黑斑蛙養殖模式對稻田土壤肥力、土壤酶活性的影響及其經濟效益

李金龍，徐永福，3，王冬武，2*，伍遠安，2，何志剛，蘇東旭

（1湖南省水產科學研究所，長沙410153；2水產高效健康生產湖南省協同創新中心，湖南常德415000；3南縣豐年生態黑斑青蛙養殖有限公司，湖南南縣413200）

黑斑蛙（Rana nigromaculata）是中國分布最廣的兩棲動物之一［1］，因其肉質細嫩，味道鮮美，營養豐富，是我國重要經濟兩棲動物之一［2］。但由于過度捕食，農藥、化肥、工業污水等環境污染嚴重破壞其棲息環境，導致其野生資源銳減［3］。為了挽救黑斑蛙自然資源，同時滿足市場消費需求，從2014年湖南率先開始大規模人工養殖，截至2018年黑斑蛙的人工養殖面積達4200 hm2，產量達5萬噸［4］。

水稻是我國重要的糧食作物。但隨著農村勞動人口的減少，大量耕地被荒廢，水稻單作經濟收益低，農藥化肥過度使用影響稻米品質、造成農業污染等一系列問題，迫使傳統水稻種植轉型升級。在確保糧食安全前提下，追求更優質、高效的新型生態農作方式已成為人們越來越關注的研究方向［5～8］。本文通過對兩種黑斑蛙養殖模式即黑斑蛙精養和稻蛙共生的田間對比試驗，探討兩種黑斑蛙養殖模式下稻田土壤肥力、生物酶活性的變化，并與水稻單作模式進行經濟效益比較，以為稻田生態種養技術的發展提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在湖南省南縣豐年生態黑斑蛙養殖有限公司進行。該地區屬于亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫16.6～16.9℃，無霜期263～276 d，年降雨量1230～1700 mm，土壤為耕型紫潮土。

1.2 試驗設計

隨機選取6塊新建標準蛙池／田，每塊面積330 m2左右，設計兩種模式即黑斑蛙精養（T1）和稻蛙共生（RF），每個模式設置3個重復，各田塊黑斑蛙放養密度、規格和餌料品種均一致。

黑斑蛙精養需定期潑灑EM菌、芽孢桿菌等益生微生物調節水質，定期更換水，以保證養殖池水質清新不惡化。

稻蛙模式水稻移栽規格為20 cm×20 cm，在水稻的整個生育期間不施用農藥和除草劑，不施肥，其他管理按水稻高產栽培進行。

1.3 樣品采集與測定

水稻收獲后，按S形5點采樣法，在每塊試驗單元采集0～25 cm耕作層土壤，制成混合樣品，風干后過篩待測。

土壤全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀和有機質的測定參考文獻［9］進行。全氮采用半微量開氏法，全磷采用H2SO4-HClO4消煮鉬銻抗比色法，全鉀采用NaOH熔融—火焰光度法，土壤堿解氮采用堿解擴散法，有效磷含量采用Olsen法，速效鉀用中性NH4Ac浸提—火焰光度法，土壤有機碳采用重鉻酸鉀容量法測定。

土壤中性磷酸酶、土壤脫氫酶、土壤脲酶采用南京建成生物工程研究所土壤酶活試劑盒測定。

經濟效益分析，按市場價格計算農戶的收支狀況。投入包括：蛙池改建及防護設施、蛙苗、種子、飼料、人工工資、機耕費、水電費、藥品等；產出包括：商品蛙、稻谷。根據當地市場價格統計分析各模式的利潤和產投比。

1.4 數據處理與統計

采用Excel2010進行數據計算，采用SPSS19.0進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同養殖模式對土壤肥力的影響

由表1可知，與黑斑蛙精養模式（T1）相比，稻蛙共生模式（RF）土壤全磷、全鉀、堿解氮、速效鉀的含量均有所增加，增幅分別為87.5%、28.4%、10.0%、120.7%，而全氮、有效磷、有機質的含量卻明顯低于T1模式（p＜0.05），分別減少了41.6%、66.7%、41.3%；但兩種模式土壤的C／N無明顯差異（p＞0.05）。

表1 不同黑斑蛙養殖模式的土壤養分含量Table 1 Soil fertility under different Rana nigromaculata breeding modes

2.2 不同養殖模式對土壤生物酶活的影響

在土壤生物酶活性方面，T1模式土壤中的中性磷酸酶、脫氫酶、脲酶等酶活性均顯著高于RF模式（p＜0.05），分別提高了43.4%、65.9%、62.6%（表2）。

表2 不同黑斑蛙養殖模式的土壤生物酶活比較Table 2 Enzymatic activities under different Rana nigromaculata breeding modes

