陳國奇 竇志 邢志鵬 郭保衛(wèi)
(江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省作物栽培生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心/揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225009;*第一/通訊作者:chenguoqi@yzu.edu.cn)
“水稻-小龍蝦”綜合種養(yǎng)是我國典型的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,也是我國小龍蝦養(yǎng)殖的主要模式[1],2019年我國小龍蝦養(yǎng)殖面積共128.6 萬hm2,其中,小龍蝦綜合種養(yǎng)稻田(簡稱稻蝦田)養(yǎng)殖面積占86%。江蘇是我國稻蝦綜合種養(yǎng)大省,2019年江蘇有稻蝦田14 萬hm2,約占全國稻蝦田總面積的13%[1]。江蘇稻蝦綜合種養(yǎng)主要有兩種類型:一是稻蝦輪作,水稻移栽前稻田養(yǎng)殖1~2 茬小龍蝦,水稻移栽后剩余少量小龍蝦在蝦溝中,水稻按常規(guī)方式管理;二是稻蝦共生,水稻移栽前養(yǎng)殖1~2 茬小龍蝦,水稻移栽后田間保持深水層,稻蝦共生,水稻季養(yǎng)殖1~2 茬小龍蝦[2]。目前,尚未有關(guān)于江蘇稻蝦田雜草群落結(jié)構(gòu)和農(nóng)戶控草技術(shù)狀況的研究報道。劉全科等[3]研究表明,稻蝦共作模式對稗、異型莎草、鴨舌草、陌上菜、水莧菜等稻田雜草的防控效果可達(dá)85%以上。郭瑤等[4]研究表明,短期稻蝦共作對稻田雜草的抑制作用明顯,長期的稻蝦共作會逐步形成新的雜草群落結(jié)構(gòu)。徐大兵等[5]研究發(fā)現(xiàn),隨著稻蝦共作時間的延長,稻田雜草發(fā)生和多樣性表現(xiàn)出先減少后增加趨勢。目前,有關(guān)稻蝦共作田雜草群落及其防控技術(shù)的文獻(xiàn)資料稀少,而筆者尚未查到關(guān)于稻蝦輪作稻田雜草群落方面的調(diào)查研究資料,稻蝦田雜草群落科學(xué)控制策略缺乏理論支撐。因此,筆者于2020年在江蘇7個地方開展稻蝦田雜草群落結(jié)構(gòu)和農(nóng)戶雜草防控技術(shù)調(diào)查,以期揭示江蘇稻蝦田雜草群落結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和農(nóng)戶控草技術(shù)現(xiàn)狀,為科學(xué)制定稻蝦綜合種養(yǎng)田雜草防控提供參考和依據(jù)。
2020年8—10月在江蘇灌南、鹽都、盱眙、高郵、廣陵、溧陽和常熟開展稻蝦田雜草群落結(jié)構(gòu)和農(nóng)戶雜草防控技術(shù)調(diào)查。共調(diào)查12個稻蝦綜合種養(yǎng)基地,每個基地為1個樣點(diǎn),每個樣點(diǎn)調(diào)查10 塊雜草較多的田塊,每塊田調(diào)查667 m2左右的面積。采用“七級目測法”調(diào)查每塊田內(nèi)各種雜草發(fā)生的優(yōu)勢度等級并分別賦值,優(yōu)勢度值從高到低分別為 7個等級:5、4、3、2、1、0.5、0.1[6-7]。此外,對10 位稻蝦綜合種養(yǎng)大戶進(jìn)行采訪調(diào)查,記錄綜合種養(yǎng)稻田面積、水稻移栽方式、移栽秧齡、雜草防控措施和控草成本等。
