稻-渔生境优化改造与种养试验效果分析

梁军能，谭 芸，郭忠宝，陈丽婷，罗丽俐，罗立鸣，罗永巨，肖 俊*

(1.广西壮族自治区水产科学研究院，广西 南宁 530021；2.广西水产遗传育种与健康养殖重点实验室，广西 南宁 530021)

稻田养鱼在我国历史悠久，劳动人民在生产实践中积累了丰富的技术经验。人们通过对稻田进行田间工程改造，在种植水稻的同时养殖水产品，一方面使稻田的水资源、杂草、水生动物、昆虫等资源被充分利用，另一方面通过水产养殖动物的活动给稻田松土、除草、增肥、灭虫，在一定程度上改善了稻田环境，促进了稻谷的生长，使农业收入最大化，实现稻鱼双丰收的目标[1-2]。稻-渔共作是一种环境友好的生态型农业养殖模式，既可减少农药对环境的污染，也可有效减少饲料的投喂；既提高土地的利用率，又可做到稻、鱼生长的互利互惠，在国内外受到广泛关注和研究推广[3-8]。我国稻田养鱼模式主要有平板田粗放式、平作稻凼式和陇稻沟鱼式三大类，经过多年的实践与优化总结，从中又衍生发展出宽窄行不开沟、“丰”字沟、回形沟、宽厢深沟式、沟坑结合式等丰富多样的稻田改造工程构型。目前，一些具有地方特色及重要影响的稻-渔综合种养模式，如稻-虾(蟹)模式、沟涵稻-渔模式、广西三江模式、贵州遵义的“四小”工程模式等，已成为稻田的立体开发、综合经营的现代化生态农业典范，对促进广大农民“保住米袋子，丰富菜篮子”具有重要的意义和作用。

由于水稻种植和水产养殖的环境需求、技术要求、生产周期不同，在生产实践过程中仍面临许多尖锐的矛盾和突出的问题，如常规模式下的稻田生态环境不能满足水产动物的生长需求，传统稻田养鱼改造模式与现代机械化耕作的矛盾，渔稻生产周期、管理模式错位等内在矛盾。正是这种环境、技术、周期的不兼容性，致使稻田综合种养品种受限、产品规格小、产量低，实施效果普遍达不到预期，农民参与应用意愿不强。有些模式过度扩大稻田改造的沟涵比例，甚至以渔为主、重渔废稻，虽取得一定的短期效益，但有违国家现代生态农业可持续发展战略及产业政策。针对这些主要矛盾和瓶颈问题，为探讨稻田养殖田间工程改造模式，优化稻-渔生境耦合技术，筛选验证适宜的稻田综合种养品种，挖掘稻田生产潜力，2018～2020年，广西创新驱动重大专项“稻-渔综合种养”课题组在广西玉林地区试验点开展了不同稻田优化改造类型的稻田综合种养试验，主养罗非鱼、瓯江彩鲤和泥鳅等，对水稻和养殖鱼类产出效果的主要影响因子进行了分析，优选稻-渔综合种养最佳模式，并在广西多地开展示范，取得了显著的效果。为促进现代农业生态绿色发展提供了技术模式和参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计及材料

试验按L9(34)正交法设计与安排实施，分析了稻田改造类型、养殖品种、放养密度等几个主要影响因素对生长率、成活率及产出效果的影响，优化稻田综合种养技术模式。因子1改造类型，分别设1(环形沟)、2(“丰”字沟)、3(池-田适时耦合式)，代表3种不同环境条件水平；因子2为养殖品种，设1(罗非鱼)、2(瓯江彩鲤)、3(泥鳅)，代表3个不同种质条件水平；因子3为放养密度，取1(低)、2(中)、3(高)3个水平，其中罗非鱼和瓯江彩鲤的3个密度水平分别为600、800和1000尾/667 m2，泥鳅的3个密度水平分别为1.0万、1.5万、2.0万尾/667 m2。具体设计安排见表1。

