石 偉，楊 涓，楊玲霞，邱小琮

（1.銀川市水產(chǎn)技術(shù)推廣服務(wù)中心，銀川 750001；2.寧夏大學(xué)，a.生命科學(xué)學(xué)院；b.農(nóng)學(xué)院，銀川 750021）

鹽堿土是目前世界上廣泛存在和分布的一種土地資源，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育，制約農(nóng)業(yè)的發(fā)展，是目前世界上最嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題之一［1，2］。寧夏的鹽堿土主要廣泛分布在北部引黃灌區(qū)，鹽漬化土壤面積最高達(dá)24.06 萬(wàn)hm2，占現(xiàn)有耕地面積的48.93%，且多為中低產(chǎn)田或撂荒地。寧夏北部地區(qū)干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，地勢(shì)平坦低洼，是西北平原上的匯水和聚鹽地區(qū)，鹽漬化嚴(yán)重，直接影響寧夏的農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)安全，因此改良和利用這些鹽堿地資源對(duì)于改善寧夏的生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)西北地區(qū)糧食安全生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義［3-6］。針對(duì)鹽堿地的開(kāi)發(fā)、改良及利用，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多措施，其中在鹽堿地種植水稻成為一系列措施中的重要組成部分［7-9］。

2017 年，中央1 號(hào)文件提出了“推進(jìn)稻田綜合種養(yǎng)和低洼鹽堿地養(yǎng)殖”［10］。稻漁共作是一種綠色高效循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)減排增效，以其“以漁促稻、穩(wěn)糧增效、質(zhì)量安全、生態(tài)環(huán)保”的優(yōu)勢(shì)得到廣泛認(rèn)可，成為近年來(lái)生態(tài)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的杰出代表之一［11，12］。寧夏素有“塞上江南、魚(yú)米之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，依靠引黃灌區(qū)獨(dú)特的氣候和地理位置優(yōu)勢(shì)，形成了水稻、漁業(yè)等各具特色的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，在低洼的鹽堿地區(qū)進(jìn)行稻漁共作，可將寧夏的2 個(gè)特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)很好地結(jié)合，通過(guò)推進(jìn)水稻種植與水產(chǎn)養(yǎng)殖綜合協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效，符合生態(tài)農(nóng)業(yè)、循環(huán)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、高效農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)和可持續(xù)發(fā)展的要求，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)鹽堿地改良利用、維護(hù)國(guó)家糧食安全具有重要的意義。本研究在前人研究基礎(chǔ)上，開(kāi)展低洼鹽堿地的稻漁共作試驗(yàn)，從水稻生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量等方面來(lái)探討鹽堿地的稻漁共作效應(yīng)，旨在為鹽堿地稻漁共作生產(chǎn)條件下水稻安全優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培與調(diào)控提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在寧夏引黃灌區(qū)賀蘭縣常信鄉(xiāng)光明村的銀川科海生物技術(shù)有限公司養(yǎng)殖基地的鹽堿地。按照稻漁工程對(duì)稻田實(shí)施工程化改造，建設(shè)寬溝深槽，環(huán)溝寬5.0 m，深1.5 m。按照工程化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)建設(shè)配套的進(jìn)排水渠、場(chǎng)區(qū)水、電、路、綠化等基礎(chǔ)設(shè)施。

試驗(yàn)田塊6 塊，2 塊田為普通水稻田（單作水稻，CK），另外4 塊田設(shè)置稻-蟹（大眼幼體）、稻-魚(yú)（鯉）2 種不同稻漁種養(yǎng)模式，測(cè)定相應(yīng)的水稻農(nóng)藝性狀和土壤指標(biāo)，對(duì)鹽堿地稻漁種養(yǎng)模式進(jìn)行分析研究。表1 為稻漁田塊及水溝面積。

表1 稻漁田塊及水溝面積

1.2 稻漁種養(yǎng)模式設(shè)計(jì)