2.3 不同養殖模式經濟效益分析

與傳統水稻單作模式（T0）［10］相比，兩種黑斑蛙養殖模式（T1和RF）的經濟效益均顯著高于水稻單作模式，表現為：T1＞RF＞T0。T1、RF模式的利潤分別為297 750、119 250元／公頃，且T1模式顯著高于RF模式。在產投比上，也呈現出相同趨勢（表3）。

表3 不同黑斑蛙養殖模式經濟效益分析 元／hm2Table 3 Economic benefit analysis of different breeding models of Rana nigromaculata

3 討論

3.1 不同黑斑蛙養殖模式對土壤肥力的影響

土壤全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀及有機質等指標常被用來評價土壤的肥力水平，其中堿解氮、有效磷、速效鉀則是指土壤中能被植物根系直接吸收利用的氮、磷、鉀，其含量水平直接影響著作物生長及產量［11］。土壤有機質可促進水稻秧苗期根莖葉的生長［12］，碳氮比（C／N）既是衡量土壤碳、氮營養平衡狀況的指標，又是土壤氮素礦化能力和土壤有機質分解是否受土壤氮限制的重要標志［13～15］。在本試驗過程中，黑斑蛙精養模式由于沒有水稻為蛙類提供稻飛虱等天然餌料，隨著蛙個體的增大，餌料投喂也隨之加大。至試驗結束，精養模式的飼料投喂量是稻蛙共生的兩倍。試驗結果顯示，黑斑蛙精養模式的土壤全氮和有機質含量要明顯高于稻蛙共生模式（p＜0.05），但兩種模式土壤中的堿解氮含量和碳氮比（C／N）差異不大（p＞0.05）。原因可能是在黑斑蛙精養過程中需要定期給蛙池潑灑EM菌、芽孢桿菌、光合細菌等益生菌來分解和利用過剩的氮源、有機質進行增殖，搶占生態位，抑制病原微生物的爆發，同時蛙池定期更換養殖水，也會造成部分氮素和有機質的流失，所以土壤沉積的速效氮和碳氮比差異不明顯。在全磷與有效磷的表現上，精養模式土壤的全磷含量顯著低于稻蛙共生模式（p＜0.05），其原因是土壤中的磷酸鹽被精養池中的大量微生物所吸收利用［16］，導致全磷含量較低（p＜0.05）。但在有效磷含量上精養模式卻顯著高于共生模式（p＜0.05），是因為共生模式中水稻需要吸收有效磷來滿足其生長。在蛙餌料配方中，鉀作為微量元素來滿足蛙類正常生理需求，但其添加量相對于水稻生長的需要量微乎其微，所以在水稻生長過程中需適當追施磷鉀肥，導致共生模式中土壤的全鉀和有效磷含量均高于精養模式（p＜0.05）。

3.2 不同黑斑蛙養殖模式對土壤生物酶活性的影響

土壤酶活性反映了土壤中進行的各種生物化學過程的強度和方向，在一定程度上能夠反映土壤養分循環和轉化的動態情況［17］。土壤脫氫酶屬于氧化還原酶系，反映出土壤微生物新陳代謝的整體活性；土壤磷酸酶能將有機磷酯水解為可供植物吸收的無機磷；土壤脲酶反映土壤有機態氮向有效態氮的轉化能力和土壤無機氮的供應能力［18～20］。在本試驗中，所投喂的蛙料為高蛋白餌料（CP 40%），其餌料和排泄的糞便含有大量的氮源和有機物，為土壤微生物增殖提供了充足的養分基礎，再加上精養過程中大量潑灑的調水微生物，因此精養模式中土壤各項酶活性均顯著高于共生模式（p＜0.05）。

3.3 不同黑斑蛙養殖模式的經濟效益

本試驗的兩種黑斑蛙養殖模式即黑斑蛙精養和稻蛙共生所產生的經濟效益均顯著高于水稻單作模式，這是由于商品蛙的售價（32元／千克）顯著高于稻米（4元／千克），再加之目前較為成熟的黑斑蛙養殖技術，兩種模式的商品蛙產量可達18 750 kg／hm2和9000 kg／hm2，雖然前期的設施投入、苗種、餌料、人工等生產成本遠高于水稻單作，卻可實現較高的利潤（297 750、119 250元／公頃）和產投比（1.99、1.60）。

4 結論

從養殖管理和風險管控而言，稻蛙共生模式雖經濟效益低于精養模式，但操作更為穩當，且經濟效益較水稻單作更高，可在確保糧食安全前提下，有效地提高農民產生積極性，實現保產增收、提質增效。