稻田綜合種養研究進展及其在貴州省的發展現狀

岳 勇,張書海,董響紅,王楨璐

(貴州大學 動物科學學院/高原山地動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室,貴州 貴陽 550025)

稻田綜合種養是基于水稻種植下養殖高等水生經濟動物(魚、蝦、蟹和鱉等)的生態循環農業發展模式[1],其種養模式主要為稻魚、稻蝦、稻蟹、稻蛙、稻鱉、稻螺和稻鰍共生等種養模式。貴州省位于我國大西南東南部,地處云貴高原,境內地形地貌復雜,山巒起伏,高山峽谷交錯分布,92.5 %的土地是山地及丘陵[2]。限于地理環境條件的制約,貴州地區的種、養殖發展十分緩慢,故貴州素有“天無三日晴,地無三尺平,人無三分銀”之稱。21世紀以來,為實現全面脫貧攻堅,助力鄉村振興,幫助農民增產增收,稻田綜合種養新型種養殖模式陸續在我國農村推廣開來。本文以稻田綜合種養模式為研究對象,綜述了稻田綜合種養的發展進程,以及在種養殖過程中所面臨的問題,同時探討了稻田綜合種養模式在貴州省持續推廣的可行性,以期為貴州省水稻種植、水產養殖及其種養殖模式提供理論參考,尋求出適合我國農村發展的新型稻田綜合種養殖模式,助力我國鄉村振興戰略下西南地區農村的高質量發展。

1 稻田綜合種養在國內外的發展進程

1.1 稻田綜合種養的發展

稻田綜合種養是在水稻種植基礎上將水稻種植和動物養殖相結合,通過物種間互惠共生和資源的互補利用,達到提升土地利用效益、增加經濟產出并改善稻田生態環境的目的[3],其廣泛分布于亞洲一些國家和地區[4-5]。國外稻田綜合種養的開展主要流行在世界重要的產稻地區,主要模式是稻魚兼作和稻魚輪作,以泰國、印度尼西亞、日本、菲律賓等國家和地區相對較發達。泰國在1850年開始進行稻田綜合種養相關的養殖,主要在稻田中養殖鯉魚[6];印度尼西亞在1860年開始利用稻田養魚,采用稻魚間作與輪作方式養殖鯉魚[7];日本的稻田種養始于1884年的稻田養鯉,菲律賓科學養殖稻魚始于1974年[8]。其他各國也逐步在開展與稻田種養相關的養殖試驗。

相較而言,我國稻田種養歷史悠久,已有2000多年的相關記載,是世界上最早進行稻田養魚的國家[9]。新中國成立后我國稻漁發展經歷了4個發展階段:傳統稻漁的恢復和探索期、稻漁共作的快速發展期、稻田綜合種養綜合推廣期,以及稻漁新模式的創新期[10]。現階段,我國各地開展的稻田綜合種養模式多數正處于綜合性發展期,開展更深層次的稻田綜合種養研究有助于在我國廣闊的農村地區快速、高質量的發展稻田綜合種養殖模式。

1.2 稻田綜合種養模式推廣帶來的分歧

稻田綜合種養,其本質是想通過提升水稻與水產經濟動物之間的生態效益,從而提高單位種植土地面積內的經濟產值,獲得更高的經濟效益,進而獲得更高的社會效益。

目前,在稻田綜合種養的相關研究中,主要存在兩種觀點,一是認為稻田綜合種養模式優于水稻單一種植;國外學者Ahmed等[11]認為,在資源利用、生產力以及所生產水稻的質量和數量方面,稻田綜合種養優于水稻單一種植,并提出通過增加農業系統的投入可以實現更高的水稻產量。Berg等[12]認為稻田種養是一個人工生態系統,以水稻為中心,稻田里其他的生物與水稻形成共生關系,這種共生關系既有互利共生,也有競爭共生,該模式有利于稻田生態系統中水稻的生長。而另一觀點則認為,開展稻田綜合種養,會嚴重壓縮水稻生長空間,造成水稻減產。國內學者彭翔等[13]的研究表明,相比水稻單作,稻田綜合種養模式下的水稻穂數和穗粒數分別降低1.6 %～7.4 %和0.0 %～9.3 %,其結果中有59 %的實驗樣本量表明稻田綜合種養水稻產量低于水稻單作,作者認為,稻田綜合種養在一定程度上影響了水稻分蘗的發生,降低了水稻產量。而國外學者Vromant N等[14]研究認為,稻田綜合種養方式對水稻產量沒有任何影響,水稻的產量受水稻品種、溫度、灌水量、光照等多種自然因素和人為因素的共同影響,單一增加變量并不能影響到水稻的產量。

