潘莹,周国平,周国勤,王绍绵,卓丽军,陈树桥
(南京市水产科学研究所,江苏 南京 210036)
浅谈基于循环农业理念的稻田养鱼与池塘种稻
潘莹,周国平,周国勤,王绍绵,卓丽军,陈树桥
(南京市水产科学研究所,江苏 南京 210036)
伴随着经济发展、人口增多,农耕土地逐渐被改造利用以加快适应城镇化发展的需要,而百姓对粮食和动物蛋白的需求却一如既往,要解决需求与供给矛盾,就需要充分利用土地资源,在有限的土地上增加产出。另一方面,在现代农业发展过程中出现的点面污染,也极大影响了土地的循环再利用,破坏了生态环境,影响到食品安全,寻找农业可持续发展的途径,发挥农业生产最大的自净效能就显得很有必要。稻田养鱼和池塘种稻同为将种稻和养鱼结合起来的生产方式,实现了“一水两用、一地双收”,其重要意义在于能充分合理利用土地资源,开展可持续性循环农业,既能提高种植和养殖经济效益,又能收获健康农产品,还可促进社会效益和生态效益。文章从两者的差异角度出发,就发展历程、生产模式和研究进展等方面进行总结,对两种生产方式的发展前景进行探讨,以期为循环农业的进一步示范、应用和推广提供参考意见。
1.1 稻田养鱼
2000多年前,我国就有稻田养鱼的记载[1],在较早的年代,稻田养鱼中主要以散养鲤鱼为主,多为自家食用,没有形成规模。新中国成立后,尤其是我国水产科技工作者在四大家鱼繁殖技术上的成功,稻田养鱼从传统的自生自养阶段进入快速发展阶段,草鱼、鲢鱼和鳙鱼等四大家鱼都逐渐被应用到稻田养殖中。目前,在稻田养鱼系统中可选择的养殖品种越来越多,应用较广的主要有青虾、河蟹、泥鳅、甲鱼和黄鳝等[2]。人们在养殖、鱼种苗种繁育、肥料和农药的规范化使用、因地制宜创新稻田养鱼模式以及病害防治上不断试验和突破,使得稻和鱼在产量、品质上都有了质的飞跃,稻田养鱼已从传统的粗放式经营发展成为科学规范的集约化经营。
对于稻田养鱼的研究至今仍在继续,其有关技术与模式已经推广应用至全国绝大多数省份,在针对一些特殊气候的地区,例如松花江地区、北方地区、高纬高寒地区、丘陵地区、山区、盐碱地等地区发展稻田养鱼的研究报道也有不少。而且在某些地市已经成功打造出极富特色的稻田养鱼文化品牌。2005年6月,浙江省青田县方山乡龙现村的稻田养鱼被联合国粮农组织(FAO)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,龙现村也成为了全球首批重要的农业遗产保护点之一[3],与龙现村类似的,在贵州、湖南、云南、江苏等地也有悠久的稻田养鱼历史[4-5],他们都在寻找机遇,从生态、文化、经济、科技等多方面出发,将单纯产粮产鱼的稻田养鱼系统进行改良打造,创建品牌,使稻田养鱼发挥出巨大作用,进而提升我国在养殖业上的影响力。
1.2 池塘种稻
池塘种稻是近几年来逐渐发展起来的一种水产养殖新技术模式,首先源于中国水稻所的科研团队研发出一种适于在深水种植的水稻品种,与浙江大学共同改良培育后在浙江、江苏、湖北、湖南、广东、广西、安徽、江西等8个水产养殖大省展开池塘示范养殖和推广。目前试验在产量、质量等方面有了初步成效,培育出一些适合不同地区的池塘专用水稻品种,制定出相关技术规程,获得了水质改良、鱼稻增产增收方面的数据等。2015年9月,全国“池塘种稻技术研讨会”在南京召开,各省市的有关农业、渔业部门负责人和技术专家等就存在问题、实施进展和今后发展方向等进行了研讨,会议的召开不仅扩大了池塘种稻的影响力,也为今后发展池塘种稻这种循环农业生产方式指明了方向。目前该技术模式取得了一定的成果,但一些关键技术以及能被大范围推广应用的科学理论支撑依据仍在探索和研究中。