本试验的养殖品种为罗非鱼“桂非1号”、瓯江彩鲤“申龙1号”、杂交泥鳅，均由广西水产科学研究院稻田综合种养项目组培育并提供。其中罗非鱼、瓯江彩鲤规格6～10 cm，泥鳅规格4～6 cm。种植水稻品种为“丰田优553”，由广西农业科学研究院水稻研究所提供。

1.2 田间工程的优化改造

试验田块选择水源充足、肥力条件相当的稻田，利用春耕前的冬闲田季节，因地制宜对稻田进行必要的“小改大”合并，按环形沟、“丰”字沟、池-田适时耦合3种模式各改造为3个面积大小0.4 hm2左右的田块，共9个。利用稻田平整及沟涵开挖出来的土方加高、加宽、夯实加固稻田埂。各田块预埋安装好进排水系统。

1.2.1 环形沟稻田 田埂高1.2 m，夯实沉降后不低于1 m，埂顶宽1.5～2.0 m。沿田埂四周开挖环形鱼沟(或称回形沟)，沟宽2.0 m，沟深0.5～0.8 m。在稻田较低的一角开挖鱼涵，长6.0 m，宽5.0 m，深1.2 m。改造后田块面积分别为0.440、0.393和0.453 hm2；沟涵面积约占稻田面积的15%。

1.2.2 “丰”字沟稻田 田埂修筑规格与环形沟稻田相同。在田块中央开挖一条主沟，沟宽2.0 m，沟深0.5～0.8 m；垂直主沟，每隔25～30 m开挖一条辅沟，辅沟宽0.8～1.0 m，深0.4～0.6 m。主、辅沟交汇处适当拓宽为鱼涵。改造后3块稻田面积分别为0.373、0.447和0.433 hm2；沟涵面积约占稻田面积的15%。

1.2.3 池-田适时耦合 将连片稻田小改大，合并后重新分隔为多个集约化标准化稻鱼生产单元，单元内水稻耕作和渔业生产环境既相对独立又能适时连通耦合的一种新型技术模式。单元长方形，长宽比1.3∶1，基本构造由鱼池、鱼沟、稻田3个部分组成，面积比例分别为7.5%、2.5%和90%；配套设施包括机耕道路(含机耕口)、田埂、进排水口，以及防渗、防逃、防敌害设施等均整体布局建设。鱼池长方形，靠生产管理道路一侧边角开挖，池深平均1.6 m，面积占生产单元的7.5%；池壁夯实并以网片护坡；池底视需要铺设防渗膜防渗处理，并回填25 cm左右的泥土，保证鱼池具备良好的保水性。鱼沟从鱼池两端沿田埂内侧开挖，略呈“L”型布局，横截面呈倒梯形，上宽2.0 m、底宽1.2 m、深度0.6～1.0 m(由浅到深向鱼池倾斜)，沟池相连；鱼沟长度控制在其占用稻田面积不超过2.5%。田埂为内、外双田埂结构，横截面呈梯形。外田埂为构成生产单元边界的田埂，顶宽1.6 m、底宽2.2 m，高0.8 m；内田埂沿鱼池、鱼沟的内侧(靠稻田一侧)构筑，顶宽0.6 m、底宽1.0 m、高0.6 m；每隔20～30 m开设1个宽1.2 m的闸口，使稻田-鱼沟-鱼池相连通，闸口处安装栏鱼栅，同时可灵活控制鱼类进出稻田。每个闸口边上安装太阳能诱虫灯1盏。改造后每单元面积平均0.44 hm2，共3个单元；沟涵面积约占稻田面积的10%。

1.3 稻-渔种养试验管理

1.3.1 水稻种植管理 水稻种植采用广西传统双季稻模式按相关规范标准种植生产；品种上选择优质、高产及抗病、抗倒伏性状良好的杂交水稻“丰田优553”；水稻栽培管理按桂南地区适用的水稻栽培相关技术标准执行。犁耙、施肥、施药、晒田、收割、轮作等田间管理操作尽量避免对养殖鱼类构成危害和干扰。

