稻田镶嵌流水槽生态循环综合种养模式研究

文/李斌 张朝阳 白富瑾 王建勇

2018年，宁夏水产技术推广站依托全国水产技术推广总站在贺兰县和灵武市开展的稻渔综合种养和池塘工程化循环水养殖项目，将稻渔综合种养与养鱼流水槽有机结合，创建形成了“分散式”和“集中式”两种稻田镶嵌流水槽生态循环综合种养模式（下称“稻田镶嵌流水槽种养模式”），并结合“2018年全区农业先进实用技术推广项目”进行了试验研究。该模式使流水槽和稻田形成一个良性的闭合循环体系，解决了流水槽养殖尾水处理技术短板、稻渔综合种养效益提升与绿色发展新要求的瓶颈问题，实现了零排放、零化肥、减药、绿色、生态、增收的综合效益，现将稻田镶嵌流水槽种养模式试验研究要点介绍如下。

一、材料与方法

（一）稻田种养工程建设

1.稻田选择

在贺兰县广银米业国家级稻渔综合种养基地，将53亩稻田作为1个种养单元；在灵武市金河渔业国家级稻渔综合种养基地，将41亩稻田分为20亩和21亩两个种养单元。

2.田间工程建设

每个稻田种养单元四周用0.6m高的塑料薄膜制作防逃围栏，进排水口用细眼网片作防逃网。单元埂边开挖上口宽5m、底宽1m、沟深1.5m的环田沟，环田沟占比小于10%。水稻种植区四周建设小型辅埂。

3.流水槽系统建设

每个流水槽长22m、宽5m、高2.0m，材料为砼制或钢构组装材料，流水槽进排水端用金属网片、聚乙烯网片等材料隔离。每个流水槽前端配备一个2.2kW推水机，底部并排安装多根微孔增氧管，前后配备1.5kW水车式增氧机。安装物联网智能监控系统，将推水机、增氧系统、自启式发电机和停电报警系统连接。流水槽表面覆盖尼龙网片防止鸟害。

4.稻田镶嵌流水槽方式

（1）集中式。贺兰县基地在种养单元东南侧拐角处将环田沟拓宽加深，集中建设4条并列的流水槽，流水槽主体构造采用钢材焊接固定，墙面和底部采用可拆卸的环保型材料进行组装。流水槽末端修建集污坑，通过吸污泵将粪污抽入稻田主干渠进入稻田（图1）。

（2）分散式。灵武市基地在每个种养单元对角各建设1条流水槽，流水槽底部采用石子，墙面用钢筋混凝土浇筑（厚20cm），每个流水槽上部用四根支撑梁固定（图2）。

（二）“集中式”模式生产管理

贺兰县基地采用有机水稻生产方式，稻田亩均施有机肥50kg和发酵腐熟牛粪500kg。水稻品种为天隆优619，采用插秧机于5月10日进行水稻插秧，9月27日用收割机收割水稻。

5月1日向稻田中投放河蟹、鲫鱼等。亩均河蟹放养量2.1kg，300只；鲫鱼放养量17.5kg，190尾。均投喂相应品种的配合饲料（鲫鱼饲料为膨化饲料），日投饲率3%～5%，河蟹每天傍晚投喂1次，鲫鱼每天投喂2次。9月下旬河蟹陆续捕捞销售，鲫鱼9月底捕捞上市销售。

6月15日向流水槽中分别投放草鱼、鲤鱼、鲫鱼等。全程投喂浮性膨化饲料，每天投喂3次～4次，日投饲率2%～8%。8月初流水槽中商品鱼捕大留小，分批上市销售，于9月底全部售罄。稻田和4个流水槽中河蟹和鱼种具体放养情况见表1。

图1 “集中式”稻田流水槽养殖模式示意图

图2 “分散式”稻田流水槽养殖模式示意图

表1 稻田和4个流水槽中河蟹和鱼种放养情况

（三）“分散式”模式生产管理

灵武市基地为有机水稻转换期，采用绿色水稻生产方式，稻田亩施有机肥150kg和发酵腐熟牛粪300kg。4月25日采用旱条播种植方式进行水稻播种，亩播种量25kg，水稻品种为宁夏农科院作物所选育的2009G-19号。

5月15日向稻田中投放扣蟹，亩均放养量4.0kg，480只。投喂河蟹全价配合饲料，每天投喂2次，日投饲率3%～5%。

5月20日向流水槽中投放草鱼，全程投喂膨化浮性饲料，每天投喂2次～4次，日投饲率2%～8%。每周补充蒸发水量。8月流水槽中商品鱼分批上市销售，9月5日捕捞河蟹暂养育肥。两个种养单元河蟹和草鱼放养情况具体见表2。

（四）监测相关水质参数

种养期间，分别在“集中式”和“分散式”流水槽的进水口、出水口和稻田中设置3个水质监测点，每7天在水质监测点取水样一次，现场用仪器对水温、溶解氧、pH值、氨氮、亚硝酸盐氮、总磷、总氮7个水质参数进行检测。

在灵武市基地设置池塘工程化循环水养殖模式作为对照，池塘流水槽和稻田流水槽放养相同的品种、规格和密度，采取相同的饲料品牌和投喂方式等，通过对水温和pH值的检测，对比池塘原位修复和稻田原位修复两种修复方式对流水槽养殖水体的修复效果。

