楊智景 顧海龍 顧明 王慧茹 王顯 楊大柳 馮亞明

摘要：稻蝦種養(yǎng)模式是我國(guó)農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的重要舉措。土壤肥力是評(píng)價(jià)稻蝦種養(yǎng)模式綠色可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。選取新開(kāi)挖的稻蝦種養(yǎng)稻田為研究對(duì)象，通過(guò)與相鄰的水稻單種稻田的土壤肥力進(jìn)行比較，以此探討稻蝦種養(yǎng)模式對(duì)稻田土壤肥力的影響。結(jié)果表明，稻蝦種養(yǎng)模式可以顯著提高稻田及環(huán)溝內(nèi)的土壤肥力。稻蝦種養(yǎng)模式中稻田土壤中pH值增加1.1，全氮含量增加了0.96 g/kg，特別是配合用尿素進(jìn)行追肥的稻田內(nèi)全氮含量增加了 1.24 g/kg，差異顯著。稻蝦種養(yǎng)模式中稻田土壤中速效鉀含量下降了46.5 mg/kg，差異顯著。稻田土壤有機(jī)質(zhì)和有效磷含量呈上升趨勢(shì)，但差異不顯著。此外，新開(kāi)挖的環(huán)溝土壤肥力顯著低于稻田土壤肥力。經(jīng)稻蝦種養(yǎng)模式管理后，環(huán)溝內(nèi)土壤肥力指標(biāo)（pH值除外）均有顯著上升，但仍低于稻田土壤肥力。綜上所述，稻蝦種養(yǎng)模式對(duì)水稻單作下的土壤有改良作用，能增強(qiáng)土壤肥力。但是在施用有機(jī)肥的同時(shí)，還需要施用適量鉀肥進(jìn)行追肥。

關(guān)鍵詞：稻蝦種養(yǎng)模式;青蝦;環(huán)溝土壤;土壤肥力

中圖分類(lèi)號(hào)： S158.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）23-0245-05

稻蝦種養(yǎng)模式是一種將水稻與青蝦水產(chǎn)品養(yǎng)殖相結(jié)合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，稻蝦種養(yǎng)模式能有效利用水產(chǎn)品與水稻互利共生的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，減少農(nóng)藥、化肥的使用量，有效降低農(nóng)業(yè)點(diǎn)、面源污染[1-2]。針對(duì)目前我國(guó)化肥和農(nóng)藥使用過(guò)量的現(xiàn)狀以及農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的需求[3]，稻蝦種養(yǎng)模式確實(shí)是一種符合當(dāng)前生產(chǎn)性應(yīng)用的好模式。國(guó)內(nèi)外對(duì)稻漁種養(yǎng)模式的研究主要集中在對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量、土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究[4-5]。相關(guān)研究表明，稻蟹[6]、稻鱉[7]、稻魚(yú)[8]共作對(duì)土壤理化性質(zhì)的改善和提高發(fā)揮了積極的作用。但也有研究顯示，湖北地區(qū)的稻小龍蝦共作模式讓土壤磷肥供給能力顯著下降，長(zhǎng)期的稻漁種養(yǎng)模式會(huì)破壞土壤中的磷肥供給能力[9]。但湖北地區(qū)的稻小龍蝦共作模式與江蘇里下河地區(qū)的稻蝦種養(yǎng)模式的生產(chǎn)管理、施肥管理等方面存在較大的差異，江蘇里下河地區(qū)的稻蝦種養(yǎng)模式對(duì)稻田土壤肥力的影響尚不清楚。

土壤肥力是土壤內(nèi)物質(zhì)、結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)與外界條件綜合作用的結(jié)果[10]，它的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)是土壤養(yǎng)分[11]。pH值、有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量等對(duì)植物從土壤中吸收養(yǎng)分有重要的影響，是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)[8]。江蘇里下河地區(qū)主要由稻蝦種養(yǎng)模式集成了綠色施肥、病蟲(chóng)草害防治等多種生態(tài)共作技術(shù)[1]。通過(guò)這一模式的推廣，農(nóng)民收益持續(xù)增長(zhǎng)，稻蝦種養(yǎng)模式受到種養(yǎng)殖大戶的歡迎。

