陈国奇 窦志 邢志鹏 郭保卫
(江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农学院,江苏 扬州 225009;*第一/通讯作者:chenguoqi@yzu.edu.cn)
“水稻-小龙虾”综合种养是我国典型的生态循环农业模式,也是我国小龙虾养殖的主要模式[1],2019年我国小龙虾养殖面积共128.6 万hm2,其中,小龙虾综合种养稻田(简称稻虾田)养殖面积占86%。江苏是我国稻虾综合种养大省,2019年江苏有稻虾田14 万hm2,约占全国稻虾田总面积的13%[1]。江苏稻虾综合种养主要有两种类型:一是稻虾轮作,水稻移栽前稻田养殖1~2 茬小龙虾,水稻移栽后剩余少量小龙虾在虾沟中,水稻按常规方式管理;二是稻虾共生,水稻移栽前养殖1~2 茬小龙虾,水稻移栽后田间保持深水层,稻虾共生,水稻季养殖1~2 茬小龙虾[2]。目前,尚未有关于江苏稻虾田杂草群落结构和农户控草技术状况的研究报道。刘全科等[3]研究表明,稻虾共作模式对稗、异型莎草、鸭舌草、陌上菜、水苋菜等稻田杂草的防控效果可达85%以上。郭瑶等[4]研究表明,短期稻虾共作对稻田杂草的抑制作用明显,长期的稻虾共作会逐步形成新的杂草群落结构。徐大兵等[5]研究发现,随着稻虾共作时间的延长,稻田杂草发生和多样性表现出先减少后增加趋势。目前,有关稻虾共作田杂草群落及其防控技术的文献资料稀少,而笔者尚未查到关于稻虾轮作稻田杂草群落方面的调查研究资料,稻虾田杂草群落科学控制策略缺乏理论支撑。因此,笔者于2020年在江苏7个地方开展稻虾田杂草群落结构和农户杂草防控技术调查,以期揭示江苏稻虾田杂草群落结构特点和农户控草技术现状,为科学制定稻虾综合种养田杂草防控提供参考和依据。
2020年8—10月在江苏灌南、盐都、盱眙、高邮、广陵、溧阳和常熟开展稻虾田杂草群落结构和农户杂草防控技术调查。共调查12个稻虾综合种养基地,每个基地为1个样点,每个样点调查10 块杂草较多的田块,每块田调查667 m2左右的面积。采用“七级目测法”调查每块田内各种杂草发生的优势度等级并分别赋值,优势度值从高到低分别为 7个等级:5、4、3、2、1、0.5、0.1[6-7]。此外,对10 位稻虾综合种养大户进行采访调查,记录综合种养稻田面积、水稻移栽方式、移栽秧龄、杂草防控措施和控草成本等。
所有数据展示格式均为“平均值±标准误”。计算每种杂草在每个调查点各田块的优势度平均值。建立“调查样点-杂草优势度值”数据矩阵,基于该数据矩阵分别计算各调查样点杂草群落α 多样性指数,包括Shannon 多样性指数、Pielou 均匀度指数[3-5]。
在12个调查点共120 块稻虾田中共记录到25 种杂草,其中,禾本科杂草10 种、莎草科杂草3 种、阔叶草12 种(表1)。从表1 可见,稻虾轮作田禾本科杂草、千金子优势度平均值显著高于稻虾共生田,莎草科杂草和阔叶杂草的总优势度也高于稻虾共生田,但差异不显著。就具体杂草种类而言,在稻虾轮作田,稗草、杂草稻、千金子的优势度平均值均在1.0 以上,无芒稗、李氏禾、异型莎草、丁香蓼、耳基水苋、水苋菜、鸭舌草、马唐的优势度平均值均在0.1 以上;在稻虾共生田,所有杂草的优势度平均值均<1.0,杂草稻的优势度平均值(0.74)最大,稗草、无芒稗、硬稃稗、异型莎草、千金子的优势度平均值>0.1。稻虾轮作田和稻虾共生田的Shannon 指数平均值分别为 5.95±0.73 和 6.85±1.38,Pielou 均匀度指数分别为 0.80±0.03 和 0.83±0.02,两种类型稻虾田之间均差异不显著。
表1 12个地点稻虾轮作和稻虾共生稻田杂草优势度平均值比较
据稻虾田农户反映,稻虾轮作田最难治的恶性杂草是稗草、千金子、杂草稻、异型莎草、丁香蓼、鸭舌草,稻虾共生田最难治的恶性杂草是稗属杂草、千金子、水苋菜属杂草、鸭舌草(表2)。在稻农的印象里,稻虾共生稻田恶性杂草的种类相对较少,特别是杂草稻危害较轻。
