南粳9108水稻—中華絨螯蟹共作模式下水體理化指標與生長動態(tài)分析

王偉+顧海龍+胡中澤+王顯+馮亞明+張培通+焦慶清

摘要：開展了南粳9108水稻與中華絨螯蟹共作試驗，通過定期測量水體的溫度、pH值、溶氧量（DO）、銨態(tài)氮（NH+4-N）含量、亞硝酸態(tài)氮（NO-2-N）含量、硫化氫（H2S）含量以及中華絨螯蟹體質(zhì)量指標，探索南粳9108水稻與中華絨螯蟹共作模式，同時研究稻田水體理化指標與中華絨螯蟹生長的動態(tài)變化情況。共作模式下，水體WT變化范圍為7.70～31.19 ℃，pH值7.40～8.23，DO 2.66～5.72 mg/L，NH+4-N含量0.17～1.19 mg/L，NO-2-N含量 0.054～0.154 mg/L，H2S含量0.040～0.176 mg/L；中華絨螯蟹的生長呈“S”形曲線，雄性個體平均體質(zhì)量比雌性個體大。收獲期，雄蟹的平均體質(zhì)量達146.32 g，雌蟹平均體質(zhì)量達123.82 g。本研究為養(yǎng)殖戶進一步優(yōu)化和改進稻田養(yǎng)蟹提供了依據(jù)，同時為摸索更適合當?shù)赝茝V的高效稻蟹共作模式提供參考。

關(guān)鍵詞：稻蟹共作；高效模式；南粳9108；中華絨螯蟹；溶氧量；銨態(tài)氮；亞硝態(tài)氮；pH值；生長變化

中圖分類號： S966.16文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）12-0109-04

是我國重要的淡水養(yǎng)殖種類之一，養(yǎng)殖模式已從湖區(qū)養(yǎng)殖發(fā)展到池塘養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)殖、稻田養(yǎng)殖。稻漁共作是由水稻種植與魚、蝦、蟹等水產(chǎn)經(jīng)濟動物養(yǎng)殖有機結(jié)合，從而達到互利共生的復合生態(tài)農(nóng)業(yè)模式[1]。利用稻田的淺水環(huán)境，將養(yǎng)殖與種植有機結(jié)合，既保證了耕地面積，又發(fā)展了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)[2]。既實現(xiàn)水稻與水產(chǎn)品產(chǎn)量穩(wěn)定，同時具有化肥農(nóng)藥減量和農(nóng)業(yè)面源污染降低等效應。我國的稻田養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量穩(wěn)步發(fā)展，2010年我國稻田養(yǎng)殖面積達132.61萬hm2，年生產(chǎn)水產(chǎn)品達124.27萬t，占淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的5.30%[3]。稻田養(yǎng)殖由原來傳統(tǒng)、規(guī)模小、養(yǎng)殖單一的模式逐漸發(fā)展為規(guī)模化、專業(yè)化、機械化和養(yǎng)殖多樣化的模式，逐漸形成適合各個稻作區(qū)的多樣化稻田養(yǎng)殖模式（稻-魚模式、稻-鱉模式、稻-蟹模式、稻-蝦模式和稻-鰍模式等）[4]。以傳統(tǒng)稻田養(yǎng)蟹為基礎(chǔ)并經(jīng)提升而形成“盤山”模式（別稱“大壟雙行模式”）是稻蟹共生的典型范例[5]。近些年來，稻田生態(tài)共作模式在我國多個地區(qū)推廣，已經(jīng)成為一種有效的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收模式。

在稻-中華絨螯蟹共作模式下，中華絨螯蟹為水稻除草、除蟲、抑制無效分蘗、疏土增肥；稻田為中華絨螯蟹的生長提供了良好的環(huán)境[6]。然而稻田環(huán)境水體小，pH值、水溫等水質(zhì)指標變化快，水質(zhì)不穩(wěn)定，且氮肥的施用會導致銨態(tài)氮含量過高，對中華絨螯蟹的生長存在一定的影響。因此，實時監(jiān)測稻田水質(zhì)指標，研究其與中華絨螯蟹生長的動態(tài)規(guī)律尤為重要。

