中國稻鱉共作技術(shù)研究進(jìn)展與展望

楊武廣，王 君，溫 凱，仇景濤

（1揚州市邗江區(qū)農(nóng)作物技術(shù)推廣中心，江蘇揚州 225009；2揚州市邗江區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心，江蘇揚州 225009）

0 引言

隨著稻田綜合種養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，中國出現(xiàn)了稻鴨共作、稻蝦共作、稻魚共作等多種形式的稻田綜合種養(yǎng)技術(shù)[1-3]。由于綜合種養(yǎng)技術(shù)具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全和高效的特點，近幾年在中國發(fā)展迅速[4-5]，稻鱉共作技術(shù)也隨之出現(xiàn)并蓬勃發(fā)展。稻鱉共作技術(shù)利用鱉的雜食性及活動，達(dá)到為稻田除草和除蟲的目的，水稻田可以為鱉提供生存的場所和足夠的食物。稻鱉共作技術(shù)既可減少農(nóng)藥化學(xué)的使用，減輕對環(huán)境的污染，又可以提升水稻和鱉的品質(zhì)，是一種環(huán)境友好型綜合農(nóng)業(yè)技術(shù)[6]。本研究將中國開展的稻鱉共作相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)，旨在為相關(guān)研究者提供參考，從而促進(jìn)本技術(shù)在中國的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

1 稻鱉共作理論研究進(jìn)展

1.1 稻鱉共作對稻田病蟲害的影響

稻田綜合種養(yǎng)的一個突出優(yōu)點就是可以減少病蟲害的影響。蔡炳祥等[7-8]研究發(fā)現(xiàn)，稻鱉共作中，鱉主要取食稻叢基部的稻飛虱，從而控制蟲害。盛瀛[9]試驗結(jié)果表明，稻鱉共作技術(shù)可以有效控制稻飛虱，試驗開始的前20天，稻鱉共作對稻飛虱的防控效果劣于30%吡蚜酮懸浮劑的防控效果，但是30天之后，稻鱉共作對稻飛虱的防控效果逐漸顯現(xiàn)，表現(xiàn)要好于化學(xué)藥物，并且防控效果比較穩(wěn)定。對于真菌性病害的影響，蔡炳祥等研究結(jié)果表明，稻鱉共作田塊中，由于要便于鱉的行動，水稻種植密度稀，因此可以有效控制水稻紋枯病等真菌性病害。但是，對于共作技術(shù)中，鱉對真菌性病害有無直接影響還缺乏相應(yīng)研究。

稻鱉共作模式的另外一個作用對害蟲的天敵有利。蔡炳祥等[7-8]研究發(fā)現(xiàn)稻鱉共作田塊中各類蜘蛛、肖蛸、蜂類繁多，特別是水稻封行后，田間蜘蛛網(wǎng)非常多，這樣不僅可以減少害蟲，田埂上的有益天敵也能通過蜘蛛網(wǎng)進(jìn)入田間，取食害蟲卵塊，進(jìn)一步減少蟲害的發(fā)生。蔡炳祥也提出，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，還可以輔以殺蟲燈和害蟲誘捕器，更能加強(qiáng)防治害蟲的效果。這樣可以減少農(nóng)藥的使用，有利于保護(hù)環(huán)境。

1.2 稻鱉共作對稻田雜草的影響

對草害的影響是稻田綜合種養(yǎng)一個突出優(yōu)勢，不少研究結(jié)果表明，稻田綜合種養(yǎng)中通過動物的取食、踩踏均可以達(dá)到除草的目的。沈建慶等[10]研究發(fā)現(xiàn)，中華鱉投放稻田45天后，除了對禾本科草防效稍差外，對其他雜草的防效與藥劑差別不大，尤其對闊葉草和總草防效顯著。周江偉等[11]通過稻鱉共作、稻魚共作對比研究發(fā)現(xiàn)，在相同起點下，稻鱉共作模式下的雜草呈下降趨勢。移植2周后雜草迅速減少，至9月3日雜草基本消除。但是與稻魚共作相比，稻鱉共作模式雜草數(shù)量減少的速度緩慢?？梢娨憎M控草是可行的，結(jié)合一定的水漿調(diào)控，稻鱉共作可以有效防除機(jī)插田大部分雜草。