為了研究稻蝦種養(yǎng)模式對(duì)稻田土壤肥力的影響，在興化市中堡鎮(zhèn)國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)新開(kāi)挖了稻蝦種養(yǎng)塘口，通過(guò)改變施肥方法及病蟲(chóng)草害防治方法，檢測(cè)土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)變化規(guī)律，以期為稻田土壤肥力的提高提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)稻田 試驗(yàn)于2019年3月至2019年12月在江蘇省泰州市興化市中堡鎮(zhèn)國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)基地進(jìn)行：稻小龍蝦種養(yǎng)面積 2.33 hm2，其中水稻種植面積2.1 hm2;稻青蝦種養(yǎng)面積 1.33 hm2，其中水稻種植面積1.2 hm2。稻田四周開(kāi)挖環(huán)溝，環(huán)溝深度為1.2～1.5 m。在稻田環(huán)溝栽植水生植物，水草覆蓋面積占環(huán)溝面積的 40%～60%。

1.1.2 種養(yǎng)品種 養(yǎng)殖品種為青蝦，苗種來(lái)源于繁育基地，活力強(qiáng)，肢體完整，規(guī)格整齊，經(jīng)檢驗(yàn)檢疫合格;水稻品種為遲熟中粳稻品種南粳9108，具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、耐肥力強(qiáng)及抗病能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，T0為水稻單作常規(guī)種植，按照水稻單作施用化肥;T1為稻青蝦種養(yǎng)，施用有機(jī)肥取代化肥;T2為稻青蝦種養(yǎng)，施用有機(jī)肥的同時(shí)以尿素進(jìn)行追肥。水生動(dòng)物養(yǎng)殖面積以環(huán)溝面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。青蝦苗種于3月份放養(yǎng)。其中，青蝦苗種規(guī)格1 000～2 000 尾/kg，放養(yǎng)密度15 000～20 000尾/667m2，青蝦平時(shí)采用地籠方式適時(shí)捕撈、上市，水稻收割后干池捕撈。水稻于6月份育秧和移栽，水稻生長(zhǎng)期間，T1、T2組水稻均不使用除草劑、農(nóng)藥，11月份收割水稻。稻田種養(yǎng)模式的日常管理參照馮亞明等的管理方法[12]。苗種按照各模式要求放入環(huán)溝中養(yǎng)殖。整個(gè)種養(yǎng)周期內(nèi)做好飼料投喂、水稻種植、水位控制、生物疾病防控等管理工作。飼料投喂遵循定時(shí)、定位、定量、定質(zhì)投餌和“葷素搭配，精粗結(jié)合”的原則。

水稻種植過(guò)程中前期做到薄水返青、淺水分蘗、夠苗擱田;擱田復(fù)水后濕潤(rùn)管理，孕穗期和抽穗期建立淺水層;抽穗以后采用干濕交替管理，遇到高溫天氣灌深水調(diào)溫。水位過(guò)淺及時(shí)補(bǔ)充，水質(zhì)過(guò)濃及時(shí)換水。根據(jù)水質(zhì)的變化情況定期潑灑微生物制劑改善水質(zhì)。

堅(jiān)持“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的方針，一般每隔15～20 d，生石灰加水溶解成150～225 kg/hm2后在環(huán)溝中潑灑1次。定期在飼料中添加光合細(xì)菌、免疫多糖、維生素C、維生素E等藥物，制成藥餌投喂，以增強(qiáng)水生動(dòng)物體質(zhì)，減少病害的發(fā)生。

1.2.2 土壤樣品采集與測(cè)定指標(biāo)

1.2.2.1 土壤采樣 分別于實(shí)施稻田種養(yǎng)模式前后在各稻田采集土壤樣品。按照5點(diǎn)取樣法隨機(jī)取5個(gè)點(diǎn)的土樣，取樣深度在0～20 cm。混勻每塊稻田的土壤并編號(hào)，簡(jiǎn)單處理后在室溫下風(fēng)干，進(jìn)行后續(xù)相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

1.2.2.2 土壤理化性質(zhì)測(cè)定 土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量的測(cè)定方法參考郭海松等的方法[8]。土壤 pH值的測(cè)定方法為NY/T 1121.2—2006《土壤檢測(cè)第2部分：pH的測(cè)定》中的玻璃電極法，有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定方法參照LY/T 1237—1999森林土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定中的重鉻酸鉀氧化-外加熱法，全氮含量測(cè)定方法參照LY/T 1228—1999森林土壤全氮的測(cè)定中的半微量凱氏法，有效磷含量測(cè)定方法參照HJ 704—2014土壤有效磷的測(cè)定碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法，速效鉀含量測(cè)定方法參照LY/T 1236—1999森林土壤速效鉀的測(cè)定乙酸銨浸提-火焰光度法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種養(yǎng)模式對(duì)土壤pH值的變化規(guī)律

