肖家程 譚慶東 梁正其 秦國兵 熊達

(1 銅仁學(xué)院 農(nóng)林工程與規(guī)劃學(xué)院，貴州銅仁 554300； 2 銅仁市碧江區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，貴州銅仁 554300； 3 松桃陽楚生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，貴州松桃 554100)

小龍蝦(Procambarusclarkii)又稱淡水小龍蝦，學(xué)名克氏原螯蝦、紅螯蝦，具有運輸方便、營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨特等特點，近年來在我國已經(jīng)成為重要的水產(chǎn)經(jīng)濟養(yǎng)殖品種。

貴州屬于喀斯特山區(qū)，多為梯田和小塊稻田，不連片或連片較少。近年來，為實現(xiàn)“零網(wǎng)箱、生態(tài)魚”，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)和綠色水產(chǎn)品，貴州積極探索發(fā)展“貴水黔魚”，在稻漁綜合種養(yǎng)方面取得了顯著成效，逐步構(gòu)建了貴州山區(qū)“以漁促稻、提質(zhì)增效、生態(tài)環(huán)保、保漁增收”的稻田綜合種養(yǎng)技術(shù)模式?！胺N稻養(yǎng)蝦”是稻漁綜合種養(yǎng)在貴州山區(qū)發(fā)展生態(tài)漁業(yè)的1種重要模式。稻田養(yǎng)蝦不僅可以截留田間能量，減少害蟲、雜草對環(huán)境的污染，還可大幅度減少化學(xué)肥料的投入，還能通過水稻蓄水養(yǎng)殖，調(diào)節(jié)稻田生態(tài)系統(tǒng)微環(huán)境，控制部分有害生物的發(fā)生，促進稻田物質(zhì)和能量的多級利用[1]，增加稻田產(chǎn)量，提高稻米品質(zhì)，有效提高農(nóng)田資源利用率和產(chǎn)出效益[2-3]。目前，關(guān)于稻田養(yǎng)殖小龍蝦技術(shù)的研究較多[4-5]，稻漁(蟹)共生對稻田水質(zhì)的影響也有相關(guān)報道[6-11]，但關(guān)于山區(qū)稻蝦共作模式水體環(huán)境的研究尚未見報道。為了解稻田養(yǎng)殖小龍蝦后對水質(zhì)的調(diào)控和改良情況，本試驗以貴州省銅仁市松桃縣普覺鎮(zhèn)甘佃村稻田為試驗對象，對普覺鎮(zhèn)甘佃村稻蝦共生試驗田水質(zhì)指標的晝夜變化進行了初步研究，并與不養(yǎng)蝦稻田的水質(zhì)指標進行比較，以期為貴州喀斯特山區(qū)稻田養(yǎng)蝦的水質(zhì)變化提供基礎(chǔ)資料。

1 材料和方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于2019年6—9月和2020年6—9月在貴州省銅仁市松桃縣普覺鎮(zhèn)甘佃村稻蝦共作試驗田進行。試驗地點位于東經(jīng)108°58′58″，北緯27°59′43″，平均海拔344.36 m，年平均氣溫16.3 ℃，雨量充沛，年降雨量1 306.2 mm，無霜期較長。試驗地肥力中等均勻，水資源豐富。

試驗用水稻品種為“晶兩優(yōu)1237”；小龍蝦苗種來自潛江市蝦德龍生物科技有限公司，蝦苗平均體質(zhì)量為(5.00±0.41)g。

1.2 試驗設(shè)計

隨機選擇肥力相等的6塊試驗田，每塊稻田面積為300 m2，設(shè)置稻蝦共作模式(稻蝦共作組)和未養(yǎng)蝦水稻栽種模式(對照組)各3塊試驗田。于5月24日移栽水稻，6月12日放養(yǎng)小龍蝦苗(水稻分蘗期)，9月12日收捕小龍蝦，水稻生長期共117 d。試驗期間，6塊稻田均不打農(nóng)藥、不施化肥。在養(yǎng)殖小龍蝦的稻田設(shè)置有多個進水口，以方便蝦在稻田和水溝中自由活動。根據(jù)貴州山區(qū)田塊的特點，試驗田水稻插秧時采用寬行距30 cm、窄行距20 cm，插秧密度約為16 500穴/hm2；施放有機肥750 kg/hm2作基肥，后期不施追肥。稻蝦共作組小龍蝦的放養(yǎng)量為1 800 kg/hm2，放養(yǎng)苗種規(guī)格約為200尾/kg；對照組不放蝦苗。所有稻田不施除草劑和農(nóng)藥，用生物方法防止病蟲害。