種植水稻品種為D10 號(hào)，稻田采用旱直播，外埂圍防逃膜護(hù)欄，進(jìn)排水設(shè)防逃網(wǎng)。放養(yǎng)的水產(chǎn)動(dòng)物分別為大眼幼體、鯉。水稻播種及水產(chǎn)動(dòng)物苗種放養(yǎng)情況見(jiàn)表2。

表2 稻漁共作模式

1.3 指標(biāo)測(cè)定

測(cè)定水稻分蘗數(shù)、葉面積、地上部干物質(zhì)量、產(chǎn)量等指標(biāo)及土壤pH。

2 結(jié)果與分析

2.1 低洼鹽堿地稻漁共作對(duì)水稻及水產(chǎn)動(dòng)物產(chǎn)量的影響

表3 為稻漁共作試驗(yàn)結(jié)束后水稻產(chǎn)量及水產(chǎn)動(dòng)物收獲情況。不同模式下水稻產(chǎn)量存在一些差異。稻-蟹、稻-魚(yú)共作和單作水稻的平均產(chǎn)量分別為7 109、7 262、6 843 kg/hm2，稻-蟹、稻-魚(yú)共作水稻產(chǎn)量比單作水稻分別增加3.9%和6.1%。由此可知，稻漁共作有利于促進(jìn)水稻產(chǎn)量提高。

表3 不同種養(yǎng)模式下水稻及水產(chǎn)動(dòng)物產(chǎn)量

2.2 低洼鹽堿地稻漁共作對(duì)水稻生長(zhǎng)性狀的影響

圖1 不同種養(yǎng)模式下水稻分蘗數(shù)的變化

2.2.1 水稻分蘗數(shù) 水稻的分蘗數(shù)與水稻光合作用、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量形成等密切相關(guān)。由圖1 可知，各處理下的水稻分蘗數(shù)均呈先逐漸增多后減少的變化規(guī)律。在整個(gè)生育期內(nèi)，共作水稻的分蘗數(shù)大于單作水稻，說(shuō)明水產(chǎn)動(dòng)物的養(yǎng)殖對(duì)水稻的分蘗具有一定的促進(jìn)作用。在抽穗期，各處理下水稻的分蘗數(shù)達(dá)到峰值，稻-蟹、稻-魚(yú)和單作水稻模式的水稻分蘗峰值分別為 12.38、12.50、11.63 個(gè)/穴，在分蘗至抽穗期差異不顯著，乳熟期呈顯著性差異（P<0.05）。抽穗期后，各處理分蘗數(shù)均呈減少的趨勢(shì)，但單作水稻呈快速下降趨勢(shì)，其原因在于后期土壤肥力的降低使得作物養(yǎng)分供應(yīng)不足。

2.2.2 水稻葉面積 葉片是作物光合作用的主要場(chǎng)所，葉面積反映了作物群體的生長(zhǎng)狀況。孕穗期和灌漿期是影響水稻產(chǎn)量和子粒形成的2 個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。水稻的功能葉片即劍葉、倒二葉、倒三葉對(duì)水稻子粒產(chǎn)量的形成具有重要作用，在水稻生殖生長(zhǎng)期對(duì)提高結(jié)實(shí)粒數(shù)、促進(jìn)中上部節(jié)間的發(fā)育、子粒的灌漿以及結(jié)實(shí)等起重要作用。從表4 可以看出，在對(duì)孕穗期和灌漿期水稻上3 張高效功能葉測(cè)定表明，稻漁共作水稻的劍葉、倒二葉、倒三葉葉面積均較單作水稻有所增加，從而擴(kuò)展了水稻的群體綠色光合葉面積。共作水稻的頂三葉葉面積在孕穗期和倒二葉、倒三葉葉面積在灌漿期與單作水稻差異顯著（P<0.05）。

