向继恩,陈 灿,黄 璜
( 湖南农业大学农学院,长沙 410128 )
稻田养鱼农业文化遗产综合效益评价
向继恩,陈 灿,黄 璜
( 湖南农业大学农学院,长沙 410128 )
稻田养鱼是利用稻田的水面,养殖鱼类,实现稻田种植、养殖结合的农业生产模式。文章对稻田养鱼的三大效益(生态效益、经济效益、社会效益)进行初步研究,肯定了种植业和养殖业结合的优势,并对具体的效益进行了分析,具有一定的学术价值。
稻田养鱼;农业遗产;生态技术;三大效益;评价
稻田养鱼,即利用稻田水面培育鱼种、食用鱼或养殖水产动物。稻鱼共生、稻鸭共生农业作为种植业和水产养殖业的一种结合方式,相较于传统稻作,资源利用更为充分。“一地两用、一水两用、一季双收”综合利用了国土资源,改善了我国稻田种植业的结构,稻田经济效益大幅度提高。稻田养鱼,构成了比单稻田生态系统更为复杂的食物链网络结构,因而系统具有较大稳定性,抗御外界冲击的能力增强。鱼类(禽鸭)通过摄食杂草、稻茎秆中下部的虫子,在一定程度上减轻了病虫害。鱼类、禽鸭游动时,可增加水里的含氧量,同时排出的粪便可作为肥料,实现了水、肥、能量的充分利用,减少了农药化肥的施量,对环境、经济大有裨益。
粮食是关系国计民生的重要战略物资,确保粮食供应安全是各级党委政府的首要任务。与其他产业相比,种植业收益较低,农民种粮积极性低,而稻田养鱼有机结合了种植业和养殖业。养鱼的稻田一般每亩能增产10%左右,养殖成鱼每亩产量一般可达上百斤(1亩=666.67 m2);同样,稻鸭共生水稻亦能适当增产,还可收获成年禽鸭10~20只/亩;稻田养鱼、稻田养鸭能使稻鱼双丰收,而且该模式下的农产品接近无公害,经济效益高。农民的收入提高,生产积极性也随之提高,促进了种植业、养殖业的持续健康科学发展。
稻田养鱼最早在中国发展。早在公元前400年前后,范蠡的《养鱼经》里面有记载:“以六亩地为池……留长二尺者二千尾作种,所余皆贷”。这可能是我国最早的稻鱼雏形。新中国成立前,稻田养鱼基本为农户自发,技术上没有创新。新中国成立后,国家开始重视稻田养鱼,中国传统的稻鱼区得到迅速恢复和发展,生产技术上有了创新发展,形成了一套比较完整的稻田养鱼理论系统。2005年6月,浙江省青田稻鱼农业生产模式以及贵州从江侗乡稻鱼鸭系统被联合国粮农组织列入“全球重要农业文化遗产(GIAHS)—— 传统稻鱼共生农业系统”,稻田养鱼成为首批世界农业遗产保护项目。
与单一水稻种植相比,稻田养鱼禁止了农药的使用,减少了化肥的投入,使土壤保水保肥性能增强;且大大改善了稻田生态系统的环境功能(图1)。
图1 直播田水稻25天后放养鱼苗
(1)抑制水稻病虫害,节肥减药。虫害使世界水稻减产34%[1],稻田种养结合能有效地抑制虫害的发生基数和危害程度。落到水面上的稻飞虱、叶蝉、稻螟岭、卷叶螟、食根金花虫等,都是鱼的饵料,鱼通过吞食田里的害虫,降低虫害的发生频率,利用生物防治,减少农药的使用次数[2]。据试验研究表明[3],稻田实行种植与养殖结合,可很好地控制二化螟(减少约12.0%)、叶蝉(减少73.0%~82.0%)的发生;周华光等[4]研究表明,稻鸭共育可有效控制稻飞虱的数量(减少45.93%~66.83%),从而达到生态种养的目的。稻田中有害于人类的病原生物在养殖畜禽水产品后大大减少,如丝虫、蚂蟥、丝虫及传播疾病的蚊子等数量急剧减少。
鱼类、鸭子的捕食也在一定程度上控制了水稻病害。稻田养鱼系统中,鱼类吞食稻田中的纹枯菌核、菌丝,控制了病菌侵害来源,同时,鱼类、鸭子取食因纹枯病菌致使水稻发病的易腐烂叶鞘,清理了病原菌,延缓了病情的扩散[5]。据曹志强等[6]田间调查结果表明:稻鱼共生、稻鸭共生田的植株发病率较对照小,养鱼田水稻纹枯病发病率为4.7%,明显低于对照田8.5%。