二、试验结果

（一）经济效益

1.“集中式”模式

有机水稻平均亩产量480kg，亩产值2880元；稻田河蟹平均亩产量15kg，亩产值1470元；稻田鲫鱼平均亩产量40kg，亩产值520元；每条流水槽平均产量10550kg，产值140570元。流水槽和稻田平均亩总产值15479元，平均亩总利润4345元（表3）。

2.“分散式”模式

水稻平均亩产量556kg，产值1835元；河蟹平均亩产量18.6kg，产值1820元；流水槽平均每条产量10322kg，产值127993元。流水槽和稻田平均亩总产值16141元，平均亩总利润3792元/亩（表4）。

（二）生态社会效益

1.降解养殖水体中的氮、磷等排出物

“集中式”和“分散式”两种模式，流水槽养殖尾水通过水稻净化后，可分别降低养殖水体中氨氮72%和70%、亚硝酸盐氮70%和69%（图3）、总磷35%和49%、总氮28%和40%（图4）。

2.改善pH值和稳定水温

在相同养殖条件下，稻田流水槽水体pH值为7.50～7.90，较池塘流水槽水体pH值8.30～8.90平均低0.88，更适宜水生动物生长。且高温期间，同期水温稻田流水槽较池塘流水槽低1℃左右，说明水稻的生长有改善水体pH值和稳定水温的作用，可为稻田流水槽中鱼类和稻田中水生动物提供良好的生长环境（表5）。

表2 两个种养单元河蟹和草鱼放养情况

表3 “集中式”稻田流水槽养殖模式效益分析表

表4 “分散式”稻田流水槽养殖模式效益分析表

图3 两种模式不同采样点氨氮、亚硝酸盐氮变化情况（mg/L）

图4两种模式不同采样点总氮、总磷变化情况（mg/L）

表5 池塘流水槽和稻田流水槽水温、pH值检测情况

三、讨论分析

（一）发展良性生态系统，实现了循环农业

稻田镶嵌流水槽种养模式，是在稻田中进行水稻和鱼、虾、蟹的综合种养，稻田中放养蟹（鱼）消除田间杂草，消灭稻田中的害虫，疏松土壤；环田沟中集中或分散建设标准流水养鱼槽，流水槽集约化养殖鲤、草、鲫等鱼类，养鱼流水槽中的肥水直接进入稻田促进水稻生长；水稻吸收氮、磷等营养元素净化水体，净化后的水体再次进入流水槽进行循环利用，形成了一个闭合的“稻－蟹－鱼”互利共生良性生态循环系统，实现了“一水两用、生态循环”。

（二）提升了经济效益，实现了高质量发展

经过研究分析表明：稻田镶嵌流水槽种养模式平均亩产值达到15810元，是稻渔综合种养4171元的3.8倍，是单种水稻1503元的10.5倍；平均亩利润达到4069元，是稻渔综合种养2167元的1.9倍，是单种水稻282元（2018年宁夏自治区农业统计）的14.4倍，经济效益提升非常显著。

（三）破解了面源污染，实现了绿色发展

试验研究表明：两种模式经流水槽养鱼后的水体，总氮含量在2.62mg/L～3.17mg/L，经过稻田净化后，再次进入流水槽进行鱼类生产的水体总氮含量降至1.89mg/L～1.91mg/L，达到《淡水池塘养殖尾水排放要求》SC/T9101-2007中的一级标准（≤3.0）。总磷由0.96mg/L～1.42mg/L降低至0.62mg/L～0.72mg/L，接近一级标准（≤0.5），远低于二级标准（≤1.0）。两种模式降低氮、磷营养元素的效果均非常显著，尤其对氨氮和亚硝酸盐氮的吸纳达到70%左右，稻田镶嵌流水槽种养模式是净化养殖水体、破解养殖水体富营养化的有效手段。

（四）明确稻田和流水槽配比，提高规范化养殖水平

有学者运用生物能量学模型研究表明，使用商业配合饲料，生产1000kg草鱼所排放的总固态污染物（粪肥）为623kg。宁夏水稻种植一般每亩需要高效有机肥500kg。“集中式”模式平均每个流水槽净产鱼6800kg，约可为稻田提供有机肥4236kg，可满足8.5亩稻田水稻生长需要；“分散式”模式平均每个流水槽净产草鱼6697kg，可为稻田提供有机肥4172kg，可满足8.4亩稻田水稻生长需要。综上所述，每个流水槽配套8亩～9亩稻田，能够基本满足水稻生产需要。

（五）打造产业转型新模式，极具推广价值

稻田镶嵌流水槽种养模式，鱼类粪肥替代化肥，减少了化肥的使用；水生动物灭虫除草，生物防害替代化学防害，减少了农药的使用；水稻净化流水槽养鱼的肥水，解决了养殖水体富营养化、尾水不达标外排污染环境等问题，减少了面源污染，改善了生态环境，发挥了“生态安全”“质量安全”的优势，可生产出更多高质量的水稻和水产品，保障了农民的“钱夹子”，提高了种粮积极性，获得了更多的生态效益和社会效益，实现了政府要粮、农民要钱、消费者要质的三赢目标。实践证明，集中与分散两种模式都是可行的，可操作可复制可推广性强，是推动水产业健康可持续发展的生态循环种养新模式，值得大力推广。