水稻田是典型的人工溼地，是溼地與傳統農業的結合，也是眾多野生動物的棲息場所，在生態保護與修復方面有著特殊而重要的價值。讓我們走進水稻田，一窺其中的奧秘吧。
天福國家溼地公園種植的水稻成熟了，農機手駕駛聯合收割機收割水稻（圖源：《知識就是力量》雜誌）
中國古人的
“生態農業”
提起稻田，人們腦海中往往會浮現出一大片金燦燦、沉甸甸的稻穗，此時就連空氣裡面也彷彿開始瀰漫稻香。其實，這是水稻即將收穫時的情景，這時候水田裡的水已排幹。但是，你能想象，在水排幹之前，水稻在水中的那幾個月是怎樣一番景象嗎？
稻田（圖源：《知識就是力量》雜誌）
讓我們把時間撥回到5月份，二十四節氣中的芒種。南宋詩人陸游曾在《時雨》一詩中描繪了此時江南的場景：“時雨及芒種，四野皆插秧。家家麥飯美，處處菱歌長。”意思是，應時的雨水在芒種時節紛紛而至，田野裡處處都有農人在忙著插秧。家家戶戶吃著麥粒和豆煮的飯，處處都飄蕩著採菱女的歌聲。
芒種節氣，稻田開始淹水插秧，但稻田還可以創造出更多盎然的生機。東漢末年的《四時食制》記載：“郫（pí）縣子魚，黃鱗赤尾，出稻田，可以為醬。”我們的祖先早就懂得如何透過“生態農業”來實現更美好的生活，稻田養魚就是一個成功實踐——不僅能提高水稻產量，還能收穫肥美的稻田魚。
水稻田裡的
“化學反應”
水稻田裡的魚以水面漂浮著的各種藻類為食，如細綠萍、槐葉萍、蕪萍（也稱無根萍）。這些藻類含有葉綠素，能夠進行光合作用，把空氣中的二氧化碳合成為糖類，儲存在藻細胞中實現自養生長，同時向水體釋放氧氣。
細綠萍的葉腔中共生了具有固氮能力的藍細菌。藍細菌細胞內有固氮酶，能夠把空氣中的氮氣（化學式為N2）轉化為銨（ǎn，化學式為NH4+ ）。
其中一部分銨用來合成細綠萍的蛋白質，讓其更有營養，成為魚類的“營養餐”；另一部分銨則釋放到水稻田中，成為水稻能夠吸收的氮肥，用來合成水稻的蛋白質和葉綠素，讓水稻健康、茁壯生長。
而魚類食用富含蛋白質的藻類之後，其排洩物中也含有蛋白質的代謝產物——尿素〔化學式為CO(NH2)2〕。尿素在水稻田土壤脲（niào）酶的分解作用下產生銨，也被水稻吸收。脲酶則是水稻土壤中的微生物分泌產生的，而水稻土中的細菌多數生長在水稻根系附近，依靠根系分泌的葡萄糖、氨基酸等有機質為食。水稻的莖是中空的，能夠將葉片吸收的氧氣運輸到根系再分泌到土壤中，從而為根系附近的微生物提供微好氧環境。
水稻田生態系統執行機制示意圖
（圖源：《知識就是力量》雜誌）
從以上描述可以看出，藻類—魚—水稻—土壤—微生物構成了一個可持續的生態系統。需要說明的是，土壤（包括水稻土）中含有數量龐大的微生物，平均每克土壤達到10億個細菌，肥沃的土壤，其內細菌數量還會更多。但是這些細菌絕大多數都不是致病菌，相反，它們是維持生態系統運轉必不可少的。
撰文 | 鄧歡
責任編輯 | 高琳 段陽陽
運營編輯 | 段陽陽
質量稽核 | 業蕾
❖ 文章來源：《知識就是力量》雜誌
《溼地與農業的結合：水稻田》 ❖
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