臺灣博碩士論文加值系統

隨著環保意識的抬頭，以及擔憂稻作過程中化學合成物對人體產生有害影響
，於民國34到60年間常見的傳統水耕法-合鴨有機農法，又再度風行於台灣農村。不同於慣行農法，合鴨有機農法屏棄了農藥以及化學肥料，利用合鴨取食害蟲、踩踏水田抑制雜草生長，並增加水中溶氧量。同時，合鴨糞便也能減少有機肥料使用量，降低溢流入環境的營養。本實驗的目的在建構，奉行有機耕作精神的合鴨農法之氮收支模式，了解稻作期間的氮流失量、田區內固氮能力以及對福壽螺等害蟲的抑制結果，較之慣行田是否能減少對環境的衝擊，維護地力。實驗結果顯示，在排水曬田時流失的氮素量，合鴨田區為57.79 g m-2，慣行田區則為62.79 g m-2，顯示慣行田流失的氮素較合鴨田多。合鴨田及慣行田在收割後之單位氮素淨收支均為正值，合鴨田區系統為8.7 g m-2，慣行田則為21.4 g m-2，慣行田較合鴨田高，表示休耕後的慣行田會徑流出更多的氮素到環境中。影響田區土壤氮素變化量的因素中，以固氮量為最大宗，合鴨田區總計64.06 g m-2，慣行田區則為54.07 g m-2，顯示合鴨田區的土壤間固氮力比慣行田區好。慣行田區若不施灑苦茶粕，便無法控制福壽螺生長數量；反觀合鴨田區的福壽螺數量在合鴨取食下，一直維持在每m2 面積單位僅有0~2顆螺的狀態。綜合實驗結果顯示，不施灑農藥、使用有機肥料的合鴨農法，不僅更能控制福壽螺等害蟲數量，較之慣行田，更降低了農耕活動流失氮素對環境的衝擊，達成地力永續經營的目的。

Owning to the rise of environmental consciousness and concerns about harmful effects of chemical compounds on the human body during agricultural processes around the whole world, the traditional rice-duck organic farming, the common agricultural methods in rural area between 1945 and 1971, becomes popular again in Taiwan. Different from conventional farming, the method of rice-duck organic farming uses ducks instead of pesticides and chemical fertilizers to feed pests and stamp paddy fields for suppressing weed and increasing the amount of dissolved oxygen in the water. Meanwhile, as a result of the reducing the amount of organic fertilizer, the duck organic farming can diminish the amount of nutrient overflowing into the environment. By building up the nitrogen budget model of rice-duck organic farming, the purpose of this study is to understand whether rice-duck organic farming can reduce the impact of fertilizer on the environment and maintain fertility by comparing nitrogen loss during the processes of cultivation and the capability of fixed nitrogen and the inhibition of apple snails and other pests between rice-duck organic and conventional farming. The results showed that the amount of nitrogen loss during the drainage is 57.79 g m-2 in duck paddy field and 62.79 g m-2 in conventional paddy field respectively. The amount of soil nitrogen was 8.7 g m-2　in duck paddy field and 21.4 g m-2 in conventional paddy field, which indicated the latter would release more nitrogen into the environment during the fallow. Nitrogen fixation was the dominating factor affecting the change in the amount of soil nitrogen. There were 64.06 g m-2 in duck paddy field nitrogen and 54.07 g m-2 in conventional paddy field of nitrogen fixed in the soil, which suggested rice-duck paddy field had better capability of nitrogen fixation in the soil. Without spilling tea-seed meal, the number of apple snails would be out of control; on the contrary, the number of apple snails in the duck paddy field had been maintained in 0-2 per m2 by duck feeding. In the conclusion, compared to conventional paddy farming, duck farming, without pesticide and chemical fertility, not only showed more control over the number of apple snails and other pests, but also reduced the environmental impact by the loss of nitrogen produced from agricultural activities, to likely achieve sustainability agricultural use.

