“稻虾共生”与“鳜鱼共养”的稻田种养轮作技术研究和模式试验

“稻虾共生”与“鳜鱼共养”的稻田种养轮作技术研究和模式试验
从稻田生态系统视点，以生态学理论为基础，阐述了稻田生态系统的特殊性和退化性及其与渔池复合的可能性与实践性。

开展了稻田稻-虾与鳜-鱼轮作模式试验，并对其进行了经济效益和生态效益分析。

与其他类型农田生态系统相比，稻田生态系统在环境和效用上存在结构、功能的差异性和特殊性。

稻鱼共生实现了种养结合，并延伸了这种农业生态系统的多功能性，对于我国而言兼具经济、生态和社会价值。

笔者从稻田生态系统的一般认知出发，分析了该系统的特殊性、退化性和种养复合的可能性，又由系统服务功能的往复循环交替角度，形成“稻+虾”共生系统、“鳜+饵料鱼+虾”混养生态系统以及稻-虾与鳜-鱼稻田休耕轮作生态模式，既提供了稻鱼复合提高农田单位面积综合效益的理念，又开展了兼容性共生和休耕轮作模式的试验示范和实践。

1 稻田生态系统的一般认知
1.1 生态系统与稻田生态
生态系统是强调自然界生物（动物、植物、微生物）之间、生物与其栖息场所的无机环境之间通过能量流动和物质转化与循环而形成的密切关联、功能统一的整体。

稻田生态系统既是涵盖于水域、土壤、农田生态系统，又是人类长期农业生产活动过程中所创造的人工生态系统。

因而，稻田生态系统具有环境条件和效用，显著区别于其他类型农田生态系统的结构、功能差异和特殊性。

1.2 稻田生态系统的特殊性
栽培稻是稻田生态系统中占据绝对地位的优势种群；为了使水肥在田块中分布均匀，阻滞水肥流失，人工耕耙反复多次，力求田块平整度为2～5 cm；田块在水稻生长期有120～320 d淹没于适度深度的水幕之下；④冬春季或植旱作，异养层分解动物、植物等生物尸体的有机质，土壤中理化变化和物质累积在干湿交替中表现复杂；⑤稻田田间生活着杂草、浮游生物、光合细菌等，也运行着能量转化、运输、贮存机制；⑥稻作期间伴随有机质分解成CH4、NH4、N2O等气体。

稻田生态系统具有极强的包容性和开放性，其结构和服务功能还有极大的变更、利用和挖掘空间[1]。

1.3 稻田生态系统的退化性
①土壤的质地与土层、容量和渗透率、持水特征和含水量、水稻植株根系长度等物理指标下降；②土壤中有机碳、氮素、矿化态氮磷钾、pH、有害重金属含量和存在状态等化学指标与适宜状况逆向流变；③土壤中生长生活的植物、动物、微生物等生物多样性单一，土壤微生物量或C/N、区系、活动、酶活性和土壤的呼吸、氮磷钾贡献率等生物指标下降。

这些退化的因素归根到底源于长期不合理施用生理性氮肥，致使Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Al3+等盐基离子溶出量增
加以及过量施用磷肥形成径流和垂直迁移，土壤板结，增加重金属活性，肥效下降，土壤耕性劣化。

