■ 王冬武 何志剛 易繼華 黃向榮 田 興 何 詠 彭曉明 李金龍

（1 湖南省水產(chǎn)科學(xué)研究所 湖南 長沙 410153； 2 國家蝦蟹產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系長沙綜合試驗站 湖南 長沙 410153；3 湘陰縣水產(chǎn)工作站 湖南 湘陰 414699）

1 試驗背景

當前，我國重金屬污染耕地大約在2.0×107hm2，其中重金屬鎘（Cd）污染點位超標率為7.1%，主要污染區(qū)為中國南方水稻主產(chǎn)區(qū)，對糧食安全造成了一定的威脅。據(jù)研究報道，土壤鎘含量為0.9mg/kg以下的中低鎘污染稻田，采取“VIP+n”技術(shù)模式，可有效降低大米的鎘積累，但相關(guān)技術(shù)措施因投入強度大且無額外經(jīng)濟產(chǎn)出，推廣難度較大；湖南省水產(chǎn)科學(xué)研究所前期研究數(shù)據(jù)表明，鎘污染稻田轉(zhuǎn)型開展水產(chǎn)養(yǎng)殖，魚蝦等水產(chǎn)品質(zhì)量符合食品安全標準，無鎘污染風險隱患，但與國家保障糧食生產(chǎn)有一定矛盾。如何在中低鎘污染稻田開展稻漁綜合種養(yǎng)，“邊生產(chǎn)邊修復(fù)”，保障糧食與水產(chǎn)品穩(wěn)定安全供給，我們做了“蝦稻輪作-稻魚共生”的試驗探索，現(xiàn)總結(jié)如下：

2 試驗材料與方法

2.1 試驗設(shè)計與田塊布置

試驗田塊位于湘陰縣某公司基地，該公司現(xiàn)有流轉(zhuǎn)稻田1,000余畝，為中低鎘污染區(qū)，2022年開展小龍蝦養(yǎng)殖，田間工程及水電路配套設(shè)施齊全。水源水以渠道水與自備水井取水為主，每丘設(shè)置1～2個水井，每日進水量約400m3。流轉(zhuǎn)稻田土壤鎘含量略超限值，為0.4～0.7mg/kg，井水鎘含量為未檢出，或遠低于限量值；流轉(zhuǎn)稻田生產(chǎn)大米鎘含量超標，為0.2～0.6mg/kg之間。

在該公司稻田基地，隨機選擇某田塊（40畝左右），抬高拓寬田埂分成3個實驗單元，其中每個單元間的環(huán)溝用金屬攔網(wǎng)阻隔（過水不過魚），每個單元內(nèi)分別種植三個實驗水稻品種（農(nóng)香39、青蓮絲占與安優(yōu)2號面積比為10∶3.5∶1.5，品種之間留1m間距，試驗水稻品種由湖南省水稻研究所提供）；每個單元內(nèi)分別養(yǎng)殖1個鯉鯽品種，合方鯽、烏鯉、甌江彩鯉（魚苗分別由湖南師范大學(xué)、湖南海博種業(yè)科技有限公司提供）。

實驗田塊布置如圖1。實驗田塊周邊為對照田塊，種植水稻品種為黃花占，采取傳統(tǒng)種植模式，未開溝、未養(yǎng)殖、未進行生石灰處理。

圖1 實驗田塊布置

2.2 技術(shù)管理措施

2.2.1 田間工程改造

2021年底水稻收割后，利用開挖邊溝的泥土加高加固田面上兩道田埂，田埂高出田面0.4m、寬0.5m，將3個實驗單元物理隔開。6月底收獲小龍蝦后，再進行池埂整理，設(shè)置好防逃設(shè)施。

2.2.2 小龍蝦養(yǎng)殖

小龍蝦養(yǎng)殖采取育養(yǎng)分離、輪捕輪放模式。2022年1～2月田面和環(huán)溝移植伊樂藻，施一定量的基肥，促進水草生長。隨著水溫升高，緩慢加水抬高田間水位。3月19日、4月10日、5月5日從育苗區(qū)分批轉(zhuǎn)移蝦苗投放至實驗田養(yǎng)殖，投苗量分別為15kg/畝、10kg/畝、10kg/畝，投苗規(guī)格分別為4.5g/尾、5.5g/尾、8.5g/尾左右；從4月10日至6月10日期間投放4.0cm地籠分批起捕30g規(guī)格小龍蝦上市銷售；6月15日前完成小龍蝦養(yǎng)殖周期，降水整田。

2.2.3 水稻種植

采用育秧盤育秧、拋秧移栽方式進行。每個水稻品種間留1m間距，淺溝分隔；插秧前整田，每畝施生石灰75kg。6月下旬完成插秧工作，秧苗栽插采用大壟寬、窄行方式，每隔10m留0.5m行溝，便于魚類進田活動覓食；后期根據(jù)需要補施分糵肥、抽穗肥；水稻病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治與追肥推薦使用無人機或安裝誘蟲燈；10月初，稻谷成熟度達到80%～90%用收割機收割，機收時盡量留低樁。