(2)生态除草、造肥作用。杂草是水稻强劲的竞争对手,与水稻争夺大量的水分与营养,而且还作为一些病菌、虫害的中间宿主,危害水稻的生长结实。据测定,杂草的干扰使水稻减产10%~30%。若在稻田中养鱼(养鸭),由于鱼类、禽鸭的除草作用,既清除了杂草,避免了杂草与水稻相互争夺肥料、空间和太阳能,又可将部分养分转化,变成肥料,直接供应水稻吸收生长[2]。其中,鸭子的除草效果最为明显,马国强等[7]研究表明,稻鸭共作区的稗草数量极少,杂草的控制率在99.4%以上,鸭子进不去的浑水区杂草控制率也达76.3%。这是因为鸭子喜好食用幼嫩的杂草和浮生杂草,由于放养的鸭子不断游泳和踩踏,稻鸭共生田块里的杂草浮于水面被吃或死亡,从而对杂草生长起到很好的控制作用(图2)。
图2 “稻鸭”耦合,鸭子在田间觅食活动
稻田养鱼、养鸭后,鱼、鸭通过取食稻田中的杂草、昆虫虫卵、水稻枯枝落叶等,将各种田间“废物”变成水稻生长发育所需的肥料,有利于提高土壤肥力,为水稻生长提供良好的环境[8]。据定位测定,稻田产鱼达2 250 kg/hm2,土壤有机质含量由2.43%提高到4.2%;全氮由0.109%提高到0.26%;全磷由0.09% 提高到0.13%;全钾由1.09%增加到2.09%[9]。黄国勤[8]的研究表明,养鱼稻田每亩产生的鱼沟肥泥,相当于10~20 kg 标准化肥的肥效,可为下茬作物提供一季基肥。王强盛等[10]的试验表明,在稻鸭共栖模式中,经对鸭子在共生期内排泄的粪便量进行测定,1只鸭子在共生期内排出的粪便量约为9.5 kg,含有氮为49 g、磷为72 g、钾为32 g,每公顷放养270只鸭子,排在稻田的总氮为13.23 kg,总磷19.44 kg,总钾8.64 kg,作为水稻生长期内的追肥,可有效地培肥土壤、满足植株对营养的吸收。
(3)生物耕作,改良土壤。稻田养鱼、稻田养鸭后,土壤的板结程度、土壤容重、土壤孔隙度、土壤养分、有机质含量等都有改变。稻田里的鸭和很多鱼类有掘食习性,疏松土壤,起到生物耕作的作用,因为鱼、鸭的活动,减少了土壤板结程度,减轻土壤容重,增大了土壤孔隙度。据黄国勤[8]研究表明,养鱼稻田与未养鱼稻田相比,土壤有机质可增加0.4倍,全氮增加0.5倍,速效钾增加0.6倍,速效磷增加1.3倍。稻田中鱼取食排出的粪便,增加了土壤的养分,提高了土壤肥力,增加田间的有机质含量。据曹志强等[6]的测定,养鱼稻田的有机质含量为2.15%(平均值),比对照田2.01%的含量提高6.96%,尤其是养鱼田上层有机质含量增加比下层明显。同时,由于鱼、鸭的搅动,水中溶氧量增加,有助于鱼类的生长和水稻根系的发育。有试验测得2个养鱼田的表层溶氧分别为7.11 mg/L和7.03 mg/L,高于对照田表层的5.86 mg/L,存在明显差别[6]。另外,鱼的翻土、鸭子的活动可使氧气和肥料混合,渗入深层土壤中,从而改善土壤养分、结构、和通气条件,打破了土壤胶泥层的覆盖封固,减少了土壤容重,增大了土壤孔隙度[11-13]。
(4)降低稻田中CH4的排放量。当下,气候变暖是全球的一个重大问题,气候变暖,伴随着海平面的上升,给许多国家带来危机。温室气体中,CO2和CH4是2种最大的“致温”气体,对全球性的气候变暖起到的作用超过了70%。2种气体中,CH4的温室效应是CO2的20~60倍,大气中的CH4有10%~20%由稻田产生。因此,减少稻田CH4的排放,可对控制全球气候变暖起到一定的作用。
稻田养鱼可以有效减少CH4的排放量。稻田生态系统中,水层深度超过10 cm时不利于CH4的释放,且好气水层中的微生物可以氧化CH4,稻田养鱼中CH4的排放量比常规稻田可减少1/3左右[14]。鱼、鸭在田间活动,提高了土壤氧化还原电位,抑制甲烷的产生和排放;稻田养鱼,沟内养鱼,夏季80%的田面暴晒过后,降低了甲烷产生量;每年清出沉积在鱼凼底部的有机物,可减少稻田排放甲烷、硫化氢等有害气体,还可作为果树、蔬菜的优质肥[9]。