此外，除草剂、杀虫剂等化学农药的长期施用，破坏了生物平衡，引发稻田生态系统脆弱。

稻田化肥施用仅约35%化肥有效，约65%化肥成为环境中的污染物。

土壤团粒结构遭到破坏并且酸化，酸化土壤中重金属活性大大提高。

自然界土壤pH下降1，要历经10 000年；而现代矿化农业的依赖，耕地pH下降1，只用60年，重金属镉的活性提高100倍。

因此，稻田生态系统的质量和保障质量的休耕轮作的生产方式逐渐为农业产业界所关注并设法实施[1-3]。

2 稻田与渔池复合的可能与实践
2.1 3种农业景观复合与叠加的可能性
《稻田》是唐代韦庄的七言绝句：“绿波春浪满前陂，极目连云耙桠肥。

更被鹭鹚千点雪，破烟来入画屏飞”。

这是传统稻作的一幅图景，鹭鹚之所以在稻秧初植的水田上旋落旋起，正是因为有可觅食鱼虾等水生动物，这些水生动物一般随沟渠流水进入的鱼苗或鱼卵孵化而产生。

《兰溪棹歌》是唐代戴叔伦的一首富于民歌风味的船歌：“凉月如眉挂柳湾，越中山色镜中看。

兰溪三日桃花雨，半夜鲤鱼来上滩”，运用清新灵妙的笔触描绘了山水之美及渔家的欢乐之情。

鱼在水中生，这也让人联想到范蠡的《养鱼经》中提到从河湖溪中收集鱼卵或捕获雄雌鲤鱼以“水畜，所谓鱼池也”。

《吴兴杂诗》是清代阮元写的一首七绝：“交流四水抱城斜，散作千溪遍万家。

深处种菱浅种稻，不深不浅种荷花”。

这篇诗作让人领略到独特的美学意蕴，也使人感悟到地理分形与气象分形共同造就了生态环境的分形特性，动植物的多样性、差异性、相关性和复杂性形成动物植物生态系统的分形特性。

生物在环境适应的过程中，在平面的格序中有相应的生态位。

我国古代就已有利用稻田養鱼的记载和实物佐证，三国时期《四时食制》记载“郫县子鱼，黄尾赤鳞，出稻田，可以为酱”。

《中国农业科技史图说》记录了勉县东汉墓出土的陶土水田养鱼模型。

这种稻田利用可能是人放或天养。

另外，《岭表录异》记录了唐代刘恂在广东利用草鱼食草熟田、稻渔轮作的方式，无疑是一种种养结合的生产方式[4-6]。

2.2 稻渔共生与稻渔轮作的生态理论基础
在同一田块在季节间和年度间轮换种植不同作物或复种组合的种植方式，有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害，能有效改善土壤的理化性状，调节土壤肥力，是用地养地的一种生物学措施。

我国实行轮作历史悠久，大多采用以禾谷类作物为主或禾谷类作物、经济作物与豆类、绿肥作物轮换，稻田的水稻与旱作物轮换，公元前1世纪《氾胜之书》、公元6世纪《齐民要术》等均有表述，尽管这些理论认知和实践操作在农业生产范畴还存在一定的局限。

Huber等[7]在《Fundamentals of Ecology》中论述了2种间相互作用的类型，以“0、+、-”符号标识相互影响的竞合关系，两两形成了9种组合，归纳为负负相互作用、正正相互作用、正负兼有相互作用。

倪达书[1]认为，不同种的2种生物共同生活在一起，相互之间对增长有加速和促进作用的为共生互利关系，更符合稻渔之间的关系。

稻渔共生模式实现了规模经济效应，对于我国这样的水稻种植、淡水渔业
养殖和人口大国而言兼具经济、生态和社会价值。

2.3 稻渔种养结合的主要模式
稻田养鱼在我国稻区开展了丰富的实践，建立了众多的稻渔种养结合新模式，主要包括单季稻栽培+养鱼、双季稻栽培+养鱼、稻渔轮作、秧苗田养鱼等，云南省哈尼族以其独特的自然主义原则在山腰梯田种植水稻，在秧田养鱼、稻田养鱼和水稻收割后以田为池养鱼轮种轮养。

浙江省青田县由以种稻为主间养田鱼，到田鱼并重，以至于稻、浮萍、沟、鱼多品种混养，由单、双季稻并存到单季稻为主，开展了稻-再生稻-鱼共生技术、稻田养鱼对水稻病虫草害控制、稻田养鱼对温室气体和面源污染的影响等研发与试验示范，实现高效生态[5]。

