熊国平(湖南省灌溉试验中心站 益阳市 413100)
稻虾轮作、共生模式种养技术与效益
熊国平
(湖南省灌溉试验中心站 益阳市 413100)
确保农产品质量安全,遏制农业面源污染,提高农业生产效益是当前农业生产需解决的主要问题,稻虾轮作、共生模式一方面通过小龙虾觅食稻田虫草,使之转化为有机肥,减少了农药化肥施用;在该田建立生态沟渠,囤蓄降雨,减少农田排放,控制面源污染,调节田间水肥气热,促进水稻优质高产。另一方面,稻田丰富的食源和良好的生态环境为小龙虾繁殖生长提供了良好的生存条件,粗放型、纯生态的养殖保证了小龙虾的质量,这一模式具有较好的综合效益。
稻虾轮作 共生模式 技术 综合效益
稻虾轮作、共生模式是根据水稻、小龙虾共生互利特点及两物种生长发育对环境的要求,合理配置时空,充分利用土地、降雨资源的一种生态种养结合的农业模式。2013~2014年大田对比试验表明,稻虾轮作、共生模式比单季稻种植亩增效1 400元,年降雨利用率提高50%~60%,减排效果好,年排水量为普通单季稻模式的2%,有效遏制因农田排水造成的农业面源污染;稻田化肥和农药用量、农药品种和施用次数绝对减少,其产品绿色、健康、环保。
1.1 试验区基本情况
稻虾轮作、共生模式与单季稻栽培模式对比试验在南县青树嘴镇新乡村龚海兵、袁桂芳四块单季稻田进行,地理位置为东经112°30′,北纬28°36′,青树嘴镇属平原湖区,耕地面积0.42万hm2(6.28万亩),精养水面0.08万hm2(1.2万亩),耕地以水稻栽培为主,双季稻模式占40%,单季稻模式占60%,由于单季稻生产成本低、劳动量小、面积在逐年扩大,但无论单季稻、双季稻或精养池,每亩收入均在千元左右徘徊。
因季风气候影响,试验区气候温暖,雨量丰沛,雨季明显,多年平均气温17.4℃,年降雨量1 334.4 mm,2013年平均气温18.7℃,年降雨量1 098 m,属偏热偏干年份,2014年平均气温18.0℃,年降雨量1 377 mm,属中等水文年份。
1.2 稻虾轮作、共生模式种养技术方案
(1)水田或精养池改造。沿田埂四周开挖虾沟和铺设防逃设施是稻田或精养池改造的主要工程,龚海兵稻虾轮作共生田改造方法是:离田埂(0.3~0.5)m处开挖1.5 m宽、0.7 m深的围沟,开挖出的土方用于加筑田埂,形成宽1 m、高1 m高埂,压紧筑紧,并沿高埂安插同样高的石棉瓦,进排水处用双层密网过滤,既可防逃,也可防止野杂鱼进入。田间改造的第二个工程是对已耕作好的稻田进行微地形改造[1],每2 m挖一条宽0.4 m、深(0.2~0.3)m的虾沟(长方形稻田设平行沟,正方形稻田设井字沟)。虾沟是小龙虾游向稻田的通道和水稻施肥打药时躲避的场所,也是水稻排水灌水的快捷通道和协调水肥气热矛盾的主要措施,虾沟面积应占稻田面积的20%。
(2)虾的养殖以粗放型生态养殖为主,不投饵不培(肥)水,遵循物种的繁衍规律,顺其自然。虾田备好后,第1年先用石灰水消毒,一周后,在虾沟内种植水草(如伊乐藻、黑藻、绿扁草),并投放螺蛳,水草种植面积占虾沟20%,螺蛳以每亩(100~150)kg为宜,放水淹没田面(20~30)cm。半个月后,于晴好天气投放健康亲虾(60~80)kg/亩(规格5~6 g/只)。下种时先用3%~5%食盐水浸浴(5~10)min,在该田浸洗后(以适应本田水体),分散投放,连作虾田。以上年幼虾为种,不需投放亲虾。
(3)虾田水位控制。分三个阶段:①开春到单季稻耕田前。从越冬水位逐步加深至(60~80)cm,水位浅温度上升快,则水体容易培肥,微生物等饵料繁衍快,有利于幼虾和中虾的成长。水位深水质清澈,则成虾个体鲜亮,活泼有力,鲜虾质量好;②单季稻生长阶段。此段时间为幼虾缓慢生长阶段和小龙虾进入打洞繁殖阶段 (7月20日左右),水浆管理以水稻需求为主,兼顾小龙虾的要求;③水稻收割后至越冬阶段。一般收完水稻后及时灌水,越冬前田面保持(10~20)cm水位,越冬期保持浅水位,不得随意加深和排干水位。