(5)防止农业面源污染。目前,我国的农村面源污染问题逐渐加重,一部分地区的耕地因此退化,农村和农业内部环境恶化,成为影响江河湖泊水质、饮水安全、农产品质量与食品安全的主要因素[15]。农药化肥污染、畜禽养殖业污染、废旧农膜残留、垃圾污染、农村生活污水是主要的农业面源污染源。污染物的排放量,超过了自然生态系统分解吸收的能力,从而导致了面源污染问题。
稻鱼共作、稻鸭共作的生态种养模式,减少了农药化肥的施用量,减轻了由于重施农药化肥造成的农田环境污染,消除了因施用过量农药化肥带来的食品安全隐患,从源头上抑制了农业面源污染。稻田养鱼,改善了稻田生产环境,促进了稻田生态系统的良性循环,对实现农业持续、健康发展具有重要作用[16]。
(6)保护生物多样性。水稻病虫害严重制约着水稻的产量,因此农民每年使用大量的农药治理病虫害,以减少水稻产量的损失。施用农药治理病虫害的同时,不仅杀死了害虫,对环境也造成了污染。而饲养动物能保护稻田里的圆蛛类、狼蛛类和跳蛛类等有益昆虫,种群数量提高约60%[17]。同时,微生物数量也有变化。据王华等[18]研究表明,养鱼稻田的土壤微生物有明显增加,稻田养鱼区的土壤微生物总量为每克干土15 130万个,较对照土增加36.8%。
稻田养鱼作为种植业和养殖业的有机结合,稻和鱼在稻田中有着天然的互利共生关系[16]。稻鱼共作形成了一个新的农田生态系统,增加了稻田有益生物种,与原系统相比较,由鱼和水生生物构成的新系统更为复杂。水稻弱小的无效分蘖、杂草、藻类、细菌与微型水生动物成了鱼的优质食物,而系统的排放物被截留下来作为其他水生动植物的肥料或食物,延长了食物链,使物质能量得到高效利用,其稳定性及抗御外界冲击的能力更大[14]。
稻田养鱼、养鸭利用生物治理,减少病虫害,减少农药化肥使用,抑制杂草的生长,抑制不利生物的繁殖。但稻田饲养动物,并没有彻底消灭某一个物种,而是降低了优势物种的密度和数量,均衡各物种的密度和数量,有利于保护生物多样性,最终实现人与自然和谐共处[17]。
(7)稻田水库,调节旱涝。稻田里实行养鱼,田埂会比传统单一稻作模式稻田更高、更牢固,因养鱼开挖的沟凼,大大增加了蓄水能力,起到抗旱防洪的作用。在一些丘陵地区,实施稻鱼工程,每亩稻田蓄水量可增加200 m3,大大增强了抗旱能力[8]。养鱼稻田蓄水量大,对干旱多的缺水地区,可在很大程度上延缓旱情。防涝方面,据计算[19],假定湖南适合养鱼稻田全部实行稻田养鱼,每年蓄水4次,每次蓄水30 cm,则湖南宜鱼稻田可以蓄水 107.9亿m3,其蓄水量相当于湖南水库的27.5%。以雨季1次降水10天计算,湖南宜鱼稻田通过渗漏、蒸发作用,转移洪水至地下和大气的水量为9.1亿m3。可在很大程度上,减少洪涝灾害。因此,稻田养鱼增大了稻田本身对自然灾害的自我调节和防御能力,创造了一个减灾、避灾的人工生态防灾系统[19]。
稻田养鱼为稻田营造了一个良好的生态环境,减少了稻田里的成本投入,在实现水稻增产的同时,收获了水产品,增加了农民的收入。
(1)减少成本。稻田养鱼,稻田养鸭可以减少农药、化肥的使用,在保护环境的基础上,节省了成本。养鱼稻田或养鸭稻田里,鱼四处活动,取食稻田里的害虫幼虫及其虫卵、杂草和水稻多余的“稻脚叶”,有效地遏制了杂草的生长,很好地阻止其与水稻争抢生存空间和营养,降低了病虫害的发生次数,因此减少了农药的施用次数。据测定,稻田养鱼后可节省农药10~15元/亩(1亩=666.67 m2),减少用药次数1~2次[8]。鱼摄食消化,进而排出粪便,可作为肥料肥田,鱼的活动有“中耕松土”的作用,相应地减少人工成本。