2.2.4 魚類養(yǎng)殖

選用合方鯽、烏鯉、鷗江彩鯉等當年培育的夏花魚苗，規(guī)格在2～5g，7月10日每畝放養(yǎng)密度400～500尾；總計放養(yǎng)鯉鯽魚苗18,000尾。魚苗先放養(yǎng)至圍溝里，待秧苗穩(wěn)根返青后加水讓其自由進入稻田中；魚類養(yǎng)殖周期120d左右，日投喂量為鯉、鯽魚總重量的2%～3%，具體投喂量每半個月調(diào)整1次；水稻收割后，視長成規(guī)格，適時起捕。水稻種植期間一直保持田面高水位，僅在收割前3～5d降水曬田。

2.2.5 采樣時間與指標

2022年6月～10月，每月采樣1次。實驗田小龍蝦養(yǎng)殖結(jié)束時，采集小龍蝦成蝦樣品；稻田降水整田，采集耕作層土壤樣品、水源水樣、稻田水體水樣；實驗田放養(yǎng)魚苗采樣；實驗田水稻收割時，采集稻谷、秸稈，耕作層土壤、水體；養(yǎng)殖結(jié)束時采集商品魚樣品。所有樣品送往農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（長沙）檢測重金屬指標。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 小龍蝦、魚與水稻收獲情況

3.1.1 小龍蝦收獲情況

實驗田小龍蝦畝產(chǎn)量為153kg，捕撈規(guī)格為30g/尾，銷售均價為30元/kg，畝產(chǎn)值4,575元，畝成本1,641元（小龍蝦苗種、飼料、水電、調(diào)水動保藥品、工人工資），畝純利潤2,948元。

表1 試驗田小龍蝦產(chǎn)出情況（40畝）

3.1.2 水稻收獲情況

實驗田水稻的畝產(chǎn)量（濕谷）分別為農(nóng)香39品種459kg/畝、青蓮絲占503kg/畝、安優(yōu)2號555kg/畝；實驗田稻谷銷售價為3.2元/kg，畝產(chǎn)值為1,616元。畝成本920元（田租、種子、農(nóng)藥、機耕、育秧、機插、機收），畝利潤696元。見表2。

表2 試驗田水稻收獲情況（40畝）

3.1.3 魚類收獲情況

11月初，魚溝排水捕魚。試驗田收獲合方鯽魚種312kg、烏鯉390kg、甌江彩鯉364kg，折合畝產(chǎn)量合方鯽24kg/畝，烏鯉30kg/畝，甌江彩鯉28kg/畝。平均規(guī)格：合歡鯽112g、烏鯉160g、甌江彩鯉140g。

3.2 試驗田塊土壤與水體鎘含量變化情況

3.2.1 土壤鎘含量檢測結(jié)果

對稻田土壤采樣分析結(jié)果顯示，各田塊鎘含量較為均勻，略高于限量值，見表3?！禢Y/T 5361-2016 無公害農(nóng)產(chǎn)品 淡水養(yǎng)殖產(chǎn)地環(huán)境條件》標準規(guī)定土壤Cd限量值為0.5mg/kg。

表3 2022年實驗田塊土壤中鎘（Cd）含量 單位：mg/kg

3.2.2 種養(yǎng)殖用水鎘含量檢測結(jié)果

根據(jù)實驗期間多次對稻田養(yǎng)殖水樣、外部溝渠水源樣、地下水源樣采樣結(jié)果顯示，各水樣中鎘含量為未檢出，或遠低于限量值，見表4?！禢Y/T 5361-2016 無公害農(nóng)產(chǎn)品 淡水養(yǎng)殖產(chǎn)地環(huán)境條件》標準規(guī)定水體中Cd限量值為0.005mg/L。

表4 2022年實驗田水樣鎘（Cd）含量 單位：mg/L

3.3 稻漁種養(yǎng)產(chǎn)品鎘含量與安全性評價

3.3.1 水稻鎘含量檢測結(jié)果

對各試驗田塊水稻整株采樣結(jié)果顯示，各實驗田塊的3個水稻品種糙米鎘含量均未超標（低于0.2mg/kg限量值），對照田水稻糙米鎘含量超標（0.537mg/kg）；另外，試驗田3個水稻品種的莖、葉、谷殼鎘含量均未超標，對照田水稻莖、葉、谷殼鎘含量均超標，詳見表5?！禛B/T 2762-2017食品安全國家標準 食品中污染物限量》標準規(guī)定谷物類（以糙米計）中Cd限量值為0.2mg/kg，谷物（稻谷除外）中Cd限量值為0.1mg/kg。

