水稻田里的“化学反应”

水稻田是典型的人工湿地，是湿地与传统农业的结合，也是众多野生动物的栖息场所，在生态保护与修复方面有着特殊而重要的价值。让我们走进水稻田，一窥其中的奥秘吧。

天福国家湿地公园种植的水稻成熟了，农机手驾驶联合收割机收割水稻（图源：《知识就是力量》杂志）

中国古人的

“生态农业”

提起稻田，人们脑海中往往会浮现出一大片金灿灿、沉甸甸的稻穗，此时就连空气里面也仿佛开始弥漫稻香。其实，这是水稻即将收获时的情景，这时候水田里的水已排干。但是，你能想象，在水排干之前，水稻在水中的那几个月是怎样一番景象吗？

稻田（图源：《知识就是力量》杂志）

让我们把时间拨回到5月份，二十四节气中的芒种。南宋诗人陆游曾在《时雨》一诗中描绘了此时江南的场景：“时雨及芒种，四野皆插秧。家家麦饭美，处处菱歌长。”意思是，应时的雨水在芒种时节纷纷而至，田野里处处都有农人在忙着插秧。家家户户吃着麦粒和豆煮的饭，处处都飘荡着采菱女的歌声。

芒种节气，稻田开始淹水插秧，但稻田还可以创造出更多盎然的生机。东汉末年的《四时食制》记载：“郫（pí）县子鱼，黄鳞赤尾，出稻田，可以为酱。”我们的祖先早就懂得如何通过“生态农业”来实现更美好的生活，稻田养鱼就是一个成功实践——不仅能提高水稻产量，还能收获肥美的稻田鱼。

水稻田里的

“化学反应”

水稻田里的鱼以水面漂浮着的各种藻类为食，如细绿萍、槐叶萍、芜萍（也称无根萍）。这些藻类含有叶绿素，能够进行光合作用，把空气中的二氧化碳合成为糖类，保存在藻细胞中实现自养生长，同时向水体释放氧气。

细绿萍的叶腔中共生了具有固氮能力的蓝细菌。蓝细菌细胞内有固氮酶，能够把空气中的氮气（化学式为N2）转化为铵（ǎn，化学式为NH4+ ）。

其中一部分铵用来合成细绿萍的蛋白质，让其更有营养，成为鱼类的“营养餐”；另一部分铵则释放到水稻田中，成为水稻能够吸收的氮肥，用来合成水稻的蛋白质和叶绿素，让水稻健康、茁壮生长。

而鱼类食用富含蛋白质的藻类之后，其排泄物中也含有蛋白质的代谢产物——尿素〔化学式为CO(NH2)2〕。尿素在水稻田土壤脲（niào）酶的分解作用下产生铵，也被水稻吸收。脲酶则是水稻土壤中的微生物分泌产生的，而水稻土中的细菌多数生长在水稻根系附近，依靠根系分泌的葡萄糖、氨基酸等有机质为食。水稻的茎是中空的，能够将叶片吸收的氧气运输到根系再分泌到土壤中，从而为根系附近的微生物提供微好氧环境。

水稻田生态系统运行机制示意图

（图源：《知识就是力量》杂志）

从以上描述可以看出，藻类—鱼—水稻—土壤—微生物构成了一个可持续的生态系统。需要说明的是，土壤（包括水稻土）中含有数量庞大的微生物，平均每克土壤达到10亿个细菌，肥沃的土壤，其内细菌数量还会更多。但是这些细菌绝大多数都不是致病菌，相反，它们是维持生态系统运转必不可少的。

撰文 | 邓欢

责任编辑 | 高琳 段阳阳

运营编辑 | 段阳阳

质量审核 | 业蕾

❖ 文章来源：《知识就是力量》杂志

《湿地与农业的结合：水稻田》 ❖

现订购2024年

定价360元