胡宗云　楊培民　李文寬　李敬偉　富麗靜　李赫

摘 要：研究了“稻蟹共作”模式下稻蟹產(chǎn)出以及不同日期土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀等理化指標(biāo)的變化。結(jié)果表明：“稻蟹共作”模式下，養(yǎng)蟹田水稻的實(shí)粒數(shù)、實(shí)粒重、空粒重、單位產(chǎn)量均高于非養(yǎng)蟹田，但二者之間差異不顯著；與非養(yǎng)蟹田相比，養(yǎng)蟹田千粒重略小，但水稻的單位產(chǎn)量增加了3.55%。河蟹收獲時(shí)，體質(zhì)量由14.9 g增至（84.45±3.62）g，增重倍數(shù)接近6；根據(jù)當(dāng)年河蟹收購(gòu)價(jià)格15元/kg，扣除稻田工程、飼料及防逃設(shè)施費(fèi)用，利潤(rùn)可達(dá)3 661.5元/hm2。不同日期養(yǎng)蟹田土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀與非養(yǎng)蟹田無(wú)顯著性差異。

關(guān)鍵詞：稻蟹共作；土壤理化性質(zhì)；土壤養(yǎng)分

稻田種養(yǎng)模式是中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要形式之一[1]。在同一生態(tài)系統(tǒng)下，水稻種植和動(dòng)物養(yǎng)殖有機(jī)結(jié)合，充分利用了稻田立體空間的光、熱、水及生物資源，提高了單位面積種養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益[2]?！暗拘饭沧鳌笔歉鶕?jù)稻蟹互利共生的原理發(fā)展形成的一種生態(tài)型種養(yǎng)新技術(shù)，現(xiàn)有的研究表明，“稻蟹共作”可控制雜草危害[3]，影響稻田底棲動(dòng)物的多樣性[4]和水環(huán)境DO、pH、NH3-N等參數(shù)[5]。此外，“稻蟹共作”模式下稻田土壤容重、pH、總氮、總磷等參數(shù)發(fā)生了不同程度的變化[6-7]，這些理論研究為解釋“稻蟹雙收”提供了科學(xué)解釋。遼寧省盤山縣經(jīng)過(guò)多年的稻蟹種養(yǎng)實(shí)踐形成了“盤山模式”，并在多個(gè)省份進(jìn)行了推廣。為更好地了解這種“稻蟹共作”模式，我們于2013年5-10月在盤山縣胡家鎮(zhèn)的田家村進(jìn)行了田間試驗(yàn)，并對(duì)稻蟹產(chǎn)出和土壤部分理化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)量，以期為該模式的應(yīng)用和推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)選擇2個(gè)面積為0.6 hm2肥力相近的田塊，每個(gè)田塊均分為4塊，沿田塊四周距田埂0.6 m開挖環(huán)溝（溝寬0.8～1.0 m，深0.4～0.5 m），田埂壓實(shí)夯牢，埂高和埂寬均大于50 cm。試驗(yàn)蟹種為遼河水系的中華絨螯蟹的扣蟹（規(guī)格為14.9 g/ind），放養(yǎng)密度為6 000 ind/hm2（雌雄比例為1∶1）；供試水稻品種為“鹽豐456”，水稻種植采用“大壟雙行，溝邊密植”模式[8]：大壟40 cm，小壟20 cm，穴距16 cm；稻田經(jīng)測(cè)土后一次性施足“緩控施水稻專用肥”作為底肥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹組，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)平行。養(yǎng)蟹組T：投喂粗蛋白≥25%，粗脂肪≥4%，粗纖維≥6%的配合飼料；對(duì)照組CK：除不放養(yǎng)河蟹外，稻田工程和田間管理與養(yǎng)蟹組相同。

1.3 蟹田管理

河蟹每日投餌2次（6：00和18：00），日投餌量4-5月為存池蟹質(zhì)量的1%～3%，6-7月為3%～5%，8-9月為2%～4%；早晨投餌量占全天的30%，傍晚占70%。蟹田7～10 d注換水一次，每次20～30 cm；試驗(yàn)期間稻田內(nèi)水溫19.2～30.4 ℃，pH 7.38～8.48，DO 3.20～10.84 mg/L，NH3-N 0.04～0.12 mg/L。此外，每月按15～20 g/m3濃度潑灑生石灰一次。

1.4 樣品采集與測(cè)量

1.4.1 河蟹產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

1.4.2 水稻測(cè)產(chǎn) 測(cè)量實(shí)粒數(shù)、空粒數(shù)、實(shí)粒重和空粒重，計(jì)算千粒重和理論單位產(chǎn)量，采樣方法和測(cè)量方法參照張國(guó)榮等[9]。