所有數(shù)據(jù)展示格式均為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”。計(jì)算每種雜草在每個調(diào)查點(diǎn)各田塊的優(yōu)勢度平均值。建立“調(diào)查樣點(diǎn)-雜草優(yōu)勢度值”數(shù)據(jù)矩陣,基于該數(shù)據(jù)矩陣分別計(jì)算各調(diào)查樣點(diǎn)雜草群落α 多樣性指數(shù),包括Shannon 多樣性指數(shù)、Pielou 均勻度指數(shù)[3-5]。
在12個調(diào)查點(diǎn)共120 塊稻蝦田中共記錄到25 種雜草,其中,禾本科雜草10 種、莎草科雜草3 種、闊葉草12 種(表1)。從表1 可見,稻蝦輪作田禾本科雜草、千金子優(yōu)勢度平均值顯著高于稻蝦共生田,莎草科雜草和闊葉雜草的總優(yōu)勢度也高于稻蝦共生田,但差異不顯著。就具體雜草種類而言,在稻蝦輪作田,稗草、雜草稻、千金子的優(yōu)勢度平均值均在1.0 以上,無芒稗、李氏禾、異型莎草、丁香蓼、耳基水莧、水莧菜、鴨舌草、馬唐的優(yōu)勢度平均值均在0.1 以上;在稻蝦共生田,所有雜草的優(yōu)勢度平均值均<1.0,雜草稻的優(yōu)勢度平均值(0.74)最大,稗草、無芒稗、硬稃稗、異型莎草、千金子的優(yōu)勢度平均值>0.1。稻蝦輪作田和稻蝦共生田的Shannon 指數(shù)平均值分別為 5.95±0.73 和 6.85±1.38,Pielou 均勻度指數(shù)分別為 0.80±0.03 和 0.83±0.02,兩種類型稻蝦田之間均差異不顯著。
表1 12個地點(diǎn)稻蝦輪作和稻蝦共生稻田雜草優(yōu)勢度平均值比較
據(jù)稻蝦田農(nóng)戶反映,稻蝦輪作田最難治的惡性雜草是稗草、千金子、雜草稻、異型莎草、丁香蓼、鴨舌草,稻蝦共生田最難治的惡性雜草是稗屬雜草、千金子、水莧菜屬雜草、鴨舌草(表2)。在稻農(nóng)的印象里,稻蝦共生稻田惡性雜草的種類相對較少,特別是雜草稻危害較輕。
從表2 可見,稻蝦輪作農(nóng)戶經(jīng)營稻蝦田面積介于4.67~53.33 hm2之間,平均 23.09 hm2;從事稻蝦綜合種養(yǎng)的年限在1~4年之間,平均2.67年。稻蝦共生農(nóng)戶經(jīng)營面積介于6.67~21.60 hm2之間,平均13.30 hm2,從事稻蝦綜合種養(yǎng)年限在3~6年之間,平均4.25年。受訪的10個稻蝦綜合種養(yǎng)基地,6個為稻蝦輪作模式,4個采用稻蝦共生模式,兩種模式下水稻產(chǎn)量在6.75~9.75 t/hm2之間,平均8.25 t/hm2。所調(diào)查稻蝦輪作基地均為機(jī)插秧稻田,而稻蝦共生基地水稻有人工移栽和機(jī)插秧兩種。水稻移栽日期在6月中下旬至7月上旬之間,水稻秧齡30~40 d。
表2 江蘇9 位稻蝦綜合種養(yǎng)大戶水稻移栽、雜草發(fā)生和防控情況(2020年)
所調(diào)查的6個稻蝦輪作基地中位于常熟的2個基地水稻為有機(jī)栽培,不使用除草劑;其他4個基地采用“土壤處理+莖葉處理+人工拔除”的控草方式,使用的除草劑與常規(guī)稻田相似,土壤處理除草劑包括吡嘧磺隆、丙草胺、芐嘧磺隆、苯噻酰草胺,莖葉處理除草劑包括2 甲4 氯、滅草松、氰氟草酯、噁唑酰草胺、氯氟吡啶酯。稻蝦輪作模式控草總支出采用化除的稻田平均為1 863.75 元/hm2(含每hm225.5個人工拔草成本),而不采用化除的稻田(有機(jī)栽培)控草成本為5 250.00 元/hm2(含每hm252.5個人工拔草成本)。4個稻蝦共生基地中2個基地水稻采用有機(jī)栽培,不使用除草劑,另外2個采用“水層控草+龍蝦控草+人工拔除”方式,所用除草劑有芐嘧磺隆、丙草胺。稻蝦共生田在水稻移栽后田間持續(xù)保持水層,并隨著水稻生長水層逐步提高至35 cm 左右,以便于龍蝦進(jìn)入本田棲息;稻蝦田持續(xù)維持較高水層可以有效控制雜草出苗和幼苗生長,并且龍蝦在稻田可以防除部分雜草。因此,稻蝦共生田拔草用工量為 9.5個/hm2,控草支出平均 907.50 元/ hm2。
