周江偉,黃 璜,劉貴斌,梁玉剛
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心,長沙 410128)
免耕稻鱉魚螺生態(tài)種養(yǎng)模式發(fā)展前景探討
周江偉,黃 璜*,劉貴斌,梁玉剛
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心,長沙 410128)
免耕稻鱉魚螺復(fù)合生態(tài)種養(yǎng)模式是一項(xiàng)既符合保護(hù)性耕作要求,又順應(yīng)水稻綠色高效生產(chǎn)理念的新型技術(shù)模式。從生物學(xué)角度,利用生態(tài)位原理、食物鏈原理分析了免耕稻鱉魚螺模式的科學(xué)性;詳細(xì)介紹了稻鱉魚螺模式的水稻種植、飼養(yǎng)動物管理、病蟲害草害防治、鱉苗的繁育等關(guān)鍵技術(shù)流程;同時分析了稻鱉魚螺模式的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益,探討了其發(fā)展前景,在農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的形勢下,對這種模式的推廣應(yīng)用具有科學(xué)指導(dǎo)意義。
稻田;免耕;生態(tài)種養(yǎng);生態(tài)位;食物鏈;生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益
近年來,以少免耕為代表的保護(hù)性耕作技術(shù)在我國稻作區(qū)推廣迅速,這項(xiàng)技術(shù)具有保護(hù)土壤、省工節(jié)本的優(yōu)勢,但同時可能帶來稻田病蟲草害滋生,化肥、農(nóng)藥施用量大幅度增加的負(fù)面影響[1]。在水稻綠色高效生產(chǎn)的新理念下,稻田生態(tài)種養(yǎng)發(fā)展迅速,由傳統(tǒng)的稻田養(yǎng)魚發(fā)展為稻魚、稻鱉、稻蝦、稻蟹、稻鰍、稻鴨等多樣化生產(chǎn)模式[2]。稻田生態(tài)種養(yǎng)的關(guān)鍵性技術(shù)在于如何利用生態(tài)位原理、食物鏈原理構(gòu)建一個較為完善的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)[3],而單一的稻田生態(tài)種養(yǎng)模式在稻田病蟲草害的防控、生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益兩方面難以兼顧,有必要研發(fā)一種能夠二者兼顧的模式。稻鱉魚螺復(fù)合生態(tài)種養(yǎng)模式是指在同一塊稻田中,在不影響水稻生長的前提下,利用稻田的濕地資源發(fā)展中華鱉、草魚、鯽魚、田螺的養(yǎng)殖,既可以有效控制病蟲草害,又能產(chǎn)生顯著的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。本文在考察我國稻鱉生態(tài)種養(yǎng)主產(chǎn)區(qū)基礎(chǔ)上,解剖湖南省瀏陽市達(dá)滸鎮(zhèn)的孔蒲中生態(tài)家庭農(nóng)場的免耕稻鱉魚螺生態(tài)種養(yǎng)模式,介紹這種模式的技術(shù)流程并探討其生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。
生態(tài)位是指一個種群在生態(tài)系統(tǒng)中,在時間空間上所占據(jù)的位置及其與相關(guān)種群之間的功能關(guān)系與作用[4]。食物鏈?zhǔn)侵敢粋€種群生態(tài)系統(tǒng)中的捕食關(guān)系彼此聯(lián)系起來的序列。一個生態(tài)系統(tǒng)中常存在著許多條食物鏈,由這些食物鏈彼此相互交錯連結(jié)成的復(fù)雜營養(yǎng)關(guān)系為食物網(wǎng)[5]。稻鱉魚螺復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)在時間上利用水稻生長時期和飼養(yǎng)動物生長周期的合理搭配,在空間上物種間互不影響、各占其位,既保證了水稻生長不受干擾,又為飼養(yǎng)動物提供了良好的生活環(huán)境(圖1)。稻田生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)食物鏈的模擬構(gòu)建是稻鱉魚螺模式的關(guān)鍵,浮萍的適量投放為魚類生長前期提供食物,田螺的大量投放為中華鱉提供食物,這兩項(xiàng)關(guān)鍵操作在很大程度上維護(hù)了稻田生態(tài)系統(tǒng)的平衡且顯著降低了生產(chǎn)飼料成本(圖2)。