表4 不同種養(yǎng)模式下水稻頂三葉葉面積的變化 （單位：cm2）

圖2 不同種養(yǎng)模式下水稻地上部干物質(zhì)量的變化

2.2.3 水稻地上部干物質(zhì)量 水稻生物量積累是決定和形成稻谷最終產(chǎn)量的根本和先決條件，本研究通過(guò)干物質(zhì)的形式來(lái)體現(xiàn)水稻的生物量。由圖2 可知，水稻的地上部干物質(zhì)量隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而增加。拔節(jié)期至抽穗期是水稻群體生物量積累的重要時(shí)期，對(duì)水稻產(chǎn)量的增加具有一定的促進(jìn)作用，稻漁共作水稻的地上部干物質(zhì)積累量在拔節(jié)期至齊穗期與單作水稻差異顯著（P<0.05），在苗期僅稻-蟹共作與單作水稻差異顯著（P<0.05）。與單作水稻相比，稻-蟹共作水稻地上部干物質(zhì)積累量在苗期至齊穗期分別增長(zhǎng)了8.14%、14.1%、8.94%、16.61%、13.91%，稻-魚(yú)共作分別增長(zhǎng)了1.74%、10.64%、6.30%、10.63%、8.5%。稻漁共作系統(tǒng)中，養(yǎng)殖動(dòng)物的殘餌及排泄物隨養(yǎng)殖水體進(jìn)入稻田，增加了水體和土壤中的養(yǎng)分含量，其中NH4+可以被水稻直接吸收利用，促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，從而促進(jìn)水稻干物質(zhì)的積累。

2.3 低洼鹽堿地稻漁共作對(duì)稻田土壤pH 的影響

pH 是衡量土壤酸堿度的基本標(biāo)準(zhǔn)，土壤酸堿度是影響土壤肥力的重要因素之一，影響著土壤養(yǎng)分的有效性，對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育有著重要影響［13］。本試驗(yàn)測(cè)定了稻-魚(yú)共作對(duì)土壤pH 的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。從圖3 可以看出，稻-魚(yú)共作模式下土壤的pH 隨著水稻生育進(jìn)程的推進(jìn)逐漸降低，但波動(dòng)幅度不大，pH 在8.12～8.44，呈堿性。在整個(gè)水稻生育期間，稻-魚(yú)的pH 始終低于單作水稻，但兩者差異不顯著。從苗期至齊穗期，稻-魚(yú)共作模式下土壤的pH降低0.32，降幅3.79%，單作水稻降低0.18，降幅2.13%?？芍}堿地稻漁共作稻田土壤的pH 降幅高于單作水稻。

圖3 不同種養(yǎng)模式下土壤pH 的變化

3 討論

水稻的分蘗是通過(guò)直接影響水稻穗數(shù)進(jìn)而影響水稻產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀，也是衡量水稻個(gè)體健壯發(fā)育程度的指標(biāo)之一，與水稻植株的營(yíng)養(yǎng)狀況密切相關(guān)［14］。吳敏芳等［15］通過(guò)試驗(yàn)表明，稻魚(yú)共作能夠促進(jìn)水稻分蘗，提高水稻的有效穗數(shù)。本研究發(fā)現(xiàn)，在分蘗初期，共作水稻與單作水稻的分蘗數(shù)差距不大，隨著養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)及其活動(dòng)和排泄物，相當(dāng)于對(duì)稻田不間斷地施肥，能夠?yàn)樗镜纳L(zhǎng)發(fā)育提供一些養(yǎng)分，使水稻的分蘗數(shù)增加，后期分蘗數(shù)減少緩慢，而單作水稻由于后期肥力缺乏，使得植株養(yǎng)分供應(yīng)不足，導(dǎo)致水稻分蘗數(shù)在抽穗期后快速下降。

水稻植株的群體光合生產(chǎn)力也受水稻群體葉面積的影響，水稻植株的劍葉、倒二葉、倒三葉是水稻的功能性葉片，其光合作用所產(chǎn)生的光合同化產(chǎn)物的多少直接影響水稻子粒的灌漿能力［16，17］。在本試驗(yàn)中，共作水稻頂三葉的葉面積在孕穗期和灌漿期均大于單作水稻，使水稻的光合生產(chǎn)力得到明顯提高，從而為水稻產(chǎn)量的增加奠定了基礎(chǔ)。

