稻田综合种养模式对水稻病虫草害的控制作用及机理

王岳钧，怀 燕，许剑锋

(浙江省农业技术推广中心，浙江 杭州 310020)

稻田综合种养模式对水稻病虫草害的控制作用及机理

王岳钧，怀 燕，许剑锋

(浙江省农业技术推广中心，浙江 杭州 310020)

摘 要：现代农业中化学农药的使用大大提高了农业生产力，但同时也带来了环境等方面的负面影响。稻田综合种养是实现水稻农药减量、绿色高效生产的有效途径。本文论述了主要稻田综合种养模式对水稻病、虫、草害的控制作用和机理，以及由此而带来的农药减量效应，并针对浙江省实际情况，提出应加强种养技术的研究与应用，推动农业生产的可持续发展。

关键词：稻田综合种养；病害；虫害；草害；农药减量

水稻是我国主要粮食作物，全国种植面积约3000万hm2，约有60%左右的人口以稻米为主食[1]。近几十年，中国水稻单位面积产量和总产量均取得重大突破，为粮食安全与稳定做出了巨大贡献，但同时也带来了农药和化肥的大量投入，现代农业中化学农药的大量使用虽然短时期内可有效控制病虫草害，但长期单一和大量的使用将导致病虫草抗药性的增加、农田生态环境污染、稻米农药残留的危害等种种不利因素[2]。因此，通过生物之间的协同作用降低病虫草害的发生，减少农药使用，实现农业绿色发展越来越受到重视[3]。稻田综合种养是一种新型的复合农作体系，它融合了水稻栽培与水产(水禽)养殖这两类原本完全不同的农作技术。在稻田综合种养系统中，水稻能提供良好的遮阴环境，能吸收饲料残渣、排泄物，在净化水质的同时促进自身生长，水产(水禽)可捕食害虫，清除杂草，起到耘田松土增氧等作用，排泄物可以作为优质肥料，使水稻生长更加健壮，从而实现水产(水禽)养殖污染减少，水稻化肥、农药减量的生态效应，有效地改善了稻田生态系统的内外环境，有利于无公害、绿色稻米的生产[4-6]。本文分析了主要稻田综合种养模式对水稻病虫草害的控制作用及机理，及因此而带来的水稻的农药减量效应，以期对稻田综合种养模式的进一步推广提供参考。

1 稻田综合种养模式对病虫草害的控制作用及机理

1.1 稻田综合种养模式对病害的控制作用及机理

稻田综合种养系统能减轻水稻纹枯病、稻瘟病、稻曲病等病害的发生。纹枯病是水稻的主要病害之一，曹志强等[7]发现，稻鱼田中的纹枯病发病率明显降低；养蟹稻田纹枯病发生较轻，且危害级别较低[8]。蔡炳祥等[9]多年调查表明，浙江省德清县稻鳖共生稻田中纹枯病基本上没有发生；稻鸭共育也能有效减轻纹枯病的发病程度[10-11]，在稻田中放养体质量150 g左右鸭子15～20 只·667m-2，能使纹枯病病蔸率减少56.0%，病株率减少57.74%，控制效果显著，基本可控制纹枯病的危害[12]。稻田综合种养能减轻纹枯病发生，一是由于养殖动物食用水田中的纹枯病菌核、菌丝，从而减少了病菌侵染来源[13]；二是养殖动物争食带有病斑的易腐烂叶鞘，及时清除了病源，延缓了病情的扩展[14-15]；三是养殖田常换水、消毒，在一定程度上杀死了病菌或抑制了病菌的发生，有利于水稻生长；四是由于养殖的需要，水稻种植密度加大，加上养殖动物的频繁活动，改善了稻行间通风透光性能，对纹枯病的控制起到了很好的作用。

除了纹枯病外，稻田综合种养对稻瘟病的发生也有一定控制作用：如稻田养鱼能减轻水稻稻瘟病发生，其原因可能是鱼的游动能抖落清晨水稻叶片上的露珠，从而降低水稻叶片稻瘟病的孢子萌发和菌丝穿透的风险[3]。养蟹稻田稻瘟病的病情指数与病株率也明显低于常规稻田[8]。稻田养鸭对稻瘟病有明显抑制作用，防治效果可达50%～70%[16]，鸭子并不一定是稻瘟病的直接作用者，可能是由于鸭子进入稻田系统所引起的稻田生态条件变化，抑制稻瘟病的发生与发展[15]。

稻田综合种养系统对稻曲病和水稻条纹叶枯病的控制也有许多报道。蔡炳祥等[9]多年研究表明，在稻田养鳖系统中，稻曲病因品种、年份不同也有发生，但发生程度比常规种植稻田轻；孙国俊等[17]研究表明，稻鸭共作对水稻拔节孕穗期条纹叶枯病控制效果达37.7%以上，对条纹叶枯病的控制主要是稻鸭共作可有效控制水稻分蘖期灰飞虱的数量，控制效果达30%以上，减少了传毒几率和传毒量。