圖1 稻鱉魚螺生態(tài)系統(tǒng)示意圖Fig.1 Ecological system diagram of rice-turtle-fish-snail

圖2 稻鱉魚螺生態(tài)系統(tǒng)主要食物網(wǎng)構(gòu)成Fig.2 Main food web of no tillage rice-turtle-fish-snail
2.1 稻田準(zhǔn)備與改造
稻田選擇。選用地勢平坦、連片稻田區(qū)域,以保水保肥力較強(qiáng)的土壤為宜。水源充足,pH值介于7.5~8.5之間的無污染微堿性水質(zhì)最為適合[6]。稻田中溶氧量為3 mg/L以上,氨氮小于0.05 mg/L,單塊養(yǎng)殖區(qū)域控制在0.5~1.5 hm2。
稻田改造。改造工程主要包括環(huán)形溝、進(jìn)排水系統(tǒng)、防逃措施、孵化棚等幾個主要部分。環(huán)形溝是指沿稻田內(nèi)側(cè)開挖寬1.5~2.0 m,深為0.6~1.0 m的環(huán)形深溝,總面積不超過稻田面積的10%;用PVC管在稻田高地勢處設(shè)置進(jìn)水口,在低地勢處設(shè)置出水口,進(jìn)出水口均用紗網(wǎng)隔離;沿稻田四周搭建圍欄,插入地面以下30 cm以上,高于地面1.5 m;在圍欄內(nèi),稻田邊緣按30個/hm2的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置孵化棚,稻田中央設(shè)置曬背臺(可用作孵化棚),用石棉網(wǎng)和遮陽網(wǎng)簡易搭建即可;在水稻生長區(qū)設(shè)置20 cm高的防護(hù)田埂,方便水分管控與飼養(yǎng)生物進(jìn)入水稻生長區(qū)時期的管理。
稻田消毒與水草移植。改造工程完成后,按750~1500 kg/hm2的標(biāo)準(zhǔn)用生石灰調(diào)水對稻田進(jìn)行消毒處理;7~10 d后,在環(huán)形溝內(nèi)移植適量輪葉黑藻、伊樂藻等沉水植物[7],同時移植適量浮萍,用作前期魚類餌料,移植面積不得超過水面的1/3;在環(huán)形溝四角搭建絲瓜棚,可起到遮蔭效果。
2.2 水稻種植
2.2.1 水稻品種選擇
適宜稻田生態(tài)種養(yǎng)的水稻品種首先應(yīng)具備抗倒伏、抗病蟲害、適應(yīng)深水灌溉等特性,米質(zhì)優(yōu)良的品種更適用于低藥化的生態(tài)種養(yǎng)模式。通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在湖南地區(qū)‘農(nóng)香32’品種具有優(yōu)良的抗倒伏性,適用于免耕稻鱉魚螺復(fù)合生態(tài)種養(yǎng)模式。
2.2.2 水稻栽培
按22~30 kg/hm2的播種量,5月中旬浸泡種子,48 h后催芽,催芽后用吡蟲啉和防鳥劑拌種后用于播種。播種前,按750 kg/hm2標(biāo)準(zhǔn)施撒復(fù)合肥。在秧苗移栽前5 d,全秧田噴施農(nóng)藥進(jìn)行殺蟲殺菌,避免秧苗帶病帶菌進(jìn)入稻田,所有防治措施在育秧期內(nèi)完成。6月中下旬移栽,移栽方式分為插秧與拋秧,插秧株行距為30 cm×30 cm,方便鱉、魚活動;拋秧按600~900盤/hm2的標(biāo)準(zhǔn),每盤360蔸秧苗。
2.3 飼養(yǎng)動物的投放
2.3.1 中華鱉與田螺的投放
在水稻移栽一周之后,按450~750只/hm2的標(biāo)準(zhǔn)投放中華鱉(250~400 g/只),投放前用3%的生理鹽水將鱉苗浸泡20 min進(jìn)行消毒,另按3000 kg/hm2的標(biāo)準(zhǔn)投放田螺,不定期追加投入,同時可投放適量泥鰍與河蚌。
2.3.2 魚類的投放
在水稻移植兩周,秧苗基本穩(wěn)定后,按300 kg/hm2的標(biāo)準(zhǔn)投放鯽魚,3000條/hm2(每條長10 cm)投放草魚。投放時環(huán)形溝內(nèi)水面不得高于防護(hù)田埂,7 d之后加深稻田水位,讓魚類進(jìn)入水稻生長區(qū)域。
2.4 管理措施
2.4.1 水分管理
