水稻紅螯螯蝦綜合種養模式對土壤肥力的影響

摘要為探明水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式對土壤肥力的影響，選擇浙江省寧波市集士港鎮的2塊試驗田，跟蹤分析2塊試驗田在稻蝦共作之前及共作1年、2年、3年的土壤肥力變化情況。結果表明，在現行操作模式下，隨著種養年限的增加，1號試驗田土壤pH較之前提高了33.01%，有效磷含量提高了330.18%，速效鉀含量增加了30.91%，陽離子交換量增加了29.92%；土壤有機質含量降低了3264%，全氮含量降低了33.05%，水解性氮含量降低了39.24%；總體上，pH、有效磷含量、全氮含量、水解性氮含量、有機質含量的變化較為明顯，速效鉀含量、陽離子交換量變化不顯著；2號試驗田與1號試驗田顯示結果基本一致，但在顯著性方面差于1號基地。現行的水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式有利于提升土壤pH、有效磷含量、速效鉀含量及陽離子交換量，但可能會導致有機質、全氮、水解性氮含量的下降，在后續推廣過程中應對操作細則進行進一步的優化調整。

關鍵詞水稻；紅螯螯蝦；綜合種養；共作；土壤肥力

中圖分類號S158"文獻標識碼A"文章編號0517-6611（2025）01-0094-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.019

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

EffectsofIntegratedCultivationModeofRice"Cheraxquadricarinatus"onSoilFertility

WANGKai"PANLing-jie"XUZhi-hao1etal

（1.NingboAgriculturalScienceResearchInstitute，Ningbo，Zhejiang315040;2.NingboHaishuDistrictAgriculturalTechnologyManagementServiceStation，Ningbo，Zhejiang315153）

AbstractInordertoinvestigatetheeffectsoftheintegratedcultivationmodeofrice"Cheraxquadricarinatus"onsoilfertility，twoexperimentalfieldswereselectedinJishigangTown，NingboCity，ZhejiangProvince，andthesoilfertilitychangesofthetwoexperimentalfieldsweretrackedbeforeandafter1year，2yearsand3yearsofriceandshrimpco-cropping.Theresultsshowedthatunderthecurrentoperationmode，withtheincreaseofplantingyears，thechangeofsoilpH，availablephosphorus，availablepotassiumandcationexchangecapacityincreasedby33.01%，330.18%，30.91%and29.92%respectively.Soilorganicmatterdecreasedby32.64%，totalnitrogendecreasedby33.05%andhydrolyzednitrogendecreasedby39.24%.Onthewhole，thechangesofpH，availablephosphorus，totalnitrogen，hydrolyzednitrogenandorganicmatterweresignificant，butthechangesofavailablepotassiumandcationexchangecapacitywerenotsignificant.TheresultsoftestfieldNo.2andtestfieldNo.1werebasicallythesame，butthesignificancewaslessthanthatoftestfieldNo.1.Thecurrentintegratedcultivationmodeofrice"Cheraxquadricarinatus"wasconducivetoimprovingsoilpH，availablephosphorus，availablepotassiumandcationexchangecapacity，butmayleadtothedeclineoforganicmatter，totalnitrogenandhydrolyzednitrogen.Theoperationrulesshouldbefurtheroptimizedandadjustedinthesubsequentpromotionprocess.

KeywordsRice;Cheraxquadricarinatus;Integratedcultivation;Co-cropping;Soilfertility

