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稻渔共作生态特征与安全优质高效生产技术研究

作　者: 杨勇
导　师: 张洪程；戴其根
学　校: 扬州大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 稻渔共作生态系统稻麦两熟半深水稻生态特征产量品质稻作方式品种播栽期种植密度施肥技术病虫草中华绒鳌蟹 1龄蟹种优化同步效益分析技术规范
分类号: S181
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

稻渔共作是水稻种植与蟹、虾、鱼等水生经济动物养殖二者互利共作的复合生态农业模式。自20世纪90年代以来，稻渔共作面积在我国急剧上升，已成为农业产业结构调整中倍受关注的重点之一。但同我国大多数生态农业的发展一样，稻渔共作虽有生产实践方面先进的优势，但绝大部分仍停留在生产经验的水平上，缺少规律性的认识，生产技术的科学化、规范化程度不高，生产的水稻与水产品品质不优，产量不稳，不利于技术与生产成果的巩固和进一步发展。因此，加强稻渔共作生态农业体系的科学试验与系统研究，建立安全优质高效的生产理论与技术体系成为当前稻、渔工作者迫切需要解决的重要课题。为此，本研究在长江下游稻渔共作分布最集中、面积最大的江苏里下河稻区(兴化市)稻渔共作生产现状调查的基础上，分别就稻渔共作生态系统中的生态环境、水稻、蟹(虾、鱼等)三方面要素的特征与相关技术进行系统研究，提出稻渔共作优化同步模式并进行技术效益评价，初步制订稻渔共作安全优质高效生产技术规范。主要的研究结果如下： (1)稻渔共作生态系统与常规稻田生态系统及养殖池塘生态系统相比，在系统结构与功能、水、土理化性状、物流能流特征方面被揭示并阐明的生态特征如下：系统空间水平结构与垂直结构上生态位呈现多样性，形成了由稻畦面向畦面沟、围沟、暂养沟不断加深的水体环境，为蟹、虾等提供了生长与栖息的多种生境，稻田内生物种类更趋丰富；系统内物流、能流途径增加，食物链得到加环而趋于复杂，可实现多层多级地充分利用各种资源，提高稻田资源的利用率；与常规稻田相比，稻畦面土壤容重降低，土壤饱和含水量、田间最大持水量和孔隙度增加，土壤的物理性状得到改善，但也存在着土壤氧化还原电位下降，随稻渔共作年限增加，土壤物理性状的改善作用逐步削弱等问题；与常规稻田相比，稻畦面土壤有机质及氨磷钾养分提高，土壤的肥力性状改善，且随稻渔共作年限的增加有进一步改善的趋势，共作期间土壤氮磷钾速效养分供应好于常规稻田；系统内水温杨勇，稻渔共作生态特征与安全优质高效生产技术研究存在季节、昼夜、水平及垂直方向的变化，畦面沟与稻畦面表层水温低于围沟，底层略高于围沟或相近，暂养沟与围沟中水温具有明显的垂直变化，白天变幅大，夜间变幅小，畦面沟与稻畦面水温垂直变化不明显，共作期间稻畦面水温较常规稻田变化缓和且昼夜温差小;系统水体溶解氧含量受太阳辐射与水生植物光合放氧影响较大，稻畦面表水层由于受光不足，浮游生物光合放氧弱，溶解氧含量显著低于围沟等裸水面，但底水层则较围沟等为高，系统各生境中水体溶解氧垂直变化明显，水层越深含量越低，以1小16时为最高，垂直变幅明显，凌晨日出前较低，垂直变化小;系统内水体pH值全天中有明显波动，凌晨最低，16时左右最高，稻畦面低于围沟;与常规稻麦两熟模式相比，系统有机能的投入比例大，投能结构合理，能量产投比高，系统稳定性和自我维持能力强;与常规稻麦两熟模式相比，系统养分投入产出较为平衡，养分保蓄的生物学机制得到加强，养分在系统内部得到多级利用，再循环比例增加，并有利于稻田和周边生态环境保护。 (2)以同期播种的常规栽培水稻为对照，对稻渔共作生态系统中栽培的半深水稻进行了比较研究。结果表明，自分孽盛期直至水稻收获前7一10天处在20科ocm深度水层的水稻，被揭示并阐明的生态特征如下:稻渔共作具有延长水稻生育期，增加群体各生育期生物量，提高叶面积指数和冠层叶片的面积马延缓后期功能叶片衰老，增大茎秆粗度，增加氮素吸收，促进根系发育及伸长节上须根发生等特点。但同时也表现出稻株基部节间长度增大，节间数增多，植株重心上移，后期根系活力降低等特征。在产量及其结构方面表现为茎孽成穗率、穗粒数、结实率下降，粒重增加，若品种选择与栽培控制得当，可提高单位面积有效穗数并达到增产的目的。稻米品质性状上一致表现为加工品质、外观品质与营养品质均有所改善。 (3)研究对稻渔共作水稻栽培中稻作方式、水稻品种、播栽期、种植密度、施肥技术、稻田病虫草发生与防治技术六个方面的关键生产技术进行了攻关。①稻作方式:与移栽稻相比，同期播种条件下，直播稻各主要生育期前移，全生育期缩短;高峰苗多但茎孽成穗率低，最终穗数减少，早直播出苗率及茎萦成穗率高于水直播;根数多且粗，干物重高，但地上部氮素积累量减少;产量构成中穗数下降，穗粒数减少，结实率与千粒重增加，最终产量下降;稻米加工品质、外观品质下降。②水稻品种:综合稻渔共作生产对水稻品种在生育期、个、群体特征、抗病性、产量及品质等多方面的要求，从28个不同类型品种中筛选出86优8号、常优1号、华粳3号、武香粳14号4个综合评介较优的偏迟熟粳稻品种。③播栽期:稻渔共作水稻播栽期适当提前可显著增加水稻全生育期与稻蟹共生期，利用前期稻田生产条件发足分桑，增加干物质积累量，形成足够的穗数，增加冠层功扬州大学博士学位论文能叶面积和株高以适应深水层生态，达到增产与改善稻米品质的目的;早播会加重水稻条纹叶枯病发生，?