2.1 稻田养鱼
稻田养鱼是指在以种植水稻为主的稻田中开展水产养殖活动,其要解决的主要是养鱼的技术难题,要试验养怎样的鱼,怎么养,从而获得鱼稻双丰收。在稻田养鱼系统中,水稻是生产的主体,也是整个生态系统的主体,它能为鱼类提供良好的生活环境,同时能净化水质保持水体清新,鱼类是优势种群,是消费者,能除草灭虫、疏松土壤,排出的粪便是水稻的肥料[4],两者相辅相成,共生互利。
由于水稻与水产动物对时间和空间要求以及各地气候和土地条件的差异性,稻田养鱼衍生出适应各地气候特点和生产方式的诸多模式。按空间需求分,常见的模式有垄稻沟鱼、沟坑模式、田凼结合或宽沟模式。垄稻沟鱼是指在稻田四周开挖一条或两条主沟,将稻田分为若干垄,垄沟相间、陇上种稻、沟中养鱼,可有效改造低洼低产水田,增加收益,一般用来养殖成鱼,垄沟的宽度比例与稻谷品种和地区自然条件差异有关,原则上沟宽达到稻叶轻度封行为好[6]。沟坑模式是指通过加高加固田埂,田内开挖鱼沟,养殖对象可是成鱼亦可是大规格鱼种,沟坑等的面积约占稻田面积的10%左右为好[7],在开挖的不同沟型中,吴雪等[8]发现“十”字沟在稻鱼的产出收益上效果最显著,环沟弥补沟坑占地损失效果最佳。若将鱼沟挖宽或扩大可衍变成田凼结合或宽沟模式,尹平等[9]在塘的一边开挖较深的宽沟养殖成鱼并套养鱼种,发现产值比传统稻田养鱼高出不少,少使用农药60%,取得的了较高的直接和间接经济效益。田凼结合模式是指凼的位置可在田的一端或两端,或在一角或几角,相当于一个小水塘,一般设在进水口端或背阴处,以椭圆或长方形为佳,可用来培育鱼苗,试验表明此模式增加了鱼的放养量,减少种养矛盾,提高了鱼产量[10]。按时间需求,依据季节气候和当地的种植习惯开展稻鱼轮作种养,主要的种养模式有单季稻田养鱼、双季稻田养鱼以及利用冬闲田养鱼等。此外,各地因地制宜,将畜禽和蔬菜种养殖融入其中,在稻田养鱼中养殖鸭、鹅,垄沟吊袋种植菌类,鱼沟上方搭建豆架棚或套种水生经济作物,均增加了额外收入。如“稻-萍-鱼”的模式可有效解决养鱼的饲料来源问题,也利于水体中浮游生物的繁殖,鱼的商品产量也有所提高[2]。
2.2 池塘种稻
池塘种稻,是指在以水产养殖为主的池塘中进行水稻种植,更多的是要解决好种稻的问题,包括简单的池塘工程改造、水稻品种的选择、水产养殖与水稻种植的茬口衔接、以及水稻种植对养殖水环境和养殖品种影响的评估等。在池塘种稻系统中,水产动物是生产的主体,是整个生态系统的主体,水稻则可以改善养殖水体,同时增加池塘养殖的经济附加值。池塘种植的水稻品种区别于普通水稻,这种池塘水稻是经过人工选育的杂交品种,具有株型高大、茎粗秆壮、根系发达、抗倒伏性能强等特点,栽插时行间距一般为(0.5~0.8)m×(0.5~0.8)m,每穴1~2株。在水产养殖池塘中开展水稻种植,需要在池塘四周或中间开挖3~5 m宽、0.8~1.2 m深的围沟,在池塘中央形成水稻种植区,一般水稻种植区的面积约占池塘总面积的50%~80%。
目前,在池塘种稻技术模式中应用较为成熟的水产养殖品种主要有青虾、河蟹、小龙虾、黄颡鱼、沙塘鳢、泥鳅、甲鱼、黑鱼、罗非鱼、南美白对虾等。江苏地区的小龙虾、河蟹、青虾等养殖池塘种植水稻较为成功,浙江地区主要是在黄颡鱼、黑鱼和甲鱼等养殖池塘中进行试验。此外,国内其他省份和地区均在开展池塘种稻技术研究与示范,已经形成了具有区域特色的池塘种稻技术模式。