南粳9108水稻是由江蘇省農(nóng)業(yè)科學院選育的中粳稻品種，其株型較緊湊，長勢較旺，分蘗力較強，莖稈粗壯，抗倒性強，抗病蟲性好，已經(jīng)在我國多個地區(qū)推廣種植。但是，南粳9108水稻與中華絨螯蟹共作模式的研究還較為缺乏。因此，選用南粳9108水稻與中華絨螯蟹進行生態(tài)共作，初步探索該模式下稻田水體與中華絨螯蟹生長發(fā)育的動態(tài)變化，為養(yǎng)殖戶進一步優(yōu)化和改進稻田養(yǎng)蟹提供理論和技術(shù)依據(jù)，同時摸索建立形成適合本地區(qū)推廣的高效稻田共作模式。

1材料與方法

1.1試驗池塘

2015年3—12月在江蘇省興化市中堡鎮(zhèn)國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)基地2號塘口開展試驗。試驗塘口面積為2.7 hm2，其中水稻栽培面積為1.83 hm2。稻田四周開挖環(huán)溝，中間開挖中間溝。該區(qū)屬于北亞熱帶濕潤氣候，常年雨水豐沛，日光充足，氣候溫暖，四季分明，無霜期較長。地勢低洼，湖泊眾多，河流縱橫，非常適合開展稻田生態(tài)種養(yǎng)。

1.2苗種放養(yǎng)和水草栽種

2015年3月進行苗種放養(yǎng)，蟹種規(guī)格為100～120只/kg，放養(yǎng)密度為10 500～12 000只/hm2。水稻品種選用南粳9108，6月進行育秧和移栽，11月進行水稻收割。水草主要栽種品種為伊樂藻和輪葉黑藻，其中伊樂藻的栽種時間為2月，采取切莖分段扦插的方法，環(huán)溝栽植，扦插深度3～5 cm，水草的覆蓋率占池塘的30%～50%；5月開始栽種輪葉黑藻，高溫期使水草總面積維持在60%～70%。養(yǎng)蟹田施一次性生物有機肥作基肥，不施追肥，水稻生長期間均不使用農(nóng)藥除草、殺蟲。

1.3日常管理

1.3.1投喂管理養(yǎng)殖期間嚴格按照“兩頭精，中間青，葷素搭配，精青結(jié)合”的科學投餌原則進行投喂管理。前期主要投喂冰凍小魚或雜魚，中期主要投喂冰凍小魚和顆粒性餌料，后期主要投喂煮熟的玉米和大豆。具體的投喂量一般視天氣以及中華絨螯蟹的吃食情況來定，早晚投喂1次，主要以傍晚投喂為主。堅持定時巡查，及時觀察中華絨螯蟹的吃食和生長狀況。

1.3.2水位控制前期氣溫和水溫較低，采取淺水位有利于養(yǎng)殖水體水溫的迅速提高，使中華絨螯蟹盡快進入正常攝食狀態(tài)；中期高溫季節(jié)，加深水位有利于降低水溫，讓中華絨螯蟹正常攝食和蛻殼；后期穩(wěn)定在一個適中的水位，有利于防止水溫的急劇波動，提供中華絨螯蟹一個穩(wěn)定的、有利于增質(zhì)量育肥的水體環(huán)境。3—5月水位控制在50～70 cm，6—8月水位保持在1.0～1.2 m，9—11月水位一般在70～90 cm。

1.4樣品的采集與測定

4—11月每月進行數(shù)據(jù)測量2次，沿稻田環(huán)溝取3個點進行采樣，采樣時間08：00—09：00。水質(zhì)測定項目包括水溫、pH值、DO（溶氧量）、NH+4-N含量、H2S含量、NO-2-N含量。其中，水溫、pH值、DO、NH+4-N含量的測量使用YSI5820水質(zhì)分析儀進行現(xiàn)場測量表層30 cm和底層（70～120 cm）的數(shù)值，后取平均值；硫化氫含量、亞硝酸鹽含量測量儀器為MR220水質(zhì)分析儀。使用有機玻璃采水器采集水樣帶回實驗室，水樣存放于4 ℃冰箱中，在24 h之內(nèi)完成分析測試。同時，采用地籠捕撈中華絨螯蟹，隨機抽樣30只，濾紙吸去表面水分，使用電子天平測量體質(zhì)量。endprint

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗所得數(shù)據(jù)使用Excel 2007進行分析，對數(shù)據(jù)采用單因素方差分析。水質(zhì)指標與體質(zhì)量測定數(shù)據(jù)均取平均值分析作圖。

