龚世飞 曹鹏 郭元平 王巍 赵昌松 罗义 兰玉梅 肖能武
摘要:稻+蛙-菇综合种养模式是一种高效利用稻田时空资源进行周年化生产的生态农业发展模式,近年来在鄂西北地区呈良好的发展態势,并逐步形成一定的规模。阐述了稻+蛙-菇综合种养模式的田间配套工程建设、水稻种植、青蛙养殖、羊肚菌栽培等技术措施,并分析了该模式与常规种植制度的综合效益。结果表明,稻+蛙-菇综合种养模式与稻-油轮作模式产投比分别为1.53和1.46,前者平均纯收入可达201 967元/hm2,远高于后者。虽然稻+蛙-菇模式成本投入较高,但全过程采用绿色生产技术,提高了农业资源利用率和产品质量,具备良好的生态效益和社会效益。最后提出了合理发展稻+蛙-菇模式的相关建议。
关键词:稻+蛙-菇综合种养模式;技术集成;效益分析
中图分类号: S344.1 文献标识码:A
文章编号:0439-8114(2024)04-0012-05
Technology integration and benefit analysis of rice+frog-mushroom
comprehensive planting and breeding model
Abstract: The rice+frog-mushroom comprehensive planting and breeding model is an ecological agricultural development model that efficiently utilizes the spatio-temporal resources of rice fields for annual production. In recent years, it has shown a good development trend in northwest Hubei and gradually formed a certain scale. The technical measures such as field supporting engineering construction, rice planting, frog farming, and Morchella esculenta (L.) Pers. cultivation technology measures of the model were expounded, and the comprehensive benefits of the rice+frog-mushroom comprehensive planting and breeding model and the conventional planting system were analyzed. The results showed that the yield to investment ratios of the rice+frog-mushroom comprehensive planting and breeding model and the rice-rape rotation model were 1.53 and 1.46, respectively. The average net income of the former reached 201 967 yuan/hm2, which was much higher than that of the latter. Although the rice+frog-mushroom comprehensive planting and breeding model had a high cost investment, the entire process adopted green production technology, which improved the utilization rate of agricultural resources and product quality, and had good ecological and social benefits. Finally, relevant suggestions were put forward for the rational development of the rice+frog-mushroom comprehensive planting and breeding model.