1.2 稻田综合种养模式对虫害的控制作用及机理

稻田综合种养系统能有效减轻稻飞虱、稻纵卷叶螟等危害。肖筱成等[14]研究表明，稻鱼系统中鱼的活动能对稻飞虱的发生有较好控制作用，主养彭泽鲫的稻田一般能减少34.56%～46.26%的稻飞虱虫口密度；薛智华等[18]研究表明，养蟹稻田的稻飞虱发生较轻，一般发生年份，不用药防治，即可控制稻飞虱的为害；稻虾模式对稻飞虱的防效为36.50%[19]；稻鸭共育对稻飞虱防除效果十分显著，比用吡虫啉防治的稻田减少61.8%～94.0%，就稻飞虱而言，稻鸭共育完全可以替代药剂防治[20]。稻田综合种养系统有效控制稻飞虱的主要原因有：一是由于稻飞虱一般在水稻中下部取食为害，养殖的水产(水禽)活动可以使植株上的害虫落水，进而取食落水虫体，减少稻飞虱的危害，尤其是鸭子非常喜欢捕食昆虫类和水生小动物，鸭子对稻飞虱等捕食的同时，也捕食蜘蛛等有益生物，但稻飞虱数量减少更明显，显著提高了稻田蜘蛛与稻飞虱的比例，因此稻鸭共生模式对稻飞虱有较好的防效；二是因为养殖田中的水位一般较非养殖田的深，稻基部露出水面高度不多，缩减了稻飞虱的危害范围，从而减轻稻飞虱的危害，据浙江德清稻田养鳖经验[9]，在稻田第四、五代褐稻虱高峰前7d，适当灌深水至25～30cm，保持水位7～10d，能有效驱虫杀卵及消除稻飞虱在水稻叶鞘上产卵的场所；三是稻田综合种养系统水稻种植密度较小，田间通风透光性好，稻基部受日光照射，不利于稻飞虱生存。

对稻田综合种养系统控制稻纵卷叶螟的研究有不同结论，吴敏芳等[21]研究表明，稻鱼共作在保护水稻少受稻纵卷叶螟为害上具有显著作用，在整个调查期内，稻鱼共作处理的水稻卷叶率比水稻单作处理低27.2%。鱼虽然很难对稻纵卷叶螟产生直接作用，但是能够通过撞击水稻对稻田环境产生干扰，间接影响飞蛾产卵时对生境的选择。另外，因偶然因素掉落水中的幼虫也会被鱼取食。但也有人认为稻鱼共作并不能减少稻纵卷叶螟的发生[22]。蔡炳祥等[23]研究结果表明，稻鳖模式对稻纵卷叶螟的发生有一定控制作用，稻鳖共生系统田的卵量、虫量一直在可控范围内，其机理可能是鳖昼夜不息觅食活动，特别是夜间不断拨动稻苗，妨碍了稻纵卷叶螟成虫在稻苗上产卵。

1.3 稻田综合种养模式对杂草的控制作用及机理

稻田综合种养系统对杂草有较好的控制作用。谢坚等[24]调查表明，稻鱼系统基本不使用除草剂。在稻鱼系统中，一方面鱼直接取食杂草，另一方面鱼的游动引起水浑浊，从而抑制了水中杂草的生长[25]。不同品种的鱼对杂草的控制作用不同，草鱼吃牛毛草、浮萍和稗草，鲤鱼主要取食浮萍[26]。河蟹对杂草的摄食则是非选择性的，吕东锋等[27]研究表明，稻田中放养河蟹后，一些多年生的顽固性杂草，如野慈姑、浮萍、水葫芦和鸭舌草等得到有效的防控。稻蟹系统控制杂草的主要机理是：利用河蟹的杂食性和长时间的活动，不断摄食稻田杂草，河蟹活动引起的浑水也能够抑制杂草种子和病原体的萌发、杂草幼苗的光合作用，从而有效地控制杂草的发生。稻-小龙虾共作对田间主要杂草稗、异型莎草、鸭舌草、陌上菜及水苋菜均具有良好的控制作用，防效可达85%以上，总体效果与化学除草处理相当[28]。虾为杂食性动物，稻田杂草是虾的天然食料，虾通过群体频繁取食和踩踏，使杂草无法正常萌发生长[29]；虾还能通过爬行把埋在稻泥中的杂草幼芽或种子翻出，或使其暴露悬浮于水中，加快其腐烂死亡速度，从而大大降低稻田土壤杂草种子的密度，减少了翌年杂草的发生基数[30]。稻鳖共生利用鳖好动、勤觅食的生活习性，起到压草、控草的作用，稻鳖共生机插稻田杂草控制效果与化学防除相当，机插稻田总杂草的株防效和鲜质量防效分别可达86.9%和87.9%[31]。鸭子喜食幼嫩杂草和浮生杂草，稻鸭共生的田块由于放养的鸭子不断游泳和踩踏，杂草浮于水面被吃或死亡，除草效果十分显著，稻鸭共作对杂草的防除效应能达到96.1%，除草效果明显优于化学除草田，可以取代化学除草剂[32]。