在整個生育期內(nèi),水稻移栽期田面水位5 cm,溝內(nèi)不超過防護(hù)田埂;水稻返青分蘗、投入魚苗一周后加深全田水位至15~20 cm并保持至水稻成熟;收割前15 d曬田,田面水分排干,溝內(nèi)水位降至60 cm,待水稻收割后加深水位至高于田面30 cm保持到來年水稻移栽,概括為“夏秋為田,冬春為塘”。種養(yǎng)期間的水質(zhì)調(diào)節(jié)必須注意,水溫一般不宜超過35℃,每隔一周左右換環(huán)形溝內(nèi)三分之一的水量,每隔20 d左右用高錳酸鉀試劑全田潑灑消毒。
2.4.2 病蟲草害防治
水稻的病蟲害防治集中于育秧期進(jìn)行。移栽之后由于飼養(yǎng)動物對病蟲害的防控,在長期試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),可以做到不施用農(nóng)藥。為了提高病蟲的防治效果,可在單個養(yǎng)殖區(qū)域安裝1~3盞頻振式殺蟲燈。稻田雜草的控制一方面由于魚類的啄食,另一方面在水分管理上采用了“夏秋為田,冬春為塘”的長期淹水灌溉模式,對雜草的控制有顯著效果。
甲魚的主要危害性病害為白斑病、紅脖子病和甲殼穿孔病。病鱉煩躁不安。在水面獨(dú)自狂游,攝食停止,數(shù)天后即明顯消瘦,裙邊萎縮即死亡。甲殼穿孔病主要病癥為發(fā)病初期,在背甲、腹甲、裙邊等處出現(xiàn)瘡疤,周圍充血,進(jìn)一步發(fā)展,在甲殼裙邊和腹甲部位出現(xiàn)穿孔,患部流血,嚴(yán)重者可見內(nèi)腔壁。發(fā)現(xiàn)病變后每月用三畝清施用1次。預(yù)防時,按0.4 hm2一瓶劑量;治療時,按0.2 hm2一瓶劑量施用。
2.4.3 飼料投喂與日常管理
除了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部捕食以外,稻鱉魚螺復(fù)合種養(yǎng)以投喂動物性飼料為主,主要為福壽螺、動物內(nèi)臟、小魚、小蝦、玉米粉和麥麩等。在每天的傍晚時分將飼料切碎或攪碎后進(jìn)行投喂,當(dāng)水溫低至18℃以下時停止投喂。對稻田進(jìn)行定時的巡查,檢查進(jìn)食情況,及時清除殘渣剩餌、生物尸體和鱉溝內(nèi)的漂浮物,檢查防逃設(shè)施是否完好,及時修護(hù)。
2.4.4 中華鱉的繁育
中華鱉的孵化棚設(shè)置在離鱉溝不遠(yuǎn)的田埂上和稻田中間的曬背臺,搭建的朝向?yàn)闁|南向,便于接受光照,同時要搭建遮陽棚以防止陽光過度照射導(dǎo)致高溫對鱉蛋的傷害。中華鱉一般在端午節(jié)左右開始產(chǎn)蛋,產(chǎn)蛋6 h之后鱉蛋完全硬化穩(wěn)定,可進(jìn)行人工收集。選擇已經(jīng)受精的鱉蛋(黃白分界)進(jìn)行孵化。鱉蛋孵化后,稚鱉脫去胎衣后會自行爬入稻田鱉溝。當(dāng)產(chǎn)蛋量較大時,可以人工孵化后合理投放到各個養(yǎng)殖區(qū)域或出售。
對免耕稻鱉魚螺復(fù)合生態(tài)種養(yǎng)模式的效益分析主要從生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益兩個方面評價。生態(tài)效益主要包括甲烷減排、固碳效應(yīng)、涵養(yǎng)水源三個方面,經(jīng)濟(jì)效益主要包括產(chǎn)值、成本、經(jīng)濟(jì)收入等。
從生態(tài)效益上看,免耕稻鱉魚螺模式的甲烷排放分別比免耕稻鴨、免耕稻鱉、免耕稻魚減少了2.850、3.750、2.370 g/m2;固碳效應(yīng)方面,免耕稻鴨模式由于養(yǎng)殖方式的因素,稻田面積高于其余三種模式,生物量的增加使得這種模式的固碳能力增強(qiáng),達(dá)到了5.12 t/hm2,免耕稻鱉魚螺模式相較于免耕稻鱉、免耕稻魚模式分別增加了7.43%、5.66%;涵養(yǎng)水源方面,免耕稻鱉、免耕稻魚、免耕稻鱉魚螺種養(yǎng)方式、水分管理方式一致,涵養(yǎng)水源做一致化處理,三種模式相較于免耕稻鴨模式涵養(yǎng)水源增長41.04%(表1)。

表1 不同生態(tài)種養(yǎng)模式生態(tài)效益比較
注:①稻鴨、稻魚甲烷排放數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[8~10],稻鱉、稻鱉魚螺數(shù)據(jù)取自瀏陽長期定位實(shí)驗(yàn);②固碳效應(yīng)采用陳中督等算法,根據(jù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量折算固碳效應(yīng);③稻鱉、稻魚、稻鱉魚螺模式蓄水量做一致化處理,稻鴨與計算方法參考文獻(xiàn)[11]。
