李興華，陳展鵬，蔡正軍，鄒彩瓊，張中南，張文超，丁鳳菊

（黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北黃岡 438000）

隨著人口的增加，中國(guó)農(nóng)業(yè)正面臨著資源約束加劇和農(nóng)民增收困難等難題。稻田綜合種養(yǎng)是一種將水稻（Oryza sativaL.）種植與水產(chǎn)或水禽動(dòng)物養(yǎng)殖有機(jī)結(jié)合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式［1］，可有效提高資源利用率和稻田產(chǎn)出效益［2］。稻蛙共作是指稻田經(jīng)過(guò)改造后養(yǎng)殖青蛙并種植水稻，青蛙和水稻在稻田中同生共長(zhǎng)，是一種新型的稻田綜合種養(yǎng)模式，在中國(guó)稻區(qū)具有良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)［3］。稻蛙共作模式中，青蛙的活動(dòng)可疏松土壤、降低土壤容重、增加土壤孔隙度、打破封固在土壤表面的膠泥層，促進(jìn)水稻根系呼吸、生長(zhǎng)和對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收［4］。周雪芳等［4］的研究發(fā)現(xiàn)，稻田養(yǎng)殖青蛙可顯著增加稻田土壤微生物數(shù)量和酸性磷酸酶活性，促進(jìn)稻田土壤中難溶性磷的轉(zhuǎn)化和利用，提高稻田土壤肥力。魯艷紅等［5］的研究表明，青蛙活動(dòng)可刺激水稻莖稈和莖基部，使水稻生長(zhǎng)更健壯。稻田養(yǎng)殖青蛙可顯著降低稻米的堊白粒率和直鏈淀粉含量，改善稻米外觀品質(zhì)［6］，增加糙米N、P、Mg 和Ca 的含量［7］。郭天榮等［7］的研究發(fā)現(xiàn)，稻田養(yǎng)殖青蛙會(huì)降低水稻有效分蘗數(shù)、結(jié)實(shí)率、穗粒數(shù)，造成產(chǎn)量降低23.45%。而謝洪科等［8］的研究則表明，稻田中套養(yǎng)一定密度的青蛙可顯著增加水稻的有效分蘗、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率。

稻蛙共作模式技術(shù)基本成熟，發(fā)展?jié)摿薮?，是稻田綜合種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)中的一項(xiàng)新產(chǎn)業(yè)，值得深入探索。目前，關(guān)于稻蛙共作模式的研究主要集中在技術(shù)探討上［3，9，10］，而關(guān)于該模式對(duì)水稻生長(zhǎng)、稻田土壤肥力影響的定性定量研究卻較少。本研究在大田條件下，探究稻田套養(yǎng)不同密度青蛙對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響，為稻蛙共作模式推廣應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021 年3—11 月在黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研基地（30°27′N，114°5′E）進(jìn)行，前茬空閑，土壤為沙壤土，地勢(shì)平坦，排灌方便。0~20 cm 耕層土壤含有機(jī)質(zhì)11.92 g/kg、總氮0.61 g/kg、全磷0.65 g/kg、全鉀8.08 g/kg、堿解氮52.60 mg/kg、速效磷10.04 mg/kg、速效鉀67.41 mg/kg、pH 6.92。

試驗(yàn)前對(duì)稻田進(jìn)行改造。首先將稻田整理成200 m2（10 m×20 m）的12 個(gè)小單元；隨后，對(duì)每個(gè)小單元筑埂、開溝等，技術(shù)參數(shù)見圖1；之后，田埂內(nèi)用聚乙烯網(wǎng)片設(shè)防逃設(shè)施，埋入地下0.2 m，地上部分露出1.0~1.2 m；最后，試驗(yàn)地四周用高1.0~1.2 m 彩鋼瓦建立防蛇、鼠等設(shè)施，彩鋼瓦外圍插接高2.5~3.0 m 的支撐桿，支撐桿上部用鐵絲連接，鐵絲上方架設(shè)防鳥網(wǎng)。

圖1 稻蛙共作模式田間改造技術(shù)參數(shù)

1.2 試驗(yàn)材料

供試水稻為優(yōu)質(zhì)中稻品種鄂中5 號(hào)，由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供；供試青蛙為黑斑蛙（Pelophylax nigromaculatus）幼體（蝌蚪），購(gòu)買自當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖場(chǎng)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以不同黑斑蛙投放密度為試驗(yàn)因子，蝌蚪投放量分別為150 萬(wàn)尾/hm2（D1）、225 萬(wàn)尾/hm2（D2）、300 萬(wàn)尾/hm2（D3）和375萬(wàn)尾/hm2（D4），共4 個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3 次，共12 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積200 m2（10 m×20 m），隨機(jī)排列。

1.4 試驗(yàn)管理

試驗(yàn)于2021 年3 月26 日按設(shè)計(jì)密度投放蝌蚪。蝌蚪養(yǎng)殖期按每萬(wàn)尾蝌蚪投喂500 g/d 蝌蚪專用配合飼料的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)投喂。5 月20 日左右80%蝌蚪變態(tài)上岸，停止投喂飼料7 d，之后使用含有36%動(dòng)物蛋白的青蛙專用配合飼料進(jìn)行飼喂，日投喂量為體重的8%~10%，每天早晚各投喂1 次。9 月底停止投喂飼料，成蛙開始冬眠。