1.3 采樣方法

在水稻生長的分蘗期(6月19日)、拔節(jié)期(7月16日)、揚花期(8月10日)和灌漿期(9月2日)，每2 h測定1次水質(zhì)指標，包括水溫、溶解氧(DO)、pH等，連續(xù)測定24 h；于每次采樣當(dāng)天的8:00和14:00分別在養(yǎng)蝦稻田與未養(yǎng)蝦稻田隨機選擇3個采樣點采集500 mL水樣，分類編號后帶回實驗室進行硝酸鹽(NO3--N)、亞硝酸鹽(NO2--N)、氨態(tài)氮(NH4+-N)和磷酸鹽(PO43--P)等指標的測定，所有指標在12 h內(nèi)完成測定。

1.4 水質(zhì)分析方法

DO、pH和水溫采用HANNA HI 9828/10便攜式多參數(shù)水質(zhì)綜合快速測定儀測定，PO43--P、NO2--N、NO3--N和NH4+-N采用6B-100型多參數(shù)水質(zhì)速測儀進行測定。

1.5 標準評價及數(shù)據(jù)分析

養(yǎng)殖水體水質(zhì)評價參照《漁業(yè)水質(zhì)標準》(GB 11607—1989)、《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)中Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ類水的標準[11]。

試驗數(shù)據(jù)采用EXCEL 2010軟件進行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、圖表制作等，采用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析，用Turkey氏多重比較法檢驗組間差異，設(shè)P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 水稻生長不同時期養(yǎng)蝦稻田與未養(yǎng)蝦稻田水體溶解氧、pH和水溫的變化情況

圖1～圖3為在水稻生長的分蘗期、拔節(jié)期、揚花期、灌漿期采樣時間內(nèi)溶解氧(DO)、pH和水溫的晝夜變化情況?？傮w看，稻蝦共作組水體的DO在揚花期、灌漿期顯著低于對照組(P<0.05)。所有組DO曲線在6:00—14:00均呈上升趨勢，且12:00—14:00上升速度加快，于14:00達到峰值，14:00至翌晨6:00則呈現(xiàn)下降趨勢，除了在灌漿期稻田水體DO的最低點發(fā)生在凌晨4：00外，均為早晨6：00時DO最低。

注：小寫字母不同表示組間差異顯著(P<0.05)，小寫字母相同表示差異不顯著(P>0.05)。

注：小寫字母不同表示組間差異顯著(P<0.05)，小寫字母相同表示差異不顯著(P>0.05)。

注：小寫字母不同表示組間差異顯著(P<0.05)，小寫字母相同表示差異不顯著(P>0.05)。

在水稻生長的分蘗期、拔節(jié)期和揚花期，稻蝦共作組水體的pH總體上低于對照組，這與溶解氧的變化趨勢基本相似，可能是因為小龍蝦的呼吸作用消耗了大量的溶解氧，加速了二氧化碳的產(chǎn)生，導(dǎo)致水體pH降低。

在整個水稻生長期，稻蝦共作組和對照組的水溫變化差異不顯著(P>0.05)，4個時期水溫的變化范圍分別為17.98 ℃～28.73 ℃、24.57 ℃～33.15 ℃、24.15 ℃～33.87 ℃和18.4 ℃～28.97 ℃。水溫變化最低相差8.58 ℃，最高達到10.75 ℃。

2.2 養(yǎng)蝦稻田和未養(yǎng)蝦稻田水體NH4+-N、PO43--P、NO2--N、NO3--N的變化情況

養(yǎng)蝦稻田和未養(yǎng)蝦稻田水體NH4+-N、PO43--P、NO2--N、NO3--N的變化情況見表1～表4。無論是養(yǎng)蝦稻田還是未養(yǎng)蝦稻田，磷酸鹽、硝酸鹽在水稻的各個時期都存在動態(tài)變化。稻蝦共作組水體的PO43--P、NO3--N均顯著高于對照組(P<0.05)。在水稻的整個生長期，PO43--P、NO3--N在前期處于較高水平，后期較低。在分蘗期，稻蝦共作組水體的NO2--N明顯低于對照組(P<0.05)，而在揚花期和灌漿期，則顯著高于對照組(P<0.05)?？傮w上，兩組水體的NH4+-N在水稻的4個生長時期均沒有顯著性差異，且均隨著稻蝦種養(yǎng)時間的增加而呈上升趨勢。

表1 水稻不同生長時期養(yǎng)蝦稻田和未養(yǎng)蝦稻田水體的PO43--P變化

表2 水稻不同生長時期養(yǎng)蝦稻田和未養(yǎng)蝦稻田水體的NO3--N變化

表3 水稻不同生長時期養(yǎng)蝦稻田與未養(yǎng)蝦稻田水體的NO2--N變化

表4 水稻不同生長時期養(yǎng)蝦稻田與未養(yǎng)蝦稻田水體的NH4+-N變化

2.3 稻蝦生態(tài)種養(yǎng)水稻產(chǎn)量及效益分析

稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式和水稻單作的成本和效益情況見表5～6。由結(jié)果可以看出，稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式的投入成本遠高于水稻單作，但其后期的經(jīng)濟效益卻顯著高于水稻單作。稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式下，兩種試驗水稻的純收益分別是單一種植水稻的14.58倍和14.47倍。該模式下兩種試驗水稻的產(chǎn)投比分別是2.47和2.38，遠高于水稻單一種植的產(chǎn)投比。成本收益率和勞動生產(chǎn)率也遠高于單一種植水稻。