從經(jīng)濟(jì)效益看,免耕稻鱉魚螺模式比免耕稻鴨、免耕稻鱉、免耕稻魚三種模式分別增加了41 260、35 890、35 250元/hm2,具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。與此同時,從成本上分析,免耕稻鱉魚螺模式比免耕稻鴨、免耕稻鱉、免耕稻魚三種模式分別增加了36 860、5600、30 000元/hm2,稻鱉種養(yǎng)的特殊性導(dǎo)致免耕稻鱉模式、免耕稻鱉魚螺模式既是高收益,同時也具有較高風(fēng)險。

表2 不同生態(tài)種養(yǎng)模式經(jīng)濟(jì)效益比較(元/hm2)
注:①稻谷價格以2.5元/kg計算,稻鴨、稻魚參照文獻(xiàn)同表1;②水產(chǎn)品價格按湖南瀏陽孔蒲中生態(tài)農(nóng)場價格中華鱉140元/kg、草魚16元/kg、土鯽魚40元/kg計算;③附加包括鴨蛋、鱉苗、田螺等;④成本包括稻田改造、飼料、種苗、藥品、人工、土地流轉(zhuǎn)等費(fèi)用。
4.1 免耕稻鱉魚螺模式適用保護(hù)性耕作稻田
少免耕是目前國內(nèi)主流的保護(hù)性耕作方式,稻鱉魚螺復(fù)合生態(tài)種養(yǎng)模式能夠有效控制稻田中的病蟲草害,適用于保護(hù)性耕作稻田。首先,通過稻田灌溉方式和田間水位的調(diào)節(jié),可以有效控制稻田雜草的生長;其次,向平安等人[12]研究發(fā)現(xiàn),飼養(yǎng)動物的活動能夠?yàn)榈咎锸杷赏寥溃纳频咎锏耐鉅顩r,利于水稻的生長發(fā)育,其捕食行為顯著減少了稻縱卷葉螟和稻二化螟的數(shù)量,同時有預(yù)防稻瘟病和稻紋枯病發(fā)生的作用。從養(yǎng)殖的角度來看,一方面,稻田能為中華鱉、魚類提供良好的生長活動場所,其攝食、曬背等活動的范圍遠(yuǎn)高于池塘精養(yǎng)模式;另一方面,通過人工模擬構(gòu)建完善的食物網(wǎng),減少飼料成本的同時,稻田所養(yǎng)殖的產(chǎn)品品質(zhì)明顯優(yōu)于以人工飼料為主的養(yǎng)殖產(chǎn)品。
4.2 免耕稻鱉魚螺模式適應(yīng)于農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革形勢下家庭農(nóng)場的發(fā)展
農(nóng)業(yè)改革的重點(diǎn)是供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,難點(diǎn)也在供給側(cè),必須下力氣推進(jìn)種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。2013年中央一號文件首次提出“家庭農(nóng)場”的概念,發(fā)展家庭農(nóng)場是提高農(nóng)業(yè)集約化經(jīng)營水平的重要途徑[13]。我國的家庭農(nóng)場模式剛剛起步,其培育發(fā)展是一個循序漸進(jìn)的過程。免耕稻鱉魚螺復(fù)合生態(tài)種養(yǎng)模式在稻田綠色高效生產(chǎn)方面,充分利用了現(xiàn)有的耕地資源,具有甲烷減排、固碳蓄水等顯著生態(tài)效益;在經(jīng)濟(jì)收益上,稻鱉魚螺模式比稻鴨、稻鱉、稻魚單一種養(yǎng)模式分別增加了41 260、35 890、35 250元/hm2,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,對促進(jìn)農(nóng)民增收,發(fā)展綠色家庭生態(tài)農(nóng)場具有積極意義。
4.3 免耕稻鱉魚螺模式發(fā)展過程中存在的問題