從圖1可以看出，剛開(kāi)挖的環(huán)溝內(nèi)的土壤pH值比稻田內(nèi)土壤pH值高1.0;與處理前相比，處理后T0、T1、T2處理稻田土壤pH值分別為6.2、7.3、7.4，分別增加了-0.1、1.1、1.1，T1、T2組稻田土壤pH值顯著提高;環(huán)溝土壤T0、T1、T2處理pH值分別為7.2、7.5、7.5，分別增加了0.0、0.2、0.3個(gè)單位，處理間差異不顯著。

2.2 不同種養(yǎng)模式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

從圖2可以看出，剛開(kāi)挖的環(huán)溝土壤有機(jī)質(zhì)含量比稻田土壤有機(jī)質(zhì)含量低23.7 g/kg;與處理前相比，處理后T0、T1、T2稻田土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為29.7、29.6、28.4 g/kg，分別增加了1.4、2.8、0.9 g/kg，處理間差異不顯著;處理T0、T1、T2環(huán)溝土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為4.7、10.7、12.3 g/kg，分別較處理前增加0.1、6.0、7.7 g/kg，T1、T2組環(huán)溝土壤有機(jī)質(zhì)含量較處理前顯著增加。

2.3 不同養(yǎng)殖模式對(duì)土壤全氮含量的影響

從圖3可以看出，剛開(kāi)挖的環(huán)溝土壤全氮含量比稻田土壤全氮含量低1.38 g/kg;與處理前相比，處理后T0、T1、T2稻田土壤全氮含量分別為2.15、2.92、3.19 g/kg，分別較處理前增加0.18、0.96、1.24 g/kg，T1、T2組稻田土壤全氮含量顯著提高;處理T0、T1、T2環(huán)溝土壤全氮含量分別為0.6、1.38、1.52 g/kg，分別較處理前增加0.01、0.80、0.81 g/kg，T1、T2組環(huán)溝內(nèi)全氮含量顯著增加。

2.4 不同種養(yǎng)模式對(duì)土壤有效磷含量的影響

從圖4可以看出，剛開(kāi)挖的環(huán)溝土壤有效磷含量比稻田土壤有效磷含量低19.5 mg/kg;與處理前相比，處理后T0、T1、T2稻田土壤有效磷含量分別為40.8、46.5、46.2 mg/kg，分別增加1.9、5.9、6.5 mg/kg，差異不顯著;處理后T0、T1、T2環(huán)溝土壤有效磷含量分別為19.6、26.2、26.1 mg/kg，分別增加了0.2、7.3、7.0 mg/kg，T1、T2處理組環(huán)溝土壤有效磷含量顯著增加。

2.5 不同種養(yǎng)模式對(duì)土壤速效鉀含量的影響

從圖5可以看出，與處理前相比，處理后T0、T1、T2稻田內(nèi)土壤速效鉀含量分別為138.7、94.8、108.3 mg/kg，分別降低了1.8、46.5、44.5 mg/kg，T1、T2處理組稻田土壤速效鉀含量顯著降低;處理T0、T1、T2環(huán)溝土壤速效鉀含量分別為64.8、89.4、88.8 mg/kg，較處理前分別增加1.6、23.9、27.0 mg/kg，T1、T2處理組環(huán)溝土壤速效鉀含量顯著增加。

3 討論與結(jié)論

pH值是土壤的一項(xiàng)重要指標(biāo)，會(huì)影響土壤肥力及土壤微生物環(huán)境[13]。稻田內(nèi)長(zhǎng)期施用化肥導(dǎo)致土壤利用強(qiáng)度大，土壤酸化面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。土壤pH值對(duì)植物的生長(zhǎng)有較大影響，土壤pH值降低會(huì)造成植株株高變矮，產(chǎn)量降低[14]。水稻最適宜生長(zhǎng)的土壤pH值在7左右，但長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)在傳統(tǒng)的耕作模式下稻田土壤pH值總體緩慢下降，呈酸化的趨勢(shì)，這與施用過(guò)磷酸鈣等化肥有關(guān)[15]。剛開(kāi)挖的環(huán)溝土壤pH值比稻田土壤pH值值高1.0，長(zhǎng)期的水稻種植對(duì)土壤pH值有較大的影響，使土壤呈酸化趨勢(shì);與稻蝦種養(yǎng)模式前相比，稻田土壤pH值約提高了1.1，這與稻蝦種養(yǎng)模式下使用石灰水消毒有關(guān)，石灰水消毒既能滿足青蝦的生長(zhǎng)，又能中和土壤中的酸，促進(jìn)有機(jī)肥的腐熟分解，達(dá)到土壤養(yǎng)分平衡的作用。同時(shí)，在水稻管理中應(yīng)該減少過(guò)磷酸鈣這類(lèi)化肥的使用。