基金項目寧波市公益類科技計劃重點項目（2021S002）。

作者簡介王凱（1990—），男，安徽亳州人，經濟師，碩士，從事農業農村經濟研究。

*通信作者，高級工程師，從事農村發展研究。

稻漁綜合種養模式實現了“一水兩用、一田雙收、穩糧增收、一舉多贏”^［1］，能夠有效促進農業可持續發展^［2-4］，推進保障糧食安全^［5-6］，被譽為“現代農業的一次革命”^［7］。據有關資料記載，我國是最早開始實行稻魚共作模式的國家^［8］。近年來，稻漁綜合種養在我國蓬勃發展，根據《中國稻漁綜合種養產業發展報告（2022）》，2021年我國有稻漁綜合種養產業發展統計的省（區、市）26個，稻漁綜合種養面積264.408 hm 水產品產量355.69萬t，占全國淡水養殖產量的11.17%（不含港澳臺地區），其中，稻蝦綜合種養已經成為稻漁共作的第一大模式，稻蝦占稻漁共作總面積的52.95%、總產量的6185%。通過稻蝦綜合種養小龍蝦占全國龍蝦養殖總面積的80.77%、總產量的83.54%。從現有研究看，目前的稻蝦共作是以水稻與克氏原螯蝦共作為主，養殖效益更高的紅螯螯蝦與水稻共作的研究均較少。紅螯螯蝦（ Cherax quadricarinatus ），又稱澳洲淡水龍蝦，原產于澳大利亞，是淡水蝦中個體較大的種類之一，具有食性雜、生長速度快、適應性強、含肉率高、肉質好等特點^［9］。紅螯螯蝦與海水龍蝦肉質相似，出肉率平均可達 30% 左右，遠高于克氏原螯蝦（144%）^［10-11］。近年來，水稻和紅螯螯蝦綜合種養在浙江、福建等地發展較快，水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式具備較高的發展潛力。現有研究集中在傳統的水稻與克氏原螯蝦共作模式，不同于克氏原螯蝦，紅螯螯蝦大部分時間生活在水稻環溝內，紅螯螯蝦的習性導致水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式的特性。傳統的稻蝦綜合種養模式表明，稻蝦共作的土壤肥力普遍高于單作稻田，土壤中有機質、全氮、全磷、全鉀含量及 pH 均有一定程度的提高，稻蝦共作模式改善了土壤結構^［12］，促進了土壤中氮、磷、鉀元素的固定和轉化吸收^［13-15］，提升了土壤中有機物的降解程度^［16-17］和土壤整體肥力^［18-20］。關于水稻與紅螯螯蝦共作，有研究表明與稻-羅氏沼蝦共作模式相比，稻-紅螯螯蝦共作模式中有機氮的礦化作用更強^［21］；與水稻單種模式相比，在水稻整個生育期內，水稻-紅螯螯蝦共作模式土壤氨態氮和速效磷平均含量分別顯著增加了 24.16% 和48.10%（ P ＜0.05），土壤的硝態氮、速效鉀含量分別降低了1.00% 、16.40%^［22］。可見，與傳統稻蝦共作相比，水稻與紅螯螯蝦共作對土壤肥力的影響不同。當前，以共作時間為維度，分析水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式對土壤肥力的研究鮮見報道。該研究選擇2個種養大戶的2塊試驗田，對2塊試驗田開展水稻和紅螯螯蝦綜合種養3年內的土壤肥力變化進行研究，旨在為后續更加科學地推廣水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式提供一定的理論支撐。

1材料與方法

1.1采樣地概況

第1塊試驗田記為FF，位于浙江省寧波市海曙區集士港鎮岳陽村（121°44′9.27″E、29°89′9.14″N）；第2塊試驗田記為SF，位于浙江省寧波市海曙區集士港鎮雙銀村（121°40′69.36″E、29°89′91.95″N）。屬于亞熱帶季風氣候，全年平均氣溫為18℃，年日照時數2100h，年降水量1300mm，年平均相對濕度80%，無霜期240d。試驗田土壤類型為青紫泥田土。試驗用蝦為紅螯螯蝦（Cheraxquadricarinatus），水稻品種為甬優15。