稻蝦輪作是目前江蘇稻蝦綜合種養(yǎng)的主要模式,這種模式下稻田管理與常規(guī)稻田接近,稻田雜草群落也與常規(guī)稻田較為相似,水稻種植季僅有少量小龍蝦在稻田環(huán)溝內(nèi)存活[2],因此,稻田使用除草劑對小龍蝦養(yǎng)殖的影響相對較小。除有機(jī)稻田之外,稻蝦輪作田采用“化學(xué)除草+人工除草”的模式,每hm2需25.05個人工進(jìn)行除草,雜草防控支出平均為1 863.75 元/hm2,而以化學(xué)除草為主的稻麥輪作移栽稻田控草成本約1 200.00 元/hm2??紤]到稻田拔草每個人工需要支出80~100 元的勞務(wù)費(fèi),稻蝦輪作田稻田控草成本下降的關(guān)鍵仍然在于節(jié)省用工,考慮到使用化學(xué)除草的高效性,稻蝦輪作稻田化學(xué)控草仍然具有較大潛力。吳雷明等[8]研究了乙草胺、丙草胺和丁草胺對小龍蝦的急性毒性發(fā)現(xiàn),乙草胺和丙草胺在稻田綜合種養(yǎng)生產(chǎn)中按常規(guī)劑量使用安全性尚可,而丁草胺按常規(guī)劑量使用存在較大風(fēng)險。對龍蝦安全的稻田除草劑品種亟待研究。
本文所調(diào)查的8個稻蝦輪作基地中稻田主要雜草也是我國稻田常見的惡性雜草,使用的除草劑品種也是我國水稻田常用除草劑[9]。在這些雜草的化學(xué)防控中宜關(guān)注抗藥性問題,一旦稻田內(nèi)發(fā)現(xiàn)抗藥性雜草發(fā)生宜組織人工進(jìn)行拔除。
稻蝦共生管理技術(shù)要求較高,用工量較大,目前在江蘇的稻蝦綜合種養(yǎng)生產(chǎn)中面積相對較小。但該模式可以進(jìn)一步利用水稻季的光溫資源,填補(bǔ)高溫季節(jié)龍蝦市場供應(yīng)不足的空檔,因此具有較高的經(jīng)濟(jì)效益[2]。并且稻蝦共生期間田間持續(xù)維持較高水層從而保證龍蝦進(jìn)入水稻本田棲息捕食,通過水層和龍蝦防控稻田草害,可以大幅減少除草劑使用,具有較好的生態(tài)效益[2]。本研究所調(diào)查4個稻蝦共生基地中2個全程不用除草劑,依賴水層和龍蝦控草,后期人工拔草用工也較少;2個在水稻移栽前進(jìn)行土壤封閉處理,并配合水層控草和龍蝦控草,有效解決了草害問題,無需人工拔草??傮w而言,稻蝦共生稻田草害防控成本相對稻蝦輪作田和稻麥輪作田要低。稻蝦共生田主要雜草包括稗屬雜草、雜草稻、千金子、異型莎草、鴨舌草等,這些也是我國常規(guī)稻田的惡性雜草。在稻蝦共生條件下,使用除草劑可能對龍蝦生長和品質(zhì)造成不利影響,因此對于稻蝦共生田雜草的防控宜采用非化學(xué)的方式,例如清理田埂及周邊溝渠雜草植株及其種子,雜草成熟前人工剪除其穗子防止種子成熟落粒,在進(jìn)水口加裝可擋住雜草種子的濾網(wǎng),整地后水稻移栽前撈除漂浮水面的雜草種子等。
致謝:感謝本研究中匿名接受采訪的稻蝦基地大戶們以及江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所張家宏老師和寇祥明老師、灌南縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心朱延年老師、鹽都區(qū)植保站曹方元老師、常熟作物栽培技術(shù)指導(dǎo)站盛金元老師、揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院研究生江軍梁同學(xué)等對于田間調(diào)查提供的幫助和支持。