孟祥杰 鄒紫茵 梁玉剛 王忍 黃璜* 陳燦*
(1湖南農業大學農學院,長沙410128;2湖南省農業科學院水稻研究所,長沙410128;第一作者:2336364388@qq.com;*通訊作者:hh863@126.com;CC973@126.com)
水稻是我國重要的糧食作物,對于保障國家糧食安全有著舉足輕重的意義。但近年來,因水稻種植成本增高、水稻收入低,導致農民種植積極性下降,水稻播種面積減少;另因農民片面追求高產,大量使用農藥、除草劑及化肥,導致資源利用率低、稻米品質下降、田間污染加重等問題[1-2]。為了解決以上問題,我國水稻生產要逐步實現由高產向綠色、優質、高效轉變,從松散性生產向產業化方向發展,從單一產品功能向多元化生產、生態、生活功能轉變[3]。前人研究表明,稻田綜合種養模式實現“一水多用,一田多收”,具有減肥減藥、穩產增效、資源節約、環境友好的綜合效應,是實現農業綠色發展、鄉村振興和精準扶貧的重要途徑,也是促進農業現代化的重要措施[4]。
稻田養魚可有效改善土壤N、P、K等元素含量、優化水體環境、促進水稻生長、增加產量[5]。稻田養鴨對改善土壤微生物群落組成、降低溫室氣體排放、改善土壤理化性質、控制田間病蟲草害、提高水稻產量及稻米品質具有重要作用[4,8]。由此可知,綜合稻田養魚及稻田養鴨具有較高的社會效益、生態效益及經濟效益。但稻魚鴨共生過程中,鴨在田間捕魚會減少魚的收益,稻、魚、鴨共生還較少報道。筆者由此提出了一種新的稻、魚、鴨共生模式,該模式通過對田間工程改造、稻田養殖技術的改進,解決了淺水模式下稻、魚、鴨共生的難題,并通過鴨、魚共生減少稻田病蟲草害、培肥土壤及水體,減少農藥、除草劑及肥料的用量,提高農業資源利用率,減輕環境污染,促進農民經濟收入的提高,實現綠色、優質、高效生產。現將該技術模式總結如下。
1.1.1 田塊選擇與田間工程建設
田塊選擇標準如下:排灌方便、水源充足且水質干凈無污染。在水稻入田之前,做好田間工程建設。根據田塊大小與形狀,挖掘魚溝,魚溝形狀一般為“一”字溝、“十”字溝、“井”字溝或“田”字溝,溝深1.0~1.5 m,溝的底部寬1.5~2.0 m、上部寬2.0~3.0 m,溝的面積控制在稻田總面積的10 %左右;挖掘時,與田埂保持1 m的距離,避免田埂發生坍塌;根據排灌要求,設置好進水口與出水口,進水口與出水口用尼龍網做好防逃裝置,避免魚的逃逸。進水口挖掘魚凼,魚凼深1.0~1.5 m,面積15 m2,田間分布圖如圖1、圖2所示。
1.1.2 稻田施肥與消毒處理
魚溝挖好后及時進行消毒,消毒采用生石灰,可有效殺死稻田中其他微生物及雜魚、小蝦,并為水稻、魚的生長提供鈣元素。根據稻田的肥沃程度進行施肥。施用有機肥時,每hm2用量15~20 t;施用復合肥時,每hm2施復合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15,總養分含量>45%)450~500 kg、尿素150~180 kg。
1.2.1 品種選擇
在湖南地區可選擇株形緊湊、抗病性強、產量高的優質水稻品種,如農香32、湘晚秈12號、泰優390、晶兩優1212等。同時避免水稻品種長時間連作,造成水稻病蟲害大面積發生。播種前進行浸種催芽,同時進行消毒殺菌處理。

圖1 “稻-魚-鴨”模式田間工程平面圖(以環形溝為例)

圖2 “稻-魚-鴨”模式田間工程剖面圖
1.2.2 播種及移栽
秧田需要排灌方便,田塊要求中間高、四周低,每667 m2用種量10 kg。播種前,每667 m2秧田施用復合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)20 kg;水稻移栽前,施用“送嫁肥”;秧齡15~20 d時移栽,雜交稻每叢插2~3株基本苗、常規稻每叢插3~4株基本苗,移栽規格24 cm×24 cm。采用寬窄行移栽時,一窄行搭配一寬行,寬行移栽規格18 cm×35 cm,窄行移栽規格18 cm×20 cm。采用直播時,田間需要平整無積水,每667 m2用種量4~6 kg,采用播種壺進行條播,保證水稻間距均勻一致。