1.3 稻鱉共作對固碳和甲烷排放的影響

周江偉等[11]研究表明，稻鱉共作的固碳效率要高于常規(guī)種稻模式，但低于稻-鱉-魚共作模式，且稻-鱉-魚共作模式與稻鱉共作模式相比，固碳效率要高6.9%。周江偉等[11]還研究了不同階段CH4排放情況，試驗數(shù)據(jù)表明，CH4排放的高峰是在水稻的分蘗期，之后，CH4排放量逐漸減少。該試驗研究是在最佳溫度和光照條件下進(jìn)行的，因此，總CH4排放量相對來說比較高。而從整個生育期來看，稻鱉共作模式下，其CH4的排放量要比常規(guī)種稻下降2.52 g/m2。

1.4 稻鱉共作對水質(zhì)的影響

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，水質(zhì)是影響?zhàn)B殖動物品質(zhì)和養(yǎng)殖效益的重要因素。何金釗等[12]研究發(fā)現(xiàn)，稻鱉綜合種養(yǎng)模式下，水稻能夠?qū)λ嫫鸬揭欢ǖ恼陉幾饔?，因此水的溫度溫與對照相比較低，另外，種植的水稻影響了稻田中水體酸堿物的吸收和釋放，進(jìn)而引起了水體pH的變化[13]。從整體上來看，試驗期間稻鱉綜合種養(yǎng)模式下的水質(zhì)要優(yōu)于對照組（池塘養(yǎng)殖試驗）。稻鱉綜合種養(yǎng)模式下，種植的水稻可以凈化養(yǎng)殖水，在為鱉提供天然餌料的同時，也可利用鱉的代謝及排泄物，從而對水質(zhì)產(chǎn)生保護(hù)作用。因此相較于池塘養(yǎng)殖，稻鱉生態(tài)種養(yǎng)模式下養(yǎng)殖水質(zhì)較好。

1.5 稻鱉共作對土壤養(yǎng)分及土壤微生物的影響

稻鱉共作對土壤養(yǎng)分的研究較多且比較一致。陳靜等[14]研究表明稻鱉共作模式下稻田土壤的各項指標(biāo)都得到一定的提高，其中全氮、硝態(tài)氮和氨態(tài)氮含量均高于常規(guī)種植的稻田。楊飛翔等[15]研究表明，稻鱉共作模式下，稻田土壤中的全氮和全磷含量呈“峰”形，而且有機(jī)質(zhì)的含量長期較高。李豐[16]提出稻鱉共作技術(shù)能夠促進(jìn)稻田土壤中氮、磷、鉀的累積，從而有效提高了土壤中養(yǎng)分的含量。

對于稻鱉共生模式中稻田土壤微生物的變化，不同研究者由于試驗設(shè)計的原因，部分研究結(jié)果有所不同。羅衡等[17]通過對稻鱉共作與常規(guī)種稻的對比研究認(rèn)為，在稻鱉共作模式下，中華鱉通過晝夜不息的活動、尋找食物等行為改變了營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)，營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)的改變又影響了稻田表層土和水稻根系周圍的微生物群落組成，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)以及種類均發(fā)生變化。試驗結(jié)果顯示，無論是表層土壤還是根系土壤，稻鱉共作模式下與稻田單作相比，微生物表現(xiàn)出更多的多樣性，可以推測出，稻鱉共作模式中的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)比稻田單作模式下更為穩(wěn)定。陳靜等[14]對中華鱉投放密度的研究結(jié)果表明，中華鱉的投放密度對稻鱉共生田土壤菌群的影響較大，投放密度低的稻田，土壤菌群多樣性相對較高，但是隨著中華鱉投放密度的增大，稻田原有的平衡遭到了破壞，從而導(dǎo)致菌群多樣性降低。但是由于該試驗沒有設(shè)置單獨種植水稻作為對比，因此還不能確定稻鱉共生田的菌群多樣性是否少于單獨種植水稻。盡管如此，羅衡與陳靜的研究均顯示稻田表層及根系土壤中主要細(xì)菌門類為變形菌門(Proteobacteria)、綠 彎 菌 門 (Chloroflexi)、酸 桿 菌 門(Acidobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)和硝化螺旋菌門(Nitrospirae)。羅衡研究發(fā)現(xiàn)，與稻鱉共作相比，稻田單作表層土壤中綠彎菌門、硝化螺旋菌門、酸桿菌門的相對豐度增加，變形菌門和擬桿菌門的相對豐度減少；而其根系土壤硝化螺旋菌門、擬桿菌門和變形菌門的相對豐度增加，綠彎菌門和酸桿菌門的相對豐度減少。陳靜研究表明，變形菌門及擬桿菌門的相對豐度表現(xiàn)為稻田表層土壤低于鱉池底泥。綠彎菌門、酸桿菌門、硝化螺旋菌門相對豐富，表現(xiàn)為稻田表層土壤高于鱉池底泥。陳靜研究還表明，變形菌門、擬桿菌門的相對豐度隨中華鱉放養(yǎng)時間的推移呈逐漸下降趨勢；但是，綠彎菌門、硝化螺旋菌門的相對豐度與變形菌門、擬桿菌門剛好相反，隨著中華鱉放養(yǎng)時間的推移呈現(xiàn)了上升趨勢?？梢?，在稻田土壤環(huán)境中，土壤理化因子與微生物之間相互作用、相互影響的關(guān)系非常復(fù)雜，其影響機(jī)制與機(jī)理仍有待進(jìn)一步探究。