近年在“一水两用、一田多收、种养结合、生态循环、绿色发展”，以及“稳定粮食生产、增加农民收入、推进产业扶贫、实现产业富民、加快农（渔）业转型升级”理念推动下，三江创建了“一季稻+再生稻+鱼”模式，也称作“广西三江模式”，此外还有灌阳“稻+鱼鳅龟鳖黄鳝等品种混养”模式、全州“稻+高产禾花鱼”模式、融水“稻+河蟹”模式、钦南“稻+南美白对虾”模式、龙圩“稻+螺”模式、宁明“稻+蛙”模式、贵港“藕+鱼”模式、田东“稻+小龙虾”模式、横县“稻+鳖”模式，安徽南陵将军湾的“稻鳖蛙共生模式”、芜湖盛典“稻虾共生模式”也在国内形成了影响力[8]。

3 稻田稻-虾与鳜-鱼轮作模式试验
稻与虾共生于稻田，其中虾为克氏原螯虾；另一块田灌水为池，养殖鳜鱼、饵料鱼和克氏原螯虾。

次年2个田块的系统服务功能互换。

系统服务功能的往复循环交替，形成“稻+虾”共生系统、“鳜+饵料鱼+虾”混养生态系统以及稻-虾与鳜-鱼稻田休耕轮作生态模式。

3.1 试验方法
试验时间为2016年2月—2017年12月，开展了稻虾连作和鳜鱼养殖的技术试验，并进行了相关的数据测定与效益分析。

3.2 稻田条件
选择东至县大渡口镇新丰圩村友平家庭农场的2块稻田共计6.4 hm2，开展试验。

稻田平整，地势低洼，水源条件较好，田块1的面积为3.07 hm2，田块2的面积为3.30 hm2。

3.3 工程建设
稻田四周开挖环沟，沟宽5.0 m，深1.3 m。

开挖的土方筑坝，坝高1.2 m，四周设立防逃网，整个工程在2016年3月底结束。

3.4 苗种投放
3.4.1 虾苗种投放。

按照稻田稻虾连作的技术规范要求，在田块1移栽伊乐藻，进水，投放虾苗。

4月10—25日，投放虾苗375 kg/hm2，虾苗规格120～160尾/kg，投喂菜粕、黄豆、新鲜杂鱼等饲料。

3.4.2 鳜鱼饵料鱼投放。

田块2在2016年不种植水稻，按照10∶4∶1比例投放，5月3日投放鲢、鳙、草鱼水花1 500万尾，作为鳜鱼饵料鱼培育，同时补充300～400万尾鲫鱼夏花。

3.4.3 鳜鱼苗种投放。

6月28日在田块2投放自主培养的鳜鱼苗种5 010尾，规格8～10 cm。

3.5 养殖管理
3.5.1 虾养殖管理。

3.5.1.1 主要投喂菜粕、黄豆、新鲜杂鱼等饲料。

按照“四定”原则，根据存塘量和天气情况进行调整投喂，再根据放养密度和生长情况也可选择全价配合饲料。

3.5.1.2 定期使用微生态制剂调水。

根据水质状况定期使用芽孢、乳酸菌、改底颗粒菌，定期补充有机钙等微量元素。

3.5.1.3 及时捕捞。

放苗后20 d，按照“捕大留小”原则，及时捕捞商品虾上市。

3.5.2 鳜养殖管理。

①鱖鱼苗种下塘前一定要做好杀虫处理，重点关注车轮虫、斜管虫，鳜体质量达0.15 kg以前，尤其重点关注寄生虫发生。

②针对锚头蚤，在8月份以后重点关注。

③水质调节，定期检查水质指标，每15 d使用1次微生态制剂，以调水稳水。

④保证饵料鱼与鳜鱼的协同生长。

3.6 水稻种植
①水稻选择。

生长期为100～120 d，如生长期短的“中早39”等品种。

②田块1于2016年7月15日直播“中早39”，因7月3日洪涝灾害推迟了水稻播种时间。

③水稻收割。

田块1于2016年10月25日收割，水稻单产375 kg，收割后及时灌水培养虾苗。

3.7 经济效益分析
在2016和2017年2个田块面积共6.4 hm2，沟坑面积共0.73 hm2，投放克氏原螯虾苗4 600 kg，鳜苗种9 510尾，饵料鱼3 000万尾，苗种成本104 420
元，饲料成本89 300元，其他成本136 400元，克氏原螯虾产值726 720元，鳜和其他渔获物产值303 600元，水稻产值70 300元，总收益608 530元，在保障水稻单产稳定的情况下，平均综合效益达60 000元/hm2（表1～5）。