1.2研究方法

1.2.1

田間管理要點。水稻-紅螯螯蝦共作模式試驗面積為3.3hm在水稻田四周開溝，其中一面留出一條機耕路，環溝寬3.0m，深1.8m，坡度比在1∶1.5左右，環溝面積不超過整體種養總面積的10%；養殖水草種植，對養殖溝進行清淤，在養殖環溝底部種植適量水草，或者水生蔬菜、漂浮植物等，起到凈化水質以及遮陰的作用；養殖用水引入之前，需要在凈水池中進行沉淀，沉淀后的水引入稻養殖環溝中只有選擇漂白粉等對養殖溝進行消毒；安裝增氧設備，根據種養規模的大小，在養殖環溝中安放適量的爆氣增氧設備；減肥減藥，在蝦苗投放之后，水稻田中基本不使用化肥、農藥，稻田施用羊糞等有機肥，減少農業面源污染，給紅螯螯蝦提供良好生長環境。

1.2.2

取樣方法。選取2塊試驗田，每塊試驗田按照年份跟蹤取樣，分別在采用稻蝦共作模式之前取樣一次，共作1年、2年、3年后各取樣一次，采用五點取樣法，每塊試驗田共取土樣16份，總計土樣32份。取樣深度為0～20cm的土壤耕作層，土樣去除植物殘根和石塊并混勻后放置于常溫室內自然風干，風干后過篩。

1.3觀測指標與方法

測定指標為土壤pH、有機質、全氮、水解性氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量，各項指標檢測依據如下：pH依據行業標準NY/T1121.2—2006，有機質含量依據行業標準NY/T1121.6—2006，水解性氮含量依據行業標準LY/T1228—2015，有效磷含量依據行業標準NY/T1121.7—2014中的氟化銨-鹽酸浸提法，速效鉀含量依據行業標準NY/T889—2004，全氮含量依據行業標準NY/T53—1987，陽離子交換量依據行業標準LY/T1243—1999。

1.4數據分析與統計

試驗數據采用WPS2019和SPSS25.0軟件進行分析處理，并進行單因素方差分析（One-wayANOVA）。

2結果與分析

2.1土壤pH和有機質的變化

由表1可知，該研究所選擇的2塊試驗田在開展水稻和紅螯螯蝦綜合種養之前，土壤pH為5.1呈酸性。隨著水稻和紅螯螯蝦綜合種養年限的增加，1號試驗田（FF）的pH呈現明顯增加的趨勢，在種養年限為1、2、3時，pH分別比種養前增加了0.34、1.14、1.69，第3年時pH達到6.8較之前提高了33.01%，達到中性土壤標準；2號試驗田（SF）的pH無顯著性變化，盡管種養第3年時pH較第1年有所降低，但種養第1～3年的pH呈現上升趨勢，土壤仍為酸性。

開展綜合種養之前，2塊試驗基地中土壤有機質含量均大于60.00g/kg，屬于極豐級別。隨著種養年限的增加，2塊試驗田中土壤有機質含量總體均出現了不同程度的下降。其中，1號試驗田（FF）土壤有機質含量從種養前的62.50g/kg顯著下降至42.10g/kg，降低了32.64%；2號試驗田（SF）土壤有機質含量變化不顯著。在種養第3年時，2塊試驗田中土壤有機質含量均在40.00g/kg以上，仍屬于極豐級別。

綜上所述，隨著水稻和紅螯螯蝦綜合種養的開展，土壤pH可能出現提高，但土壤有機質含量可能會降低。

2.2土壤全氮和水解性氮的變化

由表2可知，該研究所選擇的2塊試驗田在開展水稻和紅螯螯蝦綜合種養之前，土壤全氮含量均不小于3.00g/kg，屬于極豐級別。隨著水稻和紅螯螯蝦綜合種養年限的增加，1號試驗田（FF）的土壤全氮含量呈現顯著降低的趨勢，在種養年限為1、2、3時，全氮含量分別比種養前下降了0.49、0.93、1.18g/kg，第3年時全氮含量仍大于2.00g/kg，屬于極豐級別，但較綜合種養之前降低了33.05%；2號試驗田（SF）土壤全氮含量無顯著性變化。

