廣東魚塘種稻研究現狀與對策

鐘旭華，劉勝敏，胡香玉，姜志勇，吳郁麗，李妹娟，胡銳，梁洪基，王昕鈺，傅友強，梁開明，潘俊峰，劉彥卓

（1.廣東省農業科學院水稻研究所/ 廣東省水稻育種新技術重點實驗室/ 廣東省水稻工程實驗室/農業農村部華南優質稻遺傳育種重點實驗室，廣東 廣州 510640；2.廣東省農業技術推廣中心，廣東 廣州 510520）

廣東是一個擁有1.27 億人口的糧食消費大省，年糧食消費量達到5 000 多萬t，而糧食產量僅1 200 多萬t，自給率僅24%左右，糧食安全問題備受關注。水稻是廣東第一大糧食作物，2020 年播種面積183.4 萬hm2，總產量1 099.6 萬t，分別占糧食作物總播種面積和總產量的83.2%和86.7%［1］。穩定水稻種植面積，提高水稻產量，是保障廣東糧食安全的關鍵。近年來，廣東先后采取對撂荒地復耕復種、耕地占補平衡等措施，穩定水稻種植面積，并取得了一定成效。但由于農村勞動力短缺、種糧效益低等原因，穩定水稻種植面積的難度越來越大，成本也越來越高。而廣東地處華南，水產養殖發達，如能開發部分魚塘水面種植水稻，可有效擴大水稻種植面積，為保障廣東糧食安全開辟一條新路。

魚塘種稻是指利用水產養殖的池塘種植水稻的一種農業生產活動。根據水稻種植與水產養殖在時間上是否重疊或部分重疊，魚塘種稻可分為稻漁輪作或連作（時間上不存在重疊）和稻漁共作（時間上存在重疊）等類型。根據水稻種植在魚塘中的空間位置，魚塘種稻可分為魚塘水上種稻和魚塘塘底種稻兩種類型。前者以適當的材料為漂浮載體，在魚塘水面上種植水稻，后者則直接在魚塘塘底種植水稻，通常采用高稈水稻品種。根據水稻種植基質的不同，魚塘水上種稻又可分為無土栽培（水培）和土培兩種類型。無土栽培一般采用海綿等支撐物固定水稻植株，而土培則采用塘泥等基質固定。此外，根據魚塘水中的鹽分含量高低，可將魚塘分為淡水魚塘和咸水魚塘，它們對水稻品種和種植技術的要求有所不同。魚塘水上土培種稻具有稻漁共生、一塘兩用、實施方便等優勢，是目前魚塘種稻的主要模式，本文以此模式為主展開分析。

1980—1990 年代，中國水稻研究所開展了水上無土種植水稻研究并取得成功［2-5］。該研究以泡沫板為浮體材料，采用海綿固植水稻植株，每667 m2實收稻谷產量達到496 kg［2］。但由于種植成本高等原因，未能實現大面積應用。隨著科技不斷進步和新材料、新裝備不斷涌現，以及國家對糧食安全、環境保護問題日益重視，魚塘種稻技術再次受到關注。近年來重慶、浙江等地出現了魚塘種稻的零星應用案例［6-7］。但這些案例多為基層農技人員或農戶的自發探索，缺乏系統研究，也未形成成熟的技術方案。2022 年我們研究團隊在廣東省廣州市開展了魚塘種稻初步試驗。本文對魚塘種稻研究進行梳理，并結合我們的初步研究結果，對目前魚塘種稻的存在問題、發展策略進行探討，以期為推動魚塘種稻的深入研究和應用提供參考。

1 發展魚塘種稻的意義

1.1 魚塘種稻有利于擴大水稻種植面積，保障糧食安全

廣東是漁業大省，2020 年全省水產養殖面積47.41 萬hm2，其中淡水養殖面積30.94 萬hm2［8］，相當于稻田面積的33.7%。如果能開發50%魚塘種植水稻，按每年2 季、種稻面積占水面面積1/3計，則每年可增加水稻種植面積10.3 萬hm2，相當于現有水稻播種面積的5.6%。2020 年中國人工淡水養殖面積504.06 萬hm2［8］，其中相當部分具有發展魚塘種稻的潛力。已有研究表明，魚塘種稻具有不怕旱、不怕澇、病蟲為害輕、抗倒性強等優勢，穩產性較好［3-4］。