Key words: rice+frog-mushroom comprehensive planting and breeding model; technology integration; benefit analysis
2022年农业农村部出台的《关于推进稻渔综合种养产业高质量发展的指导意见》指出,要以保障优质农渔产品安全有效供给为目标,优化种养结构布局,协调农业生产生态,稳步推进稻渔综合种养产业高质量发展,为保障粮食安全、推进乡村振兴、加快农业农村现代化提供有力支撑。稻+蛙复合种养模式作为一种典型的稻田空间利用方式,在中国具有实践历史。该模式通过在单一的水稻种植环境中引入蛙类,利用物种之间的生态位互补控制病虫害以减少或避免农药的使用[1],既可以提高稻田效益,又保护了环境,近年来在稻作区得到蓬勃发展。关于稻田养蛙的研究较多。钟颖等[2]从能值分析的视角评价了稻蛙模式的经营效益,结果显示,稻蛙生态种养模式生产系统承受环境压力较小,能值可持续指标表现良好,可持续发展潜力大,是值得拓展推广的绿色生产模式。孙益豪等[3]比较了稻+蛙/鳅综合种养模式与传统稻作模式,结果表明前者的综合效益明显优于后者。汪勇等[4-6]分别从稻蛙绿色生态种养工程中的基础设施建设、农药应用、生态系统构建等方面进行探讨,提出了产业健康发展的相关对策与建议。周雪芳等[7]探讨了稻蛙生态种养对水稻试验田土壤养分供给与微生物作用之间的关系,证实立体种养可增加土壤微生物数量,提高微生物活度、巨大芽孢杆菌数量以及酸性磷酸酶活性,促进难溶性的磷向可溶性磷的转化,从而提高土壤磷的供应能力。综合现有研究结论不难发现,相较于传统种植方式,稻+蛙模式不仅具备更高的经济效益,生态效益也更突出。
十堰市地处丹江口库区下游腹地,是国家级生态示范区和鄂西北山区国家级生态功能保护区,同时还是南水北调中线工程的纯调水区和核心水源涵养区,2022年水稻种植面积为2.266万hm2。如何在实现稻田水环境高水平保护和水资源高效利用的同时进一步推动产业高质量发展,是该地区农业向绿色低碳转型发展过程中无法回避的现实问题。近年来,随着农业现代化进程的加速演进,在传统水稻单作的基础上,稻+蛙、稻+蟹、稻+鱼等立体种养模式不断兴起并逐步形成一定规模,稻-油、稻-麦等周年轮作制度逐步向稻-菇生产体系转变。基于此,本研究从稻+蛙-菇综合种养模式技术流程、田间工程、水稻栽培、黑斑蛙养殖、羊肚菌种植管理等方面进行系统介绍,并借助郧阳区江湾村生产实例分析其综合效益,以期为模式推广应用提供实践指导和科学依据,助力生态农业建设。
1 模式流程
稻+蛙-菇综合种养模式是指在夏季水稻种植过程中,利用水稻和青蛙互利共生的特点,通过对稻田进行科学改造,形成适宜青蛙生活的田间环境,实现光、热、水等资源的最大化利用,构建水稻种植与青蛙养殖高度协同的水生生态农业系统。在稻蛙收获后,冬季栽培经济价值较高的羊肚菌,从而产出优质、绿色的稻米、黑斑蛙、羊肚菌等特色农产品。初始年生产流程如图1所示。
2 田间工程
稻+蛙-菇综合种养模式宜选择在土质疏松肥沃,保水保肥性能较好的壤土和黏土进行,要求周边无污染源、水源充足、水质优良、水体流动性强、排灌设施完善、交通便利的稻田。进行稻+蛙-菇生产时,需要预先在传统稻田开展沟渠开挖和食台搭建作业。为便于后期机械化操作,要尽可能选择连片稻田,每个种养单元面积为667 m2,长30.0 m,宽22.2 m(图2)。
在稻田正中间开一条直沟,宽度为1.2 m,深度为0.7 m。在稻田内缘沿水稻种植区四周建设投饵食台,食台宽度0.3 m、高度0.3 m,其余区域为水稻种植区,约占整个种养单元的90%,田埂高于田面0.5 m。按照高灌低排的格局在稻田两端分别设置进水口和排水口,进水口用40目的长型聚乙烯网袋过滤进水,防止敌害生物随水流进入。在稻田四周每隔5 m栽一根4.5 m高的钢管,栽深0.5 m,钢管顶端打3 mm小孔,用2 mm钢丝从孔中穿过将所有钢管拉紧固定,顶部用孔径0.3~0.5 mm的胶绳网覆盖。稻田四周栽插木棍,用孔径0.2 mm的尼龙网遮围,高度80 cm,防止鸟类、鼠、蛇及其他动物入田侵袭。
在种植羊肚菌时,需预先搭建菇棚。在已经布设好的稻蛙田中,沿纵向每隔2 m栽插一根跨度为4.8 m的拱形钢管,棚高3.2 m左右,直沟左右两侧各平行搭棚2座,棚距0.5 m。拱棚顶部用横梁加固,棚顶覆盖薄膜以防风防雨、保温保湿。
3 配套技术
3.1 水稻栽培