1號、2號試驗田在開展水稻和紅螯螯蝦綜合種養之前，土壤水解性氮含量分別為275.25、277.25mg/kg，均屬于極豐類別。隨著水稻和紅螯螯蝦綜合種養年限的增加，1號試驗田（FF）土壤水解性氮含量逐年下降，綜合種養第3年時為167.25mg/kg，顯著降低了39.24%，但綜合種養1～3年土壤水解性氮含量之間無顯著性變化。2號試驗田（SF）土壤水解性氮含量也呈現下降趨勢，綜合種養第3年時為234.00mg/kg，顯著降低了1560%，且綜合種養第3年較綜合種養第1、2年土壤水解性氮含量仍有顯著性變化。

綜上所述，隨著水稻和紅螯螯蝦綜合種養的開展，土壤全氮含量可能出現降低，土壤水解性氮含量會明顯降低。

2.3土壤有效磷、速效鉀和陽離子交換量的變化

由表3可知，該研究所選擇的1號、2號試驗田在開展水稻和紅螯螯蝦綜合種養之前，土壤有效磷含量分別為8.55、66.18mg/kg。隨著水稻和紅螯螯蝦綜合種養年限的增加，1號試驗田（FF）土壤有效磷含量快速增加，綜合種養第3年時達到了36.78mg/kg，較綜合種養開始之前顯著增加33018%，但綜合種養1～3年之間無顯著性變化。2號試驗田（SF）土壤有效磷含量變化不顯著，盡管種養第3年時較之前有所提高。

1號試驗田（FF）在開展水稻和紅螯螯蝦綜合種養之前，土壤速效鉀含量為148.00mg/kg，屬于中上類別；2號試驗田（SF）在開展水稻和紅螯螯蝦綜合種養之前，土壤速效鉀含量206.00mg/kg，屬于極豐類別。隨著水稻和紅螯螯蝦綜合種養年限的增加，1號試驗田土壤速效鉀含量呈現逐年升高的趨勢，種養第3年較綜合種養之前增加了30.91%，達到豐富類別；2號試驗田土壤速效鉀含量在種養1～3年呈現逐年升高的趨勢，第3年較之前增加了14.56%。但土壤中速效鉀的含量變化不顯著。

開展綜合種養之前，2塊試驗田中土壤陽離子交換量分別為19.05、16.98cmol/kg，保肥性能屬于中等。隨著種養年限的增加，2塊試驗田中土壤陽離子交換量呈現不同特征的增加趨勢，到第3年時，分別達到了24.75、21.83cmol/kg，較綜合種養之前分別增加了29.92%、28.56%，保肥性較強，但這一變化并不顯著。

綜上所述，隨著水稻和紅螯螯蝦綜合種養的開展，土壤有效磷、速效鉀含量可能出現升高，土壤陽離子交換量可能會增加。

3討論

3.1水稻-紅螯螯蝦共作對土壤pH和有機質的影響

土壤pH即土壤酸堿度，一般來說，在土壤pH為6.5左右時，各種營養的有效度都較高，也適宜大多數作物的生長。有學者研究表明，0～40 cm土層中，稻蝦共作模式的土壤pH較中稻單作模式呈增加趨勢^［23］；在稻蝦共作過程中使用生石灰、蝦殼灰等會引起土壤pH緩慢升高^［24］。該研究表明，在水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式下，隨著種植年限的增加，土壤pH可能會出現增加的情況，與其他學者研究結論一致，經過對基地負責人的訪談，研究認為土壤中pH升高的最主要原因是在生產環節使用生石灰的緣故。

土壤有機質是指存在于土壤中所有含碳的有機物質，這些有機物質不僅能夠為作物提供各種營養元素，而且能夠通過影響土壤物理、化學和生物學性質而改善土壤肥力特性。稻蝦共作模式相較于中稻單作模式具有更高的有機質含量^［25］，長期稻蝦共作模式顯著提高了土壤耕作層的有機質含量^［26］，種養過程中的殘餌、排泄物等是土壤有機質增量的主要來源^［27］。稻蝦共作會改變土壤中相關酶的活性^［28-29］，使土壤有機質含量增加。該研究認為水稻-紅螯螯蝦共作模式下有機質的含量會降低，這可能是因為水稻-紅鰲螯蝦共作模式長期處于淹水狀態，土壤通氣性較差，好氧性微生物活性減弱，有機質分解速率相對緩慢^［30］。此外，稻蝦共作模式早期田間開溝、建堤等工程改造，養殖尾水排放等，影響了稻田環境的穩定性，造成了有機質的流失。