(4)成虾的捕捞。集中在5月和6月上旬,采用虾笼诱捕,开始捕捞时不需排水直接将虾笼放入稻田中,隔几天换一个地方,直至捕获量减少,将稻田水位降低,使其落入虾沟内,然后在虾沟内下笼捕获,直到捕不到商品虾为止。收笼时及时进行挑选,将幼虾放回稻田,作为下一年的亲虾。
(5)水稻栽培管理。晒田、露田、施肥、打药对小龙虾有一定的影响,但好在7月20日左右龙虾进洞繁衍有利于水稻正常管理:①水稻晒田以露为主,通过微地形改造的稻田垄面栽稻,垄沟(虾沟)蓄水,可以根据水稻生长的需要适当排干垄面水层,达到露田晒田的目的;②稻田施肥以腐熟的有机肥和复合肥为主,少量尿素和钾肥作追肥,禁用氨水和碳氨,施肥时应降低水层,使肥与泥土充分混合;③小龙虾对许多农药较敏感,可不用药时坚决不用,特别是杀虫剂和除草剂。一般情况下小龙虾可觅食杂草、虫卵及飞虱、螟虫的成虫和幼虫,对害虫起到有效控制作用。防治纹枯病、稻瘟病时应排干田面水层,使用丙环唑或爱苗对植株叶片和病部喷洒,严禁使用菊脂类和高毒类药,龙虾出现异常时,应及时换注新水。
(6)对比试验数据测定和统计。稻虾轮作、共生模式与单季稻栽培模式对比试验共分为两组,一组是龚海兵承包的低洼地改造的稻虾田和责任田,面积分别为21.5亩、6.7亩。另一组是袁桂芳承包的村精养地改造的稻虾田和责任田,面积分别为35.5亩、10.5亩,试验时间为2013~2014年。
各统计数据来源均为实测,并按市场行情计价,降雨、灌水、排水及时记录,测定方法:有水层时利用测桩测针(湖南省灌溉试验中心站专利成果)测定,无水层时测定田间含水率后再通过计算确定。
2.1 稻虾轮作、共生模式与单季稻栽培经济效益分析(表1)
表1 稻虾轮作、共生模式与单季稻栽培亩平均投入产出统计
表1统计两年的对比试验成果,无论从亩纯收入,或是劳动力价值,还是投入产出比,稻虾轮作、共生模式与单季稻栽培模式相比,均有显著性差异:①亩平均纯收入从1 076元提高到2 461元,增效1385元;②日平均劳动力价值从136.2元提高到403.4元,增加了2倍;③资金的投入产出比从1∶3.03提高到1∶4.23。而增加用水量的主要来源是降雨,稻虾轮作、共生模式比单季稻模式实际使用灌溉水为28.9 mm,每亩约增加用水19.3 m3。
2.2 绿色环保分析
选用良种、均衡施肥、科学管理、及时杀灭病虫草害是夺取水稻高产之关键,但要生产出优质环保的农产品,必须创造良好的生态环境:干净的水质、科学施肥、病虫草害的生物防治,或者各物种包括各微生物消长的自然控制。稻虾轮作、共生模式从一定程度上可以达到这些要求:小龙虾属杂食性动物,以杂草、虫卵、微生物为食,田间调查显示:通过水面迁移或风动性飞虱基本可以控制,负泥虫、天螺等害虫的虫、卵及藏于禾蔸的害虫蛹也成为了虾的美餐。除生命力旺盛的稗草外,其他湖区田常见杂草(看麦娘、矮慈姑、鸭舌草)等均不见踪迹。就水稻施肥和病虫草害防治方面,化肥施用量、农药施用量、农药施用次数和品种均明显减少(表2)。如稻虾轮作、共生模式田年平均施药次数为3.75次,其中2次是用于防治纵卷叶螟和三化螟,它的虫源是相邻其他稻田成虫迁徙过来的(配上诱蛾灯,则基本不需治虫),而该田越冬虫蛹,在冬季淹水期已基本杀灭。这样不仅减少了支出,更重要的是大大减少了污染,减少了农药的残留量,提高了稻谷的品质,生产出的稻谷是农药残留很低,甚至没有残留的绿色健康食品。
表2 稻虾轮作、共生模式与单季稻模式施肥用药比较
水稻施药次数多、药量大、品种多是农作物农药残留增大的主要原因,农药残留对人体健康造成很大的危害,如导致身体免疫力下降、致癌、加重肝负担,导致肠胃疾病等。有文献报道,农药利用率一般为10%~20%,约80%残留在环境中。大量散失的农药挥发到空气中,流入水体,沉降聚集在土壤中,并通过食物链的富集作用转移到人体,对人体产生危害,这类危害往往要经过较长时间才慢慢显示出症状,不为人们所重视。