摘要 i
Abstract ii
目次 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1. 研究動機 1
1.2. 研究目的 2
1.3. 研究流程 2
第二章 文獻回顧 6
2.1. 氮的循環 6
2.1.1. 硝化作用(Nitrofication) 6
2.1.2. 脫硝作用(Denitrification) 6
2.1.3. 礦化作用 (Mineralization) 7
2.1.4. 同化作用 (Assimilation) 7
2.1.5. 固氮作用 (Nitrogen Fixation) 7
2.2. 水稻田中的氮收支 7
2.2.1. 肥料種類及農藥 8
2.2.2. 鴨糞輸入來源 9
2.2.3. 水稻田間固氮量 9
2.2.4. 水稻植物體的氮素累積量 10
2.2.5. 水稻田中氮的流失途徑 10
2.3. 育種秧苗 11
2.4. 水稻生育階段 11
2.5. 福壽螺 12
第三章 材料與方法 18
3.1. 試驗區簡介 18
3.1.1. 試驗區地理位置及氣候 18
3.1.2. 試驗區灌溉水路情況 18
3.1.3. 樣品採集時程： 19
3.1.4. 樣品採集地點： 19
3.2. 採樣分析項目及方法 19
3.2.1. 田區環境因子項目檢測 19
3.2.2. 水質採集與分析 19
3.2.3. 土壤採集與分析 20
3.2.4. 植物體採集與分析 20
3.3. 計算參數引用 20
3.4. 統計分析 21
3.4.1. A、B、C三田差異性統計分析 21
3.4.2. 合鴨田區與慣行田區差異性統計分析 21
第四章 實驗結果 26
4.1. 環境因子檢測結果 26
4.1.1. 溫度 26
4.1.2. 水中酸鹼值 26
4.1.3. 水中溶氧量 27
4.1.4. 水中導電度 27
4.1.5. 水中懸浮微粒值 27
4.1.6. 土壤氧化還原電位 28
4.2. 水中氮素採集結果 28
4.2.1. 水中硝酸態氮 28
4.2.2. 水中銨態氮 29
4.2.3. 水中顆粒性氮 30
4.3. 土壤中氮素 31
4.4. 土壤中氮、碳百分比 32
4.5. 稻穀及植物體含氮百分比 33
4.6. 各田區氮收支統整結果 33
4.7. 各田區福壽螺數量增減 34
第五章 討論 62
5.1. 各田區氮收支統整 62
5.1.1. 合鴨田與慣行田氮收支變化 62
5.1.2. 土壤中氮素濃度檢測結果探討 62
5.1.3. 稻穀及植物體含氮百分比結果探討 63
5.1.4. 水中氮素採集結果 64
5.2. 田區間福壽螺數量 66
5.3. 土壤的碳含量 66
第六章 結論 71
第七章 實驗檢討與建議 72
參考文獻 73
附錄 77

林幸助、薛美莉、陳添水、何東輯，濕地生態系生物多樣性監測系統標準作業程序，行政院農業委員會特有生物研究保育中心，南投縣，台灣，第11頁 (2009)。
于立平，「濕地公園規劃策略之研究－以高雄縣鳥松濕地公園為例」，碩士論文，國立中山大學海洋環境工程研究所，高雄市 (1996)。
何仁江、江韜、木志堅、倪九派、魏世强、謝德體，「三峡庫區典型農業小流域土壤系统氮磷收支研究」，西南大學學報，第三十三卷，第五期，第95-101頁 (2011)。
何文壽、李生秀、李輝桃，「水稻對銨態氮和硝態氮吸收特性的研究」，中國水稻科學，第十二卷，第四期，第249-252頁 (1998)。
何念祖、孟賜福，植物營養原理，上海科學技術出版社，上海，第60-80頁(1987)。
吳珊眉、劉德輝、倪苗娟、孫玉單、冉煒，「有機一無機肥配施下氮鉀的渗漏損失」，南京農業大學學報，第十四卷，第三期，第68-72頁 (1991)。
吳嘉瑩，「有機水田生態廊道改善及苦茶粕危害之初步研究」，碩士論文，國立中興大學土木工程學系，台中 (2008)。
林郁靜，「以實驗方法探討人工濕地之水質淨化效益」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，(2008)。