从表2 可见,稻虾轮作农户经营稻虾田面积介于4.67~53.33 hm2之间,平均 23.09 hm2;从事稻虾综合种养的年限在1~4年之间,平均2.67年。稻虾共生农户经营面积介于6.67~21.60 hm2之间,平均13.30 hm2,从事稻虾综合种养年限在3~6年之间,平均4.25年。受访的10个稻虾综合种养基地,6个为稻虾轮作模式,4个采用稻虾共生模式,两种模式下水稻产量在6.75~9.75 t/hm2之间,平均8.25 t/hm2。所调查稻虾轮作基地均为机插秧稻田,而稻虾共生基地水稻有人工移栽和机插秧两种。水稻移栽日期在6月中下旬至7月上旬之间,水稻秧龄30~40 d。
表2 江苏9 位稻虾综合种养大户水稻移栽、杂草发生和防控情况(2020年)
所调查的6个稻虾轮作基地中位于常熟的2个基地水稻为有机栽培,不使用除草剂;其他4个基地采用“土壤处理+茎叶处理+人工拔除”的控草方式,使用的除草剂与常规稻田相似,土壤处理除草剂包括吡嘧磺隆、丙草胺、苄嘧磺隆、苯噻酰草胺,茎叶处理除草剂包括2 甲4 氯、灭草松、氰氟草酯、噁唑酰草胺、氯氟吡啶酯。稻虾轮作模式控草总支出采用化除的稻田平均为1 863.75 元/hm2(含每hm225.5个人工拔草成本),而不采用化除的稻田(有机栽培)控草成本为5 250.00 元/hm2(含每hm252.5个人工拔草成本)。4个稻虾共生基地中2个基地水稻采用有机栽培,不使用除草剂,另外2个采用“水层控草+龙虾控草+人工拔除”方式,所用除草剂有苄嘧磺隆、丙草胺。稻虾共生田在水稻移栽后田间持续保持水层,并随着水稻生长水层逐步提高至35 cm 左右,以便于龙虾进入本田栖息;稻虾田持续维持较高水层可以有效控制杂草出苗和幼苗生长,并且龙虾在稻田可以防除部分杂草。因此,稻虾共生田拔草用工量为 9.5个/hm2,控草支出平均 907.50 元/ hm2。
稻虾轮作是目前江苏稻虾综合种养的主要模式,这种模式下稻田管理与常规稻田接近,稻田杂草群落也与常规稻田较为相似,水稻种植季仅有少量小龙虾在稻田环沟内存活[2],因此,稻田使用除草剂对小龙虾养殖的影响相对较小。除有机稻田之外,稻虾轮作田采用“化学除草+人工除草”的模式,每hm2需25.05个人工进行除草,杂草防控支出平均为1 863.75 元/hm2,而以化学除草为主的稻麦轮作移栽稻田控草成本约1 200.00 元/hm2。考虑到稻田拔草每个人工需要支出80~100 元的劳务费,稻虾轮作田稻田控草成本下降的关键仍然在于节省用工,考虑到使用化学除草的高效性,稻虾轮作稻田化学控草仍然具有较大潜力。吴雷明等[8]研究了乙草胺、丙草胺和丁草胺对小龙虾的急性毒性发现,乙草胺和丙草胺在稻田综合种养生产中按常规剂量使用安全性尚可,而丁草胺按常规剂量使用存在较大风险。对龙虾安全的稻田除草剂品种亟待研究。
本文所调查的8个稻虾轮作基地中稻田主要杂草也是我国稻田常见的恶性杂草,使用的除草剂品种也是我国水稻田常用除草剂[9]。在这些杂草的化学防控中宜关注抗药性问题,一旦稻田内发现抗药性杂草发生宜组织人工进行拔除。
稻虾共生管理技术要求较高,用工量较大,目前在江苏的稻虾综合种养生产中面积相对较小。但该模式可以进一步利用水稻季的光温资源,填补高温季节龙虾市场供应不足的空档,因此具有较高的经济效益[2]。并且稻虾共生期间田间持续维持较高水层从而保证龙虾进入水稻本田栖息捕食,通过水层和龙虾防控稻田草害,可以大幅减少除草剂使用,具有较好的生态效益[2]。本研究所调查4个稻虾共生基地中2个全程不用除草剂,依赖水层和龙虾控草,后期人工拔草用工也较少;2个在水稻移栽前进行土壤封闭处理,并配合水层控草和龙虾控草,有效解决了草害问题,无需人工拔草。总体而言,稻虾共生稻田草害防控成本相对稻虾轮作田和稻麦轮作田要低。稻虾共生田主要杂草包括稗属杂草、杂草稻、千金子、异型莎草、鸭舌草等,这些也是我国常规稻田的恶性杂草。在稻虾共生条件下,使用除草剂可能对龙虾生长和品质造成不利影响,因此对于稻虾共生田杂草的防控宜采用非化学的方式,例如清理田埂及周边沟渠杂草植株及其种子,杂草成熟前人工剪除其穗子防止种子成熟落粒,在进水口加装可挡住杂草种子的滤网,整地后水稻移栽前捞除漂浮水面的杂草种子等。
致谢:感谢本研究中匿名接受采访的稻虾基地大户们以及江苏里下河地区农业科学研究所张家宏老师和寇祥明老师、灌南县农业技术推广中心朱延年老师、盐都区植保站曹方元老师、常熟作物栽培技术指导站盛金元老师、扬州大学农学院研究生江军梁同学等对于田间调查提供的帮助和支持。