【摘要】：位于上海西郊的淀山湖,是上海市唯一的淡水湖泊,黃浦江源頭,也是上海飲用水源地。為保護(hù)水源地環(huán)境,環(huán)淀山湖地區(qū)歷史上禁止工業(yè)活動(dòng),也禁止禽畜養(yǎng)殖業(yè)。盡管如此,淀山湖仍屬于富營(yíng)養(yǎng)型湖泊,常年水質(zhì)處于中國(guó)國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)IV~V類(lèi),部分區(qū)域水質(zhì)甚至劣于V類(lèi)。環(huán)淀山湖六鎮(zhèn),地勢(shì)低洼,稻作農(nóng)業(yè)是當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作方式。常規(guī)稻作大量化肥和農(nóng)藥的投入,已對(duì)淀山湖水環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在環(huán)湖地區(qū)推行基于化肥、農(nóng)藥投入減量化的生態(tài)稻作,減少農(nóng)業(yè)面源污染,對(duì)保護(hù)淀山湖飲用水源地意義重大。本文以環(huán)淀山湖六鎮(zhèn)之一的金澤鎮(zhèn)為例,通過(guò)對(duì)21個(gè)典型農(nóng)戶(hù)走訪(fǎng),持續(xù)五年對(duì)常規(guī)水稻農(nóng)作過(guò)程進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查;設(shè)置田間試驗(yàn),研究不同施肥方式對(duì)水稻生長(zhǎng)和抗病蟲(chóng)害能力的影響研究,探究水稻病蟲(chóng)害的發(fā)生規(guī)律;并開(kāi)展稻田養(yǎng)蛙和稻鴨共作田間試驗(yàn),研究種養(yǎng)耦合型生態(tài)稻作模式;評(píng)估若在環(huán)淀山湖地區(qū)推行基以化肥、農(nóng)藥投入減量化的生態(tài)稻作,對(duì)減少農(nóng)業(yè)面源污染,保護(hù)湖泊水環(huán)境的積極效果。主要獲得如下結(jié)果:(1)據(jù)連續(xù)五年的農(nóng)戶(hù)調(diào)查表明:研究區(qū)域常規(guī)稻作N、P_2O_5、K_2O年度平均使用量分別為336.6 kg ha~(-1)、76.9 kg ha~(-1)、46.7 kg ha~(-1),N:P_2O_5:K_2O投入比例為100:23:14,存在氮肥過(guò)度投入而磷肥和鉀肥投入配比低的問(wèn)題,氮肥投入量遠(yuǎn)高于該地區(qū)推薦施用基準(zhǔn)210 kg ha~(-1)。常規(guī)稻作農(nóng)藥的年均使用量為27.80 kg ha~(-1),其中殺蟲(chóng)劑、殺菌劑和除草劑的年均使用量分別為15.45、7.5和4.85 kg ha~(-1),農(nóng)藥使用量顯著高于全國(guó)單位耕地面積農(nóng)藥使用量,13.81 kg ha~(-1)。且該地區(qū)殺蟲(chóng)劑、殺菌劑和除草劑投入比例為320:155:100,殺蟲(chóng)劑投入比例遠(yuǎn)高于中國(guó)平均水平(125:81:100)和世界平均水平(67:60:100)。(2)田間肥料試驗(yàn)表明:施用化肥,養(yǎng)分釋放迅速,有效地促進(jìn)水稻生長(zhǎng)和分蘗,提高水稻植株葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)等養(yǎng)分含量。但復(fù)合化肥(CF)處理水稻病蟲(chóng)害發(fā)生率高于菜籽餅肥低量(CML)、菜籽餅肥高量(CMH)處理和不施肥對(duì)照CK處理,尤其是在稻飛虱高發(fā)的2014年,CF處理稻飛虱數(shù)量為145.0頭/叢,分別是CMH、CML和CK處理的1.3、1.6、3.1倍,導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。施用有機(jī)肥,養(yǎng)分釋放緩慢而持久,增加土壤微生物數(shù)量和提高土壤酶活性,提高水稻抗病蟲(chóng)害的能力,增加水稻產(chǎn)量。因此,不施或少施化肥,有利于減少作物病蟲(chóng)害。(3)蛙稻試驗(yàn)表明:稻田人工投放青蛙,不僅可促進(jìn)水稻生長(zhǎng)和分蘗;還能有效控制水稻病蟲(chóng)害的發(fā)生,特別是對(duì)水稻卷葉螟和二化螟的防治尤為顯著;青蛙在田間活動(dòng),能改善水稻通風(fēng)系統(tǒng),減少致病菌落的生長(zhǎng),可明顯減少水稻紋枯病的發(fā)生。放養(yǎng)青蛙有利于提高土壤酶活性,增加土壤微生物數(shù)量。進(jìn)一步促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的分解和養(yǎng)分的礦化,提高土壤養(yǎng)分的利用率。最終,2013年和2014年放養(yǎng)青蛙稻谷產(chǎn)量分別是無(wú)蛙對(duì)照的1.41、1.43倍,增產(chǎn)效應(yīng)顯著。稻田養(yǎng)蛙既有效控制水稻病蟲(chóng)害發(fā)生,減少農(nóng)藥和化肥的使用,又有利于改善農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),有明顯增產(chǎn)效應(yīng)。(4)稻鴨共作田間試驗(yàn)表明:稻田養(yǎng)鴨還可促進(jìn)水稻生長(zhǎng),顯著減少水稻病蟲(chóng)害,特別是2014年和2015年水稻稻飛虱數(shù)量分別減少57.40%和60.01%。稻田養(yǎng)鴨還能有效遏制雜草生長(zhǎng),2014年和2015年雜草數(shù)量分別降低了92.19%和89.36%。鴨子活動(dòng)還可促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分礦化,提高稻田土壤酶活性,增加土壤線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量,豐富土壤生物多樣性。2014年水稻生長(zhǎng)后期,放鴨處理稻田土壤線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量為10.0條/克,顯著高于無(wú)鴨對(duì)照(p0.01),5.6條/克土。稻田養(yǎng)鴨可增加稻谷產(chǎn)量52.94%-89.68%,效應(yīng)顯著,而且還有純自然鴨產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)效益顯著,適合在中國(guó)南方地區(qū)推廣。(5)上海西郊環(huán)淀山湖六鎮(zhèn)共有水稻面積5975 ha。常規(guī)稻作N和P_2O_5年均使用量分別為2.01×106 kg a~(-1)和4.59×105 kg a~(-1);流失量分別為0.99×105 kg a~(-1)和0.23×105 kg a~(-1);入湖量分別為0.99×104 kg a~(-1)和0.23×104 kg a~(-1)。常規(guī)稻作過(guò)量施用化肥和農(nóng)藥,引起農(nóng)業(yè)面源污染,已對(duì)淀山湖水環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。若在環(huán)淀山湖地區(qū)推廣稻鴨共作,氮磷入湖量可分別減少75.76%和95.24%,還可避免農(nóng)藥面源污染,對(duì)保護(hù)飲用水源地環(huán)境意義重大。而且,實(shí)施稻鴨共作,凈增收入為常規(guī)稻作的3.03-4.56倍,經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀(guān)。
【圖文】：