1.3.2 水产养殖管理 (1)放养前的准备。鱼种放养前8 d左右进行稻田及鱼池、鱼沟清杂消毒和培育水质。清杂消毒用漂白粉、生石灰或茶麸均可。漂白粉用量为20 g/m3，兑水后全池均匀喷洒；生石灰用量为60～75 kg/667 m2，兑水溶化后趁热全池泼洒；茶麸用量为20～30 g/m3，先捣碎浸泡1～2 d，然后连渣带汁均匀泼洒。消毒后第3天，施放腐熟的有机肥150～200 kg/667 m2，培育藻类、轮虫、枝角类等天然饵料，将水色培育呈嫩绿色(绿豆青)，透明度25～30 cm。

(2)鱼种放养。鱼种放养前用高锰酸钾或食盐进行常浸泡消毒。环形沟、“丰”字沟类型稻田在插秧后第7天、禾苗返青后方可放养鱼种，按当地水稻栽培季节，通常在4月中下旬放养。池-田适时耦合类型稻田在每年的3月中下旬、水温稳定在20 ℃以上时即可放养；鱼种初始放养时在鱼池内封闭培育，下池1周、适应环境后，方打开池-沟栅栏让鱼苗游入鱼沟活动；插秧后第7天、禾苗返青后才打开沟-田闸口栅栏放鱼进入稻田养殖。

(3)投喂管理。按照不同养殖对象的生长周期和营养需求选择专用饲料、制定投喂方案和投饵量。苗种阶段每日投喂2次，上午8:00～9:00和下午5:00～6:00各投喂1次；中成鱼阶段每日下午投喂1次。日常投喂遵循定质、定位、定时、定量“四定”原则，并根据天气变化、摄食情况、鱼的不同发育阶段灵活调整。

(4)日常巡视。每天结合投喂管理，早晚巡视一遍，巡视要求“三看”，即看天、看水、看鱼。阴雨天气主要加强增氧，减少投喂或停食；暴雨注意防洪、查漏防逃；注意观察鱼类活动情况，发现病症时应及时采取防治措施，伤病死鱼及时捞出，并做无害化处理；及时清除养殖环境周边杂草，防止蛇、鼠、蛙、鸟等危害鱼类。

特别应注意，对池-田适时耦合稻田，密切结合稻田的田间管理、水位深浅及生境变化，利用闸口栅栏，结合投喂引导控制养殖对象进出稻田种植区活动。在稻田丰水期(如保穗期)应加强用饵料引导养殖鱼类进入稻田多动觅食；施药、施肥期及时引导鱼类回归鱼沟、鱼池栖息；晒田、插秧、水稻收割期或双季稻交替期应进行田-沟隔离，防止养殖鱼类进入稻田。

1.4 数据收集处理

有效养殖水体测算：本试验将水深≥50 cm、能满足养殖鱼类正常生长发育需求的鱼池和鱼沟水体空间界定为有效养殖水体，简称“有效水体”。按鱼池、鱼沟面积和平均水深测算。

产品规格和成活率：成鱼达上市规格时及时捕捞销售，统计每块稻田的总产量；每批产品抽取30～50尾，并称重，计算产品的平均规格；再通过产量、规格，计算收获尾数，分别统计各试验块的养殖成活率。

水稻单产：在成熟期及时收割，分别记录早稻和晚稻产量，计算水稻单茬平均产量。

数据收集与处理采用Excel 2003软件，统计分析采用SPSS 22.0软件。

2 结果与分析

2.1 稻田优化改造结果分析

稻田养鱼能否取得良好效果的前提是需要具备良好的养殖环境条件，同时不能过度改变稻田原有生态功能及用途。因而稻田改造类型、沟涵占稻田的比例、沟涵水体容量等对种养产出效果有直接影响。为优化稻-渔种养生境，试验前对初始选定的小块连片稻田进行“小改大”合并，分别按3种不同类型进行田间工程改造，结果见表2。1～6号田为“丰”字沟、环型沟类型，是当前较具有代表性的田间工程改造常规类型，按15%的比例控制稻田改造占用面积。在试验过程中，根据实际平均水深测算池沟的水容量，改造后能保障85%的水稻种植面积，同时为养殖鱼类分别提供了平均深度50 cm以上、水体容量372～426 m3的沟涵设施空间，也是养殖鱼类最基础而重要的生存发育环境空间。适度合理地改造稻田设施，为实现“稳稻增鱼”目标提供了基本的前提条件。