1.3 稻田綜合種養模式持續推廣可行性

近年來,我國稻田綜合種養發展迅猛,2020年我國稻田綜合種養面積已達226.67萬 hm2,約占水稻種植總面積的7 %[15]。現有的研究結果間的分歧給稻田綜合種養進一步的推廣應用帶來了不確定性。目前而言,稻田綜合種養模式作為一種助農的手段,在實現幫助農民增加收入的同時,契合時代“綠色循環可持續發展”的主題,在國家政策的扶持引導下,稻田綜合種養得以蓬勃發展。但在未來講究高效高收益種養殖的前提下,稻田綜合種養模式并不能滿足我國農業的種養殖需求。國內外對稻田綜合種養的研究主要集中在經濟效益、生態效益和社會效益等方面。在經濟效益方面,基于單一土地面積有了更多產物的產出,稻田綜合種養模式具有了更高的經濟產出[16]。表1的數據表明,相較于水稻單一種植,稻田綜合種養各種養模式均帶來了更高的經濟效益,基于水產經濟動物的價值,稻魚、稻蝦等高產出動物占據了主要種養位置。在生態效益方面,稻田綜合種養相較于水稻單一種植,綜合生態效益相對明顯于水稻單一種植[17-20]。而在社會效益方面,現階段稻田綜合種養殖模式只能改變我國廣大水稻單一種植的農村現狀,并不能從本質上解決我國農村土地稻田產值普遍偏低的問題。

表1 稻田綜合種養主要模式下的經濟效益[13]

2 稻田綜合種養主要養殖模式的相關研究

稻田綜合種養發展至今以來,已由最開始的稻田養魚,演化為稻田養蝦、稻田養蟹、稻田養蛙等多類種養模式。

2.1 稻魚種養模式的相關研究

中國稻田養魚歷史悠久,早在東漢末年的《魏武四時食制》已有明確記載:“郫縣子魚,黃鱗赤喂,出稻田,可以為醬”[21]。關于稻田養魚技術的發展,我國稻田養魚可劃分為3個階段:傳統稻田養魚時期、稻田養魚探索發展時期、現代稻魚綜合種養時期[22-23]。在稻魚共生種養技術的研究中,王華等[24]研究發現,稻田養魚區水稻早稻分蘗率為111 %,比對照高20.30 %,成穗率為71.30 %,比對照高2.90 %,每穗實粒數比對照多7.7粒,空殼粒較對照低1.60 %,實際產稻谷4023 kg/hm2,比對照增產15.80 %。在“稻-魚”模式下,基于魚類的生長環境和漫長的生長周期,需保證稻田里水位的高度保持在6～18 cm[25],有研究表明,水稻增產的部分原因,或與稻田水的保有量多少有關[26]。而水稻屬春播秋收一年一季作物,在水稻6個月的生長期結束,“稻-魚”模式下的魚基本還處于性未成熟階段。該模式下,稻花魚的捕捉,會極大程度的造成水稻稻粒的脫落,造成水稻收獲時減產[27]。在生產實踐中,稻田養魚帶來的收益遠不如池塘養魚,且耗費人力物力財力,不能帶來穩定的經濟增長效益。現階段,多數學者認為,稻田養魚是種植業和養殖業的有機結合,具有生物除蟲、除草以及中耕施肥等多種生態功能,可在一定程度上代替和減少化肥及農藥的使用量,減少環境污染,生態效益和經濟效益明顯[28-31]。