1.6 稻鱉共作對稻米產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

稻鱉共作對稻米產(chǎn)量研究結(jié)果較為一致。周江偉等[11]認(rèn)為雖然生態(tài)種養(yǎng)使稻田面積減少，養(yǎng)殖生物的排泄物和多余的餌料作為有機(jī)肥滿足了水稻生育期對肥料的需求，同時加之控制雜草、病蟲害的優(yōu)勢，總體上不會造成水稻的減產(chǎn)，甚至略有增加。徐濤等[18-19]研究表明，稻鱉共生模式下，水稻產(chǎn)量顯著提高，增產(chǎn)率達(dá)8.0%以上，增產(chǎn)的主要原因是穗粒數(shù)得到了提高。楊飛翔等[8]的研究表明，稻鱉共作模式下，水稻的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和實粒數(shù)均得到了提高，并且灌漿充實度也得到了提高，從而使水稻產(chǎn)量增加。吳本麗等[20]發(fā)現(xiàn)，稻鱉共作組水稻產(chǎn)量均超過常規(guī)水稻單作組產(chǎn)量，稻鱉共作組的有效分蘗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重均顯著提高。

稻鱉共作對稻米品質(zhì)研究結(jié)果也較為一致。常培恩等[20]的研究表明，稻鱉共作模式下，‘黃華占’和‘Y兩優(yōu)800’再生季的糙米率、精米率和整精米率均有所提高，表明稻鱉共作可以提升稻米的加工品質(zhì)。對于稻米的外觀，稻鱉共作模式可以降低稻米的堊白率和堊白度。另外，‘黃華占’和‘Y兩優(yōu)800’的長寬比均高于對照組。徐濤等[18-19]還進(jìn)一步研究了稻鱉共生模式下，不同施肥類型、養(yǎng)殖密度對水稻品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，稻鱉共生模式下，稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)得到了改善。研究還發(fā)現(xiàn)，增加養(yǎng)殖密度提高了整精米率，降低了糙米率，降低了稻米的堊白粒率和堊白度。稻鱉共生模式中，不同施肥類型試驗結(jié)果說明單獨的稻鱉共生模式可以改善稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)。

1.7 稻鱉共作對鱉產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

稻鱉共作對鱉產(chǎn)量研究結(jié)果還較少。陳靜等[21]通過設(shè)置4個養(yǎng)殖密度，研究對鱉產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，與常規(guī)水稻種植模式相比，隨著鱉的放養(yǎng)密度的增加，產(chǎn)出的鱉的總質(zhì)量是增加的，但是鱉的個體平均質(zhì)量呈下降趨勢，這說明鱉在稻田中放養(yǎng)的個體數(shù)量越多，單位面積里鱉的總質(zhì)量越大。但是，不同放養(yǎng)密度會顯著影響鱉的個體質(zhì)量，放養(yǎng)密度越小，收獲時鱉的平均體重越大，放養(yǎng)密度越大，收獲時鱉的平均體重越小，這可能是因為稻田中食物來源是有限的，個體越多，每個個體獲得的食物會隨著放養(yǎng)總量的增加而減少。

何金釗等[12]研究發(fā)現(xiàn)，稻鱉綜合種養(yǎng)試驗組條件下，鱉肌肉的肌纖維面積顯著高于對照組（池塘養(yǎng)殖試驗），肌纖維密度顯著低于對照組。而鱉的肌肉肌纖維面積大而纖維密度低，口感較好。何金釗等[12]研究還發(fā)現(xiàn)，稻鱉生態(tài)種養(yǎng)中種植的水稻可為黃沙鱉提供優(yōu)質(zhì)的天然餌料，凈化養(yǎng)殖水體，進(jìn)而增加黃沙鱉的活動頻率，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。稻鱉生態(tài)種養(yǎng)試驗組的風(fēng)味氨基酸、呈鮮味核苷酸含量均顯著高于池塘養(yǎng)殖試驗組，而呈苦味的HxR和Hx的含量顯著較低，這些均說明稻鱉種養(yǎng)能使鱉的肌肉更加鮮美。