化肥的过量施用则导致土壤物理化学特性发生变化,致土壤板结,肥力下降,并引入大量有毒物质,如磷肥等矿物质肥料均含有重金属元素、有毒有机物,又如硫氨中的硫酸氨离子、氯化钾中的氯离子对土壤微生物活动有抑制和毒害作用,使微生物的种类和数量减少,并加速了土壤营养物质的流失[2]。土壤酸化不仅破坏了土壤性质,而且会促进一些有害污染的释放和迁移,使之毒性增加,大米的镉、钼超标与长期施用化肥有很大的关系。而稻虾轮作、共生模式大大减少了化肥的施用并为龙虾生长和水稻生长及土壤微生物活动创造了良好的生态环境,一是小龙虾以杂草、害虫、微生物[3]及稻草衍生物为食,消化后变成粪便,80%~90%变成有机肥回归稻田,使土地产能不断提高;二是水稻田丰富的虫、草食物和良好的生态环境为小龙虾健康、快速生长提供了场所,纯生态的养殖,使小龙虾色鲜味美。
2.3 节能减排分析
丰富的降雨是大自然对人们的恩赐,因暴雨而进行的排涝排渍也常成为农民的必要工作,暴雨造成的水肥流失及氮、磷、农药及其他有机物、无机物进入水体环境造成的面源污染越来越严重,并威胁着人们的生存环境,有研究表明:农业污染是水体环境污染的主要原因之一,全球30%~50%的陆地面积受农业面源污染影响,农业面源污染达总污染量的40%~50%[4]。
减少农田排放,可以有效降低农业面源污染,统计比较两种模式的年排水量分别为17.3 mm、771.9 mm。稻虾轮做、共生模式田年排水量仅为单季稻模式的2.2%,节能减排、防污效果明显(表3)。
表3 水稻稻虾轮作共生田与单季稻冬闲田灌排水统计
稻虾轮作、共生模式有大量的围沟和虾沟,调蓄能力强,而且冬季也需要水层来保证虾的正常生存,降雨基本被拦蓄在该田内,极大地减轻了防涝排渍压力,降低排涝费用。统计表明:2013~2014年,试验区年平均降雨量1 237.0 mm,稻虾轮作、共生模式平均拦蓄降雨1 237.0 mm,降雨利用率为100%,而单季稻模式年平均拦蓄降雨仅498.9 mm,为稻虾轮作、共生模式的40%。可以说稻虾轮作模式是在水稻本田建立了生态沟渠、生态湿地,保证了农业资源合理利用、农业生态环境的良性循环。
稻虾轮作、共生模式在湖区和降雨资源丰沛的地区有广阔的发展前景,为促进当地农村经济的发展和增加农民收入注入了新的活力,也为深化生态农业、有效利用农业资源,推动绿色健康农产品生产闯出了新路。
(1)经济效益显著提高。稻虾轮作、共生模式1亩地产出2.5亩地的效能,亩平纯收入从单季稻模式的1 076元提高到2 461元,增效1 385元。稻虾轮作、共生模式使劳动力报酬增加了2倍,从单季稻136.2元/工日提高到403.4元/工日。稻虾轮作、共生模式资金投入产出比明显提高,同样投入1元钱,种单季稻只能获得3.03元回报,而稻虾轮作、共生模式可获4.23元回报。
(2)生态效益好。利用单季稻田空闲季节和丰沛的降雨资源养殖小龙虾,在小龙虾漫长的繁育阶段种稻,使种稻、养虾、蓄雨、减排融为一体,是一种良好的农田生态互补系统,稻为虾提供了良好的生长环境,虾为稻杀虫、除草、中耕、施肥,虾沟蓄雨、调节稻田水肥气热,促进水稻高产和减少农田排水,控制面源污染等,这些互补效应均产生了良好的生态效益。
(3)稻虾轮作、共生模式形成和应用具有良好的社会效益。可以生产出绿色、健康、环保的农产品,有益人们的健康和身体素质的提高;有力地遏制因农业生产带来的面源污染,优化了人居环境,并从一定程度了减少暴雨造成的洪涝灾害而带来的社会问题;稻虾轮作、共生模式对农业生产、资源优化利用、农村产业结构调整具有一定的借鉴作用,它从一定程度上推动了农业、农村可持续发展。
[1]陈杨,黄璜,等.水稻垄作栽培技术研究进展[J].作物研究. 2011(6).
[2]郭胜利,等.长期施用化肥对粮食生产和土壤质量性状的影响[J].水土保持研究,2003,(10).
[3]杜汉斌,等.稻田养鱼对多螟害杂草影响的观察试验[J].中国水产,2000,(11).
[4]张维理,等.中国农业面源污染形势估计及控制对策[J].中国农业科学,2004,(7).
2016-05-06)
熊国平(1964-),男,湖南南县人,农艺师,从事农业技术科研及推广工作。E-mail:757873393@qq.com。