2 稻田综合种养的农药减量效应

稻田综合种养模式通过在稻田系统中引入多物种，利用生物多样性来控制水稻病虫草害的发生，从而有效减少了水稻农药的施用。近年来，对稻田综合种养模式的农药减量效应有很多报道：如谢坚等[33]在浙江南部稻鱼系统分布区，为期6年的田间取样观测表明，与水稻单作系统比较，稻鱼系统在产量不降低的情况下，农药使用量降低68%；陈飞星等[34]发现养蟹稻田比单作稻田农药实物量与有效成分用量分别减少70.6%和58.2%；胡亮亮[35]对稻虾、稻鳖模式的调查研究表明，与常规种植水稻相比，这两种模式的水稻产量略有增长，且农药使用量平均分别减少65.98%、54.46%；徐南昌等[36]研究表明，与水稻常规种植区相比，稻鸭共生区减少农药用量70.7%，农田生态环境显著改善。

3 展望

当前，农业发展环境发生重大变化，农产品供给总量不足已转变为供求不平衡、高品质农产品供应不足的结构性矛盾，高度依赖自然资源导致过度开发、化肥农药投入过大的生产方式也受到资源环境的约束，迫切需要推行农业绿色生产方式。稻田综合种养建立了多种物种共存的农作模式，利用物种多样性来控制飞虱类、螟虫类、纹枯病和田间杂草等稻田有害生物的发生，农药使用量可减少50%以上，同时提高了资源利用效率，是一种符合当前生产需求的“稳粮增效、质量安全、生态环保”的农业可持续发展模式[37-38]。浙江省稻田综合种养有着悠久的历史，青田的稻田养鱼模式被联合国粮农组织认定为世界农业遗产，是全球5个古老的农业系统之一，也是中国乃至亚洲唯一的入选项目[39]。在当前推进农业结构性改革的背景下，浙江省如何在传统农业的基础上，将稻田综合种养建设成绿色高效的现代农业生产新模式，需要在以下几方面作探索和尝试：一是要继续开展稻田综合种养相关基础理论研究。浙江省已在稻田综合种养生态机理研究方面开展了大量工作，尤其对农药的减量效应机理、养分循环利用规律、稻田水体环境和温室气体排放影响等方面有大量研究[40-42]，但仍需从作物、分子生物学等方面作进一步的研究。二是要加强模式的创新与集成。要推进产学研的结合，把研究的机理与理论应用到实践中去，指导模式的创新与集成，尤其对多年实行综合种养模式的稻田，如何实现物质和能量利用的供给平衡来保障稻田系统的稳定性，如何保证经济和生态效益的协调等，要加快种养模式的品种结构调整，由单品种饲养转向立体生态农业，低标准转向高标准，在田间布局、种养比例、茬口衔接、水肥管理、病虫草害防控、质量控制等关键技术进行集成创新。三是要引导机制创新。培育“龙头企业+农户”等新型经营主体模式，通过统一品种、统一管理、统一服务、统一销售、统一品牌，进一步提高稻田综合种养组织化、标准化、产业化程度，形成从生产到流通再到市场的产业化经营体，创新与完善产业化发展的体制机制。四是要推进品牌化建设。积极开展绿色稻田综合种养示范，制定无公害操作规程，注重产品品质和价值提升。引导种养大户注册自己的品牌，以绿色、有机、无公害的优质农产品取信于消费者，提高稻田综合种养的经济效益，充分发挥稻田综合种养技术优势。

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Controllingeffectsandmechanismsonricediseases，pestsandweedsinrice-basedcoculturesystem

WANG Yuejun，HUAI Yan，XU Jianfeng

(ZhejiangAgriculturalTechnologyExtensionCenter，Hangzhou310020，China)

Abstract:Although the application of chemical pesticides has greatly increased agricultural productivity in modern agriculture，it has also brought about environmental and other negative effects.The rice-based coculture system was demonstrated as a successful approach to rice pesticide reduction and green，efficient productive way.This paper discussed the controlling effects and mechanisms of representative rice-based coculture system on rice diseases，pests and weeds，and its effect on pesticide reduction.It is suggested that further studies should be strengthened on technology packages for culturing rice and fish to achieve sustainable development of agriculture in Zhejiang Province.

Key words:rice-based coculture system;disease;pest;weed;pesticide reduction

中图分类号：S511

A

文章编号：1004-1524(2018)06-1016-06

收稿日期：2017-12-12

基金项目：浙江省“三农六方”科技协作(CTZB-F170623LWZ-SNY1-1)

作者简介：王岳钧(1964—)，男，浙江余姚人，从事农业技术推广工作。E-mall:wangyj5678@qq.com

10.3969/j.issn.1004-1524.2018.06.18

(责任编辑张 韵)