Page 123 - 循环农业高产高效种养模式与技术研究

第四章 稻田综合种养模式

稻田各耕层土壤细菌群落结构分布差异性减小，不同稻田耕层土壤中含有高达
94.3% 的共同细菌门，且其与传统水稻单作土壤的差异随共作时间增加而逐渐显
著。与常规水稻种植模式相比，在稻虾共作模式中，稻田土壤中红环菌目微生物

的相对丰度显著降低，而氨氧化类微生物的丰度显著增加，反硝化类微生物相对
丰度的组成也发生了改变。研究表明，长期稻虾共作模式或将显著降低土壤微生
物丰富度，并直接导致群落功能丰富度和多样性下降。
此外，小龙虾养殖的加入直接引起了厚壁菌门（Firmicutes）和绿弯菌门

（Chlorooflexi），尤其是芽孢杆菌属（Bacillus）、枯草芽孢杆菌属（Clostridium）
以及 Anaerolineaceae（未指定属）丰度的增加。稻虾共作模式减少了参与土壤碳
氮循环的微生物群落数目，影响了土壤碳氮转化的微生物过程。在稻鱼共作模式

中，0~20cm 稻田土壤层级下的细菌物种组成虽然没有发生显著改变，但优势属
细菌的相对丰度与单作稻田土壤存在明显差异，且细菌微生物间的积极互作较多，
稻鱼共作模式下的稻田网络生态系统更加稳定。
2. 影响稻田土壤重金属分布
一般认为，重金属主要通过“土壤—作物—食物”的途径流向人体，而水稻

因具有对重金属强吸收以及胚乳富集重金属的特性，引起了人们对稻米食用安全
的广泛关注。研究表明，相比于水稻单作模式，在稻田综合种养模式中，养殖动
物的引入直接减少了稻田对肥料、农药的需求，可以从源头降低稻田土壤以及生

物遭受重金属污染的可能性。同时，研究发现，养殖动物产生的生物扰动增加了
水体浊度，提高了土壤还原能力，加强了 Fe2+ 等金属离子与 Cd2+ 的竞争吸附
作用以及 S2- 和 Cd2+ 的共沉淀作用，降低了土壤重金属的有效性，间接改善了
稻米重金属的积累情况。
此外，也有研究认为，碱性黏土矿物在碱性条件下带负电，可吸附 Cd2+，

降低植物对 Cd 的吸收，而在稻田综合种养模式中，养殖动物的引入改变了土壤
理化性质，增大了土壤酸化趋势，导致 As、Cd2+ 等有害物质向水稻植株转移。
目前，对于稻田综合种养模式下水稻植株和养殖动物的重金属含量监测均未发现

明显超标情况，但是，近期的一些研究表明，长期进行稻鸭共作模式以及稻蛙共
作模式的稻田由于饲料内重金属添加剂的存在以及养殖生物排泄物对其进一步的
富集作用增加了土壤重金属含量，从而提高了土壤重金属浓度升高的风险。此外，
稻蛙共作模式还通过提高土壤 pH 值的形式促进水稻根系对土壤 Cd2+ 的吸收。

113