1.2.3 田間管理
水稻移栽后及時灌水促返青,根據水稻生長發育的需要適量調整田間水量。一旦田間的水出現發臭或過于渾濁的情況需要及時灌水。在水稻分蘗期每667 m2施用尿素15 kg,孕穗期每667 m2施用復合肥15 kg,也可根據水稻生長發育的情況進行適量施肥。在90%稻谷成熟時進行收割。
1.3.1 鴨棚及防逃設施搭建
在田中偏向田邊的位置搭設鴨棚,鴨棚基部需要較高的地勢,保證鴨棚內干燥,及放置投餌器和飲水器,飲水器用水避免直接選用田間水。鴨棚面積按照20只/m2計算,一般1 hm2搭設1個鴨棚。鴨棚需要設置防雨、防曬設施。在田塊周圍搭建防逃措施,每間隔2 m埋入木樁,將20目或30目的尼龍網下端埋入泥土中,上部留有1.2~1.5 m的高度,將其與木樁固定,避免黃鼬、蛇等天敵進入田中對鴨子造成傷害。
1.3.2 鴨的放養
一般在水稻返青后放鴨,鴨子一般為破殼半月、生命力強、體格健壯的幼鴨。20~45 d鴨齡的幼鴨放養密度為375只/hm2,45 d鴨齡的番鴨放養密度為225只/hm2。
1.3.3 鴨子的日常管理
放鴨后的1周內,可適當減少餌料的投喂,此時,番鴨以田中的昆蟲、雜草為食。1周后增加投喂量,1 d總投喂量一般為鴨體質量的5%,早上飼喂量少于傍晚飼喂量,餌料一般為稻谷,其中可加入魚腥草、馬齒莧及大蒜,按照“四定”原則進行投喂。每日飼喂時注意觀察鴨的健康狀況,及時對病鴨進行隔離治療。每隔15 d對鴨棚消毒1次,及時清理糞便。在水稻齊穗期收鴨,若未出現鴨子啄食谷粒的情況,可適當延長稻鴨共作時間。鴨子收獲后,若達到商品鴨規格直接進行銷售,若未達到商品鴨規格需再進行集中飼喂,達到要求后再銷售。
1.4.1 魚的選擇
魚的主品種選擇為底棲類,同時具備食譜廣、適應能力強的特點。或選擇活動能力強的中層魚類。也可進行不同魚種的搭配,實現食譜互補,生態模式更加完善,獲得更高收入。
1.4.2 魚的放養
魚在放養前用鹽水進行消毒,并進行試水處理,讓魚適應水溫。規格為8~12 cm的魚苗放養密度為800~1 200尾/667 m2。例如,底棲魚為丁桂魚時,每667 m2放養8~12 cm丁桂魚800尾,搭配100 g的草魚50尾、100 g的鰱魚、鳙魚30尾,當魚規格較小時,需要在水面放置浮萍、水葫蘆等,為鴨提供綠色飼料,為魚提供安全的棲息環境。
1.4.3 魚的管理
魚的飼料一般根據魚的食性進行飼喂。魚種為雜食性時,一般采用麩皮(20%)+玉米粉(60%)+黑麥草等植物(10%)+菜餅(9%)+1%大蒜、魚腥草等進行飼喂,早、晚各喂1次,以2個小時食用干凈為準,喂養過程中遵循“四定”原則。及時換水,避免水體渾濁發臭。堅持每日巡塘,觀察魚的浮頭狀況,一旦發現病魚、死魚及時隔離,避免魚病的蔓延與爆發。每個月用生石灰消毒1次。在魚生長到商品規格時進行捕撈。

表1 稻-丁桂魚-番鴨模式的經濟效益分析 (單位:元/667 m2)

圖3 “稻-魚-鴨”模式田間布局
由表1可知,各種模式下,以“農香32-丁桂魚-番鴨”模式的收益最高。通過丁桂魚、番鴨活動及采食對雜草、昆蟲進行控制,實現減肥減藥。“稻-丁桂魚-番鴨”模式中,在第1年需要挖掘圍溝、設置防逃設施,每667 m2投入500元,第2年只需對圍溝進行清淤、整修防逃設施,每667 m2投入360元。8~15 cm的丁桂魚魚苗70元/kg,每667 m2需魚苗25 kg,投入1 750元,需餌料50 kg,投入100元;番鴨幼鴨12元/只,每667 m2需15只,投入200元,需餌料45 kg,投入90元。由于冬季田中捕撈時,還會剩余一些丁桂魚,第2年投入量略微減少,每667 m2投入成本降低至1 000元。