2.2 稻蝦種養模式的相關研究

我國的稻蝦綜合種養源于2001年湖北省潛江市農民劉主權的自主創新嘗試出的“稻蝦連作”模式[32]。綜合來說,稻蝦綜合種養模式具有較高的綜合效益。從生態效益方面,稻蝦綜合種養對區域上水稻產量和稻米品質的作用效果缺乏定量化的文獻研究[33-37]。劉全科等[38]的稻蝦種養模式試驗結果表明蝦的攝食能夠有效控制稻田中雜草的生長,使稻田主要雜草數量顯著降低,稻田雜草數量得到有效控制,既能提升水稻的生長競爭優勢,又能促進蝦增產提質。在春播時節將小龍蝦置于稻田中任其生長,小龍蝦可很好地除去稻田中的雜草為水稻提供有機肥[39],這和管勤壯等[40]研究結果一致。袁家富等[41]認為長期稻蝦種養模式下能夠提高土壤中氮肥利用效率,增加水稻產量的同時提升蝦的品質。相反地,車陽等[42]研究結果表明在“稻-蝦”共作種養模式下水稻產量比水稻單一種植降低了4.95%～5.80%,基于小龍蝦喜好掘穴打洞的生活習性,易破壞稻田田埂,造成稻田保水量流失,保水量流失易影響水稻正常生長。倪明理等[43]研究提及龍蝦屬雜食性生物,在啃食稻田雜草的同時,也極易啃食水稻的根系,造成水稻減產。龍蝦的生長周期短,和水稻生長周期并不同步,在捕獲成熟期龍蝦時,人為因素極易破壞水稻的生長,造成水稻穗粒數的減少[44]。在進行稻蝦種養的模式下,保證水稻不減產的情況下去平衡蝦的養殖,是稻蝦下階段發展需要面對的問題。

2.3 稻蟹、稻鰍等其他種養模式的相關研究

目前稻田綜合種養模式主要以稻田養魚和稻田養蝦為主。我國的稻田綜合種養模式中,稻蝦共作占比為47.70 %、稻魚共作占比為41.40 %、稻蟹共作占比為5.94 %,稻鱉、稻蛙、稻螺和稻鰍等其他模式總占比不足5 %[45]。分析其原因,一是魚、蝦在水產經濟動物中,占據主導地位,經濟價值高,效益明顯。二是隨著我國人民的生活水平的提高,吃魚、吃蝦的人數占比逐年增高,魚蝦占有非常廣闊的市場。而其他種養模式下的養殖動物,在稻田綜合種養過程中帶來的經濟效益低,且很難規模化養殖,所以至今發展緩慢。

3 貴州省稻田綜合種養發展面臨的難題

3.1 種植面積受限,規模化養殖困難

貴州位于中國西南部,其山地面積占全省總面積的75.1 %,丘陵占23.6 %,平地僅占1.3 %[46]。貴州地區地處云貴高原,地理環境多以丘陵山地為主,地形崎嶇不平,可用耕地面積小,廣泛分布的喀斯特地貌,使地表水容易轉化為地下水,導致地表水缺乏,影響農作物生長,石灰巖地區土層比較薄,容易發生水土流失,導致土地貧瘠。山體多且大,地理環境的復雜性伴隨著植被的多樣性,森林覆蓋率極高,以及氣候以溫暖潮濕天氣居多,導致土壤肥力不夠[47]。貴州的水稻種植主要是在水田里進行。受氣候條件影響只能一年一種,且耕地多為梯田種植為主,開展種植手段比較原始,基本依靠農耕和小型農機,無法開展大型機械種植,很難形成規模化的大型化種養殖。

