水稻红螯螯虾综合种养模式对土壤肥力的影响
作者: 王凯 潘凌洁 徐志豪 李佳丹 张弦 詹柴
摘要 为探明水稻和红螯螯虾综合种养模式对土壤肥力的影响,选择浙江省宁波市集士港镇的2块试验田,跟踪分析2块试验田在稻虾共作之前及共作1年、2年、3年的土壤肥力变化情况。结果表明,在现行操作模式下,随着种养年限的增加,1号试验田土壤pH较之前提高了33.01%,有效磷含量提高了330.18%,速效钾含量增加了30.91%,阳离子交换量增加了29.92%;土壤有机质含量降低了3264%,全氮含量降低了33.05%,水解性氮含量降低了39.24%;总体上,pH、有效磷含量、全氮含量、水解性氮含量、有机质含量的变化较为明显,速效钾含量、阳离子交换量变化不显著;2号试验田与1号试验田显示结果基本一致,但在显著性方面差于1号基地。现行的水稻和红螯螯虾综合种养模式有利于提升土壤pH、有效磷含量、速效钾含量及阳离子交换量,但可能会导致有机质、全氮、水解性氮含量的下降,在后续推广过程中应对操作细则进行进一步的优化调整。
关键词 水稻;红螯螯虾;综合种养;共作;土壤肥力
中图分类号 S 158 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2025)01-0094-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.019
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Effects of Integrated Cultivation Mode of Rice Cherax quadricarinatus on Soil Fertility
WANG Kai PAN Ling-jie XU Zhi-hao1 et al
(1.Ningbo Agricultural Science Research Institute,Ningbo,Zhejiang 315040;2.Ningbo Haishu District Agricultural Technology Management Service Station,Ningbo,Zhejiang 315153)
Abstract In order to investigate the effects of the integrated cultivation mode of rice Cherax quadricarinatus on soil fertility, two experimental fields were selected in Jishigang Town, Ningbo City, Zhejiang Province, and the soil fertility changes of the two experimental fields were tracked before and after 1 year, 2 years and 3 years of rice and shrimp co-cropping. The results showed that under the current operation mode, with the increase of planting years, the change of soil pH, available phosphorus, available potassium and cation exchange capacity increased by 33.01%, 330.18%,30.91% and 29.92% respectively. Soil organic matter decreased by 32.64%, total nitrogen decreased by 33.05% and hydrolyzed nitrogen decreased by 39.24%. On the whole, the changes of pH, available phosphorus, total nitrogen, hydrolyzed nitrogen and organic matter were significant, but the changes of available potassium and cation exchange capacity were not significant. The results of test field No.2 and test field No.1 were basically the same, but the significance was less than that of test field No. 1. The current integrated cultivation mode of rice Cherax quadricarinatus was conducive to improving soil pH, available phosphorus, available potassium and cation exchange capacity, but may lead to the decline of organic matter, total nitrogen and hydrolyzed nitrogen. The operation rules should be further optimized and adjusted in the subsequent promotion process.