1.4.3 土壤理化性質(zhì)測(cè)定 在2013年6月8日至10月18日試驗(yàn)期間，每田塊按對(duì)角線5點(diǎn)法采集0～20 cm深處土壤，每個(gè)處理的樣品混合為一個(gè)土樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行晾干、研磨等預(yù)處理，測(cè)定土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀5個(gè)指標(biāo)：pH采用電極法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-硫酸法；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法；有效磷采用NaHCO3-鉬銻抗比色法；速效鉀采用NH4OAC浸提火焰光度法[10]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

測(cè)量指標(biāo)以mean±sd形式表示，對(duì)兩個(gè)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，顯著水平為0.05。所有數(shù)據(jù)處理由軟件Excel和SPSS13.0完成。

2 結(jié)果

2.1 河蟹和水稻產(chǎn)量

表1表明，養(yǎng)蟹田水稻的實(shí)粒數(shù)、實(shí)粒重、空粒重、單位產(chǎn)量均高于非養(yǎng)蟹田，但二者之間差異不顯著；與非養(yǎng)蟹田相比，養(yǎng)蟹田千粒重略小，但水稻的單位產(chǎn)量增加了3.55%。河蟹收獲時(shí)，體質(zhì)量由14.9g增至（84.45±3.62）g，增重倍數(shù)接近6；根據(jù)當(dāng)年河蟹收購(gòu)價(jià)格15元/kg，扣除稻田工程、餌料及防逃設(shè)施費(fèi)用，利潤(rùn)可達(dá)3 661.5元/hm2。

2.2 稻蟹共作對(duì)土壤理化性質(zhì)影響

2.2.1 pH 如圖1所示，pH值在施底肥后15 d左右達(dá)到最高值（養(yǎng)蟹田：9.14±0.17；非養(yǎng)蟹田：9.29±0.05），此后逐漸降低，最后趨于穩(wěn)定；計(jì)算可得到養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田的pH值均值為8.93±0.16和8.92±0.16，兩地塊不同時(shí)間測(cè)量值無(wú)顯著差異（P>0.05）。

2.2.2 有機(jī)質(zhì) 如圖2所示，養(yǎng)蟹田與非養(yǎng)蟹田的有機(jī)質(zhì)在試驗(yàn)期間整體呈“波浪”狀變化，其中7月9日至8月8日期間維持在較高水平（>090%），8月23日至9月8日期間在0.60%～0.80%波動(dòng)，隨后在9月23日出現(xiàn)了次高值（>0.90%）。試驗(yàn)期間養(yǎng)蟹田有機(jī)質(zhì)含量均值為（088±0.18）%，略高于非養(yǎng)蟹田的（0.85±012）%，但兩地塊不同時(shí)間的有機(jī)質(zhì)含量無(wú)顯著差異（P>0.05）。

2.2.3 堿解氮 試驗(yàn)期間，養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田堿解氮變化趨勢(shì)相同：先升高后趨于穩(wěn)定（圖3）。兩塊試驗(yàn)田的堿解氮最高值均出現(xiàn)在7月24日，此時(shí)養(yǎng)蟹田堿解氮含量最大（53.56±15.81 g/kg），略高于非養(yǎng)蟹田（46.34±12.45 g/kg）；試驗(yàn)期間，養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田不同時(shí)間段堿解氮平均含量分別為（40.07±6.01）g/kg和（41.18±384）g/kg，統(tǒng)計(jì)表明兩地塊不同時(shí)間的堿解氮含量無(wú)顯著差異（P>0.05）。

2.2.4 有效磷 測(cè)量結(jié)果表明，養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田土壤有效磷含量均表現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。在試驗(yàn)初始和結(jié)束階段土壤的有效磷含量較高，而在水稻生長(zhǎng)期間有效磷含量維持在20 g/kg以下水平，其中最低值出現(xiàn)在8月23日（見(jiàn)圖4）：養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田有效磷含量分別降至（9.78±1.21）g/kg和（12.26±3.79）g/kg。試驗(yàn)期間，養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田不同時(shí)間段有效磷含量均值分別為（16.94±4.95）g/kg和（17.37±3.81）g/kg，統(tǒng)計(jì)表明兩地塊不同時(shí)間的有效磷含量無(wú)顯著差異（P>0.05）。