表2 不同改造类型稻田的稻-渔生产环境资源构成

池-田适时耦合类型是新型的稻田单元化集约化类型，是将初始大、小不一的连片稻田进行一定面积规模的单元化合并后，限定鱼池比例7.5%、鱼沟比例2.5%，养殖主要设施池、沟对稻田比例10%，同时通过要求池深平均1.6 m以上、沟深平均0.8 m以上获得主要养殖设施空间扩容。从表2可以看出，单元集约化改造后，池、沟面积比例减少了5%，其水体容量增加约50%，达到607～626 m3，稻-渔生产环境得到了进一步优化升级。

2.2 不同改造类型稻田的产出效果

2018～2020年项目实施期间，课题组在3种不同改造类型的稻田里设3次重复分别试验养殖罗非鱼、瓯江彩鲤和泥鳅，水稻种植品种为杂交水稻“丰田优553”。

由表3可知，在不同改造类型的稻田里，以低、中、高不同密度养殖罗非鱼、瓯江彩鲤和泥鳅可获得明显不同的产出效果。其中“丰”字沟、环型沟类型稻田的养殖平均单产为108.5～195.7 kg/667 m2，产品规格罗非鱼和瓯江彩鲤262～456 g/尾、泥鳅16～18 g/尾，养殖成活率56.2%～68.3%。池-田适时耦合类型稻田罗非鱼、瓯江彩鲤、泥鳅养殖单产分别达488.5、351.0和330.2 kg/667 m2，产品规格分别为663、638和19 g，成活率分别达92.1%、91.7%和86.9%。池-田适时耦合类型7～9号稻田的养殖产量、产品规格及养殖成活率明显优于1～6号常规类型。杂优水稻“丰田优553”单造平均单产426.7～497.0 kg/667 m2，3种不同改造类型稻田之间的水稻种植产量均达到了较高水平，波动范围相对恒定，整体差异不大。

表3 不同稻田改造类型的稻-渔产出效果

2.3 稻-渔生境优化改造产出效应分析

为探讨试验主效应及优选最佳稻田养殖模式，对试验结果进一步分析[9-11]如下。

2.3.1 多因素方差分析 从表4可知，利用多因素方差分析研究改造类型、放养品种、放养密度3种因素对于养殖单产的差异关系，模型R2值为0.9641，说明改造类型、放养品种、放养密度对养殖单产影响的96.41%变化原因来自不同改造类型稻田。且分析可知：在各因素中，改造类型是影响稻田养殖产量的主效应，对养殖产出效果(平均单产)产生显著性差异影响(P<0.05)。此外，本试验中不同放养品种和放养密度对养殖效果(单产)未产生显著影响。

表4 养殖产出效果(单产)多因素方差分析结果

2.3.2 主效应事后多重比较 进一步分析研究主效应稻田改造类型对其他产出指标的影响关系。主效应改造类型对于养殖单产、 产品规格、成活率、水稻单造平均产量共4项产出指标的差异性，可以看出：不同改造类型稻田对于养殖产品规格、水稻单造单产共2项指标的影响没有显著性差异(P>0.05)。从试验实际效果可以看出(表5)，养殖罗非鱼、瓯江彩鲤等中大型鱼类，池-田适时耦合类型稻田的养殖产品规格显著大于其他2种常规改造类型的产品规格，但由于本分析样本中包含了小型经济鱼类泥鳅，整体降低了产品规格平均水平，故统计学分析未显示出显著差异，同时也说明，产品规格大小主要受特定养殖品种的生物学特性的影响。至于不同改造类型稻田对于水稻单产全部均表现出一致性，分析发现，虽然常规改造类型较池-田适时耦合的单元集约化类型约少5%的水稻种植面积，但由于常规类型可能对水稻种植产量具有更多的边际效应[12-13]，水稻产量在一定程度上得以弥补，因而3种改造类型对水稻产量并没有显著的差异性。