3.2水稻-紅螯螯蝦共作對土壤全氮和水解性氮的影響

土壤全氮是指土壤中各種形態氮素含量之和，包括有機態氮和無機態氮。土壤水解性氮亦稱土壤有效氮，包括銨態氮、硝態氮和部分有機物中易分解的、比較簡單的氨基酸氮、酰胺以及易水解蛋白質氮。稻蝦共作可以增加土壤全氮、全磷的含量^［31-32］，長期稻蝦共作能夠顯著提高0～30 cm土層全氮含量。稻蝦共作模式中關于水解性氮的相關研究較少。該研究認為，不同于傳統的稻蝦共作模式，水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式中土壤全氮和水解性氮含量均明顯減少。土壤全氮和水解性氮含量處于動態變化之中，它的消長取決于氮的積累和消耗的相對多寡，特別是取決于土壤有機質的生物積累和水解作用。主要有3方面的原因導致這一結果，一是與有機質流失的原因相同，受到了開溝、排水等因素的影響；二是為了保障水稻-紅螯螯蝦共作模式下稻米的品質開展水稻和紅螯螯蝦綜合種養后不再施用氮肥，導致土壤中氮元素下降較快；三是全氮含量受人為施肥等其他因素的影響^［33］。

3.3水稻-紅螯螯蝦共作對土壤有效磷、速效鉀和陽離子交換量的影響

土壤有效磷是指土壤中對作物有效或可被作物有效利用的磷，在一定程度上反映土壤中磷素的儲量和供應能力。土壤速效鉀是指水溶性鉀和交換性鉀的總和，能被作物當季吸收利用，是最能直接反映土壤供鉀能力的一個重要指標。土壤速效磷和速效鉀是衡量土壤磷、鉀元素供應能力的重要指標^［34］。傳統的稻蝦共作模式提高了土壤表層0～25 cm的速效鉀、有效磷含量^［35］。在整個水稻生育期內，水稻-紅鰲螯蝦共作模式的土壤速效鉀含量低于水稻單作模式，速效磷含量高于水稻單作模式^［22］。該研究表明，水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式下，有效磷、速效鉀含量較開展綜合種養之前均有所提升，但變化不顯著。雖然在水稻-紅螯螯蝦共作模式中未施用化肥，但有機肥的使用補充了有效磷、速效鉀含量。此外，在稻蝦共作模式下飼料投喂約占磷輸入總量的 29.4%^［36］，這也是磷主要輸入方式之一。

土壤陽離子交換量是指土壤所吸附的可交換形態的陽離子總量，是土壤具有緩沖性和保蓄養分能力的重要依據。水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式下，針對土壤陽離子交換量變化的研究較少，該研究表明隨著種養年限的增加，不同試驗田中土壤陽離子交換量均有所提升，但這一變化并不顯著。在實際生產過程中，通過施用有機肥，能夠增加土壤有機膠體，從而能夠達到增加土壤陽離子交換量的目的。隨著種植年限的提升，該研究中所提到的1號試驗田土壤pH明顯升高，而土壤pH會影響到土壤膠體的導電性，因此，土壤陽離子交換量的變化也可能是pH升高所導致的。

4小結

水稻和紅螯螯蝦綜合種養模式下，隨著種養年限的增加，土壤pH、陽離子交換量、有效磷含量、速效鉀含量有所升高，pH變化最為明顯；土壤有機質、全氮、水解性氮的含量會下降，其中全氮、水解性氮的含量下降較為明顯。

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