2結(jié)果與分析

2.1水溫與pH值

2.1.1水溫中華絨螯蟹為變溫動物，體溫與外界水溫基本持平。楊鳳萍等研究認為，造成中華絨螯蟹生長差異的主要原因是其生長條件，尤其是不同生長發(fā)育階段的溫度條件不一樣[7]。胡安霞等研究表明，在自然環(huán)境中對中華絨螯蟹生長發(fā)育影響最大的是溫度[8]。王勇軍研究發(fā)現(xiàn)，中華絨螯蟹幼蟹在平均溫度為（22±3）℃下生長最快，±4.5 ℃的變化幅度即對其生長有抑制作用[9]。本試驗過程中，稻田的水溫變化范圍為7.70～31.19 ℃（圖1），總體呈先上升后下降的趨勢。中華絨螯蟹的最適生長溫度一般在18～30 ℃之間，一般水溫在10 ℃時開始明顯攝食，在適溫條件下溫度越高，中華絨螯蟹的攝食越旺盛，生長和變態(tài)迅速加快，10 ℃以下時攝食能力減弱。稻田水體下層水溫基本保持在30 ℃以下，不會影響中華絨螯蟹的正常生長。如圖1所示，4、5月稻田水體的溫度大體上在15～20 ℃，呈緩慢上升趨勢；6月水溫達到25 ℃以上；7、8月水溫開始超過30 ℃；9月水溫開始隨逐漸將低；11月水溫降低至7 ℃左右。

2.1.2pH值pH值是養(yǎng)殖水體的重要指標之一，其大小直接影響水體生物的生長和存活，其變化規(guī)律可以反映水體的

環(huán)境變化情況，穩(wěn)定的pH值是保證中華絨螯蟹養(yǎng)殖穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要手段[10]。中華絨螯蟹成蟹養(yǎng)殖最適的pH值一般在7.5～8.5，從測量的結(jié)果（圖2）來看，共作模式下水體的pH值變化范圍在7.4～8.3之間波動，均符合GB11607—1989《漁業(yè)水質(zhì)標準》規(guī)定的6.2～8.5[11]。水體呈弱堿性，適合中華絨螯蟹的生長。pH值總體上呈先上升后下降的趨勢，10月水體的pH值最低，數(shù)值在7.4左右。過高或者過低的pH值都會對中華絨螯蟹生長造成不良的影響，而稻田共作模式下水體的pH值穩(wěn)定性較好，未出現(xiàn)pH值過高或過低的現(xiàn)象。

2.2溶氧量和銨態(tài)氮含量

2.2.1溶氧量DO是池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖管理中的一項重要指標，其變化是水體理化性質(zhì)和生物學過程的綜合反映[11]。池塘溶氧量水平的高低與養(yǎng)殖效果好壞緊密相關(guān)。一般認為，池塘的溶氧量隨夜間生物代謝和有機物分解逐漸降低，在黎明時降至最低。測量的結(jié)果（圖3）顯示，4—11月稻田中水體DO在2.66～5.80 mg/L之間波動。4—6月，隨著水溫的升高、水體中水草的生長，水中溶氧量充足，在5.0 mg/L以上。在7—8月，水體DO開始降低，其總體上在3 mg/L左右波動，在8月測量數(shù)值達到最低值。

2.2.2銨態(tài)氮水體中的銨態(tài)氮大多來自生物代謝和有機物的分解還原，銨態(tài)氮含量的高低是水體是否受到有機污染的重要標志之一[12]。由圖4可以看出，水體中NH+4-N含量在0.17～1.19 mg/L之間波動。其中，高溫季節(jié)6、7、8月水體中的NH+4-N含量高于GB 11607—1989《漁業(yè)水質(zhì)標準》的0.69 mg/L，但是在中華絨螯蟹的安全生長含量范圍之內(nèi)；其他時間NH+4-N含量都在0.69 mg/L波動。與池塘養(yǎng)殖相比，稻田養(yǎng)殖水體的銨態(tài)氮含量往往相對高一些，水中的銨態(tài)氮含量過高，很可能與養(yǎng)殖初期投放中華絨螯蟹的密度有關(guān)，此外高溫季節(jié)中華絨螯蟹的大量排泄物和水草的死亡也會引起水中銨態(tài)氮含量上升。銨態(tài)氮毒性與池水的pH值及

水溫有密切關(guān)系，一般情況下，pH值及水溫愈高，毒性愈強[13]。因此，稻田養(yǎng)殖中華絨螯蟹高溫季節(jié)尤其要注意調(diào)節(jié)水質(zhì)，防止水中銨態(tài)氮含量過高。