1.2 魚塘種稻有利于穩定魚塘養殖，協調糧漁爭地矛盾

魚塘養殖是南方水網地區的傳統農業生產模式，以其經濟效益高等優勢深受廣大農民喜愛。隨著生活水平的提高和食物結構的變化，農業產業結構不斷調整優化。由于種糧經濟效益不佳，為了追求更高的種養效益，部分稻田被轉為養殖魚塘，水產養殖面積持續擴大。但近年來隨著國內外形勢的變化和我國糧食安全問題突顯，部分魚塘面臨復耕種稻的壓力，種糧與水產養殖的矛盾顯現。魚塘種稻可以一塘兩用，水上種稻，水下養殖，在穩定魚塘養殖的同時增加水稻種植面積，從而緩解糧漁爭地矛盾，實現糧食安全與農民增收的協調。

1.3 魚塘種稻有利于凈化水質，減輕環境污染

合理的飼料投入是實現水產養殖高產高效的基礎。但養殖尾水中往往出現氮磷等物質超標問題，導致環境污染。隨著國家對環境保護的日益重視，養殖尾水排放的污染問題備受關注，《淡水池塘養殖水排放要求》（SC/T 9101-2007）等相關標準和法規出臺，要求養殖尾水達標排放。為解決池塘養殖尾水污染問題，廣東正著力推廣“三池兩壩”（即沉淀池+過濾壩+曝氣池+過濾壩+生態池）等尾水處理技術。該技術要求各水產養殖場“三池兩壩”面積不低于養殖總面積的8%～10%［9］。此外，氮和磷是養殖尾水中的主要污染物，而它們恰恰是水稻生長發育所需的主要營養元素。每生產100 kg 稻谷，水稻需吸收純氮1.5～2.0 kg、純磷0.26 kg 左右［10-11］。魚塘種稻可以利用水稻吸收魚塘水中的氮、磷等元素，實現養分循環利用，從而凈化水質，減輕環境污染。宋祥甫等［12］采用浮床無土種植的方法，研究了魚塘種稻對富營養化水體中氮磷的去除效果，結果表明，在水深1.4 m 左右、水面浮床覆蓋率分別為20%、40%和60%條件下，通過水稻自分蘗至成熟期歷時84 d 處理，全池水體中全氮凈去除率分別為29.0%、49.8%和58.7%，總磷凈去除率分別為32.1%、42.0%和49.1%。李鳳博等［13］在黃顙魚精養塘塘底種植高稈型水稻，研究發現在水稻生長期，種稻魚塘水體中的氮、磷養分含量顯著低于不種稻單養魚池塘；在水稻收獲期，不種稻單養魚塘水體的總氮和總磷含量為11.98、0.52 mg/L，超過《淡水池塘養殖水排放要求》標準，而種稻魚塘水體中的總氮和總磷含量僅為0.49、0.08 mg/L，達到《淡水池塘養殖水排放要求》一級標準；種稻魚塘水體中的總氮、銨態氮、硝態氮和總磷含量分別比不種稻魚塘降低96%、98%、98%和84%。

按漁業水質標準規定，水體溶氧量在連續24 h 內必須有16 h 以上高于5 mg/L，且任何時候都不得低于3 mg/L。根系是水稻吸收水分和養分的主要器官，同時也是多種物質合成和分泌的場所［14］。水稻與其他水生和濕生植物一樣，為適應淹水脅迫環境，在根系內形成發達的通氣組織。通氣組織為根系氧氣運輸提供通道，滿足根部呼吸需要。氧氣由地上部通過通氣組織向地下部運輸，部分被釋放到根際，使根際形成微域氧化圈。這不僅緩解了一些還原性物質對根系的毒害作用，同時也促進了硝化作用等好氧過程，對根際氮素循環發揮重要作用［15］。據測定，水稻單株根系徑向泌氧量（ROL）隨著水稻生長顯著增加，且高產品種增加幅度大于低產品種。根系發達、通氣組織發育好的水稻ROL 也較大。在水稻播種后50 d，低產品種和高產品種的ROL 分別為700、1 400 μmol/株·h 左右［15］。若保守地按667 m2種植水稻15 000 株、種稻面積占魚塘面積30%、ROL為700 μmol/株·h、每天根系泌氧12 h計，則667 m2水稻的根系泌氧量為1.21 kg/d。按水深1.5 m 計，則可使魚塘水體溶解氧濃度提高1.21 mg/L。可見，魚塘種稻通過水稻根系泌氧，可在一定程度上改善魚塘水體的氧氣供應。種稻魚塘的化學需氧量（COD）低于不種稻單養魚塘［13］，也印證了這一觀點。