1.8 對經(jīng)濟(jì)效益的影響

大量研究表明稻鱉共作模式經(jīng)濟(jì)效益顯著。車陽等[22]研究了稻蝦、稻鱉、稻鰍、稻鯰魚、稻錦鯉和稻鴨6種主要稻田綜合種養(yǎng)模式。研究結(jié)果顯示，稻鱉經(jīng)濟(jì)效益最高。步洪鳳等[23]研究表明，稻鱉生態(tài)種養(yǎng)模式較單作水稻增收1.66萬元/hm2。吳本麗等[24]研究顯示稻鱉共作模式的經(jīng)濟(jì)效益是常規(guī)種植稻田的8～10倍。陳靜等[21]研究發(fā)現(xiàn)中華鱉放養(yǎng)密度過大或過小均不利于稻鱉系統(tǒng)總體效益的提升，放養(yǎng)密度小利潤不高；而放養(yǎng)密度大導(dǎo)致較高成本投入，總體利潤反而降低。

2 稻鱉共作生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 稻鱉共作生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范研究進(jìn)展

近年來，隨著稻田綜合種養(yǎng)的興起，國內(nèi)不少學(xué)者在不同地點開展了稻鱉共作生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范的研究，浙江[25-27]、安徽[28-29]、福建[30]、江蘇[31]、貴州[32]及山東[33]等地均開展了適合本地的稻鱉共作技術(shù)研究。部分地區(qū)明確了技術(shù)要點，形成了技術(shù)規(guī)范。涵蓋了田塊選擇、田間工程、水稻種植、鱉的放養(yǎng)、種養(yǎng)管理以及收獲等方面。這些技術(shù)規(guī)程，不僅對當(dāng)?shù)氐牡诀M綜合種養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展起到了指導(dǎo)作用，也為其他地區(qū)提供了借鑒。雖然不同省份氣候條件差異以及水稻種植習(xí)慣不同，各地不同技術(shù)要點也略有差異，但試驗示范均取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，提高了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 其他“稻-鱉-N”技術(shù)的研究與探索

近年來，不少學(xué)者對稻鱉共作技術(shù)做出了新的探索。在稻鱉的基礎(chǔ)上再引入其他生物，形成“稻-鱉-魚”、“稻-鱉-蝦”、“稻-鱉-魚-鴨”等生物種類更為豐富的種養(yǎng)模式，也取得了不少進(jìn)展。徐建欣等[34-35]開展了“稻-鱉-魚-鴨”復(fù)合共生生態(tài)種養(yǎng)模式，呂廣動等[36]、張靜等[37]、蔣業(yè)林等[38]開展了免耕“稻-鱉-魚”生態(tài)種養(yǎng)模式的研究。徐忠有等[39]開展了“稻鱉蛙鴨紫云英”生態(tài)種養(yǎng)模式的研究?！暗?鱉-魚-鴨”復(fù)合共生生態(tài)種養(yǎng)模式、“稻-鱉-魚-鴨”復(fù)合共生生態(tài)種養(yǎng)模式是將原有單一的稻田種養(yǎng)模式進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，充分利用稻田以及周圍的生態(tài)立體空間，通過構(gòu)建更多層級、更加復(fù)雜、更加多樣的稻田生態(tài)大環(huán)境，最大化地利用土地與水等資源。在這種綜合種養(yǎng)的模式下，水稻為鱉、魚、鴨等生物提供活動、覓食、休息的場所，同時動物糞便又可為水稻提供有機(jī)肥料，而作物可以利用根系吸收水體內(nèi)過剩的營養(yǎng)物質(zhì)，起到凈化水質(zhì)的作用，為生物提供更好的生存場所；鱉、魚、鴨對農(nóng)田中的害蟲進(jìn)行捕捉和進(jìn)食，這樣又減少了農(nóng)藥的使用；魚可以就地取食，保證農(nóng)田環(huán)境不受污染，魚和鴨也可以取食稻田中的雜草，同時鱉可以抑制雜草，從而實現(xiàn)動植物之間相互依存的穩(wěn)定關(guān)系，具有很好的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。