丁桂魚、番鴨養殖過程中,采取預防為主、治療為輔的措施,采用大蒜、魚腥草進行防治,在一定程度上減少獸藥的施用。商品番鴨150元/只,共收入2 250元;丁桂魚70元/kg,共收入7 000元。最終水稻單作、“稻+丁桂魚”“稻+番鴨”“稻+丁桂魚-番鴨”模式經濟效益第1年分別為266元/667 m2、5 470元/667 m2、2 300元/667 m2和7 425元/667 m2,第2年分別為360元/667 m2、6 424元/667 m2、2 504元/667 m2和8 379元/667 m2。“稻-丁桂魚-番鴨”模式的經濟效益遠高于其他模式。
“稻-魚-鴨”模式具有良好的生態效益。鴨子在田間活動,通過踩踏及覓食,對雜草種類及數量具有良好的控制效果。由于鴨子的活動,田間通風度增加,減少了病害的滋生;鴨子在田間碰撞水稻,撞下水稻上附著的稻飛虱、稻縱卷葉螟等害蟲,撞落之后,水中的魚類和番鴨對害蟲進行捕食,減輕了水稻的蟲害。魚生活在魚溝、魚凼內,在田間水面較深時,會游到田面食用雜草種子、水稻腐解的葉片和捕食水稻基部的害蟲,可有效減輕水稻病蟲草害;魚及鴨在棲息、活動、代謝的過程中,糞便直接還田,在水中浸泡下,腐解加速,可培肥土壤、改善土壤的理化性質,在一定程度上減少肥料的用量。魚與鴨在田間穿梭,增加田間透風性和水體中養分含量,可抑制甲烷菌的數量,減少溫室氣體的排放[9]。同時,因透風良好,田間CO2含量增加,光合速率提高,水稻產量增加[8]。大水面積可有效涵養水源,減少用水矛盾,提高自然資源的利用率。“稻-魚-鴨”模式豐富了稻田生態系統,延長了食物鏈,實現了水、肥的高效利用,減少化肥農藥、除草劑的施用,具有良好的生態效益。
“稻-魚-鴨”模式減少了農藥、除草劑、肥料的用量,提高了土地資源、水資源、肥料資源的利用率,生產出優質、無污染的稻谷、鴨及魚,極大滿足了人們對高質量農產品的需求。另一方面,“稻-魚-鴨”模式較高的經濟收入,提高了農民種田的積極性,對于農村的進一步發展有著重要意義。稻田養魚、稻田養鴨是我國農耕文化中重要的組成部分,“稻-魚-鴨”共生模式改變了傳統稻田養魚、稻田養鴨模式,在其基礎上繼承與發揚,對中國傳統農耕文化的保護有著重要作用。在少數民族地區,“稻-魚-鴨”模式還與民族風俗、宗教禮儀有著密切的聯系,對生態旅游發展、農村勞動力發揮更大作用有著重要意義[10]。
魚鴨的活動、捕食減少了田中的稻飛虱、二化螟的發生;通過增加通風、管理田塊水分,減少了稻田中病害的發生;魚鴨糞便直接還田,培肥土壤,在一定程度上減輕了農田污染[11]。“稻-魚-鴨”模式豐富了稻田生態系統,延長了食物鏈,將整個田塊視為整體,改變了魚鴨家中圈養的方式,發揮魚鴨的生態效果,使魚鴨在稻田中活動,降低人類的影響,體現了生態系統的穩定,具有風險防控功能[12]。
“稻-魚-鴨”共生模式操作,簡單可行;該模式也可實現進一步延伸,例如“稻+蝦+魚+鴨”模式、“稻+鱉+魚+鴨”模式,可實現資源的高效利用,提高生態系統的穩定性,減輕單一水稻種植面臨的災害性天氣的風險,提高農民收入,有著較高的生態效益、社會效益及經濟效益,具有較高的推廣價值。
稻田生態種養模式是綠色控草、控蟲手段之一。“稻-魚-鴨”共生模式通過鴨子覓食、活動踩踏雜草,翻出泥土,可有效控制雜草的發生,田中淹水時,魚到達田面,對幼嫩的雜草、發芽的草籽進行采食,也可抑制雜草的發生。魚鴨在田間活動的過程中,會撞落附著在水稻植株上的菌核、稻飛虱、二化螟,魚鴨捕食后,也在一定程度上減少了病害、蟲害的發生。由于病蟲草的發生量減少,農藥、除草劑、化肥的用量也隨之降低,減輕了農田的污染,改善了農產品品質,符合綠色優質發展的要求。
“稻-魚-鴨”共生模式對田間基礎設施建設要求較高,稻魚鴨共生模式需要建設防逃設施、搭建鴨棚、進行田間大面積改造,前期投入大,后期需要進行鴨、魚飼喂及管理,還需防止天敵的捕食,每日進行巡田,人工投入大,是現階段“稻-魚-鴨”共生模式發展的困境。