2 廣東魚塘種稻研究初步進展

2.1 試驗材料與方法

2022 年早季，我們在廣州市南沙區廣東國際漁業高科技園開展魚塘種稻試驗，共用4 口魚塘（編號1～4 號），水面面積共0.93 hm2。1 號塘為水稻品種篩選試驗，供試水稻品種為粵泰油占、黃廣油占、美香占2 號、泰豐優208、廣紅3 號、粵香430、粵農絲苗、五山絲苗、南晶香占等9個（另有品種19 香因遭受嚴重鼠害未納入分析），養殖品種為大口黑鱸優鱸3 號。2、3、4 號塘供試水稻品種分別為南晶香占、粵農絲苗和五山絲苗，養殖品種分別為澳洲淡水龍蝦紅螯螯蝦、白金豐產鯽和黃顙魚。

水稻于3 月21 日播種，常規拋秧盤育秧，4 月13—24 日移栽。選用33.4 cm×33.4 cm×5 cm 的HDPE 材質塑料浮板（壁厚≥2 mm，拉力＞180 kN/m2，浮力＞300 kN/m2）。配套塑料小盆缽，小盆缽高8 cm，開口內徑8 cm，盆底內徑4.5 cm，底部有內徑1 cm 小孔8 個。每塊浮板4 穴，每667 m2種植2.4 萬穴，水稻種植面積占魚塘面積的45%。以塘泥作為栽培基質，每盆裝風干塘泥250 g，每盆栽插1 穴，雜交稻每穴2 苗，常規稻每穴3～5 苗。移栽作業在岸上進行，移栽前先將塑料浮板拼接成10 m2的大塊，然后將移栽好的盆缽置于浮板洞中，移栽完成后再將浮板移入水中并固定。在水稻移栽前，每667 m2施用復合肥（含氮15%、五氧化二磷5%、氧化鉀10%）36 kg 作基肥。移栽后根據水稻長勢，1、2、3、4 號塘分別在分蘗末期采用葉面噴施的方式每667 m2追施尿素2.5、2.5、7.5、5.0 kg。

水稻播種的同時進行魚塘清淤、消毒、平整和放水等作業。在水稻移栽完成后，分別在1、2、3、4 號魚塘每667 m2投放大口黑鱸2 000 尾、澳洲淡水龍蝦3 500 尾、鯽魚2 000 尾和黃顙魚10 000尾，投放時各養殖品種種苗的體長分別為5.7、3.0、5.8、3.0 cm。按常規養殖方法投喂和管理。

在水稻成熟期，對1 號塘各水稻品種以及2、3、4號塘水稻品種，分別隨機選取3個代表性樣點，每個樣點實割100 盆，脫粒曬干，去除雜質和空秕粒，稱取300 g 在105℃下烘干至恒重，測定水分含量，最后折算成含水量14%的稻谷產量。

采用Excel 2007 整理數據，采用Statistix 8.0統計分析軟件進行方差分析，采用t測驗檢驗品種間產量差異顯著性。

2.2 試驗結果與啟示

由圖1 可見，不同水稻品種在魚塘種植條件下的產量存在顯著差異（F=14.15**，P＜0.0001）。在本試驗條件下，9 個供試品種中以粵香430 稻谷產量最高，每667 m2產量為390.8 kg，其次是粵泰油占、為339.2 kg，泰豐優208 產量最低、為157.2 kg。產量最高品種與最低品種相差148.6%，變異系數為29.21%。據了解，9 個供試水稻品種的區試產量（按兩年區試每667m2平均產量計）分別為：粵泰油占447.87 kg、黃廣油占486.38 kg、美香占2 號365.08 kg、泰豐優208 457.78 kg、廣紅3 號430.20 kg、粵香430 456.25 kg、粵農絲苗429.27 kg、五山絲苗458.11 kg、南晶香占424.15 kg，以黃廣油占的產量最高、美香占2 號最低，產量最高品種與最低品種的產量相差33%，變異系數為7.71%。可見，魚塘種植條件下的水稻產量表現與稻田種植時的產量表現差異很大，稻田種植時產量高的，在魚塘種植時產量不一定高，反之亦然。而且魚塘種植條件下不同品種的產量差異，比稻田種植條件下的產量差異大得多。

