稻蝦共作模式下稻田雜草生長和群落多樣性的調查徐大兵 賈平安 彭成林 佀囯涵 徐祥玉 袁家富 蔣代銘

摘要：與常規種植相比，稻蝦共作模式稻田中丁香蓼、水莧菜、千金子、陌上菜、稗草、通泉草、異型莎草、鯉腸、牛毛氈和鐵莧菜頻度均有所降低，而水莎草的頻度則增加。當稻蝦共作2～3年時，稻田雜草總密度、雙子葉闊葉和單子葉禾本科雜草密度分別比常規模式降低了52.92%、73.53%和63.26%，當共作年限達到7～8年時，又較共作2～3年回升了67.39%、120.52%和290.66%，但仍比常規模式低。與常規種植模式相比，稻蝦共作（2～8年）模式下稻田雜草豐富度指數、Shannon-Wiener指數、Pielou均勻度指數和Simpson優勢度指數減少了32.71%～55.78%，而生態優勢度則增加了48.37%～60.87%。隨著稻蝦共作時間的延長，稻田雜草發生和多樣性表現出先減少后增加的趨勢，并呈現出新的雜草群落結構。

關鍵詞：稻蝦共作；水稻常規種植；小龍蝦；雜草；多樣性

中圖分類號：S511；S451.3；S966 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）22-5599-04

Abstracts： Compared with rice conventionally grown， the frequency of Ludwigia prostrata， Ammannia baccifera， Semen Euphorbiae， Lindernia procumbens， Echinochloa caudata， Mazua miquelii， Cyperus difformis， Eclipta prostrata， Eleocharis and Acalypha australis reduced， and the frequency of Juncellus serotinus increased. The density of total weed， Dicotyledon and Gramineae of 2～3 years rice-crayfish symbiosis farming reduced by 52.92%， 73.53% and 63.26% comparing to rice conventionally grown than 2～3 yers rice-crayfish symbiosis farming， and 7～8 years rice-crayfish symbiosis farming increased by 67.39%， 120.52% and 290.66%， respectively. When compared with rice conventionally grown， the weed richness， Shannon-Wiener index， Pielou evenness index and Simpson dominance index of the rice-crayfish symbiosis farming reduced by 32.71%～55.78%， but the ecological dominance of the rice-crayfish symbiosis farming increased by 48.37%～60.87%. As the period of the application of rice-crayfish symbiosis farming extended， the occurrence and diversity of weeds in rice field showed a trend to decrease first and then increase， and presented a new structure of weed community.

Key words： rice-crayfish symbiosis farming； rice conventionally grown； crayfish （Procambarus clarkii）； weed； diversity

近年來，稻田養蝦已發展為一種新興的農業生產模式。通常認為，稻田養蝦不僅會減少水稻種植面積，而且蝦會破壞水稻生長導致減產，從而影響經濟效益。然而實踐證明，這種模式下水稻雖然不能獲得最大單產，但是稻蝦雙重經濟效益卻顯著提高。而且在實際生產過程中，水稻和小龍蝦（克氏原螯蝦）互生互利，一方面小龍蝦很好地利用水草，起到為水稻除草并提供有機肥的作用；另一方面稻田水體中溶氧量較高，且動植物物料豐富，為小龍蝦提供了良好的棲息、攝食和生長環境[1-4]。

目前，國內稻田養蝦主要有稻蝦連作、稻蝦共作、稻蝦輪作等幾種生產模式[5]。稻蝦共作是利用稻田養蝦，達到稻蝦雙收的目的[6]。與單純種稻的稻田系統相比，養蝦的稻田生態系統大幅度提高能量、水、肥等的利用率，使其穩定性及抗外界沖擊的能力得到更大提高，結構與功能更復雜、完善和穩定[7]。然而，這種模式對稻田雜草的影響尚不清楚。因此，本研究從雜草群落生態學的角度，調查了不同年限稻蝦共作模式下田間雜草種群的動態變化，為發展基于雜草群落結構調控的稻蝦共作模式提供數據支撐，同時為進一步推廣稻蝦共作模式提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

研究區域選在湖北省潛江市白鷺湖農場，地理坐標為30°11′N、112°43′E，屬江漢平原低湖區，冬季靜態地下水位40～60 cm，北亞熱帶季風濕潤氣候，年均氣溫16.1 ℃，無霜期246 d，年均降雨量1 100 mm，土壤類型為湖積物發育而成的潮土性水稻土，種植制度為中稻-冬泡。