全文目录

目录  2-9
中文摘要  9-12
英文摘要  12-16
第1章立题依据与研究背景  16-40
  1 问题的提出  16-18
  2 稻渔共作的历史与近年来国内外发展现状  18-20
    2.1 我国稻渔共作的历史及发展概况  18-19
    2.2 国外稻渔共作生产的发展  19-20
  3 稻渔共作生态特征与生产技术的若干研究背景  20-26
    3.1 稻渔共作系统理论与生态特征研究进展  20-23
      3.1.1 稻渔共作系统理论的初步形成  20-21
      3.1.2 稻渔共作的生态特征  21-23
    3.2 稻渔共作生产技术研究进展  23-26
      3.2.1 稻渔共作的生产模式  23
      3.2.2 稻渔共作水产品的养殖技术  23-24
      3.2.3 稻渔共作稻田水层的管理  24
      3.2.4 稻渔共作水稻的播栽技术  24-25
      3.2.5 稻渔共作稻田肥料的施用  25
      3.2.6 稻渔共作水稻病虫草害的防治  25-26
  4 试验所在地区-江苏里下河稻区稻渔共作生产状况调查与分析  26-35
    4.0 前言  26-27
    4.1 材料与方法  27-28
      4.1.1 调查区域概况  27
      4.1.2 调查内容与方法  27-28
    4.2 结果与分析  28-33
      4.2.1 稻渔共作对稻田生产模式的影响  28-31
      4.2.2 稻渔共作对稻田农、渔用化学品投入的影响  31-32
      4.2.3 稻渔共作对稻田经济产出的影响  32-33
    4.3 存在的主要问题  33-35
  参考文献  35-40
第2章研究的总体方案  40-44
  1 研究目标与主要内容  40
  2 研究的思路  40-41
  3 试验材料与方法  41-43
    3.1 研究地区概况  41
    3.2 试验设计与方法  41-43
  参考文献  43-44
第3章稻渔共作生态环境特点  44-73
  0 前言  44-45
  1 材料与方法  45-49
    1.1 供试材料  45-46
    1.2 试验设计  46
    1.3 土壤理化性状测定  46-47
    1.4 水体理化性状测定  47-48
    1.5 稻田有害、有益生物的调查  48-49
    1.6 系统物质输入、输出的记载及能量、养分的折算  49
  2 结果与分析  49-67
    2.1 稻渔共作生态系统的结构与功能  49-53
      2.1.1 物理结构与生态位  49-52
      2.1.2 种群结构与食物链  52-53
    2.2 稻渔共作稻田土壤理化性状特点  53-57
      2.2.1 剖面形态特征  53-55
      2.2.2 土壤物理性状  55-56
      2.2.3 土壤肥力性状  56-57
    2.3 稻渔共作生态系统水温变化特点  57-60
      2.3.1 水温的季节与水平变化  57-59
      2.3.2 水温的垂直变化  59
      2.3.3 不同稻田生态系统水温的差异  59-60
    2.4 水体溶解氧变化特点  60-63
      2.4.1 影响水体溶解氧含量的因素  61
      2.4.2 水体中溶解氧的水平与昼夜变化  61-62
      2.4.3 水体中溶解氧的垂直变化  62-63
    2.5 其它水体理化性状  63-65
      2.5.1 PH值  63-64
      2.5.2 水色、透明度及电导率  64-65
    2.6 稻渔共作生态系统的物流能流特征  65-67
      2.6.1 能量投入产出结构  65-67
      2.6.2 养分输入输出结构  67
  3 讨论  67-69
    3.1 因地制宜地进行稻渔共作田间工程建设  68
    3.2 加强人为调控在改善稻渔共作系统生态环境中的作用  68
    3.3 稻渔共作对稻田土壤理化性状的影响尚需进一步探讨  68-69
    3.4 稻渔共作对稻田甲烷排放的影响尚需进一步阐明  69
  参考文献  69-73
第4章稻渔共作水稻生态特征与产量品质形成特点  73-89
  0 前言  73-74
  1 材料与方法  74-77
    1.1 供试地点与材料  74
    1.2 试验设计  74
    1.3 田间试验的主要技术措施  74-75
    1.4 试验测定项目与方法  75-77
  2 结果与分析  77-84
    2.1 稻渔共作水稻的生长动态  77-80
      2.1.1 生育进程  77-78
      2.1.2 茎蘖动态  78