2.3 免耕條件下的稻鱉共作生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范研究進(jìn)展

水稻免耕技術(shù)由于不需要耕翻，節(jié)本增效，受到廣大農(nóng)戶的歡迎，隨著稻田綜合養(yǎng)技術(shù)的推廣，二者出現(xiàn)了結(jié)合，出現(xiàn)了免耕稻田綜合種養(yǎng)技術(shù)。周江偉[11]開展了免耕“稻-鱉-魚”生態(tài)種養(yǎng)模式研究，免耕“稻-鱉-魚”生態(tài)種養(yǎng)模式是對常規(guī)“稻-魚”的進(jìn)一步改良與發(fā)展。在整個生產(chǎn)過程中不使用化肥和農(nóng)藥，不但減輕了對環(huán)境的污染，還可以生產(chǎn)綠色優(yōu)質(zhì)無公害的稻米以及水產(chǎn)品。該模式可以更科學(xué)地構(gòu)建新的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，物質(zhì)能夠在生態(tài)系統(tǒng)中高效循環(huán)，并且排放的尾水水質(zhì)較好，也不會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。魚、鱉等水生生物在田間的各種活動不但可以減少病蟲草害的發(fā)生，還可以改善土壤環(huán)境、提高土壤肥力，另外，免耕措施可以顯著減少溫室氣體排放，保護(hù)環(huán)境。

3 稻鱉共作領(lǐng)域的未來研究展望

3.1 關(guān)鍵技術(shù)的研究

稻田綜合種養(yǎng)即人工構(gòu)建一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，長效穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)對其中的植物、動物生長會起到保護(hù)作用。因此，關(guān)鍵技術(shù)的研究應(yīng)針對該生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步研究，一是加大對土壤中微生物、菌落的研究力度，明確稻鱉共作中微生物、菌落的相互影響機(jī)制，構(gòu)建更有利于提高經(jīng)濟(jì)、社會效益的生態(tài)系統(tǒng)。其次，應(yīng)進(jìn)一步針對水體開展相關(guān)試驗，明確水與動植物相互影響的關(guān)鍵機(jī)制，進(jìn)而確定技術(shù)要點。三是加大對大稻鱉共作技術(shù)的真菌性病害的研究。

3.2 對鱉品質(zhì)的研究

一直以來，中醫(yī)上認(rèn)為鱉肉可以滋陰補腎、健脾健胃，是滋補的佳品。因此，對鱉的需求一直不減，溫室養(yǎng)殖鱉也逐漸得到發(fā)展，但是人工養(yǎng)殖的鱉明顯縮短了其生長周期，因此其肉質(zhì)、口感與自然狀態(tài)下的相差很大，其營養(yǎng)價值也會降低。當(dāng)前稻鱉共作對稻米品質(zhì)的研究比較多，對鱉品質(zhì)的影響研究較少。應(yīng)針對仿自然生態(tài)條件的稻鱉共作中鱉的營養(yǎng)價值是否發(fā)生顯著變化開展相關(guān)研究。例如，可以通過改變投喂飼料的種類、品質(zhì)、數(shù)量等方式，進(jìn)一步開展稻鱉共作條件下不同飼養(yǎng)方式對鱉品質(zhì)的試驗研究。

3.3 專業(yè)人才的培養(yǎng)

在日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，種植和養(yǎng)殖一直是分開的，稻田綜合種養(yǎng)的普及確實涌現(xiàn)了一批“種養(yǎng)大戶”，但是在實際生產(chǎn)中“會種植的不會養(yǎng)殖、會養(yǎng)殖的不會種植”依舊是困擾稻田綜合種養(yǎng)的難題。綜合種養(yǎng)對農(nóng)技人員提出了新的要求，不僅要懂得水稻等種植業(yè)，也要懂得水產(chǎn)畜牧業(yè)，但是當(dāng)前專業(yè)人才依然缺乏。亟需培養(yǎng)一批懂種養(yǎng)、會種養(yǎng)的經(jīng)營主體和種養(yǎng)大戶。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步建立技術(shù)服務(wù)體系，加快培育能夠提供苗種、技術(shù)以及產(chǎn)品營銷等方面的經(jīng)營主體，這是稻鱉共作達(dá)到規(guī)?；谋匾獥l件。

3.4 實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化

綜合種養(yǎng)模式的優(yōu)勢在于其產(chǎn)品質(zhì)量可媲美綠色食品，甚至達(dá)到有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，但是因缺乏標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程，大部分地區(qū)綜合種養(yǎng)所生產(chǎn)的稻米及漁業(yè)產(chǎn)品無法做到“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價”，挫傷了種養(yǎng)大戶的積極性。與稻鴨、稻蝦等模式相比，稻鱉共作推廣面積相對較小，可供借鑒的示范少。因此，各地區(qū)應(yīng)盡快出臺適宜本地區(qū)的稻鱉共作標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)規(guī)程，讓這一技術(shù)得以在當(dāng)?shù)卮竺娣e推廣，實現(xiàn)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。