同一水稻品種在不同魚塘的產量也存在較大差異。1 號塘和2 號塘的施肥量完全相同，但南晶香占在1 號塘的稻谷產量每667 m2為275.9 kg，而在2 號塘（養殖澳洲淡水龍蝦）的稻谷產量為399.0 kg，比1 號塘高44.6%；3 號塘的粵農絲苗（養殖鯽魚）和4 號塘的五山絲苗（養殖黃顙魚）產量分別為294.4、453.0 kg，也與1 號塘相應品種的產量存在很大差異，說明施肥和水產養殖對水稻產量有顯著影響。水稻品種與養殖品種的優化搭配，以及種植和養殖技術的改進，值得進一步深入研究。

本試驗條件下4 個養殖品種均表現良好，成活率高，沒有出現死亡現象。有的養殖品種的生長速度甚至比不種稻條件下還快，如澳洲淡水龍蝦經過2 個半月的養殖期，平均體重從0.8 g 增長到50 g。這可能與魚塘種稻對水質的改善有關［16］，也可能與本試驗中的養殖密度較低有關。有研究表明，在魚塘底部種植水稻能顯著促進日本沼蝦生長，日本沼蝦的平均體重比不種稻對照增加73.1%［16］。

3 廣東魚塘種稻研究對策

目前，魚塘種稻還存在成本偏高、技術標準缺乏、基礎研究滯后等問題，成為制約其發展的瓶頸，亟需組織水稻種植、水產養殖和農機裝備等方面的科技人員進行聯合攻關。目前，對魚塘種稻研究需重點開展以下工作：

3.1 研發魚塘種稻專用浮板，實行標準化生產，降低成本

當前魚塘種稻的一個重要限制因素是種植成本高，特別是浮板成本和人工成本。目前采用EVA 泡沫浮板，每667 m2成本為1 萬元左右，若按重復使用5～7 季計，則每季成本為1 500～2 000 元，若采用HDPE 塑料浮板則成本更高。如能按照魚塘種稻的技術要求，進行浮體材料的定向篩選，研制魚塘種稻專用浮板，有可能找到更為價廉物美的材料，并通過浮床結構和固定方法的優化，節省材料用量，從而大幅降低浮板成本。此外，隨著魚塘種稻規模的擴大和浮板生產的批量化、標準化，浮板價格也將下降。

3.2 開展適宜魚塘種稻的水稻品種篩選和專用品種選育

試驗表明，在魚塘種植條件下，不同水稻品種的產量表現與稻田種植時不同。例如，在2022年早季的魚塘種稻試驗中，泰豐優208 和粵香430 的區試產量相近，每667 m2分別為457.78、456.25 kg；但在魚塘種植條件下，前者的稻谷產量比后者低得多，前者僅為后者的40.2%。這一現象表明魚塘種稻的水稻品種篩選必須在魚塘種植條件下進行。要擴大篩選范圍，篩選出更多適合魚塘種植的水稻品種。有必要開展魚塘種稻專用水稻品種選育。沿海地區部分魚塘處于咸淡水交匯區，還需考慮水稻品種的耐鹽堿能力。浙江已成功選育適合魚塘塘底種植的高稈型專用雜交稻安粳優1 號［17］。目前適合水上浮床種植的魚塘種稻專用水稻品種尚未見報道。

3.3 開展魚塘種稻關鍵種養技術研究

3.3.1 水稻品種和養殖品種的合理搭配研究 魚塘種稻是由水稻、水產動物、水體等組成的復合生態系統，水稻與水產動物之間可能存在復雜的相生相克關系，需經過研究提出水稻與水產動物的優化組合。