林金樹，「福壽螺危害水稻產量之損失估計」，台中農業改良場研究彙報，台中，第十一卷，第43-52頁 (1985)。
林金樹，「福壽螺之生態觀察」，台中農業改良場研究彙報，台中，第十三卷，第49-66頁 (1985)。
林銘璋，「蘇力菌素防治水稻田福壽螺之探討」，碩士論文，朝陽科技大學應用化學系，台中 (2006)。
張文重，「金寶螺之生態研究」，貝類學報，第十一卷，第43-51頁 (1985)。
林毓雯、張庚鵬、王鐘和，「有機質肥料之合理化施用」，豐年社半月刊，第五十六卷，第十九期，第50頁 (2006)。
林榮新、蘇晉暉、李舜榮、蘇天明、張伸彰、郭猛德、黃振芳，「鴨排泄物量及其成分之研究」，畜產研究，第四十四卷，第二期，第175-188頁 (2011)。
邱惠珍，「水田用水量估算及生物利用水田移動行為之研究」，碩士論文，國立中興大學土木工程學系所，台中 (2011)。
邱衛國、唐浩、王超，「上海郊區水稻田氮素滲漏流失特性及控制對策」，中國環境科學，第二十五卷，第五期，第558-562頁 (2005)。
孫小淋、楊立年、楊建昌，「水稻高產節水灌溉技術及其生理生態效應」，中國農學通報，第二十六卷，第三期，第253-257頁 (2010)。
晏维金、尹澄清、孫濮、韓小勇、夏首先，「磷氮在水田濕地中的遷移轉化及逕流流失過程應用」，生態學報，第十卷，第三期，第312-31頁 (1999)。
張立弘，「生活污水之濕地處理及再利用研究」，碩士論文，國立屏東科技大學環境工程與科學系，屏東 (2001)。
張定偉，「養牛場廢水施灌狼尾草對牧草產量品質及土壤性質之影響」，畜產研究，第三十五卷，第三期，第187-203頁 (2002)。
張淑賢，「有機資材利用之試驗研究現況與展望」，台灣省農業試驗所特刊，第50 號，第1-14頁 (1995)。
許正一、陳尊賢，「濕地土壤的定義、化育作用與分類」，科學農業，第293-299頁 (1995)。
陳世楷、張誠信、陳昆宏、葉峻麟，「應用土壤水分及氮平衡耦合模式評估坡地水稻田氮汙染潛勢」，農業工程學報，第五十八卷，第2期，第22-38頁 (2012)。
陳榮坤、羅正宗，「水稻低直鏈澱粉品種台南14號之育成」，臺南區農業改良場研究彙報，第五十五卷，第1-11頁，(2009)。
黃璋如，「國際有機農業會議與國際有機農業聯盟」，鄉間小路，第三期，第85-87頁 (1997)。
林鴻祺，「土壤生態系中氮收支之研究」，農業生物技術國家型科技計畫重點領域計畫成果報告，台北 (2001)。
楊秋忠，「生物性肥料之特性及開發」，農業生技產業季刊，第四卷，第18-22頁(2005)。
董時叡，「有機農業推廣體制之研究」，行政院農業委員會九十年度試驗研究計畫研究報告，台中市 (2001)。
行政院農業委員會台灣農家要覽增修訂三版策劃委員會，台灣農家要覽-農作篇(一)，行政院農業委員會，台北，第45-56頁 (2005)。
劉培斌、張瑜芳，「稻田中氮素流失的田間試驗與數值模擬研究」，農業環境保護，第十八卷，第六期，第241-245頁 (1999)。
劉建煌，「苗栗縣苑裡鎮慣行、有機稻農的生產行為、農業典範及有機農業產銷態度之比較」，碩士論文，國立台灣師範大學環境教育研究所，台北 (2011)。
謝明奇，「自然溼地與人工溼地系統底泥特性之探討」，碩士論文，嘉南藥理科技大學，嘉義 (2004)。
鍾仁賜，「台灣土壤生態系品質及生產力增進之研究-施肥對作物利用氮及不同部位植物體之氮組成的影響」，行政院國家科學委員會專題研究成果報告，台北 (2000)。
簡宣裕、林錫錦，「稻草分解促進土壤固氮活性及稻草分解菌與固氮菌共生之研究」，中華農業研究，第三十四卷，第一期，第64-70頁 (1985)。
鄭杰炳、王子芳、譚顯龍、李安樂、高明，「丘陵紫色土區土地利用方式對土壤剖面理化性質影響研究」，西南大學學報，第三十卷，第三期，第101-106頁 (2008)。
水稻生長發育期程圖引用網站:
http://tw.image.search.yahoo.com/images/view;_ylt=A8tUwJoHKl9Rh3kApS1t1gt.
