水稻平均增产超12%！上海科学家联合18国科研人员揭开“稻鱼共生”千年农法的科学奥秘

早在数千年前，中国人的祖先就在同一块田里既种稻又养鱼。这套被列为“全球重要农业文化遗产”的“稻鱼共生”模式，如今被科学家用现代研究证实：它不仅能让水稻增产，还能少生病虫害、少长杂草，堪称“一举多得”的生态妙招。

其中，稻田鱼扮演着什么关键角色呢？来自华东理工大学药学院的万年峰教授课题组，联合中、英、法、美、德、瑞士、丹麦、西班牙等国科研人员，近日在国际生物学著名期刊《细胞》子刊——《当代生物学》上以封面文章形式，发表了题为“营养级联驱动农业文化遗产稻鱼共生系统的可持续性”的研究成果。

current biology以封面形式报道课题组成果

研究团队整合了全球18个国家的实验数据，并在中国东部开展了长期田间定位与行为学实验，系统证实了“稻鱼共生”这一古老农艺不仅能增产，更能通过生态调控机制控制病虫害，为生态农业转型与保障粮食安全开辟了科学路径。

全球数据分析表明，与水稻单作相比，稻鱼共生使水稻产量平均提升了12.5%，而且不同鱼种带来的增产效果存在明显差异。同样值得关注的是，养鱼之后稻田里的无脊椎类捕食性和寄生性天敌数量几乎翻了一番，增加了99.3%；与此同时害虫减少了24.1%，病害减少了38.8%，杂草更是减少了45.7%。

这项研究还发现，就不同气候带、水稻类型和试验类型而言，温带的控害与增产效果比热带的更好，非有机稻田的效果优于有机稻田的，小区试验的效果优于盆栽试验。

不同鱼对水稻增产效应存在明显差异

稻鱼共生影响稻田营养级类群的部分响应效应值

全球试验数据的路径分析：下行效应

那么“稻鱼共生”究竟如何实现增产？研究团队通过路径分析找到了答案：在水稻与病虫草害的两营养级关系中，稻鱼共生通过直接抑制有害生物来促进增产；而在水稻、害虫、天敌这三营养级关系中，稻鱼共生则是通过增加天敌数量来抑制害虫，进而实现间接增产。令人欣喜的是，这种下行控制作用在有机与非有机系统、温带与热带地区均持续存在，形成了一条清晰的生态链条——稻鱼共生促进天敌种群，天敌抑制害虫，最终促进水稻生产力。

为进一步验证这一全球效应，万年峰课题组开展了连续4年的野外田间试验。结果证实，与水稻单作区相比，稻鱼共生区内的稻飞虱、螟虫、卷叶螟等主要害虫数量明显下降，而捕食性蜘蛛的数量则更高。同时，养鱼后水稻的千粒重和产量也都增加了。这再次确认，稻鱼共生实现间接增产效应。

4年野外试验证实：稻鱼共生模式抑制害虫和保育捕食性蜘蛛

4年野外试验证实：稻鱼共生模式增加水稻千粒重和产量

4年野外试验下行效应路径分析

鱼捕食稻飞虱和蜘蛛行为试验

至于“稻田鱼”，盆栽行为学实验进一步阐明其中的机制。研究团队观察到，鲫鱼和红鲤鱼等鱼类偏好取食褐飞虱等害虫，却不会捕食它们的天敌捕食性狼蛛。这意味着鱼类在稻田中扮演着“精准调控者”的角色，既直接削减了害虫，又保护并强化了田间天然的“控害军团”，从而建立了一套高效的协同控害网络。

该研究揭示了传统生态农业智慧所蕴藏的现代生态学原理——通过恢复和强化稻田内的生物多样性，驱动正向的生态系统级联效应，可以实现‌生态集约化‌生产。“在保障粮食安全、减少农药使用与农业面源污染、应对生物多样性丧失等方面，这一成果可以为全球提供一套兼具高度生态效益和生产效益的可推广方案。”万年峰教授说。

论文信息显示，华东理工大学为第一完成单位且唯一通讯单位，万年峰为该文通讯作者兼共同第一作者。此外，复旦大学硕士生申思源、上海交通大学博士后李牧遥、万年峰课题组硕士生陈艳和潘霏仪为共同第一作者。

来源：解放日报 上观新闻

作者：徐瑞哲

编辑：蓝悦

上观号作者：上海科技