      2.1.3 叶面积发展  78-79
      2.1.4 干物质积累  79
      2.1.5 籽粒灌浆动态  79-80
    2.2 稻渔共作水稻株型特点  80-82
      2.2.1 叶片性状  80-81
      2.2.2 茎秆性状  81
      2.2.3 根系性状  81-82
      2.2.4 水稻群体空间结构  82
      2.2.5 植株含氮率  82
    2.3 产量及其结构  82-83
    2.4 籽粒品质特性  83-84
  3 讨论  84-86
    3.1 关于稻渔共作半深水稻的定义  84
    3.2 稻渔共作半深水环境对水稻生育及产量品质形成的影响  84-85
    3.3 关于稻渔共作半深水稻的深化研究与栽培对策  85-86
  参考文献  86-89
第5章稻渔共作水稻安全优质高产栽培技术  89-135
  前言  89-90
  Ⅰ 不同稻作方式的特性与应用  90-96
    0 前言  90
    1 材料与方法  90-91
      1.1 试验点情况  90
      1.2 试验设计  90-91
      1.3 测定内容与方法  91
    2 结果与分析  91-95
      2.1 生育特性  91-94
        2.1.1 生育进程  91
        2.1.2 茎蘖动态与穗数形成  91-92
        2.1.3 叶面积指数变化动态  92
        2.1.4 干物质积累  92
        2.1.5 茎秆性状  92
        2.1.6 根系性状  92-93
        2.1.7 氮素吸收与积累  93-94
      2.2 产量及其构成  94
      2.3 稻米品质特点  94-95
    3 小结与讨论  95-96
  Ⅱ 适宜品种的选择与应用  96-105
    0 前言  96
    1 材料与方法  96-97
      1.1 试验设计  96-97
      1.2 测定内容及方法  97
    2 结果与分析  97-103
      2.1 生育期与抗倒性  97-98
        2.1.1 生育进程  97-98
        2.1.2 株型特征与抗倒性  98
        2.1.3 群体发展动态  98
      2.2 抗病性与避螟  98-101
      2.3 产量及其结构  101
      2.4 稻米品质特性  101-103
    3 小结与讨论  103-105
  Ⅲ 适宜播期的确定  105-111
    0 前言  105
    1 材料与方法  105-106
      1.1 试验设计  105-106
      1.2 测定内容及方法  106
    2 结果与分析  106-109
      2.1 生育特性  106-108
        2.1.1 生育进程  106
        2.1.2 茎蘖动态与穗数形成  106
        2.1.3 干物质积累  106-107
        2.1.4 株型性状  107-108
        2.1.5 条纹叶枯病发生情况  108
      2.2 产量及其结构  108-109
      2.3 稻米品质特点  109
    3 小结与讨论  109-111
  Ⅳ 合理的种植密度  111-115
    0 前言  111
    1 材料与方法  111-112
      1.1 试验设计  111-112
      1.2 测定内容及方法  112
    2 结果与分析  112-114
      2.1 稻渔共作移栽稻的栽插密度  112-113
        2.1.1 产量及其结构  112-113
        2.1.2 稻米品质特点  113
      2.2 稻渔共作直播稻的种植密度  113-114
        2.2.1 产量及其结构  113
        2.2.2 稻米品质特点  113-114
    3 小结与讨论  114-115
  Ⅴ 施肥模式与技术  115-123
    0 前言  115
    1 材料与方法  115-117
      1.1 试验设计  115-117
      1.2 测定内容及方法  117
    2 结果与分析  117-122
      2.1 稻渔共作水稻的需氮量及合理运筹方式  117
      2.2 生物有机肥的一次性基施  117-119
        2.2.1 产量及其结构  117-118
        2.2.2 稻米品质特点  118
        2.2.3 水稻群体发展  118
        2.2.4 土壤肥力性状  118-119
      2.3 有机肥基施、化肥追施的氮肥运筹模式  119-122
        2.3.1 产量及其结构  119-120
        2.3.2 稻米品质特点  120
