显示，稻鱼共作系统(RF)稻体氮(N)储量高于水稻单作系统(RM)，即稻田中养鱼能够促进水稻对氮(N)的吸收利用。
　　 2鱼放养密度对稻田养分循环的影响
　　 低密度养殖下(田鱼目标产量25公斤/亩)，稻鱼系统(RF)与水稻单作系统(RM)水体COD值、TN、TP及NH4+-N含量均没有显著性差异；高密度养殖下(田鱼目标产量100公斤/亩)，稻鱼系统(RF)水体COD值、TN、TP及NH4+-N含量显著高于水稻单作系统(RM)，说明稻田高密度养殖会带来饲料养分的大量流失，对环境造成负面影响。
　　 稻鱼共作系统中，随着田鱼放养密度的增加，水体COD值、TN、TP及NH4+-N含量均呈现增加的趋势；系统N利用效率则呈现降低的趋势。盲目追求高产会造成资源的极度浪费和系统养分的低效利用。
　　 3化肥与鱼饲料投入方式对稻田养分循环的影响
　　 在总N投入水平(化肥总N含量与鱼饲料总N含量的和，为225kg N/ha)一致的前提下，试验设置了3种化肥与鱼饲料的配比方式，分别是：RFa(化肥总N投入水平为195kg/ha，鱼饲料总N投入水平为30kg/ha)；RFb(化肥总N投入水平为175.5kg/ha，鱼饲料总N投入水平为49.5kg/ha)；RFc(化肥总N投入水平为157.5kg/ha，鱼饲料总N投入水平为67.5kg/ha)。试验结果发现，水体COD值、TN、TP及NH4+-N含量与鱼饲料总N投入水平成正相关，即饲料投入越多，稻田流动水体所携带的养分流失也越多。
　　 N平衡与N利用分析结果显示，鱼总N含量随投入鱼饲料总N含量的增加而增加，水稻总N含量随投入化肥总N含量的增加而增加，系统N利用效率在化肥总N投入水平为195kg/ha，鱼饲料总N投入水平为30kg/ha时最高。
　　 4不同类型鱼饲料投入对稻田养分循环的影响
　　 试验选配的4种鱼饲料中，投放漂浮饲料的处理田鱼产量、总N利用率、饲料N的利用效率及饲料转化率均最高；之后依次是配合饲料、混合饲料(50％配合饲料+50％农家饲料)和农家饲料。投喂漂浮饲料能够大大降低因饲料残余带来的养分流失，减少对稻田水体的污染。