3.3.2 種稻面積占比與適宜種養密度研究 目前，魚塘種稻面積占魚塘水面面積的比例一般為10%～60%不等。實際上，不同水產養殖品種的適宜種稻面積占比可能不同，亟需通過試驗研究加以明確。在不影響養殖品種生長發育的情況下，適當提高種稻面積占比，有利于充分利用魚塘水面，增加稻谷產量。水稻和養殖品種的適宜種植（養殖）密度，也需通過試驗加以明確和規范。有研究表明，魚塘種稻明顯影響日本沼蝦個體生長，在種稻面積占比為50%、種植間距為50 cm×50 cm 時，日本沼蝦放養密度以90 萬尾/hm2為宜［16］。

3.3.3 魚塘種稻的肥料運籌研究 在魚塘種稻條件下，水稻種植于浮板的小盆缽中，與稻田栽培相比，基質養分供應少、緩沖能力小。根系長期處于魚塘水中，不能通過曬田（控水）控制無效分蘗，水稻群體的調控主要通過養分（肥料）調控來實現。此外，魚塘水質和飼料投入也對水稻的養分供應產生影響。因此，魚塘種稻的肥料運籌要綜合考慮水稻養分需求、基質養分供應、魚塘水質、飼料投入等多種因素。

3.3.4 魚塘種稻的有害生物綠色防控研究 目前國家對水產養殖投入品實行白名單制度，水稻在魚塘內生長期間全程不能使用農藥，這為魚塘種稻有害生物的防控帶來挑戰。水稻病蟲害防控應以防為主，綜合防治。通過選用抗病品種、消毒種子，以及采用生物防治（如種植顯花植物培育益蟲、釋放赤眼蜂）和物理防治（如性誘劑、殺蟲燈、粘鼠板）等措施，做好病蟲草鼠鳥等有害生物防控。最近，呂進等［18］以黑魚為供試材料，研究在稻田養魚條件下幾種農藥對魚的安全性，結果表明，在大田登記推薦劑量下，氯蟲苯甲酰胺、氯蟲·噻蟲嗪、吡蚜酮、井岡霉素、噻菌銅、春雷霉素對黑魚均表現為低毒，可用于套養黑魚的稻田水稻病蟲害防治。有必要針對魚塘種稻中水稻病蟲害的防控問題，積極開展相關試驗研究，探索將部分高效低毒農藥（特別是生物農藥）納入水產養殖投入品白名單的可能性。

3.4 研發或改裝魚塘種稻配套農機裝備

目前魚塘種稻主要采用育秧和人工移栽方式，勞動力投入多，人工成本高，這是目前魚塘種稻成本高的主要原因之一。輕簡化（減少作業環節、減輕勞動強度）和機械化（機器替人）是解決這一問題的主要途徑。魚塘種稻不需要犁耙田，但其種植、管理、收割與稻田差異很大，因此須圍繞種、管、收等關鍵環節，研制專用農機裝備或對現有裝備進行適應性改裝。在種植方面，可從機械化育插秧和機直播兩方面著手。目前我們研究團隊在魚塘直播稻、無人機追肥、機械化收割等方面開展探索并取得了初步成功。下一步要通過產學研合作、科企合作，加大研發力度，以期實現魚塘種稻的機械化和智能化。

3.5 集成魚塘種稻綠色高產高效綜合技術模式，制定技術標準

目前魚塘種稻尚未建立技術標準，不利于產量、品質和經濟效益的穩定和提高。要根據各地自然和社會經濟條件以及產品市場定位，通過品種、技術、裝備的綜合集成，形成獨具特色、先進實用的魚塘種稻高產高效綜合技術模式，制定相關技術標準，為提高產量、品質和打造品牌提供科技支撐。

3.6 加強魚塘種稻相關基礎理論研究

目前關于魚塘種稻的理論研究仍不系統、不深入。要加強魚塘種植條件下的水稻生長發育、養分吸收利用、產量品質形成以及稻漁共生互作、魚塘水體環境反應等基礎研究，探明內在規律，闡明作用機理，為魚塘種稻技術體系的建立和大面積推廣應用奠定扎實的理論基礎。我國南方素有種稻養魚（蝦、蟹等）的傳統，相當部分魚塘可以開發進行魚塘種稻。目前，廣東省農業農村廳已將魚塘種稻試點示范擴大到珠江三角洲的廣州、佛山、江門、肇慶等9 個地級市。隨著研究的不斷深入和技術的逐步熟化，魚塘種稻技術將為我國（特別是南方地區）的糧食安全、農民增收、環境保護以及美麗鄉村建設做出應有貢獻［19］。