表5 主效应方差分析

此外，从表5可知，不同改造类型稻田对于养殖单产、成活率共2项均呈现出显著性(P<0.01)。具体分析可知：不同改造类型对于养殖单产呈现出0.01水平显著性(F=19.671，P=0.002)，以及具体对比差异可知，有着较为明显差异的组别平均值得分对比结果为“池-田适时耦合>环形沟；池-田适时耦合>“丰”字沟”(图1)。同样，不同改造类型对于养殖成活率呈现出0.01水平显著性(F=55.940，P=0.000)，以及通过具体对比差异可知，有着较为明显差异组别的平均值得分对比结果为“池-田适时耦合>环形沟；池-田适时耦合>“丰”字沟” (图2)。不同改造类型稻田对各产出指标分项比较见图3。

图1 改造类型和养殖单产的多重比较对比

图2 改造类型和成活率的多重比较对比

图3 改造类型和所有项的分析对比

2.3.3 稻-渔综合种养优化模式极差分析 综合分析不同改造类型稻田、养殖品种和放养密度3种因素间的优势及具体因素水平间的优劣情况，通过极差分析筛选最佳养殖模式，结果见表6和图4。

表6 稻-渔综合种养模式的极差分析

图4 因子的各水平均值比较

试验表明，采用池-田适时耦合类型稻田养殖罗非鱼、瓯江彩鲤和泥鳅，无论产量、产品规格，或是养殖成活率，较常规类型均有较大增幅甚至成倍增加，水稻种植产量亦保持在较高水平。进一步分析可知，试验筛选出的稻田养殖最佳因素水平组合为3-1-2组合。结合试验设计分析表明：本试验最佳种养模式为池-田适时耦合类型+罗非鱼+中等放养密度。

3 讨论与结论

稻田水体是稻-渔共作系统中的重要环境因素，环境的优劣影响着水稻、浮游动植物、养殖鱼类和其他水生生物等的生长发育，从而对整个复合生态系统起着制约和促进作用[12-14]。多年来，为了优化稻-渔生态环境，人们进行了各种努力尝试和探索，为推动稻田养殖技术进步作出了重要贡献。但实践中普遍面临的一些瓶颈问题仍需要深入研究探讨和解决。一方面，一些田间工程模式受限于固有的稻田面积规模，配套的鱼坑(鱼涵)太小，通常仅配几个20～30 m2的小鱼池，鱼沟窄而浅，不利于养殖鱼类自由出入稻田活动觅食，充分利用稻田环境的生态功能；另一方面，田间改造工程面积比例不宜超过10%是当前重要的政策导向，过度扩大养殖设施面积追求养殖产量会破坏原有稻田原有生态功能及用途，同时也受国家农业可持续发展政策考量所制约。故许多传统模式仅适宜少数小型经济鱼类的养殖，如鲤、鲫鱼、塘角鱼、泥鳅等，且产量通常很低，单产仅20～30 kg/667 m2左右，增收作用远未能得到充分体现，生产潜力尚有较大的可挖掘空间。林传政等[15]研究稻涵式稻鱼共生方式水稻单产能保持平作稻产量水平,可增收鱼53.6～69.4 kg/667 m2；蒋云霞等[16]研究不同改造类型稻田养殖团头鲂、草鱼、鲫鱼、瓯江彩鲤等，十字沟、“丰”字沟、侧沟类型池沟面积占15%～20%，养殖鱼类的总产量为80.4～87.2 kg/667 m2。本试验池-田适时耦合模式通过对连片稻田单元化集约化改造，优化升级稻-渔生境，沟涵对稻田比例控制在10%内，较常规类型减少5%～10%、养殖水体容量增加约50%，同时满足了稻-渔共作各自的环境需求；在稳定水稻产量的同时，养殖罗非鱼、瓯江彩鲤和泥鳅平均产量分别达488.5、351.0和330.2 kg/667 m2，成活率分别达92.1%、91.7%和86.9%，较环型沟、“丰”字沟类型稻田极显著提高(P<0.01)；产品规格分别为663、638和19 g/尾，在正常生产周期内普遍达到商品鱼上市规格要求，也显著提高了稻田综合种养的产出效益。

