鸭稻共作技术利用鸭子的杂食性捕食稻田内的杂草和害虫;利用鸭子在田间的不断活动来改善稻田的生态环境,刺激水稻生长,并产生中耕浑水增氧效果,减少碳排放;同时利用鸭子的粪便肥田,保证鸭子不吃水稻苗,可用于生产有机稻。在目前已有的研究成果中,多数是关于鸭稻共作技术以及该技术对于病、虫、草害的防治,增加产量、收入等方面的研究。本文以鸭子对杂草控制和土壤肥力的作用效果为目标,构建了鸭子田间位置追踪系统,研究了了鸭子在田间的运动状态,探索了最佳的鸭子放养密度。通过对鸭子位置信息的检测与分析,研究了密度对鸭子田间活动时间、范围、频率和面积的影响,试验研究了不同放养密度对杂草分布规律和土壤肥力的影响,主要研究结论如下。(1)构建了鸭子位置追踪系统。由定位标签,基站和定位引擎等三部分构成了超宽带(UWB)精准定位系统,用以实时监测鸭子的田间位置。定位标签固定在鸭翅膀上,定位基站分别安装在试验地块的矩形顶点和长边的中点位置,由定位标签定时向定位基站发射脉冲信号,基站收到信号后对标签的信息进行记录,并把这些信息传递给上位机的定位引擎,引擎完成基于TDOA定位方法的计算分析与存储。系统定位追踪精度为10-20cm,定位标签数据上传频率为0.33Hz(1/3s),标签电池充电一次可持续使用时间7天。(2)放养密度对鸭子在水稻田内的活动时间有一定影响。试验结果表明,随着放养密度的增加,鸭子在田间运动状态所用时间也随之增加。在养鸭密度分别为15只/660m2、20只/660m2、25只/660m2和30只/660m2时,鸭子在稻田内运动状态所用的时间占鸭子在田间总时长的百分比分别为13.08%、17.89%、21.05%和21.48%。当养鸭密度为25只/660m2和30只/660m2时,鸭子在田间运动的时长比养鸭密度为15只/660m2时鸭子在田间运动的时长分别增加了 60.88%和64.17%。鸭子放养密度为25-30只/660m2时,鸭子在田间运动的时间最长。(3)放养密度对鸭子田间活动范围具有重要影响。试验结果表明,随着放养密度的增大,鸭子田间的活动范围也不断扩大,但当养鸭密度达到一个临界值后,随着放养密度的增加,鸭子在田间的运动范围不会再有明显的增加。以鸭子在田间位置信息的变异系数衡量鸭子在田间活动范围,在养鸭密度分别为15只/660m2、20只/660m2、25 只/660m2 和 30 只/660m2 时,变异系数分别为 25.58%、34.6%、39.49%、和 40.29%。随着放养密度的增加,其对应的变异系数也是逐渐增大的。其中变异系数最小和最大之间,变异系数增加了 57.51%,随着放养密度的增大,变异系数数值的增加量逐渐减小。另一方面,以鸭子在田间活动区域面积占每个试验小区总面积的百分比来分析鸭子在田间的活动范围,在养鸭密度分别为15只/660m2、20只/660m2、25只/660m2和30只/660m2时,鸭子在田间活动总区域面积占每个试验小区总面积的百分比分别为80.03%、89.09%、92.12%,92.24%。随着放养密度的增加,鸭子在田间运动过的区域总面积占每个试验小区地块总面积的百分比也随之增加。但养鸭密度为25只/660m2和30只/660m2时,鸭子在田间运动过的面积占每个试验小区地块总面积的百分比增加幅度微小,仅增加了 0.12%。养鸭密度为25-30只/660m2时,鸭子运动在田间的活动范围最佳。(4)放养密度对鸭子田间活动频次具有一定影响。该频次是指一天内鸭子进入每个小单元格(1m2)的次数。试验结果表明,鸭子在田间活动的平均频次随着放养密度的增加而增大。鸭子到达每个小单元格的频次越大,对杂草、害虫的控制作用越好,对土壤肥力的影响越均匀。在养鸭密度分别为15只/660m2、20只/660m2、25只/660m2和30只/660m2时,鸭子在田间活动的总平均频次分别为3.62/次、4.03/次、4.53/次、4.59/次。(5)鸭子放养密度对水田杂草的控制作用和土壤肥力有显著影响。试验结果表明,随着养鸭密度的增大,稻田内四叶萍等,矮慈姑,鸭舌草,稗草等田间恶性杂草的密度明显减少,鸭子对四叶萍的防控效果尤其显著。随着放养密度的增加,鸭子排泄物对土壤中有机质和速效N、P、K的补充作用逐渐增强。在放养鸭密度为25-30只/660m2时,控草和肥田效果最好。总体上看,鸭子放养密度为25只/660m2-30只/660m2时,鸭子在田间的活动时间、活跃程度、运动范围比较好,鸭子对杂草的控制作用和对土壤肥力的改善效果最佳。研究成果对改进鸭稻共作技术工艺具有参考作用。