試驗(yàn)于2021 年5 月17 日水稻播種育秧，6 月15日移栽，株行距30 cm×40 cm，每穴5 粒谷苗。試驗(yàn)期間不施肥、不打藥，其余管理措施按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)栽培方式進(jìn)行。各處理于8 月31 日左右始穗，10 月5 日左右收獲。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

收獲前1 天，每小區(qū)選取代表性植株15 穴，測(cè)量株高，調(diào)查單穴有效穗數(shù)，之后取5 穴分穗進(jìn)行考種，包括穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)和千粒重等，并計(jì)算結(jié)實(shí)率。收獲時(shí)，各小區(qū)單收單打，曬干后（13.5%含水量）稱取稻谷產(chǎn)量，折算得到單位面積產(chǎn)量。

于10 月12 日（種養(yǎng)后）在種稻區(qū)取耕層土壤（0~20 cm，按圖1⊕所示位置），帶回實(shí)驗(yàn)室，風(fēng)干、過(guò)篩，測(cè)定pH 及有機(jī)質(zhì)、總氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用SPSS 20.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，采用Duncan’s 多重比較檢驗(yàn)處理間差異顯著性，數(shù)據(jù)均以平均值表示。

2 結(jié)果與分析

由表1 可知，隨著稻田套養(yǎng)黑斑蛙密度的增加，水稻單位面積有效穗數(shù)顯著增加（P＜0.05），D4 處理比D1 處理增加41.7%。D2、D3 和D4 處理產(chǎn)量之間差異不顯著，但均顯著高于D1 處理（P＜0.05），其中D4 處理產(chǎn)量最高，比D1 處理增產(chǎn)41.6%。稻田套養(yǎng)不同密度黑斑蛙對(duì)水稻總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重影響不顯著，但隨著稻田套養(yǎng)黑斑蛙密度的增加，水稻總粒數(shù)呈增加趨勢(shì)，與D1 處理相比，D4 處理增加13.0%。

表1 稻田套養(yǎng)不同密度黑斑蛙對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

隨著稻田套養(yǎng)黑斑蛙密度的增加，稻田土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量和各養(yǎng)分含量總體呈上升趨勢(shì)（表2）。除稻田土壤總氮含量外，稻田套養(yǎng)黑斑蛙密度對(duì)稻田土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量和其他養(yǎng)分含量影響顯著（P＜0.05），其中，D3 處理土壤pH 顯著高于D1 和D2 處理（P＜0.05），D4 處理土壤有機(jī)質(zhì)、總磷、總鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀含量均顯著高于D1、D2 和D3 處理（P＜0.05）。

表2 稻田套養(yǎng)不同密度黑斑蛙對(duì)土壤肥力的影響

除D1 處理外，與試驗(yàn)前相比（數(shù)據(jù)見試驗(yàn)地概況），種養(yǎng)一季結(jié)束后，稻田土壤pH、有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、堿解氮和速效磷含量均呈增加趨勢(shì)，增幅為2.3%~89.0%，而總鉀和速效鉀含量降低，降幅為6.9%~24.4%。

3 小結(jié)與討論

稻田中套養(yǎng)一定密度的青蛙可顯著增加水稻的有效分蘗、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率［8］。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著稻田套養(yǎng)黑斑蛙密度的增加，水稻單位面積有效穗數(shù)顯著增加（P＜0.05），穗總粒數(shù)也呈增加趨勢(shì)，這與謝洪科等［8］的研究結(jié)果一致。本研究條件下，隨著稻田套養(yǎng)黑斑蛙密度的增加，水稻產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)（3 463.9~4 904.5 kg/hm2），但該產(chǎn)量遠(yuǎn)低于鄂中5 號(hào)的平均產(chǎn)量6 283.65 kg/hm2（國(guó)家水稻數(shù)據(jù)中心，https：//www.ricedata.cn/variety/varis/604578.htm），主要原因一是稻蛙共作模式需要對(duì)稻田進(jìn)行改造，水溝等占用了水稻種植面積；二是稻蛙共作模式中，為了增加青蛙的通風(fēng)透氣性，水稻插植較稀，致使單位面積有效穗數(shù)降低。

稻田養(yǎng)殖青蛙可顯著增加稻田土壤酸性磷酸酶活性，促進(jìn)稻田土壤中難溶性磷的轉(zhuǎn)化和利用，提高稻田土壤肥力［4］。本研究表明，隨著稻田套養(yǎng)黑斑蛙密度的增加，稻田土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量和氮、磷養(yǎng)分含量均呈上升趨勢(shì)；與試驗(yàn)前相比，種養(yǎng)一季結(jié)束后，稻田土壤pH、有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、堿解氮和速效磷含量均呈增加趨勢(shì)，增幅為2.3%~89.0%，而總鉀和速效鉀含量降低，降幅為6.9%~24.4%。以上結(jié)果表明，稻蛙共作模式中水稻生產(chǎn)可不施氮肥和磷肥，只需施用適量的鉀肥。