1.2 稻蝦共作模式和常規種植

稻蝦共作模式：在稻田四周挖寬2～3 m、深1.5 m的“回”形蝦溝，第一年8～9月在中稻收割前投放親蝦300～450 kg/hm2，以后每年此時根據實際情況補投適量親蝦。水稻收獲時稻草全量還田，然后泡水養蝦，次年4月中旬至5月下旬水稻種植前收獲第一批成蝦，同時適量補投幼蝦，5月底、6月初排水后幼蝦進入蝦溝，整田、插秧，待曬田控蘗后復水，幼蝦再進入稻田活動，8、9月收獲第二批成蝦，如此循環輪替的過程。稻蝦共作模式中秈稻的平均施肥量為79.5 kg/hm2 N、18.3 kg/hm2 P2O5和33.4 kg/hm2 K2O。

常規種植：中稻收獲后，冬干，不養蝦，稻草不還田。平均施肥量為129.0 kg/hm2 N、24.3 kg/hm2 P2O5和36.6 kg/hm2 K2O。

1.3 雜草調查及數據分析

2014年在白鷺湖農場臨近區域分別選擇稻蝦共作模式種養7～8年、稻蝦共作模式種養2～3年和常規種植水稻田塊，每個模式至少選擇3個田塊。于水稻分蘗期在每個田塊選擇5個樣方，每個樣方0.25 m2，計算各樣方內的雜草種類和數量，并將每個樣方中雜草稱重，同時測定干物質量。

雜草頻度（%）=某種雜草出現的樣方數/調查總樣方數。雜草密度為每平方米的雜草數量，物種多樣性選用物種豐富度指數、Margalef物種豐富度指數、物種多樣性指數、均勻度指數和生態優勢度[8，9]。

物種豐富度指數為單位面積內物種數（S）。

上述公式中，ni為種i的株數，N為種i所在樣方各個種的株數。

試驗數據處理采用 Execl 2003和SPSS 13.0統計分析軟件。不同處理間的顯著性采用Duncan法檢驗。

2 結果與分析

2.1 稻蝦共作模式對稻田雜草密度和干物質量的影響

表1表示在稻蝦共作模式和常規種植模式下雜草頻度分析情況。與常規種植相比，稻蝦共作模式稻田中丁香蓼、水莧菜、千金子、陌上菜、稗草、通泉草、異型莎草、鯉腸、牛毛氈和鐵莧菜頻度均有所降低，而水莎草的頻度則增加。此外，在稻蝦共作模式中不會出現牛毛氈和鐵莧菜。隨著稻蝦共作模式的推進，丁香蓼、水莧菜、陌上菜和稗草的頻度呈現出先降低后增加的變化趨勢。

表2表示稻蝦共作模式下雜草的密度。隨著稻蝦共作年限的增加，稻田雜草總密度、雙子葉闊葉和單子葉禾本科雜草密度呈先降后升的趨勢，當稻蝦共作2～3年時，分別比常規模式降低了52.92%、73.53%和63.26%，當共作年限達到7～8年時，又較共作2～3年回升了67.39%、120.52%和290.66%，但仍比常規模式低。而單子葉莎草密度隨著共作年限延長而增加，稻蝦共作7～8年時密度最大，比常規種植模式增加了48.65%。對于雙子葉闊葉雜草而言，稻蝦共作模式以陌上菜為主，而常規種植以丁香蓼為主。蝦稻共作模式下單子葉禾本科雜草主要是千金子，而常規模式是以千金子和稗草為主。然而對于單子葉莎草而言，不同模式間的主要雜草密度各異。

從表3可以看出，稻蝦共作模式下稻田雜草干物質量變化趨勢與密度基本一致。當稻蝦共作2～3年時，稻田雜草總密度、雙子葉闊葉和單子葉禾本科干物質量分別比常規模式降低了51.50%、90.07%和58.44%，當共作年限達到7～8年時，又較共作2～3年回升了37.71%、138.93%和77.39%，但較密度上升幅度小。單子葉莎草干物質量稻蝦共作2～3年時最大，比常規種植模式增加了6.08倍，當共作年限達到7～8年時較共作2～3年降低了38.68%，但仍比常規模式高3.34倍，差異均未達到顯著水平。