免耕稻鱉魚螺生態(tài)種養(yǎng)模式作為一項(xiàng)具有科學(xué)合理性的技術(shù)模式,在推廣發(fā)展的過程中還需要注意以下幾個方面的問題。第一,投資的風(fēng)險程度。稻鱉魚螺模式比稻鴨、稻鱉、稻魚三種模式的成本分別增加了36 860、5600、30 000元/hm2。成本的增加主要來源于稻田改造、防護(hù)設(shè)施的建設(shè)、勞動力費(fèi)用以及種苗方面。第二,技術(shù)的掌握程度。技術(shù)的掌握程度是決定整個農(nóng)場經(jīng)營情況的關(guān)鍵,一方面,飼養(yǎng)動物與水稻的協(xié)調(diào)生長、飼養(yǎng)動物的日常管理決定了農(nóng)場的產(chǎn)值;而另一方面,對于免耕稻鱉魚螺模式,中華鱉繁育技術(shù)的掌控程度從很大程度上決定了農(nóng)場的成本。如果鱉苗繁育技術(shù)成熟,種苗成本將大幅度降低,同時極大地提升鱉苗出售的附加產(chǎn)值。第三,市場價格因素。本文根據(jù)湖南省瀏陽市孔蒲中生態(tài)農(nóng)場的商品價格核算稻鱉魚螺模式的經(jīng)濟(jì)效益,各地區(qū)之間價格因素的差異會導(dǎo)致這種模式的經(jīng)濟(jì)收益有較大不同。因此,在發(fā)展過程中要因地制宜,根據(jù)市場需求,以生態(tài)適應(yīng)性為原則,不斷調(diào)整創(chuàng)新生態(tài)種養(yǎng)模式,才能使這種模式具有長久的活力。
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Study on the Development Prospects of No Tillage Rice-turtle-fish-snail Ecological Planting and Breeding Model
ZHOU Jiangwei,HUANG Huang*,LIU Guibin,LIANG Yugang
(College of Agronomy,Hunan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Paddy Crop and Oil Crops in Southern China,Changsha,Hunan 410128,China)
No tillage rice-turtle-fish-snail ecological planting and breeding model is a new technology model not only consistent with the requirements of conservation tillage but also conform to rice green and efficient production concept. The scientificity of no tillage rice-turtle-fish-snail ecological planting and breeding model was analyzed from the biological point of view using the methods of liquid screw principle and principle of ecological food chain. The rice planting,feeding animal management,pest prevention and weed control,key technology of turtle breeding,were introduced in detail. At the same time,the ecological and economic benefits of no tillage rice-turtle-fish-snail model were analyzed,and its development prospect was discussed,it is helpful to extend this model with scientific guiding significance.
paddy fields;no tillage;rice-turtle-fish-snail;ecological niche;food chain;ecological and economic benefits
2016-10-10
周江偉(1993-),男,碩士研究生,Email:673948231@qq.com。*通信作者:黃璜,教授,Email:hh863@126.com。
湖南省科技計劃(201203081-2);湘江流域大學(xué)農(nóng)業(yè)科技服務(wù)技術(shù)集成與示范項(xiàng)目(2013BAD20B10)。
S314;F323.4
A
1001-5280(2016)06-0661-05
10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2016.06.16