賈藝河 ,林小鋼 ,江廣渝 ,鄭永華 ,3,蘇勝齊 ,唐洪玉 ,3*
(1.西南大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,重慶 400715;2.西南大學(xué)園藝園林學(xué)院,重慶 400715;3.淡水魚類資源與生殖發(fā)育教育部重點實驗室,重慶 400715)
水稻是我國主要的糧食作物之一,全國約有60%的人以大米為食[1]。雜草是水稻種植中的常見問題,是造成水稻減產(chǎn)的重要原因之一。因為雜草具有抗不良環(huán)境能力強、生長快、繁殖能力強等特點,經(jīng)常與水稻爭奪營養(yǎng)、陽光、生存空間、水分等,而且很容易占據(jù)主動地位[2]。
研究表明,稻田綜合種養(yǎng)模式是可持續(xù)發(fā)展模式,是保障糧食安全,增加種養(yǎng)殖戶收入的良好途徑[3]。在原本的生態(tài)系統(tǒng)中引入養(yǎng)殖動物后,增加了生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性,達到了穩(wěn)量增漁,提質(zhì)增效的效果。養(yǎng)殖動物的活動、攝食、代謝等都會對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生影響[4]。而同處于生態(tài)系統(tǒng)中的雜草必然會受到一定影響。目前,有關(guān)稻田綜合種養(yǎng)對于雜草生長、分布等影響的研究較少?,F(xiàn)通過對比水稻單作、稻鱉共作與稻鱉鴨共作稻田雜草的種類和數(shù)量,分析稻田中鱉和鴨的引入對雜草的影響,以期為稻田雜草的生態(tài)防治提供一定的依據(jù)。
取樣地點位于重慶市潼南區(qū)稻夢空間公司。分為水稻單作D、稻鱉共作B 和稻鱉鴨共作Y 3 組,每組稻田的面積約為0.2 hm2,由一塊約0.6 hm2的田分割而成,田塊呈長方形。共作田中鱉的放養(yǎng)規(guī)格約150 g/只,放養(yǎng)密度為750~1 500 只/hm2。7 月下旬在Y 田一邊的岸上養(yǎng)殖雛鴨,放養(yǎng)密度 150~300 只/hm2。養(yǎng)殖初期,鴨子只在田埂活動,養(yǎng)殖約一個月后,鴨子自由進入田間。
于 2020 年 7 月 18 日、8 月 24 日、11 月 6 日,采3 次樣(分別對應(yīng)水稻生長的分蘗期、齊穗期、再生稻期)。在每塊稻田中隨機選擇5 個樣方,每個樣方面積為1 m2,采集樣方內(nèi)所有雜草。再生稻期每個樣方面積定為2 m2,因為此時是冬季,氣溫較低,雜草較少。并記錄下雜草蓋度,樣品帶回實驗室稱重并記錄其種類。
雜草的濕重、蓋度的差異運用SPSS 16. 0 軟件進行單因素方差(One Way ANOVA)分析,P<0.05表示差異顯著。
水稻生長3 個時期各個稻田雜草種類見表1。
表1 水稻生長3 個時期稻田雜草種類①
(1)分蘗期。分蘗期共作田的優(yōu)勢種均為喜旱蓮子草(Alternanthera philoxeroides Mart)和稗[Echinochloa crusgalli (L.) Beauv.],而水稻單作田的優(yōu)勢種為喜旱蓮子草、稗和鉆葉紫菀(Aster subulatus Michx.)。單作田并未發(fā)現(xiàn)馬唐[Digitaria sanguinalis(L.) Scop.],可能是因為本次采樣時間處于馬唐抽穗初期,對外界條件反應(yīng)敏感[5],而單作田中狗牙根[Cynodon dactylon (L.) Pers.]競爭力極強,擠占馬唐生存空間,因此水稻單作田馬唐較少。
(2)齊穗期。齊穗期稻鱉共作田與稻鱉鴨共作田中,喜旱蓮子草和雙穗雀稗 [Paspalum paspaloides(Michx.)Scribn.]為優(yōu)勢種。水稻單作田的雜草優(yōu)勢種為喜旱蓮子草、三葉鬼針草(Bidens pilosa L.)和鉆葉紫菀。