稻-渔生境优化改造和技术融合是稻-渔综合种养两大关键问题。近年来，随着农村青壮劳动力大量流向城市，留守的老弱妇孺成了务农的主力军，耕地向有实力的个人和企业成片流转和机械化、规模化耕作成为激活农村经济的大趋势。然而，一些传统常规的田间工程固有的缺陷与水稻种植的机械化、规模化耕作模式矛盾突出。实践发现，环型沟改造类型稻田开挖的环沟，直接阻隔了农业机械下田耕作；“丰”字沟类型则在田间开挖设置了诸多纵横交错的鱼沟、鱼涵系统，更不利于机械化、规模化连片耕作。俗话说“寸水寸鱼”，过于分散的田间沟渠设施往往经不起日久耕作或淤泥坍塌填埋，养殖环境空间很容易变窄、变浅，满足不了养殖动物生长发育及栖息存活的空间需求，对渔业生产也造成较大制约，投入大、产品规格小、成活率偏低，难以在广大农村地区复制、推广。池-田适时耦合类型则对田间纵横交错、过于分散的沟渠设施单元化、集约化改造升级，对种植区、养殖区、进排水系统、生产管理道路及机耕口进行了整体合理设置布局，进一步优化了稻-渔种养环境，一并解决了田间工程设施与现代机械化农业耕作模式的矛盾问题。

稻田养殖技术实质上是将水产养殖和水稻种植相融合的技术。水稻与水产养殖动物由于生长环境、生产周期、管理模式及技术要求不同，在实践中既表现出互利共生的优势，又有诸多相互制约的内在矛盾。我国南方地区多有种植双季稻习惯，早稻是春种夏收，晚稻是夏种秋收，其中7月下旬至8月上旬这段时间需抢种、抢收，称为“双抢”，在一年期间有多次排水、晒田和翻、耕、犁、耙、收割等田间管理工作，对养殖鱼类所需的正常生长发育栖息环境造成极大的胁迫、干扰及危害等安全隐患。在生产周期上，大多数水产养殖品种的养殖周期少则四五个月，多则一年甚至跨年；而水稻种植周期仅3个多月，且根据水稻栽培排灌技术要求，插秧期、成熟收割前期水位很浅，并不适合大多数水产养殖动物栖息，进一步压缩了养殖鱼类的生长发育时间。这种生产时间、周期、技术要求的不协调性，是稻田养殖放养品种、放养时间受限，产品规格小、产量效益低的主要内在原因。稻-渔共作技术融合的关键在于稻-渔两种不同环境的既相对独立又适时耦合。试验发现，池-田适时耦合模式通过鱼闸控制、水位调节、投饲诱导等技术措施以及养殖动物趋利避害天性，可有效调控鱼类活动的时间节点和空间范围：稻田犁耙耕作的浅水期将鱼苗控制在鱼池内封闭培育；插秧第7天、禾苗返青后打开鱼闸放鱼进入稻田养殖；在稻田丰水期(如保穗期)加强用饵料引导养殖鱼类进入稻田活动动觅食；施药、施肥期及时引导鱼类回归鱼沟、鱼池栖息；晒田、水稻收割期或双季稻交替轮作期进行田-沟隔离，杜绝养殖鱼类进入稻田。实践表明：池-田适时耦合模式既可减少稻鱼共作的互相干扰，又能切实保障稻、鱼充分发挥互利共生的生态功能，有效突破了稻-渔共作在放养品种、时间选择及产品规格小、产量低等多种局限，是一种水产养殖与水稻栽培技术高度融合的技术模式。