表5 2022年試驗田糙米、莖、葉、谷殼Cd含量 單位：mg/kg

3.3.2 魚類鎘含量檢測結(jié)果

根據(jù)實驗結(jié)束后對稻田養(yǎng)殖魚類各組織采樣檢測結(jié)果顯示，合方鯽、烏鯉、甌江彩鯉的肌肉和魚皮中均未檢測出鎘含量，肝臟和腸道組織中的鎘含量均未超標（低于0.1mg/kg限量值），詳見表6?！禛B/T 2762-2017食品安全國家標準 食品中污染物限量》標準規(guī)定食品魚類中Cd限量值為0.1mg/kg。

表6 2022年實驗稻田水產(chǎn)品各組織中Cd含量 單位：mg/kg

4 結(jié)論與討論

4.1 實施效果

本試驗集成組裝全周期“蝦-稻-魚”生態(tài)種養(yǎng)模式，以漁促稻、以稻育魚；通過潑灑生石灰提升土壤pH值、加高水位以鈍化鎘離子，并為水產(chǎn)養(yǎng)殖營造適宜環(huán)境；通過水稻秸稈回收飼料化，有效移出土壤鎘；通過建設(shè)魚蝦溝坑、寬窄行栽植、深水位管理等工程技術(shù)措施，實現(xiàn)“蝦稻輪作+稻魚共生”復(fù)合種養(yǎng)模式，提高田塊復(fù)種指數(shù)，實現(xiàn)N、P周年循環(huán)利用、種養(yǎng)平衡、質(zhì)量安全、效益提升。從實施結(jié)果來看，試驗基地實施“蝦稻輪作+稻魚共生”復(fù)合種養(yǎng)技術(shù)模式后，與對照田稻谷鎘含量超標相比，實驗田水稻稻谷與魚類水產(chǎn)品的鎘含量均在安全限值以內(nèi)，表明該復(fù)合種養(yǎng)模式降鎘效果明顯，達到安全利用鎘污染稻田的目的。

中國生態(tài)環(huán)境公報從2019年起在土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查中連續(xù)三年提及“影響農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量的主要污染物是重金屬，其中鎘為首要污染物”。針對耕地鎘污染狀況，國內(nèi)許多學(xué)者專家都積極研究各種土壤治理修復(fù)手段，并取得一定成效。當前，稻田重金屬污染修復(fù)技術(shù)重點圍繞鎘污染修復(fù)而展開，常見的有品種調(diào)整、原位鈍化、優(yōu)化施肥、葉面調(diào)控等多種技術(shù)手段，在鎘污染治理試點采取土壤修復(fù)劑或鈍化劑等措施能取得良好的修復(fù)效果，但經(jīng)濟成本大幅增加，修復(fù)穩(wěn)定性及環(huán)境友好性尚待評估，特別是農(nóng)民在種稻過程中應(yīng)用此類修復(fù)手段的可操作性、積極性均較低，不能有效復(fù)制及大面積推廣。

“蝦稻輪作+稻魚共生”復(fù)合種養(yǎng)技術(shù)模式，在種水稻前養(yǎng)殖一茬小龍蝦，畝純利潤近3,000元，種植一季中晚稻的同時套養(yǎng)一茬禾花鯉（鯽），水稻畝產(chǎn)500kg，稻谷低鎘安全，每畝多收了30kg禾花魚。該模式基于“VIP+N”，將生石灰的使用納入到小龍蝦與禾花鯉的養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，將強制要求使用轉(zhuǎn)變成農(nóng)民的自發(fā)行為，在確保稻田種糧、糧食穩(wěn)產(chǎn)的大前提下，每畝增加純收益3,000～4,000元，農(nóng)民操作簡單、積極性高，實現(xiàn)水稻復(fù)種、產(chǎn)品安全、增產(chǎn)增收的效果。

4.2 討論與建議

小龍蝦養(yǎng)殖期間應(yīng)保持每20d左右潑灑1次生石灰（每畝10～15kg用量），保持pH值微堿性，水體消毒，水體補鈣促進小龍蝦蛻殼；禾花鯉養(yǎng)殖期間每個月潑灑1次生石灰調(diào)節(jié)水質(zhì)與消毒。

2022年高溫干旱補水時采用地下水源，經(jīng)檢測地下水源pH值偏低（5～5.5），長期灌溉可導(dǎo)致田水偏酸。秧苗移栽前，每畝施100kg左右生石灰調(diào)節(jié)土壤pH值。在進水口處常用生石灰掛袋，調(diào)節(jié)進水水體酸堿度。

在小龍蝦、魚類養(yǎng)殖產(chǎn)量達到一定水平時，勿需使用復(fù)合肥基肥，因為有兩茬水產(chǎn)動物養(yǎng)殖，投餌養(yǎng)殖能補充稻田碳氮來源；根據(jù)水稻生長情況，可適當少量補施磷鉀肥。

稻魚共生時，以投放大規(guī)格魚種較好，且放養(yǎng)密度不宜過大。種植水稻后放養(yǎng)的禾花魚種盡量集中標粗到25～50g/尾。大規(guī)格魚種下田提高成活率的同時，投餌攝食生長效果好，10月底稻田禾花商品魚上市。