考虑到技术模式的进一步熟化，科技贡献率逐步提高，单位面积综合效益还有较高的上升空间。

3.8 生态效益分析
3.8.1 苗种自给。

稻虾共生确保克氏原螯虾苗种本地化培育，为池塘或其他养虾模式的苗种供应提供保障。

实践证明，苗种本地化培育是关键。

2016年试验中的1号田块主要收购虾苗，产量88 kg；2017年进行本塘培育，单产196.7 kg，苗种成活率大大提高。

3.8.2 稻田生态系统功能改善。

稻田开展鳜养殖与稻栽培的轮作，是一种稻田休耕模式。

养殖后的稻田，由于养殖投喂的饲料残饵、鱼类粪便的沉积为翌年水稻生长提供了肥料，水稻吸收N和P，土壤消纳有机碎屑、SS和COD，代谢物为细菌、放线菌和霉菌等异养微生物生长发育提供了碳源和能量，提高了土壤有机质和全氮含量，土壤的容重、0.25 mm团聚体含量和土壤结构系数上升，呼吸速率提高20%，降低了化肥使用。

水稻种植的稻田进行水产品养殖，虾、鱼等水生动物摄食与活动，土壤温度降低0.04～0.50 ℃，氧化还原电位提高20%，水体溶解氧含量增加50%，有利于鱼虾生长，改善了土壤通透性，促进水稻根系发育，稻田土壤脲酶活性提高5%、脱氢酶活性提高10%、蛋白酶活性提高7%，土壤菌相的改变有效抑制了20%的CH4等稻田温室气体排放。

同时，田间杂草密度降低，裸藻和枝角类的优势度显著增加，圆蛛类、狼蛛类和跳蛛类等有益昆虫种群数量也明显提高，降低了农药的使用量，减少了病害的发生[3，8]。

4 讨论
该试验中水稻的品种筛选有待研究，提高稻虾田水稻品质将会提高其经济效益。

稻田在虾养殖结束后，鳜鱼粗养的养殖密度有进一步提高的空间，关键是饵料鱼的配套和鳜养殖水质调节技术，若提高到1500 kg/hm2，将会提升效益。

关于稻田稻-虾-鳜鱼的轮作模式是一个开放性系统，还需要进一步的数据研究与检测跟踪，作为一种循环经济模式、一种种养结合的营利模式具有深化研发和试验示范推广价值。

现代环境价值理念要求技术与科技“生态化”，将是否有利于自然资源节约、利用和再生，是否有利于生态环境的稳定与完善，作为衡量科技成败得失的重要指标。

这是深生态学（Deep ecology）对浅生态学（Shallow ecology）的突破[7]。

农业稻作系统和水产养殖系统的耦合，对科技工作者和生产经营者的物质观、生态观、人文观和价值观都提出了新要求和新挑战。

参考文献
[1] 倪达书，汪建国.稻田养鱼的理论与实践[M].北京：农业出版社，1990：1-87.
[2] 倪达书，汪建国.稻鱼共生理论的研究[J].水产科技情报，1981（6）：1-3.
[3] 戴振炎.稻金鱼复合生态系统甲烷排放规律及土壤理化因子的研究[D].长沙：湖南农业大学，2004：56-60.
[4] 向安強.稻田养鱼起源新探[J].中国科技史料，1995（2）：62-74.
[5] 高光明，袁建明.稻田生态综合种养理论与实践[M].北京：中国农业科学技术出版社，2016：2-110.
[6] 游修龄.稻田养鱼：传统农业可持续发展的典型之一[J].农业考古，2006（4）：222-224.
[7] HUBER D，GOMERCˇIC’ T，KUSAK J.Fundamentals of ecology[J].Yale journal of biology & medicine，2015，45（6）：605.
[8] 曾和期.浅论“稻田养鱼、稻鱼双丰收”的生态学原理[J].淡水渔业，1979（6）：20-24.。