此外,稻田养鱼节省了重新开挖池塘进行养鱼的成本。一般每开挖1亩(666.67 m2)池塘,需要建设资金2 000~3 000元[8]。利用稻田养鱼,节省了土地占用费用和施工费用,且施工量小,每家每户可自行进行稻田改造,减少资金投入。
(2)水稻增产,稻鱼双收。稻田种养结合模式,既实现了水稻的增产,又收获了水产品。稻田养鱼可使水稻产量增加10%左右[20]。稻田养殖虽因开挖沟而占用了稻田面积,但因为鱼类的加入,使病虫害减少,土壤理化性状提升,沟的设置给水稻创造了显著的边际效应,透光、通风性能加强,鱼类的活动,使得稻田水温升高,改善了水稻的生态条件,有利于水稻的分蘖和千粒重的增加[2],从而实现了水稻产量的提高(图3)。
图3 养鱼稻田水稻起垄栽培
据测定,养鱼稻田内,每亩一般可产鱼100~150 kg,比单种水稻增加经济收入6~10倍[8]。陈灿等[21]研究表明,稻田养鱼可利用高效益提高农民的种稻积极性。传统单一水稻种植的劳动生产率为22元/人 .d,而稻田种养结合模式下,农民的劳动生产率为251元/人 .d,是前者的11倍,大大提高了农民的收入。白远飞等[22]研究表明,稻鸭共生,每亩一般可产鸭15~20只,水稻保持稳定产量的同时,略有增产。
(3)稻米品质提升,利于农民增收。随着生活水平提高,人们对食品安全问题越来越看重。网络发达的今天,媒体不间断地曝出的问题产品,令公众恐慌,人们对于安全食品的渴求愈加强烈。周应恒等[23]的调查分析显示,86.1%的人愿意花费更高的价格购买可以鉴定的安全农产品,若调查对象在得到安全农产品的详细介绍的前提下,愿付高价购买放心产品的比例会增加5.3%。稻田养鱼技术,可减少施用甚至不施用农药化肥,很大程度地改善了稻米的食用品质。据陈灿等人[24]研究测定,不同生态种养模式下,能够显著降低稻米的垩白粒率和垩白度,多数情况下直链淀粉含量有明显地降低,营养品质中蛋白质含量亦有一定程度地降低;甄若宏等[25]的试验研究也表明,稻田种养模式对稻米的出糙率、整精米率、垩白粒率以及营养品质的各指标都有不同程度的改善。试验证明:稻田养鱼使稻米品质的商品外观明显改善,部分营养品质得到改善;因而稻田养鱼给人们提供了安全性更高、品质更好的农产品,因此该模式下农产品的市场竞争力和占有率也得到提高,有利于促进农民增收。
(4)促进农业产业链的深化。现代农业的发展已不仅是农业生产的发展,还包括整个产业链的深化[15]。改革开放以来,人们的生活水平日益提高,物质生活日益丰富,对精神层面的需求也越来越高。都市人快节奏的生活背后,有着对亲近自然的渴求。随着人们对闲暇的重视,休闲农业渐渐发展起来,而稻田养鱼可以作为其中的一项合理载体。稻鱼文化作为旅游文化,又伴随着体验经济的出现。在都市生活的人们,可以体验播种、插秧、喂养、扑捉等等农事及趣味活动,通过实践、参观学习,还能对小孩进行自然科学教育,体会劳动的光荣与艰辛,培养良好的品德。
2005年,具有1 200多年历史的浙江省青田县稻鱼共生系统,被联合国粮农组织列为中国第一个、世界上第一批全球重要农业文化遗产保护试点,发展了当地的旅游业,为当地的农民带来了新的致富途径。例如,浙江“鱼灯”表演在当地颇具盛名,并逐渐为公众所认知。2004年,青田成人舞台版《鱼戏莲花》参加第七届中国艺术节表演;2008年,青田鱼灯参加北京奥运会广场表演,获得了观众的好评,进一步增大了鱼灯文化的影响力。2009年,意大利友人来到浙江青田学习鱼灯舞,带动了当地的乡村旅游业的发展。新时期下,各地稻田综合种养技术得到大力推广,特别是“稻田养鱼+乡村旅游”让稻鱼文化遗产得到更好的延伸,推进了休闲农业与乡村旅游融合发展。