2.3硫化氫與亞硝酸鹽

2.3.1硫化氫養(yǎng)殖池塘中的殘餌、糞便、動植物殘骸在厭氧型硫酸鹽還原菌的作用下分解產(chǎn)生硫化氫，是水體中H2S的主要來源[15]。當其含量較高時，通過滲透與吸收進入水產(chǎn)動物的組織與血液，與血液中的攜氧蛋白相結(jié)合，破壞其結(jié)構(gòu)，使其失去攜帶氧氣的功能。對水產(chǎn)動物的皮膚和鰓絲黏膜有很強的刺激和腐蝕作用。圖5表明，稻蟹共作模式下4—11月水體的H2S含量總體較低，變化范圍為0.040～0.176 mg/L。GB 11607—1989《漁業(yè)水質(zhì)標準》中規(guī)定，硫化物含量不超過0.2 mg/L。常溫下，當pH值>9時，硫化物98%以上都是以HS-形式存在，毒性較小；當pH值<6時，90%以上硫化物以硫化氫形式存在，毒性很大。

2.3.2亞硝酸鹽亞硝酸鹽作為硝酸鹽和銨鹽還原與氧化過程的中間產(chǎn)物，在水體中的含量較不穩(wěn)定[14]。圖6表明，養(yǎng)殖過程上NO-2-N的含量總體較低，變化范圍為0.054～0.154 mg/L。石俊艷等研究表明，NO-2-N對幼蟹的安全質(zhì)量濃度為2.086 mg/L，而且隨著其生長發(fā)育，抗毒能力明顯增強[15]，生態(tài)養(yǎng)殖池塘水體NO-2-N含量遠低于安全質(zhì)量濃度。測量的結(jié)果（圖6）顯示，稻田水體中NO-2-N含量在4—7月較低，在8月出現(xiàn)小幅增長，其很可能與水溫的升高、伊樂藻的衰亡而導致水體DO含量下降有關(guān)。

2.4中華絨螯蟹生長動態(tài)變化

影響甲殼動物生長和蛻殼最重要的環(huán)境因素是水溫、水質(zhì)和食物。在本試驗中，中華絨螯蟹的食物主要有配合飼料、螺螄及稻田中的浮游動植物。通常按照中華絨螯蟹體質(zhì)量的3%～5%進行投喂飼料，所以投喂量不會成為中華絨螯蟹生長的限制因素[16]。對中華絨螯蟹進行隨機抽樣測量，所得的平均體質(zhì)量月變化如圖7所示。從生長分析結(jié)果可知，中華絨螯蟹的生長呈“S”型曲線變化，雄性個體平均體質(zhì)量均比雌性個體大。隨著水溫的上升，中華絨螯蟹開始生長發(fā)育，但總體上4、5月中華絨螯蟹體質(zhì)量的生長相對較慢，因此其生長曲線較為平穩(wěn)；6月之后，生長開始變快；7、8、9月為生長快速期；10月之后，生長開始變得緩慢。從中華絨螯蟹體質(zhì)量月增加量（圖8）可知，雄蟹體質(zhì)量增加最快的為8月，雌蟹體質(zhì)量增加最快的為9月，在10月之后，雌雄中華絨螯蟹的體質(zhì)量增加量都不大。收獲期，雄蟹的平均體質(zhì)量達到 146.32 g，雌蟹平均體質(zhì)量達123.82 g，產(chǎn)中華絨螯蟹達 1 141.5 kg/hm2。endprint

3討論與結(jié)論

中華絨螯蟹營養(yǎng)豐富，味道鮮美，市場需求日益增長，其養(yǎng)殖業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。稻田養(yǎng)蟹技術(shù)充分發(fā)揮了稻田的種植、養(yǎng)殖和生態(tài)功能，開辟了水稻、水產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展新途徑。眾多研究表明，稻田養(yǎng)蟹模式遠遠高于單作稻田模式。由于不同地區(qū)采用的模式和方法不同，其經(jīng)濟效益也各不相同。周學林等采取漁業(yè)科技入戶的推廣機制，以“大壟