圖 1-4 稻蟹共作[126]Fig. 1-4 Rice-crab integrated farming1.7.2 稻魚(yú)共作稻田養(yǎng)魚(yú)是一種典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，系統(tǒng)內(nèi)水稻和魚(yú)類(lèi)共生，通過(guò)內(nèi)部自然生態(tài)協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的完善。系統(tǒng)既可使水稻豐產(chǎn)，又能充分利用田中的水、有害生物、蟲(chóng)類(lèi)來(lái)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)，，綜合利用水田中水稻的一切廢棄能源來(lái)發(fā)展生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效益，在不用或少用高效低毒農(nóng)藥的前提下，以生物防治蟲(chóng)害為基礎(chǔ)，養(yǎng)殖出優(yōu)質(zhì)魚(yú)類(lèi)[127,128]。稻魚(yú)共作田塊中水稻紋枯病的發(fā)病率遠(yuǎn)低于單獨(dú)栽種水稻的田塊，在不施用農(nóng)藥的情況下，稻魚(yú)共作系統(tǒng)與水稻單作系統(tǒng)相比顯著降低田間雜草、紋枯病稻瘟病和稻飛虱等水稻有害生物的發(fā)生[129,130]。稻魚(yú)共作能夠有效地減少稻縱卷

圖 1-5 稻魚(yú)共作系統(tǒng)的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化示意圖[132]etch map showing the conversion of materials and energy in the rice-fifarming
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S511

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