无论生产方式是稻田养鱼还是池塘种稻,都是构建以水产养殖和水稻种植为主的和谐共存的生态系统,通过两者的有机结合,最终实现社会、经济和生态效益的综合最大化。
3.1 稻田养鱼
我国开展稻田养鱼的研究较早,有关研究报道较多,主要集中在如何提高经济、生态和社会效益上,包括研究其稻田规划、种养茬口衔接、农产品的产量质量、病害防控、水质调节等内容。李端富等[11]通过“垄稻沟鱼”的养殖,发现稻田土壤和田水的肥力增强,稻田起垄后耕作层土壤的氧化面扩大,水中溶氧量增加,稻株伤流量(即根系活力)在抽穗期、灌浆期和成熟期都有了较为明显的提高,水稻分蘖较普通稻田养殖来得早,水稻叶片的叶绿素含量增加,根茎叶的干物质含量提高,稻米蛋白质含量也有所提高,如养殖草鱼等植食性鱼类对于系统中杂草的去除有更好作用。俞水炎等[12]发现养鱼的稻田,尤其是养草鱼对于控制白背飞虱和褐飞虱的效果很好,养鱼后二化螟、稻纵卷叶螟等虫害及稻纹枯病能得到较好控制,且减少了农药使用。高洪生[13]试验认为在北方寒带地区开展稻田养鱼同样可行,水稻生长发育明显加快,田水的溶氧、水温都有提高,有利于鱼类生长,稻田生态环境良好。对于稻田养鱼的重要性,很多学者都进行了综述和讨论,蒋艳萍等[14]综合阐述了稻田养鱼模式在控草、控虫、控病、土壤肥力、水稻植株生长及水质变化等方面所起到的积极作用;吕东锋等[15]从水体和土壤的理化性质、培肥效应、病虫草害以及水稻生长和控污等方面做了全面综述,肯定了稻田生态渔业产生的生态经济及社会效益。通过一系列技术研究可知,稻田养鱼充分利用了农业生产各环节产生的代谢废物,有效防止了农村面源污染;有效利用了水土资源,抑制水土流失、促进水稻吸收养分、提高生物产能;产业链的深化也促进了农民增收;美化后的传统农耕文化形成了独特的农业文化文明,稻田养鱼将继续在建设和谐社会中起到巨大作用[16]。
3.2 池塘种稻
目前,池塘种稻尚未全面推广,仍在边试验边推广的阶段,但可喜的是采用该技术模式所产生的社会、经济和生态效益逐渐被人们认可。水稻在生长过程中不打农药不施化肥,不仅有效吸收了养殖过程中产生的富营养元素,较好地净化了养殖水体环境,而且为养殖对象的生长提供了良好的栖息环境,养成后产出的生态大米和水产品,属于无公害绿色食品,池塘稻米目前的市场价大约在24元/kg左右,给农民带来了不小的经济效益。
根据已有研究报道,浙江在水产养殖池塘中发现,种稻后的池塘总氮均值下降70%,总磷均值下降85%,氨氮均值降低60%,无机氮磷分别下降60%和78.5%,水温、pH值、浊度、COD、BOD都有所降低。江苏研究小龙虾塘发现小龙虾对早期水稻株高有抑制性影响,探讨了放养小龙虾的时间、水稻栽种的适宜密度、小龙虾出肉率等问题。广西试验发现采用种稻模式后罗非鱼链球菌病的防治效果更为突出等,更多细节上的技术问题仍在进一步研究探讨中。
4.1 拓宽产品市场,打造品牌生态农产品
循环农业由于在生产活动中利用了生态环境的自净功能,养鱼过程中产生的代谢物以及种稻过程中产生的病虫害等都能为池塘自身利用或得到有效控制,农药和肥料的使用大幅减少,生产出的大米和水产动物安全生态,相对于当前日益复杂而备受社会广泛关注的食品质量安全问题,这样的生产方式更为人们所信赖,容易得到老百姓的认可和推崇。另一方面,池塘种植产出的稻米,就口感来说偏硬不糯,且市场售价偏高,故在口感上有待进一步选育改进,在价格上也有讨论的空间。同时,塘内养殖的鱼产品也同样面临打开和扩大市场的问题。