Key words Rice; Cherax quadricarinatus ;Integrated cultivation;Co-cropping;Soil fertility
基金项目 宁波市公益类科技计划重点项目(2021S002)。
作者简介 王凯(1990—),男,安徽亳州人,经济师,硕士,从事农业农村经济研究。
*通信作者,高级工程师,从事农村发展研究。
稻渔综合种养模式实现了“一水两用、一田双收、稳粮增收、一举多赢”[1],能够有效促进农业可持续发展[2-4],推进保障粮食安全[5-6],被誉为“现代农业的一次革命”[7]。据有关资料记载,我国是最早开始实行稻鱼共作模式的国家[8]。近年来,稻渔综合种养在我国蓬勃发展,根据《中国稻渔综合种养产业发展报告(2022)》,2021年我国有稻渔综合种养产业发展统计的省(区、市)26个,稻渔综合种养面积264.408 hm 水产品产量355.69万t,占全国淡水养殖产量的11.17%(不含港澳台地区),其中,稻虾综合种养已经成为稻渔共作的第一大模式,稻虾占稻渔共作总面积的52.95%、总产量的6185%。通过稻虾综合种养小龙虾占全国龙虾养殖总面积的80.77%、总产量的83.54%。从现有研究看,目前的稻虾共作是以水稻与克氏原螯虾共作为主,养殖效益更高的红螯螯虾与水稻共作的研究均较少。红螯螯虾( Cherax quadricarinatus ),又称澳洲淡水龙虾,原产于澳大利亚,是淡水虾中个体较大的种类之一,具有食性杂、生长速度快、适应性强、含肉率高、肉质好等特点[9]。红螯螯虾与海水龙虾肉质相似,出肉率平均可达 30% 左右,远高于克氏原螯虾(144%)[10-11]。近年来,水稻和红螯螯虾综合种养在浙江、福建等地发展较快,水稻和红螯螯虾综合种养模式具备较高的发展潜力。现有研究集中在传统的水稻与克氏原螯虾共作模式,不同于克氏原螯虾,红螯螯虾大部分时间生活在水稻环沟内,红螯螯虾的习性导致水稻和红螯螯虾综合种养模式的特性。传统的稻虾综合种养模式表明,稻虾共作的土壤肥力普遍高于单作稻田,土壤中有机质、全氮、全磷、全钾含量及 pH 均有一定程度的提高,稻虾共作模式改善了土壤结构[12],促进了土壤中氮、磷、钾元素的固定和转化吸收[13-15],提升了土壤中有机物的降解程度[16-17]和土壤整体肥力[18-20]。关于水稻与红螯螯虾共作,有研究表明与稻-罗氏沼虾共作模式相比,稻-红螯螯虾共作模式中有机氮的矿化作用更强[21];与水稻单种模式相比,在水稻整个生育期内,水稻-红螯螯虾共作模式土壤氨态氮和速效磷平均含量分别显著增加了 24.16% 和48.10%( P <0.05),土壤的硝态氮、速效钾含量分别降低了1.00% 、16.40%[22]。可见,与传统稻虾共作相比,水稻与红螯螯虾共作对土壤肥力的影响不同。当前,以共作时间为维度,分析水稻和红螯螯虾综合种养模式对土壤肥力的研究鲜见报道。该研究选择2个种养大户的2块试验田,对2块试验田开展水稻和红螯螯虾综合种养3年内的土壤肥力变化进行研究,旨在为后续更加科学地推广水稻和红螯螯虾综合种养模式提供一定的理论支撑。
1 材料与方法
1.1 采样地概况
第1块试验田记为FF,位于浙江省宁波市海曙区集士港镇岳阳村(121°44′9.27″E、29°89′9.14″N);第2块试验田记为SF,位于浙江省宁波市海曙区集士港镇双银村(121°40′69.36″E、29°89′91.95″N)。属于亚热带季风气候,全年平均气温为18 ℃,年日照时数2 100 h,年降水量1 300 mm,年平均相对湿度80%,无霜期240 d。试验田土壤类型为青紫泥田土。试验用虾为红螯螯虾( Cherax quadricarinatus ),水稻品种为甬优15。
1.2 研究方法
1.2.1
田间管理要点。水稻-红螯螯虾共作模式试验面积为3.3 hm 在水稻田四周开沟,其中一面留出一条机耕路,环沟宽3.0 m,深1.8 m,坡度比在1∶1.5左右,环沟面积不超过整体种养总面积的10%;养殖水草种植,对养殖沟进行清淤,在养殖环沟底部种植适量水草,或者水生蔬菜、漂浮植物等,起到净化水质以及遮阴的作用;养殖用水引入之前,需要在净水池中进行沉淀,沉淀后的水引入稻养殖环沟中只有选择漂白粉等对养殖沟进行消毒;安装增氧设备,根据种养规模的大小,在养殖环沟中安放适量的爆气增氧设备;减肥减药,在虾苗投放之后,水稻田中基本不使用化肥、农药,稻田施用羊粪等有机肥,减少农业面源污染,给红螯螯虾提供良好生长环境。
1.2.2
取样方法。选取2块试验田,每块试验田按照年份跟踪取样,分别在采用稻虾共作模式之前取样一次,共作1年、2年、3年后各取样一次,采用五点取样法,每块试验田共取土样16份,总计土样32份。取样深度为0~20 cm的土壤耕作层,土样去除植物残根和石块并混匀后放置于常温室内自然风干,风干后过筛。
1.3 观测指标与方法
测定指标为土壤pH、有机质、全氮、水解性氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量,各项指标检测依据如下:pH依据行业标准NY/T 1121.2—2006,有机质含量依据行业标准NY/T 1121.6—2006,水解性氮含量依据行业标准LY/T 1228—2015,有效磷含量依据行业标准NY/T 1121.7—2014中的氟化铵-盐酸浸提法,速效钾含量依据行业标准NY/T 889—2004,全氮含量依据行业标准NY/T 53—1987,阳离子交换量依据行业标准LY/T 1243—1999。