        2.3.3 水稻群体发展与株型特征  120-122
    3 小结与讨论  122-123
  Ⅵ 水稻病虫草发生特点与无公害防治  123-132
    0 前言  123-124
    1 材料与方法  124-126
      1.1 病虫草发生情况调查  124
      1.2 药剂防效试验设计  124-126
    2 结果与分析  126-130
      2.1 水稻主要病、虫、草害发生特点  126-127
        2.1.1 病害  126-127
        2.1.2 虫害  127
        2.1.3 草害  127
      2.2 农业防治技术  127-128
      2.3 农药合理使用技术  128-130
    3 小结与讨论  130-132
  参考文献  132-135
第6章稻渔共作水产品安全优质高产生产技术  135-155
  0 前言  135-136
  1 材料与方法  136-139
    1.1 主体试验  136-137
      1.1.1 试验设计  136
      1.1.2 田间管理  136-137
      1.1.3 观测内容与方法  137
    1.2 辅助试验  137-139
  2 结果与分析  139-151
    2.1 稻渔共作模式及经济效益分析  139-141
      2.1.1 稻田环境中河蟹的生长动态  139-140
      2.1.2 不同稻渔共作模式产出与经济效益分析  140-141
    2.2 蟹等水产品安全优质高产生产技术  141-151
      2.2.1 稻田的选择与工程建设  141-142
      2.2.2 河蟹的生物学特征及种苗的选择与放养  142-143
      2.2.3 创造适宜蟹虾优质高产的生态环境  143-149
      2.2.4 饵料的科学投喂  149-150
      2.2.5 蟹虾病虫害及时预防及敌害生物的清除  150-151
      2.2.6 蟹等水产品的捕获  151
  3 讨论  151-152
  参考文献  152-155
第7章稻渔共作优化同步模式  155-160
  1 稻渔共作区温、光、水资源特点  155-156
  2 稻田内1龄蟹种的生长发育与季节的优化同步  156-157
  3 偏迟熟水稻安全生育与1龄蟹种共作期的优化同步  157-158
  4 稻渔共作优化同步模式  158
  参考文献  158-160
第8章稻渔共作安全优质高效生产技术体系评价与标准化  160-172
  0 前言  160
  1 材料与方法  160-161
    1.1 试验设计  160-161
    1.2 测定项目与方法  161
  2 结果与分析  161-166
    2.1 经济效益  161
    2.2 生态效益  161-164
      2.2.1 创造了稻田多种生境条件，有利于稻田生态系统生物的多样性  161-162
      2.2.2 延长了食物链，物质能量得到高效利用  162
      2.2.3 水稻与水产品病虫草害减轻，减少了化学物质使用，有利于农业环境保护  162-163
      2.2.4 改善了稻田耕作层土壤理化性状，培肥了地力，减少了肥料投入  163-164
      2.2.5 增加了蓄水量，有利于农田小气候的调节  164
      2.2.6 改善了农村生态卫生环境  164
    2.3 社会效益  164-166
      2.3.1 节本增效，有利于提高农民收入  164-165
      2.3.2 食品安全，有利于人体健康  165
      2.3.3 技术密集，有利于提高农民素质  165
      2.3.4 因地制宜，有利于发展地方特色经济  165-166
  3 稻渔共作安全优质高效生产技术规范  166-171
    3.1 范围  166
    3.2 规范性引用文件  166
    3.3 稻渔共作类型  166
    3.4 环境条件  166
    3.5 稻田选择与改建  166-167
    3.6 苗种放养  167-168
    3.7 水稻栽培  168-169
    3.8 水质管理  169
    3.9 饲料投喂  169-170
    3.10 病害防治  170
    3.11 日常管理  170
    3.12 捕捞收获  170-171
  参考文献  171-172
第9章主要结论及讨论  172-175
  1 主要结论  172-173
  2 几点讨论  173-174
  3 主要创新点及本文存在的不足之处  174-175
    3.1 主要创新点  174
    3.2 存在的不足之处  174-175
致谢  175-176
攻读学位期间发表的学术论文目录  176

稻渔共作生态特征与安全优质高效生产技术研究

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