2.2 稻蝦共作模式對稻田雜草多樣性的影響

圖1顯示，蝦稻共作模式及共作年限對稻田雜草多樣性有不同程度的影響。稻蝦共作模式下稻田雜草豐富度指數和Margalef/D豐富度指數低于常規種植模式，但隨種植年限延長而有所回升，稻蝦共作2～3年時豐富度指數和Margalef/D豐富度指數分別較常規模式降低了55.78%和52.91%，且處理間差異達到顯著水平。稻蝦共作7～8年時卻較2～3年時分別回升了52.17%和40.67%。稻蝦共作模式降低了稻田雜草的Shannon-Wiener指數、Pielou均勻度指數和Simpson優勢度指數，但共作年限對其影響不大。稻蝦共作7～8年、稻蝦共作2～3年模式的3個指數分別比常規種植模式減少51.05%、50.31%和45.61%，49.99%、47.27%和45.61%，但是Shannon-Wiener指數和Pielou均勻度指數差異均不顯著。稻蝦共作模式提高了稻田雜草生態優勢度，并呈隨共作年限延長而上升的趨勢。稻蝦共作2～3年和稻蝦共作7～8年雜草生態優勢度分別比常規種植模式增加了48.37%和60.87%，但差異未達到顯著。

3 小結與討論

通過調查發現，稻蝦共作模式及其年限能不同程度影響稻田雜草的發生和多樣性。與常規種植相比，稻蝦共作模式稻田中丁香蓼、水莧菜、千金子、陌上菜、稗草、通泉草、異型莎草、鯉腸、牛毛氈和鐵莧菜頻度均有所降低，而水莎草的頻度則增加。隨著蝦稻共作年限的增加，稻田雜草總密度、雙子葉闊葉和單子葉禾本科雜草密度呈先降后升的趨勢，當稻蝦共作2～3年時，分別比常規模式降低了52.92%、73.53%和63.26%，當共作年限達到7～8年時，又較共作2～3年回升了67.39%、120.52%和290.66%，但仍比常規模式低。與常規種植模式相比，稻蝦共作2～8年模式下稻田雜草豐富度指數減少了32.71%～55.78%，Shannon-Wiener指數、Pielou均勻度指數和Simpson優勢度指數均減少了約一半，而生態優勢度則增加了48.37%～60.87%。

結果表明，稻蝦共作模式可以減少田間雜草的發生，使得李氏禾和異型莎草的數量減少，同時也降低了稻田雜草的豐富度、多樣性和均勻度。Cardina等[10]認為不同的雜草管理措施通過形成特殊的環境生態條件，能夠對田間雜草群落的物種組成進行篩選，起著過濾雜草的功能。在稻蝦共作模式中，可能是由于小龍蝦的活動抑制了雜草萌發和生長。然而，隨著稻蝦共作年限的延長，稻田大部分雜草發生呈現先降后增的變化和生態優勢度逐步上升的趨勢，這可能是由于隨著蝦稻共作時間的延長，部分稻田雜草逐步適應稻蝦共作環境，形成新的雜草生態系統，從而導致雜草發生和生態優勢度略有回升。

參考文獻：

[1] 宋 亮，張建平，韓曉嘉，等.克氏原鰲蝦養殖現狀及對策[J].常熟理工學院學報（自然科學），2011，25（2）：85-87，91.

[2] 劉 軍，謝祥林，嚴維輝，等.克氏原鰲蝦稻田高效生態養殖試驗總結[J].水產養殖，2011（5）：37-38.

[3] 金全永，朱梅芳，金紅永.水稻-小龍蝦-蔬菜多元化復合生態種養試驗[J].漁業致富指南，2009（21）：56-58.

[4] 王傳慧，王 忠.小龍蝦與直播水稻連作種養技術[J].漁業致富指南，2010（16）：27-29.

[5] 何玉明，張天虎.我國克氏原螯蝦稻田養殖發展現狀及對策[J].科學養魚，2011（3）：1-2.

[6] 陶忠虎，周 浠，周多勇，等.蝦稻共生生態高效模式及技術[J].中國水產，2013（7）：68-70.

[7] 程慧俊.克氏原螯蝦稻田養殖生態學的初步研究[D].武漢：湖北大學，2014.

[8] 陳飛鵬，暨淑儀，汪殿蓓，等.海南南紅稻田雜草群落物種多樣性指數的測定及評價[J].華中農業大學學報，2001，20（5）：438-441.

[9] 魏守輝，強 勝，馬 波，等.稻鴨共作及其它控草措施對稻田雜草群落的影響[J].應用生態學報，2005，16（6）：1067-1071.

[10] CARDINA J， HERMS C P， DOOHAN D J. Crop rotation and tillage system effects on weed seedbanks[J]. Weed Science，2002，50（4）：448-46.

（責任編輯 蔡端午）