雙行，早放精養(yǎng)，種養(yǎng)結(jié)合，稻蟹雙贏”的稻田種養(yǎng)技術(shù)為依托，稻田養(yǎng)蟹純收入總計 73 650 元/hm2，稻田養(yǎng)殖中華絨螯蟹與普通種植水稻相比增加56 325元/hm2[17]。呂東鋒等研究指出，從綜合經(jīng)濟效益來看，養(yǎng)蟹田盈利7 125元/hm2，是對照田盈利（3 245元/hm2）的2.20倍[18]。南粳9108水稻與中華絨螯蟹生態(tài)共作模式下，中華絨螯蟹產(chǎn)量達 1 141.5 kg/hm2，收獲期雄蟹平均體質(zhì)量達146.32 g/只，雌蟹平均體質(zhì)量達123.82 g/只，基本上達到優(yōu)質(zhì)中華絨螯蟹的規(guī)格。從中華絨螯蟹的生長測量數(shù)據(jù)來看，稻蟹共作模式下中華絨螯蟹的生長呈“S”形曲線，10月后中華絨螯蟹的生長速度明顯降低。

南粳9108水稻與中華絨螯蟹生態(tài)共作模式的試驗結(jié)果顯示，南粳9108水稻生育期較長、莖稈粗壯、抗倒性強、抗病蟲性好、適應深水層，與中華絨螯蟹共作相耦合，養(yǎng)殖水體的水質(zhì)總體上相對穩(wěn)定。水溫是環(huán)境因子中最為重要的因素之一，它能直接影響水生動物的新陳代謝、生長、存活以及蛻殼等。中華絨螯蟹適宜生長水溫為15～30 ℃，水溫在33 ℃以上時便大多攝食量減少。從定期測量水溫來分析，稻田水溫未出現(xiàn)高于33 ℃的現(xiàn)象，隨著水稻的生長很可能遮擋了部分陽光的直射，對稻田水溫有適量的降低作用。水體的pH值在正常的范圍之內(nèi)波動，總體上呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。空氣中氧氣溶于水中、浮游植物在白天通過光合作用產(chǎn)生氧氣以及加注新水是養(yǎng)殖水體溶解氧的主要來源。水體的溶氧量總體上相對穩(wěn)定，基本維持在3 mg/L以上，但7、8月的高溫季節(jié)稻田水體出現(xiàn)了短期的溶氧量偏低的現(xiàn)象。水體的銨態(tài)氮、亞硝酸鹽、硫化氫含量在測量的部分時期出現(xiàn)偏高現(xiàn)象。這可能是由大量投餌而留下的殘餌，水體中水生動物大量排泄物的累積所造成的。與池塘、湖泊養(yǎng)殖相比，稻田養(yǎng)殖的水體面積相對較小，稻田土壤更加肥沃，所種植的水稻施肥、追肥都很可能引起水體相關(guān)指標偏高。同時，中華絨螯蟹的高密度放養(yǎng)也與水質(zhì)相關(guān)指標的升高有關(guān)。因此，在日常的管理過程中更要加強養(yǎng)殖水質(zhì)的調(diào)控，尤其是養(yǎng)殖的高溫季節(jié)，更要做好防控措施。

與其他產(chǎn)業(yè)相比，水稻種植經(jīng)濟效益低下的問題日益突出，農(nóng)戶水稻種植的積極性受影響[6]。稻蟹生態(tài)共作模式，將水產(chǎn)養(yǎng)殖和水稻種植進行結(jié)合，既提高有限的淡水和耕地利用效率，又顯著增加農(nóng)民的收益，大大地促進農(nóng)戶種植水稻的熱情，從而穩(wěn)定水稻生產(chǎn)，同時又發(fā)展了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，獲得穩(wěn)定的水產(chǎn)品。此外，人們關(guān)于有機食品或綠色食品的意識正在逐步增強，而稻蟹生態(tài)共作模式下生產(chǎn)過程中較少使用或不使用農(nóng)藥、化肥，因而產(chǎn)出的稻米或水產(chǎn)品受到消費者的青睞[19]。因此，南粳9108水稻與中華絨螯蟹共作模式從最終的經(jīng)濟效益和社會效益來看還是高于普通的種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，勢必成為農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效的新渠道。當然，全球 1.63 億hm2稻田面積中90%以上的稻田具備發(fā)展稻魚的條件，但是目前稻田共作模式的比例仍很低[20]；在中國擁有灌溉條件良好的稻田中，進行水產(chǎn)養(yǎng)殖的比例也僅占 4.48%[21]。因此，利用稻田資源發(fā)展高產(chǎn)高效、環(huán)境友好的稻田共作模式，仍會面臨很多挑戰(zhàn)。

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