水稻的干物質(zhì)積累量是衡量作物生長(zhǎng)光合能力的關(guān)鍵形態(tài)學(xué)指標(biāo)，也是水稻子粒產(chǎn)量形成的重要基礎(chǔ)。劉貴斌［18］的研究表明，壟作稻魚(yú)共生水稻株高在分蘗期、孕穗期、齊穗期、成熟期均高于單作水稻，并且在孕穗期、齊穗期、成熟期達(dá)到極顯著差異。本研究結(jié)果表明，稻-魚(yú)共作和稻-蟹共作水稻的株高、地上部干物質(zhì)積累量在水稻苗期至齊穗期較單作水稻均有不同程度的提高。稻漁共作促進(jìn)了水稻各生育時(shí)期地上部干物質(zhì)的積累，使得水稻的干物質(zhì)量在拔節(jié)至齊穗期均比單作水稻高。這主要是因?yàn)轲B(yǎng)殖水產(chǎn)動(dòng)物的新陳代謝活動(dòng)直接促進(jìn)了土壤中各種微生物的活動(dòng)，同時(shí)其排泄物使土壤中各種養(yǎng)分含量增加，為水稻的正常生長(zhǎng)發(fā)育提供了充足的養(yǎng)分。

研究表明，稻漁共作對(duì)水稻產(chǎn)量具有促進(jìn)作用［19-21］，其增產(chǎn)機(jī)理包括魚(yú)類排泄物的增肥效應(yīng)、魚(yú)類活動(dòng)促進(jìn)土壤礦化作用以及投喂飼料中所流失的或未被魚(yú)類所代謝合成而排出體外的養(yǎng)分也能夠被水稻利用，促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)［22-24］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，稻-魚(yú)共作和稻-蟹共作處理下水稻的產(chǎn)量高于單作水稻，分別增產(chǎn)3.9%和6.1%，主要是由于養(yǎng)殖動(dòng)物的存在使土壤肥效期長(zhǎng)，使作物的根系活力在生長(zhǎng)后期仍然較旺盛，有利于子粒的成熟，提高水稻產(chǎn)量。稻漁共作稻促進(jìn)水稻分蘗，提高水稻的有效穗數(shù)和葉片的葉面積，利于干物質(zhì)積累增加，這都為水稻產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)。

土壤能夠?yàn)樽魑锾峁┢渖L(zhǎng)所需的水、肥、氣、熱等，良好的土壤性狀有利于作物生長(zhǎng)。土壤的物理性狀影響作物根的生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收，化學(xué)性狀主要通過(guò)其養(yǎng)分含量影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量［25］。研究表明，稻漁共作能夠改善土壤的理化性狀，降低土壤的pH，提高土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、銨態(tài)氮、速效磷含量等［26］。本研究表明，稻漁共作相較單作水稻，可以降低低洼鹽堿地的pH，有利于水稻的生長(zhǎng)發(fā)育。

4 結(jié)論

稻-蟹、稻-魚(yú)共作和單作水稻的平均產(chǎn)量分別為7 109、7 262、6 843 kg/hm2，稻-蟹、稻-魚(yú)共作水稻產(chǎn)量比單作水稻分別增加3.9%和6.1%，稻漁共作有利于促進(jìn)水稻產(chǎn)量提高。稻漁共作可使水稻的分蘗數(shù)增加，使水稻頂三葉的葉面積增加，從而使水稻的光合生產(chǎn)力得到明顯提高，促進(jìn)水稻各生育時(shí)期地上部干物質(zhì)的積累，使得水稻地上部干物質(zhì)量在拔節(jié)至齊穗期均比單作水稻高，從而為水稻產(chǎn)量的增加奠定了基礎(chǔ)。稻漁共作相較單作水稻可以降低低洼鹽堿地的pH，有利于水稻的生長(zhǎng)發(fā)育。