水田体系：非洲多功能湿地的人造之美

图10的下半部分表示的是持续低洼地水田体系的集约型生产性的微型结构。也可以将水田体系理解为依据多功能性湿地建构集水域管理体系的过程。在湛水下面三价铁还原成二价铁，从而使因酸化铁导致植物无法吸收的磷酸含量显著增加。磷酸肥沃度低是造成西非土壤肥沃度低的首要原因，所以将成为很大优势。铁的还原还能使酸性土壤变成中性土壤，而湛水中碳酸气的溶解中和了土壤中的碱性。这样一来，在西非通过水田体系还能大大缓解土壤缺乏微量元素的问题。

水田体系的这种强化养分供给的结构不仅可以促进稻子的生长，在稻子的生长初期到中期还能促进湛水中的各种藻类的生长。这些藻类中既有满江红等共同固定氮的藻类，也有蓝藻等单独固定氮的藻类。这些藻类在光合作用下合成易分解的有机物，并供给湛水下水田土壤中的嫌气性微生物。这些嫌气性微生物中也有固定氮的成分。因此，水田体系同时还是固定氮的生态系统。早在30年前，即开始缩减农耕面积之前，就开展了许多有关水田氮固定作用的结构与控制的研究，但现在基本不再做此方面的研究了。这是今后应重新激活的研究领域。虽然关于水田体系的氮固定作用目前只有粗略的数据，不过可推测日本的年均氮固定作用是每公顷20—100公斤，而热带圈是20—200公斤。水田体系的氮固定量除了受气温的影响之外，还受水田的水和土壤的影响，其中受施肥管理的影响最大（De Datta and Buresh，1986；Kyuma，2004；Greenland，1997）。西非的土壤肥沃度普遍很低，这种微型的肥沃度强化及维持结构是水田体系很大的优势。(www.xing528.com)

绿色革命的目标是将每公顷的稻谷产量提高到4吨，想要达到这个目标每公顷需要施50—60公斤的氮化学肥料。但是，即使施150公斤以上的肥料，非洲新旱稻的最高产量也只有3吨。可见，水田体系的生态工程学式氮固定能力之大。不断激发西非的这种潜力是水田生态技术开发的核心课题。