(3)再生稻期。再生稻期共作田雜草優(yōu)勢種均為通泉草[Mazus japonicus (Thunb.) O. Kuntze]和香附子(Cyperus rotundus L.),水稻單作田的雜草優(yōu)勢種為喜旱蓮子草、狗牙草和三葉鬼針草3 種。
由分蘗期和齊穗期結(jié)果可以看出,共作田的雜草種類均少于水稻單作稻田,并且稻田的雜草優(yōu)勢種也存在一定差異。而再生稻時期采樣結(jié)果中兩種稻田雜草種類均較少,并且差異不大。原因可能是采樣時間為11 月初,進入冬季,氣溫較低,大部分雜草因不能耐低溫或耐低溫能力較差而死亡,只留下耐低溫能力較強的種類??傮w來看,共作田雜草種類與水稻單作田雜草種類存在差異。
續(xù)表
計算出各采樣時期5 個樣方的樣品平均值后,進行顯著性分析,結(jié)果如表2。
由表2 可以看出,分蘗期樣品D 田雜草質(zhì)量顯著大于Y、B 田,B 和Y 田之間并無顯著差異。齊穗期樣品D 田雜草質(zhì)量顯著大于Y、B 田,Y 田雜草質(zhì)量又顯著大于B 田。再生稻期樣品D 田雜草質(zhì)量顯著大于Y、B 田,B 田雜草質(zhì)量顯著大于Y 田。
表2 稻鱉養(yǎng)殖對雜草生物量的影響①
齊穗期樣品中Y 田雜草質(zhì)量顯著大于B 田,原因可能是7 月份時,雛鴨暫時在岸上養(yǎng)殖,未進入田中攝食雜草,鴨糞等流入水體,使水體肥度增加,有利于雜草生長。再生稻期樣品中B 田雜草質(zhì)量顯著大于Y 田,是因為這時期鴨子可自由進入田間,攝食其中雜草,雜草量降低。
蓋度是衡量雜草覆蓋地面程度的一種指標(biāo),用來表示雜草的發(fā)生密度和生長量,農(nóng)業(yè)上可用來表明雜草對作物危害程度。
雜草蓋度=(雜草覆蓋面積/地表面積)×100%
根據(jù)采樣計算出的雜草蓋度如表3 所示。由表3 可以看出,分蘗期樣品D 田雜草蓋度顯著大于Y、B 田,但Y、B 田間沒有顯著差異。齊穗期樣品D 田雜草蓋度顯著大于Y、B 田,Y 田雜草蓋度顯著大于B 田。再生稻期D 田雜草蓋度顯著大于Y、B 田,并且B 田顯著大于Y 田。
表3 稻鱉養(yǎng)殖對雜草蓋度的影響①
研究發(fā)現(xiàn)水稻單作稻田與共作稻田的雜草優(yōu)勢種存在一定的差異。在水稻的整個生長期,共作稻田的雜草優(yōu)勢種沒有鉆葉紫菀和三葉鬼針草。而水稻單作稻田在分蘗期的優(yōu)勢種為鉆葉紫菀,三葉鬼針草和鉆葉紫菀是齊穗期的優(yōu)勢種,三葉鬼針草是再生稻期優(yōu)勢種。說明稻鱉共作對于鉆葉紫菀和三葉鬼針草的抑制能力更強。這與之前郭瑤等研究發(fā)現(xiàn)的稻蝦共作會改變某些雜草在稻田植物中的優(yōu)勢程度結(jié)論相似[6]。
稻田雜草是造成水稻減產(chǎn)的重要原因,傳統(tǒng)的水稻種植模式生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,能量流動的層級少,自身的調(diào)節(jié)能力較差,不能控制雜草的生長,需要除草劑的投入[7]。除草劑不僅會污染環(huán)境,還會殘留在稻米上,對人體產(chǎn)生危害。稻田主要雜草喜旱蓮子草、稗等也逐漸產(chǎn)生抗藥性,除草劑不能有效抑制其的生長,水稻減產(chǎn)的同時,還要加大成本,經(jīng)濟效益降低。所以在保障食品安全和生態(tài)效益的情況下減少雜草的生長是我國面臨的一大問題[8]。
運用生物學(xué)方法防治雜草可以為解決這一難題提供新的思路。稻田中引入鱉后,能充分利用稻田中、下層水層的空間生態(tài)位[9]。稻鱉系統(tǒng)中,鱉可攝食部分水草,鱉的爬行還使水體渾濁,通過抑制水中雜草的光合作用來抑制水中雜草生長;同時,鱉在爬行時,通過壓草可起到控草的目的,也可把埋在稻泥中的雜草幼苗或種子翻出,使其暴露懸浮在水中并逐漸腐爛死亡,降低了土壤中種子的數(shù)量,達到控制來年雜草數(shù)量的效果。同樣,稻田中引入鴨子,鴨子活動更劇烈,攝食力更強,對雜草的控制效果更明顯。這樣,雜草在與水稻的競爭中處于劣勢,雜草密度顯著降低[10]。
研究表明,稻田中鱉的引入可以在一定程度上控制雜草的生長,減少雜草種類和數(shù)量,對水稻生長產(chǎn)生有利作用。