表5 稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式與水稻單作模式的成本構(gòu)成

3討論

3.1 水體溶解氧、pH、水溫變化分析

本試驗中溶解氧的測定均選擇在陽光較好的晴天進行，24 h連續(xù)測定，在光合作用條件下，14:00時DO達到最大值，之后逐漸下降，至翌晨6:00時DO降到最低(除了在灌漿期DO的最低點發(fā)生在4：00外)。可能是因為山區(qū)稻田沒有外來水源注入，浮游植物在夜間停止產(chǎn)氧，再加上小龍蝦以及田間水體中的浮游動物消耗氧氣并產(chǎn)生了較多的二氧化碳。這也與pH的變化曲線一致。從整體看，不管是養(yǎng)蝦稻田還是未養(yǎng)蝦稻田，稻田水體中的DO含量均隨著水稻的生長而逐漸降低，可能是水稻逐漸生長，稻葉成林，遮擋了田間光照，影響田間水體中浮游植物的光合作用，從而導(dǎo)致DO降低。在揚花期和灌漿期，稻田水體DO相對較低，主要是由于8、9月份正值全年降雨較多的月份，長時間的陰雨天氣，加上貴州山區(qū)日照短，光照時間減少，強度減弱，導(dǎo)致植物光合作用能力減弱，田間水體DO下降。同時，由于小龍蝦的呼吸作用，因而養(yǎng)蝦稻田水體的DO要低于未養(yǎng)蝦稻田。

在水稻生長的4個時期中，養(yǎng)蝦稻田水體的pH總體上低于未養(yǎng)蝦稻田。這可能是因為在養(yǎng)蝦稻田，小龍蝦生長增加稻田排泄物，加上水中浮游動物數(shù)量增加，呼吸作用加強，增加了溶解氧消耗，加速了CO2的產(chǎn)生，導(dǎo)致水體pH降低。

本試驗中，在水稻生長的4個時期，養(yǎng)蝦稻田與未養(yǎng)蝦稻田的水溫均不存在差異，可見養(yǎng)殖小龍蝦并未改變稻田的水溫狀況。根據(jù)Natividad[12]的研究，養(yǎng)殖水體的理想水溫應(yīng)該在25～30 ℃。本研究中的平均水溫是處于理想水溫范圍內(nèi)的，但是在6月份和9月份，最高水溫可達33.87 ℃，最低水溫為17.98 ℃，水溫變化最低相差8.58 ℃，最高達10.75 ℃，這是因為田間淺水環(huán)境受到貴州山區(qū)晝夜溫差較大的影響。

3.2 硝酸鹽、磷酸鹽和氨態(tài)氮的變化分析

稻田水體的磷酸鹽、硝酸鹽含量指標反映了稻田供肥能力的強弱。本試驗中，在水稻的整個生長期，除了在前期稻田水體的磷酸鹽、硝酸鹽處于較高水平外，后期含量都較低。因為前期稻田水體中人工施放了肥料，而前期水稻對肥料的需求量較低。在分蘗期和拔節(jié)期，水稻需要的N、P需求較高，因而水體中的磷酸鹽、硝酸鹽急速下降。后期磷酸鹽、硝酸鹽的變化趨勢較為復(fù)雜，整體呈現(xiàn)先下降、在灌漿期后又有所回升的趨勢，這是因為灌漿期后，水稻對磷酸鹽的需求較低，而養(yǎng)殖小龍蝦所產(chǎn)生的磷酸鹽超過了水稻對磷酸鹽的消耗。在水稻分蘗期，養(yǎng)蝦稻田水體的亞硝酸鹽明顯低于未養(yǎng)蝦稻田，而在揚花期和灌漿期養(yǎng)蝦稻田水體的亞硝酸鹽又明顯高于未養(yǎng)蝦稻田，可能是因為分蘗期養(yǎng)蝦稻田投放了小龍蝦，小龍蝦在田間的活動量增大，微生物增多，硝酸鹽轉(zhuǎn)化多，而在灌漿期小龍蝦已大量捕撈上市，數(shù)量明顯減少，小龍蝦活動減少，排泄物不能及時分解轉(zhuǎn)化所致。

表6 稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式和水稻單作模式的經(jīng)濟效益比較

養(yǎng)蝦稻田和未養(yǎng)蝦稻田水體氨氮的含量在水稻的4個生長時期均未出現(xiàn)顯著性差異，其含量隨著時間推移而呈上升趨勢，可能是由于小龍蝦及其田間生物代謝所致。