2.2.5 速效鉀 試驗(yàn)初期土壤速效鉀含量動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖5。兩地塊土壤速效鉀變化趨勢(shì)均呈“先升后降再升”波浪趨勢(shì)。試驗(yàn)開始1個(gè)月時(shí)土壤速效鉀含量增至40 g/kg 以上，7.24日至8月23日期間，速效鉀含量低于40 g/kg，此后土壤有效鉀含量又增至40 g/kg 以上。試驗(yàn)期間，養(yǎng)蟹田有效鉀含量為（39.95±3.55）g/kg，略高于非養(yǎng)蟹田（38.17±4.04）；除8月23日兩地塊速效鉀含量差異顯著（P<0.05）外，兩地塊其它時(shí)間速效鉀含量均無(wú)顯著差異（P>0.05）。

3 討論

3.1 稻蟹共作對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

水稻的產(chǎn)量性狀是水稻遺傳基因和多種環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，影響產(chǎn)量的因素多而復(fù)雜[11]；有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是水稻產(chǎn)量構(gòu)成的3個(gè)基本因素，直接影響水稻的最終產(chǎn)量，有效穗數(shù)易受生長(zhǎng)環(huán)境影響，其變化相對(duì)較大；千粒重一般與水稻種質(zhì)有關(guān)，受外在環(huán)境影響較小，數(shù)值相對(duì)穩(wěn)定；而穗粒數(shù)則介于兩者之間[12-14]。本研究中發(fā)現(xiàn)，在水稻品種和栽培模式一致的前提下養(yǎng)蟹田的千粒重略小于非養(yǎng)蟹田，而養(yǎng)蟹田的產(chǎn)量則略高于非養(yǎng)蟹田，這可能因?yàn)轲B(yǎng)蟹田的河蟹覓食活動(dòng)加快了土壤有機(jī)質(zhì)的分解，促進(jìn)了水稻根部的通透性和改善稻田通氣條件[15]，利于水稻的生長(zhǎng)和分蘗，從而增加了有效穗數(shù)和穗粒數(shù)。

3.2 稻蟹共作對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

土壤酸堿性是土壤的重要屬性，也是影響土壤肥力的一個(gè)重要因素[16]。本研究中養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田土壤pH均在施底肥后兩周左右pH值增加至最高值，隨后降低最后趨于穩(wěn)定。這種變化規(guī)律可能與6-8月高溫期間，土壤中的氨揮發(fā)加快帶走了游離的OH-，使得H+量增加，從而降低了土壤的pH有關(guān)[17]。本研究中的地塊在試驗(yàn)期間土壤pH值在8.5以上，明顯高于同一區(qū)域其它試驗(yàn)地塊（7.0～8.1）[6，18-19]，這可能與試驗(yàn)地點(diǎn)和測(cè)量方法存在差異有關(guān)。

有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力的主要標(biāo)志之一，一方面土壤有機(jī)質(zhì)含有大量植物生長(zhǎng)所必需的大量元素和微量元素，另一方面土壤有機(jī)質(zhì)含量高有助于土壤中酶活性的發(fā)揮，加速土壤養(yǎng)分分解、轉(zhuǎn)化合成，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[19]。本研究中養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田有機(jī)質(zhì)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)一致：先升高后降低再升高的波浪狀變化；這與徐敏等[19]研究結(jié)果相近。

土壤中N、P和K是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素。堿解氮、有效磷和速效鉀是指可被植物短期吸收利用的氮、磷和鉀的組份，是反映土壤肥力的重要指標(biāo)。本研究中發(fā)現(xiàn)，水稻對(duì)堿解氮的吸收高峰主要發(fā)生在8月8日至9月8日期間（抽穗期-成熟期），有效磷的吸收高峰發(fā)生在7月9日至9月8日期間（拔節(jié)期-抽穗期-成熟期），而速效鉀的吸收高峰發(fā)生在7月24日至8月23日期間（抽穗期）。吸收高峰期間三個(gè)參數(shù)的測(cè)量值均維持在較低水平，高峰期前后測(cè)量值均有不同程度的升高。比較養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田三個(gè)參數(shù)動(dòng)態(tài)變化發(fā)現(xiàn)：放養(yǎng)河蟹不能顯著改變稻田土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的組成；比較養(yǎng)蟹田和非養(yǎng)蟹田三個(gè)參數(shù)均值發(fā)現(xiàn)：養(yǎng)蟹田除有效鉀均值略高于非養(yǎng)蟹田外，其它兩參數(shù)均值都略小于非養(yǎng)蟹田。這與汪清等[6]和徐敏等[19]研究結(jié)果不一致，其原因有待進(jìn)一步研究。

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（收稿日期：2015-03-16修回日期：2015-03-23）