台灣肥料公司網站-肥料教室
http://www.taifer.com.tw/08/08-02-04.htm
合鴨米網站
http://hoya.myweb.hinet.net/htm1/DK1.htm
林鴻淇，特別報導，農藥世界 (1994)
http://organic.niu.edu.tw/03-production/soil&manure/manager-6.htm
苗栗縣火炎山苑裡沖積扇平原生態人文發展協會網站http://www.duck-field-rice.org.tw/
陳世雄，2010，台灣有機哲學 驚艷國際新風尚，取自http://tw.myblog.yahoo.com/organic-farmer/article?mid=6087&prev=6113&next
苑裡鎮公所網站
http://www.yuanli.gov.tw/PlaceContent.aspx
國家圖書館台灣鄉土資料庫網站
http://www.ncl.edu.tw/mp.asp?mp=2
Abulreesh, H. H., Paget, T. A., and Goulder, R., “ Waterfowl and the bacteriological quality of amenity ponds, ” Journal of Water Health, Vol. 2, pp. 183-189 (2004).
Beauchamp, E. G., Trevors, J. T., and Paul, J. W., “ Carbon sources for bacterial denitrification, ” Journal of Advanced Soil Science, Vol. 10, pp. 113-142 (1989).
Brix, H., “ Do macrophytes play a role in constructed treatment wetlands, ” Journal of Water Science and Technology, Vol.35, pp. 11-17 (1997).
Chowdary, V. M., Rao, N. H., and Sarma, P. B. S., “ A coupled soil water and nitrogen balance model for flooded rice fields in India, ” Journal of Agriculture, Ecosystems and Environment, Vol. 103, No. 3, pp. 425-441 (2004).
Chung, S.O., Kim, H. S., and Kim, J. S., “ Model development for nutrient loading from paddy rice fields, ” Journal of Agricultural Water Management, Vol. 62, pp. 1-17 (2003).
Ingersoll, T. L. and Baker, L. A., “ Nitrate removal in wetland microcosms,” Journal of Water Research, Vol. 32, No. 3, pp.677-684 (1998).
Garrity, D. P., and Becker, M., “ Where do green manures fit in Asian rice farming systems? ” Proceedings of Conference on International Rice Research, Manila, Philippine, pp. 1-10 (1994).
Rodriguez-Gallego, L.R., Mazzeo, N., Gorga, J., Meerhoff, M., Clemente, J., Kruk, C., Scasso, F., Lacerot, G. Garcia, J., and Quintans, F., “ The effects of an artificial wetland dominated by free-floating plants on the restoration of a subtropical hypertrophic lake, ” Journal of Lakes and Reservoirs: Research and Management,Vol. 9, pp. 203-215 (2004).
Shukla B. D., Misra, A. K., and Gupta, R. K., “ Application of nitrogen in production and postproduction systems of agriculture and its effect on environment in india,” Journal of Environmental Pollution,Vol. 102, pp.115-122 (1998).
Sirivedhin, T., and Gray, K. A., “ Factors affecting denitrification rates in experimental wetlands: Field and laboratory studies,” Journal of Ecological Engineering, Vol. 26, pp. 167–181 (2006).
Watanabe, I., Lee, K. K., Alimagno, B.V., “ Seasonal change of N2-fixing rate in rice field assayed by In Situ acetylene reduction technique, ” Journal of Soil Science and Plant Nutrition, Vol. 24, No. 1, pp. 1-13 (1978).
Zulu, G., Toyota, M., and Misawa, S., “ Characteristics of water reuse and its effect on paddy irrigation system water balance and Riceland ecosystem, ” Journal of Agricultural Water Management, Vol. 31, No. 3, pp. 269–283 ( 1996).