为全面打开生态农产品的市场,首先产品质量要过硬,包括改良水稻品种和改善水产品肉质口感;其次做好产品宣传和品牌打造,品牌效应一直以来都是消费者比较关注的,现在大多地方进行了生态渔稻种养后,习惯自营一个品牌,这就导致品牌数量多而杂,消费者无从选择,建议努力做好一个品牌,扩大影响力,不同地区的类似产品通过加盟或是形成系列产品形式,让消费者熟悉认可。再就是赢取消费者口碑,质量有保障、价格有商量,口口相传,取得信任,让更多消费者了解和愿意购买。一旦产品有了市场,势必进一步提高和激发渔农民的生产积极性,从而增加经济效益,改善和提高生活水平。
4.2 结合区域和名族特色,打造现代渔耕文化
在中国很多地区,尤其是中西部地区,少数民族聚集,独特的稻鱼景观和丰富的民族文化已越来越多引起国内外农业专家的重视,并已成为我国民族特色文化的组成部分,是一种潜力无限的文化和经济资源。在中国,鱼一直以来都是吉祥如意的象征,逢年过节、红白喜事都会用到鱼[17]。变传统的农耕模式为打造农业文化,对于保护和探究文化多样性都有重要的意义。为此,在强调和突出稻鱼种养产生经济社会效益的同时,也需要政府在文化保护上重视和提供必要的支持,组织和协调当地管理者和农业生产者,积极创造条件,系统收集整理相关资料,形成完善的渔稻共生文化材料,成为一种农业文化表现形式。
4.3 与旅游产业融合,扩大农业产业链
我国自然资源丰富、农业资源广阔,拥有许多已经开发和尚未开发出的自然景观,吸引了越来越多的人来田间旅游。作为农业大国,这些地处市郊或郊区的自然风景,与农业生产有着紧密联系,在鱼稻田的周边打造诸如精品园、农家乐等设施,集自然风光、趣味田园、餐饮、住宿、手工作坊等于一体,其优势在于:一是改变毫无特色的农业环境,旅游的引入,会带来新的农村环境建设,道路修缮、房屋翻新、稻田周边的脏乱差得到治理,整体环境得到改造;二是增加渔农民的收入,渔农民的收入不再仅限于稻鱼的产出,游客的到来势必带来额外的经济效益;三是缓解了城市过剩劳动力的压力,面对很多务农人员想要走出农村,去城市打拼的趋势,这样的农业生产方式可以留住更多年轻人;四是提高地区知名度和影响力,使得当地民俗民风以及历史文化得到更多人了解和知晓。
4.4 加强有关产业关键技术和养殖模式研究,加大已有成果的推广力度
无论是文化的传承,还是产品的推广,亦或是产业链的扩大,科学技术支撑都是强有力的后盾,尤其是池塘种稻发展历史短,很多关键性技术尚需完善。例如:适合不同塘体的水稻品种选育、稻苗营养不良、病虫害侵蚀、池塘田地中各类生物错综复杂的竞争生长、捕捞和收割的机械化设备改造、池塘生态学机制研究等。同时,对于已取得的研究成果,需要与基层农技推广部门合作,通过示范带动、辐射和推广,促进新农村建设,推动传统农业的产业结构转型,提高从业者的种养综合效益,促进农业产业发展。
循环农业的发展是一项长期的公益性事业,尤其是现代农业的发展,离不开政府有关部门的政策和项目支持,建议有关主管部门加大对有关项目的科研支持力度。同时,科技工作者需要综合多学科,通过学科交叉,与有关科研院所和技术推广部门等通力合作,从科研、产品和推广等层次上,推动循环农业产业的快速发展,为农业现代化、设施化和数字化奠定基础。
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10.3969/j.issn.1004-2091.2017.02.012
2016-09-14)