稻田养鱼作为我国经典农业文化遗产,推广稻鱼共作技术,不仅具有巨大的生态效益、经济效益,同时还具有良好的社会效益。
(1)稳定水稻生产,维护粮食安全。中国是一个农业大国,粮食产量居世界第一,粮食自给率为95%,但是由于中国人口众多,耕地面积占国土面积比例不大,人均耕地面积少,因此粮食生产仍然不能松懈。2016年中央一号文件精神明确提出“提质增效转方式、稳粮增收可持续”全面提升农产品质量安全水平、推进农业可持续发展。稻田养鱼生态农业对稳定粮食生产全面推进农业的可持续发展具有极其重要的战略意义。
稻田养鱼可以稳定粮食生产,在基本保证水稻稳产的前提下略有增产,增加稻田生产的附加值,生产提高水稻的产量。发展稻田养鱼充分利用了国土资源,丰富了稻田生态系统的垂直结构,是一种内涵扩大的再生产。稻田养鱼,可以使水稻产量增加10%左右。可见,稻田养鱼对增加粮食生产、维护粮食安全具有重要现实意义[8]。
(2)提升稻米质量。稻田养鱼(鸭)能在提高水稻产量的同时,提升稻米品质。种养结合利用动物在田间的不间断活动有效降低了化学物质的频繁使用,从源头上减少了稻田的污染,从而可有效地改善和提高稻米品质[25]。养鱼稻田内,因为鱼(鸭)的加入,不需要大量使用农药,也不能重施农药,减少了农药、除草剂从稻谷直接或间接带给人类的有害物质在体内的积聚。生态的种植、养殖,使稻米、鱼(鸭)的品质都能达到优质安全农产品的标准,有利于生产出有益人们身体健康的“无公害产品”“绿色产品”和“有机产品”。
(3)增加产品种类,丰富菜篮子。实行稻田养鱼(养鸭),除了传统种植方法收获稻谷这一产品外,还可以在稻田里面生产出新鲜健康的鱼(禽鸭)这一附加产品,丰富了人们的“菜篮子”。稻田养鱼、养鸭,提供的“无公害农产品”,满足了现代人们健康消费的需求(图4),在一定程度上解决了农村山区的人们吃鱼、吃肉难的问题。稻鱼模式对改善农村居民的膳食结构、增强农民素质具有积极意义,对于民族的未来和兴旺都具有长远战略意义[8]。
图4 稻田里生产出的健康禽鸭
(4)提高土地利用率,改善农村剩余劳动力就业情况。稻鱼、稻鸭共作是利用水稻与鱼或鸭之间的共生共长关系构建起来的一种立体种养复合生态系统,充分利用了农田的立体空间[16],使稻田内的能量、物质资源实现了效益更大化。提高了农田利用率和生产效率,实现了天然的立体农业生产,有效缓解了人地矛盾。农村剩余劳动力,可以选择从事稻田养鱼进行就业,实现劳动力价值,促进社会稳定。稻田生态种养结合可以促进农民增收,有利于农业结构调整和新农村建设。
(5)稳定农产品市场。近年来,许多农产品如粮、肉、蛋等价格出现了较大波动,而水产品价格趋于稳定,未出现大的涨幅或跌幅。发展稻田养鱼,增加了鱼的产量,满足了人们生活需求,促进了市场的繁荣,尽管鱼多了,却没有“鱼多伤农”的现象。因此,稻田养鱼对稳定市场起到了比较好的作用。
(6)文化传承。“稻鱼文化”源于“古越族文化”,至今已有2 400多年历史[26]。作为传统的经典农耕文化,“稻田养鱼”传承着它的文化价值。以浙江省青田县龙现村为例,稻鱼文化与当地农民的生活息息相关。至今那里的人们仍然有用田鱼干送礼、日常食用、民间艺术表演青田鱼灯,甚至用田鱼做嫁妆等习俗,田鱼深深地溶入了青田人的生活中,成为日常饮食、待客必不可少的水产品。2005年,浙江省青田县的“稻田养鱼”项目被联合国粮农组织、发展计划署及全球环境基金共同列入“全球重要的非物质文化遗产”[27]。又如贵州从江侗乡“稻鱼鸭复合系统”与浙江青田稻鱼共生系统,作为中国首批19个重要生态农业文化遗产,GIAHS全球重要农业文化遗产——中国GIAHS保护试点项目;具有悠久的历史渊源、丰富的农业生物多样性、完善的传统知识与技术体系和独特的生态与文化景观等,其农业文化是“天地人协调共生”“取之有度、用之有节”经典农学思想,对世界的农业生产产生重要影响。