有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)，是水稻獲得高產(chǎn)的主要限制因素[16]。相關(guān)研究表明，長(zhǎng)期施用氮肥土壤有機(jī)質(zhì)含量大多是增加的[17]，全氮含量影響不明顯[18];施用有機(jī)肥后，土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量增加比較明顯[17，19]。本研究結(jié)果表明，剛開(kāi)挖的環(huán)溝土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量比稻田土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量分別降低了23.7、1.38 g/kg，環(huán)溝底層土壤養(yǎng)分比稻田表層土壤養(yǎng)分少。與T0組相比，T1、T2組稻田土壤中有機(jī)質(zhì)含量均有所提高，但各組之間差異不顯著;全氮含量顯著增加;環(huán)溝土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量均顯著增加。有機(jī)質(zhì)含量有上升的趨勢(shì)但變化不明顯，這可能與有機(jī)肥及追加施用的尿素用量比較小有關(guān)。施用有機(jī)肥和化肥能使土壤中的全氮含量顯著增加，本結(jié)論與李燕青等研究結(jié)果[19]一致。環(huán)溝土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的顯著增加應(yīng)與環(huán)溝新開(kāi)挖養(yǎng)分較低、種植水草、飼料投喂、排泄物等因素有關(guān)。此外，環(huán)溝內(nèi)雖然長(zhǎng)期淹水但為了滿足青蝦生長(zhǎng)需要，水體氧氣充足，有利于有機(jī)質(zhì)的積累，能在1個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)迅速提高環(huán)溝底層土壤養(yǎng)分。

土壤中有效磷和速效鉀是能夠被植物吸收利用的形態(tài)，是評(píng)價(jià)土壤供磷、供鉀水平的重要指標(biāo)[20]。本研究結(jié)果表明，剛開(kāi)挖的環(huán)溝土壤有效磷、速效鉀含量比稻田土壤有效磷、速效鉀含量分別降低了19.5、77.3 mg/kg;與T0組相比，T1、T2組稻田土壤中有效磷含量均有所提高，但差異不顯著，速效鉀含量顯著減少;環(huán)溝土壤有效磷和速效鉀含量均顯著增加。稻蝦種養(yǎng)模式下有機(jī)肥、飼料及排泄物增加了土壤的有機(jī)質(zhì)含量，減少了無(wú)機(jī)磷的固定，促進(jìn)了無(wú)機(jī)磷的溶解，從而有效提高了土壤中有效磷的含量，本結(jié)論與佀國(guó)涵等研究結(jié)果[21]基本一致。稻田土壤中速效鉀含量顯著下降，這可能是由于水稻生長(zhǎng)過(guò)程中未施用鉀肥，而且有機(jī)肥中鉀含量偏低，水稻生長(zhǎng)消耗速效鉀較多[8，21-22]導(dǎo)致的。在稻蝦種養(yǎng)模式中，可能還需要試驗(yàn)配合適時(shí)適量的補(bǔ)充鉀肥，以供水稻正常生長(zhǎng)所需。

稻蝦種養(yǎng)模式下土壤肥力指標(biāo)提升存在差異。由于養(yǎng)殖產(chǎn)生的殘餌、排泄物等原因，土壤中pH值、有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量和有效磷含量均呈上升趨勢(shì)，土壤肥力得到顯著提高，有利于水稻的生長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)一輪生長(zhǎng)周期，環(huán)溝土壤的肥力顯著上升。但研究發(fā)現(xiàn)種植水稻的土壤中速效鉀含量顯著降低。在連續(xù)種養(yǎng)的田塊需要及時(shí)補(bǔ)充鉀肥以滿足水稻生長(zhǎng)所需。

稻蝦種養(yǎng)模式下青蝦可以利用稻田的雜草、浮游生物等天然餌料，減少水稻的病蟲(chóng)害，青蝦的排泄物還能促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)。稻蝦種養(yǎng)模式不僅是水稻種植和青蝦養(yǎng)殖的簡(jiǎn)單空間結(jié)合，而且稻蝦種養(yǎng)模式改變了稻田的管理和生產(chǎn)方式，如增大了有機(jī)肥的投入，減少了化肥的使用，能避免噴灑農(nóng)藥，是一條可持續(xù)的綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)道路。

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