水稻种植前,结合整地施入优质农家肥22.5 t/hm2,翻耕深度30 cm,使肥料与土壤充分混匀,耕细耙平。根据十堰市气候和种养生态系统特点,应选择优质高产、综合抗逆性强、熟期适中的主推品种,如虾稻1号。播种前对水稻种子进行预处理,主要是晒种和盐水选种,然后用1%生石灰浸种消毒,避免把病菌带入大田。采取育苗移栽技术,行株距控制在29.4 cm×20.4 cm,较低的水稻种植密度既利于通风透光,为高产创造条件,也能降低病虫发生率,同时还有利于青蛙在稻田活动。水稻生育期内病虫害控制以黄板、频振式杀虫灯诱杀等方式为主,或选用高效低毒低残留的生物农药制剂;采用物理手段清除田间生物量较大的杂草。水稻生长期间不再追肥,水分管理与当地生产习惯一致。
3.2 黑斑蛙养殖
选择产量和品质上乘,抗病能力突出的黑斑蛙品种。蛙苗投放前可在直沟内均匀撒施5 kg生石灰后注水浸泡3~5 d,杀灭池水和底泥中的有害生物和各种病原体,换入清水后即可投蛙养殖。蛙苗要求体质健壮无损伤,入田前用4%的食盐水浸洗5 min进行消毒处理,投放时段应避开高温和阴雨天气,以防水温过高或水体溶解氧不足给蛙苗带来不适,每个种养单元投放密度控制在2 500只左右。饵料的投喂要求定时、定量、定位,每天饵料用量约为在田幼蛙体重总量的8%,饲养期内早、晚各投料1次,用量比例3∶7。根据黑斑蛙摄食情况,可适当搭配使用活饵和混合饲料,添加适量助消化物质。田间水位控制既要考虑水稻生长需求又要有利于黑斑蛙活动,大致按照“浅-深-浅”的原则进行调整。为保持水质水量相对稳定,每5~7 d换1次水,每次换水30%~40%。对病害的防控要坚持“预防为主、防治结合”,尽量少施或不施农药,通过添加可内服的药品,清除病死动物残体,保持环境卫生等方式控制病害发生。同时,要加强日常巡田,及时修复防逃设施,驱除外来入侵生物,提前关注天气变化,做好防旱防汛应急预案。分时段用不同规格的地笼捕捞成蛙,适时出售。
3.3 羊肚菌种植
将水稻秸秆粉碎,每个种养单元撒施生石灰 50 kg翻耕入土,以杀灭土壤中的杂菌和害虫。在出菇棚内纵向开沟建厢,沟宽15 cm,厢宽1.5 m。选择口碑好、生产正规的企业采购菌种,每个种养单元用种量150 kg,撒播或条播皆可,然后用细土覆盖3~5 cm。播种后3 d左右对场地进行喷灌处理,以土壤湿透为宜;若播种后遇低温天气,及时进行覆膜操作。播种后7~10 d,当菌床上长满菌霜时放置外源营养袋。将有孔的一侧紧贴地面放置,每个种养单元营养袋用量在2 800袋左右。营养袋摆放完成后,用白色薄膜在厢面上搭建小拱棚以保持环境相对稳定。养菌阶段保持土壤湿度50%~60%、空氣相对湿度60%~80%。
当分生孢子逐渐变色和消退、营养包内菌丝变成褐色或者黑色时,将厢面浇透进行催菇处理。原基形成发育后期至小菇形成阶段,要严格避免温度和湿度骤升骤降。随着菇蕾不断长大和外部气温逐渐稳定,可揭掉小拱棚薄膜,适当加大通风。保持土壤温度8~18 ℃、土壤湿度60%左右、空气湿度80%左右,直至羊肚菌子实体成熟。当菌盖表面的脊和凹坑比较明显,子囊果不再增大,菌盖颜色逐渐由小菇时期的褐色变为黄褐色或黑色时即可采收。采收的羊肚菌要及时晒干或烘干,避免堆积褐变,影响品相和出售价格。烘干时温度应从30~35 ℃开始,加大通风,及时排走湿空气,避免菇体严重收缩和褐变,保持3~4 h,至菇体体形不再收缩后逐渐升温至45~50 ℃,温度最高不超过55 ℃,2~3 h后即可彻底干燥。烘干的羊肚菌装入加厚的透明塑料袋中,密封保存,避免回潮发生霉变。
4 效益分析
4.1 经济效益
试验地点位于湖北省十堰市南化塘镇江湾村二组生产示范基地。在稻田综合种养中,以稻-油轮作为对照组,两种种植模式的投入情况见表1。将生产成本大致划分为租赁服务、田间工程、种子种苗、农资物料、其他共5类,其中稻-油轮作模式投入按照传统生产管理方式计算。由表1可知,稻+蛙-菇综合种养模式初始年的投入明显高于稻-油轮作模式,前者约为后者的16倍。稻+蛙-菇种养模式的投入主要集中在田间工程和种子种苗两部分,二者投入总和占全部支出的74.19%,其中羊肚菌种植大棚投入最大,占该模式综合成本的36.19%;其次为蛙苗和菌种成本,总计达132 000元,占模式总投入的34.62%。在稻+蛙-菇综合种养模式下,土地和机械租赁服务成本占比最低,仅为3.38%;与之相对应的,在稻-油轮作体系下,该项成本占比最高,达53.81%。肥料和农药费用是稻-油轮作模式的另一主要支出项,成本占比达26.12%。稻-油模式无需对田面进行改造,不产生田间工程费用。