浙江省青田县的“稻田养鱼”和贵州从江侗乡“稻鱼鸭复合系统”,作为传统稻鱼(鸭)共生农业生产模式,具有生产、生态、社会和文化等多重价值,蕴含了许多科学管理知识,是生态农业、循环农业和低碳农业的典型代表,意义深远;其农业秉承精耕细作的理念,又不用农药化肥,这有利于土壤的发育,能起到保护生态环境的作用。稻鱼、稻鸭文化成为了全球人共同的财富,在生产中合理利用和弘扬,有利于传统农耕文化的保护与传承。
本文对稻田养鱼(鸭)的生态效益、经济效益、社会效益进行了初步的评价,分析了稻田种养结合三大效益的具体表现。相比于传统单一的稻作方式,稻田养鱼、养鸭具有明显的优势;稻田种植与稻田养殖相结合,因其具有的高效益,刺激农民种粮的积极性,有利于农民自觉坚守18亿亩耕地红线;稻田养鱼、稻田养鸭,提高了农民的收入,提升农民种粮积极性的同时,缓解了农村剩余劳动力就业的压力,形成良性循环,有利于农业生产的可持续发展。
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Evaluation of Comprehensive Benefits of Agricultural Heritage in Fish Culture in the Rice Field
XIANG Ji,en,CHEN Can,HUANG Huang
(College of Agriculture, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
Fish culture in the rice field which means breeding fish in the water of the rice filed achieves the agricultural mode of combination of planting and breeding. This paper preliminarily researches on the three benefits of fish culture in the rice field, that is the ecological benefit, economic benefit and social benefit. This paper also confirms the advantages of combination of planting and breeding, and has also analyzed the specific benefits. Certain academic value can be found in this paper.
fish culture in the rice field; agricultural heritage; ecological technology; three benefits; evaluation
S181.6
A
向继恩(1993-),男,硕士研究生,主要研究方向为生态农业。E- mail:158115979@qq.com.
陈灿,湖南农业大学农学院副教授,硕士生导师,主要研究方向为生态农业。E- mail:CC973@126.com.黄璜,湖南农业大学农学院/南方粮油作物协同创新中心教授,博士生导师,主要研究方向为生态农业及作物信息科学。E- mail:hh863@126.com.
农业部公益性行业(农业)科研专项:“稻- 渔”耦合养殖技术研究与示范项目(201203081)