数千年前，我们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，如今被科学家研究证实，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。
近日，华东理工大学药学院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，在《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。
研究团队整合全球18个国家的实验数据，并在中国东部开展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。
《当代化学》封面文章
全球数据分析发现，与水稻单作相比，稻鱼共生使水稻产量平均提升12.5%，且不同鱼种带来的增产效果存在明显差异。养鱼之后稻田里的无脊椎捕食性和寄生性天敌数量几乎翻了一番，同时害虫减少24.1%，病害减少38.8%，杂草减少了45.7%。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。
“稻鱼共生”究竟是如何实现增产的呢？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，万年峰课题组连续4年开展野外田间试验。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。路径分析确认，稻鱼共生通过增加天敌数量来抑制害虫，进而实现间接增产效应。
盆栽行为学实验进一步阐明了其中的机制。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，建立了一套高效的协同控害网络。
该研究不仅用现代科学证实了传统生态农业的智慧，更揭示了其背后深刻的生态学原理。“这一成果可以为全球在保障粮食安全、减少农药使用与农业面源污染、应对生物多样性丧失等多重挑战时，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。
华东理工大学为该论文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。