本研究以2022年实际生产数据为例,分析两种模式的产投情况和经济效益,如表2所示。根据田间实测,当年稻+蛙-菇综合种养模式下水稻单产为 5 781 kg/hm2,羊肚菌干品单产为649 kg/hm2,由于该模式下水稻和羊肚菌实际种植面积分别约占大田面积的90%和85%,以此比例计算得到稻谷实际产量为5 203 kg/hm2,羊肚菌干品实际产量为552 kg/hm2。黑斑蛙平均体重0.048 kg/只,单个种养区捕获2 400只左右,平均实际产量为1 728 kg/hm2。稻-油轮作模式下可平均收获水稻8 806 kg/hm2,油菜产量为 1 605 kg/hm2。按照市場行情,普通稻谷收购价为2.8元/kg,油菜收购价为6.3元/kg;稻+蛙-菇综合种养模式下由于水稻采用的是生态种植方式,稻谷收购价达5.2元/kg,黑斑蛙收购价为28元/kg,羊肚菌干品售价为920元/kg。稻+蛙-菇综合种养模式下可获利201 967元/hm2,产投比为1.53;稻-油轮作模式周年可获利10 934元/hm2,产投比为1.46。
综上可知,虽然稻+蛙-菇综合种养模式初始年投入较高,但后期可产出优质稻、黑斑蛙和羊肚菌等价值更高的农产品,相较于传统的稻-油轮作模式,其综合经济效益实现了大幅提升。考虑到稻+蛙-菇综合种养模式田间工程属于前期固定投入,后续仅需基本的维护成本,因此,随着时间的推移,稻+蛙-菇综合种养模式的经济效益比较优势将会进一步扩大。
4.2 生态效益
稻+蛙-菇综合种养模式是一种遵循生态农业发展规律的生产管理方式,有利于多级循环利用稻田资源,强化稻田生态系统服务功能及其生态价值,具体表现在以下几个方面。
1)稻+蛙-菇综合种养可改善土壤地力。该模式下黑斑蛙活动有利于降低土壤紧实度,为后期羊肚菌菌丝生长创造良好条件。同时水稻秸秆实现全量还田,加之蛙类粪便作为土壤养分的有效补充,可在改善土壤机械组成的同时增加碱解氮[8]和有机质含量。
2)稻+蛙-菇综合种养模式可减少病虫草害的发生。该模式充分发挥“稻田养蛙、蛙养稻”的复合耕作效应,促进稻田立体生态资源最大化利用。水稻植株为蛙类提供栖息场所,蛙类捕食稻田害虫,辅以黄板、杀虫灯等防控措施,达到维持生物多样性丰度和种养平衡的目标,从而控制病虫草害发生。
3)稻+蛙-菇综合种养模式可降低化肥农药施用量。该模式底肥以有机肥为主,后续以作物秸秆还田代替化肥,从而减少化肥投入。考虑到蛙类对化学药剂的敏感性,整个生产过程严格控制农药施用,从而实现全过程绿色生产。
4.3 社会效益
1)相较于传统的稻-油轮作体系,稻+蛙-菇综合种养模式可产出的农产品种类更多,营养价值也更高。采用的生产方式更加友好,产品质量和附加值得到同步提升,为引导适宜地区转变生产经营理念、优化产业结构提供了有益借鉴。
2)稻+蛙-菇综合种养模式通过种养结构的调整,利用相同的水土资源实现了“一水两用、一田三收、种养双赢”,提升了农业经济发展水平,为丰富农民增收渠道提供了新途径。
3)稻+蛙-菇综合种养模式实现了减肥减药,有利于控制农业面源污染的发生,对保障农村环境质量具有重要意义,与乡村振兴战略中提出的生态宜居高度契合。
5 小结与建议
稻+蛙-菇综合种养模式中,单个种养区内蛙池比例约占10%,符合国家关于稻渔综合种养农田改造的技术规范要求。该模式初始年田间工程及蛙苗、羊肚菌种费用投入较大,但综合后期净效益来看,短期内依然较传统模式有明显优势,具备较好的推广前景。从长期可持续发展的角度权衡,该模式还存在以下特征,需要在实践中加以关注。
1)该模式下病虫草害主要采取生态手段予以控制,后期土壤肥力投入主要以作物秸秆还田为主,在此方式下,随着生态韧性的不断衰减,田间病虫草害的防控和肥效的稳定供给可能出现“后继乏力”的现象,从而影响水稻和蛙类正常生长。加之该模式下土壤长期处于淹水或湿润状态,会加速土壤的潜育化进程。为此建议要及时关注田间变化,适时采取休耕轮作等方式,促进生态功能修复。
2)综合研究结果可知,羊肚菌种植具备显著的高投入、高收益特征。根据现有研究结果[9-13]可以发现,虽然羊肚菌已实现商业化种植,但不同地区羊肚菌生长对环境温度、湿度、光照等条件要求存在差异,菌种、场地、棚室设计、田间管理等方面也存在一系列尚未明确的技术问题,完整的稳产高产栽培技术规范尚未形成,因此羊肚菌栽培还存在高风险这一潜在特征。为此建议发展该模式要做到因地制宜、适度经营,以确保实现较为理想的收入。
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