3.2 種養殖模式發展晚,仍處于探索階段

貴州省湄潭縣自2008年起逐步實施稻田綜合種養,通過強化基礎設施、推廣先進技術、加大資金扶持、完善支撐服務體系等措施,大膽探索、積極實踐,取得了顯著成效,形成了典型的“湄潭模式”[48]。2010年,遵義市開始推廣稻田養殖青田魚,種養殖面積達10 017畝,23鎮92村3303戶參與其中。2016年,銅仁市重點在松桃、碧江等區縣實施稻蝦綜合種養,共實施鄉鎮98個,累計發展稻田養蝦面積38 554畝[11]。2018—2021年貴州綜合種養殖面積及水產品產量如圖1所示。在稻田綜合種養發展模式下,養殖技術要求不高,但農田改建是一個前期投入較大的工程,總體而言,稻田綜合種養處于一個尷尬的地位,介于水稻種植與池塘養殖之間,只能帶來稍高于水稻種植的經濟價值產出,卻遠達不到池塘養殖的經濟效益,這就讓稻田綜合種養不具備經濟投資條件。加之,貴州省農田在早期分配時多分散,土地不集中[49]。開展稻田綜合種養大多以戶為單位,多數在自家的耕地上進行種養殖,存在種養殖條件艱難、沒有有效的防逃設施、種養殖規模小等問題。換言之,稻田綜合種養模式下的魚、蝦、蛙、蟹商品率不高,經濟效益不明顯。

3.3 種養戶勞動力水平不夠,種養效益不明顯

我國城鎮化建設以來,農村青壯年勞動力大批量進城務工,我國農村只剩下老齡人口勞動力,再加上近年來人口老齡化問題日益嚴重,農村地區勞動力銳減[50]。貴州省作為西南相當貧困地區,每年更是有大批的勞動力東輸到東部沿海和南部沿海地區。本質是,我國農村地區種地并不能維持一家人的生計,不得不迫使年輕人口背井離鄉,從事其他的體力勞動。稻田綜合種養模式,作為一種在水稻單種基礎上發展而來的生產方式,只能稍微改善農村的生活水平,而在貴州省從事稻田綜合種養的多為留守農戶中的大齡人口。在種養殖過程中,種養戶受教育程度不高,化肥、農藥和漁藥過多的使用導致種養收成不佳[51]。現今,稻田綜合種養模式下,水生經濟動物的經濟價值顯著高于水稻價值[52],極易造成諸多種養戶在種養的過程中,以養殖經濟動物為主,忽視甚至拋棄水稻的生長,而水稻是我國的主要糧食作物之一[53],保證水稻的增產增收亦是國民發展的重中之重。當前關于稻田綜合種養的爭論,還是在于稻田綜合種養,以稻為主還是以“漁”為主[54-56]。現階段,隨著旅游業的進一步發展,生態漁業有望成為稻田種養下一步發展的方向,目前不少農戶充分利用稻漁與旅游業相結合這一特點,因地制宜發展農家樂和休閑觀光漁業。農家樂的興起為稻花魚帶來了銷路,給當地農民帶來了收益;稻田綜合種養的實施,為我國農村增加了一道亮麗的鄉村旅游風景線[57],也為我國農村稻田新型種養模式發展探究出了一條新出路。

4 總結與展望

稻田綜合種養作為生態循環農業的一種新發展模式,將單一種植水稻發展為“稻魚”、“稻蝦”、“稻蛙”、“稻鰍”等多種共作模式。從經濟效益來說,該發展模式值得大規模推廣。生態效益方面,目前多數研究表明稻田綜合種養模式為種養雙方帶來的生態效益相對明顯,營養層級的增加促進了稻田生態系統的能量循環,魚、蝦、蟹等水生動物的引入,加長了該生態系統的食物鏈長度,加深了整個生態系統的能量利用效率。而從現實的生產實踐來看,“稻魚”、“稻蝦”等模式下,對水稻的生長的積極影響有限,且在種養戶種養過程中易形成“輕稻重漁”的現象。在綜合種養模式下,魚病、蝦病防治較為困難。稻田綜合種養模式下的魚,是否完全綠色無毒無公害,且養殖出來的水產品是否具有良好的消費市場,這些都缺乏定量化的研究。現有結果為稻田綜合種養的進一步推廣應用帶來了不確定性,更讓對稻田綜合種養模式開展更深層次的研究有了更深的意義。在講究科學、數據化工廠養魚的現階段,僅依靠原始稻田開展養殖的模式是否還能繼續下去,這成了稻田綜合種養下一階段必須思考的問題。