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從禍害變寶貝,稻田小龍蝦的成功逆襲

稻香蝦肥的背后……

——湖北省農科院植保土肥所躬身研究稻蝦共作的生態影響紀實

圖為:袁家富研究員(左二)帶領團隊在田間調查

圖為:袁家富研究員(左二)帶領團隊在田間調查

作者:農村新報記者彭翠楠 通訊員彭成林 佀國涵

導讀:

潛江小龍蝦加工出口創匯連續十年位居全國第一,在世界淡水小龍蝦產品市場擁有第一話語權,全市小龍蝦產業綜合產值已破百億元。全國最大的小龍蝦良種選育繁育中心在此揭牌,國內首個龍蝦主題大型綜合性旅游示范基地 “中國潛江生態龍蝦城”開門迎客……

小龍蝦,一時間紅透了大江南北。在給潛江添彩、給農民創收的背后,這一產業的蓬勃發展,然而在稻田中養殖的小龍蝦對稻田土壤肥力以及生態環境的影響如何呢?省農業科學院植保土肥研究所利用國家科技支撐計劃課題項目以及湖北省農業科技創新中心資助項目對此進行了深入研究,旨在闡明該模式下小龍蝦對稻田土壤肥力及環境過程影響,為推廣稻-蝦共作模式提供理論依據。

源起:小龍蝦的“利““害”之惑

潛江地處江漢平原腹地,是我國糧食主產區,更是水稻生產重點區,這一區域的土壤肥力、生態安全事關國家糧食安全。

但潛江又處在我國南方澇漬田區域,江漢平原澇漬田的面積就約達1150萬畝,占該區域總耕地面積的39.4%。由于地下水位高、排水不暢,土壤水分過多,土質粘重,透氣性差,土壤還原性強,有機質分解緩慢,從而使得澇漬田土壤耕層水、肥、氣、熱狀況失調。這樣的現狀,對水稻生長而言,不算完美。然而這為喜好淺水環境的小龍蝦提供了適宜生長環境。

小龍蝦一度被認為是“禍害”:一是小龍蝦的活動降低了稻田水的濁度,從而影響了直播水稻種子的萌發率,二則小龍蝦能夠嚼斷并攝食水稻幼苗,長期以來,小龍蝦往往被視為一種稻田害蟲作為防治對象。

聰明好學的潛江人偏偏不信這個邪,2001年,潛江在全國率先探索出小龍蝦“蝦稻共作”模式,打破了“稻田不能養殖小龍蝦”的論斷。稻-蝦共作模式是一種綜合利用的種養模式,即以澇漬水田為基礎,以種稻為中心,稻草還田養蝦為特點的自然生態和人為干預相結合的復合生態系統,該模式為每年9-10月份中稻收割灌水后將小龍蝦苗投向稻田進行寄養,小龍蝦以被淹的稻草以及稻田中的浮游生物為食,在次年的5-6月份水稻插秧前收獲成熟小龍蝦,而未成熟的幼蝦隨水遷移至稻田周圍的蝦溝中,然后排水整地、移栽中稻,待中稻分蘗后復水,幼蝦再次進入稻田生活,在中稻收獲前收獲下一季成熟小龍蝦,該模式充分地利用了稻田的淺水環境和冬閑期,把種植業和養殖業結合起來,更好地保持了農田生態系統中物質良性循環。2006年,這種生態種養模式被寫入省委一號文件,帶動荊楚小龍蝦養殖大發展。

在這一模式中,小龍蝦如何成功逆襲——從水稻的害蟲變成了水稻的朋友?省農科院植保土肥所袁家富研究員團隊深入到潛江市白鷺湖農場,躬耕于田畝之間,用大量的調查、試驗、示范來尋找問題的答案。

在研究區域內,袁家富研究員團隊聯合潛江市農業技術推廣中心選擇稻-蝦共作模式不同年限和不養蝦的中稻單作模式的田塊作為研究對象。經過連續3年的跟蹤調查和研究,專家團隊的研究結果是什么呢?

成績單:活土、節肥、減排、抑雜草

結果令人驚喜。專家團隊用詳實的數據回答了社會的關切,也對稻蝦共作模式的大范圍持續發展提供了科技支撐。

袁家富研究員介紹:“潛江市白鷺湖農場,屬江漢平原低湖區,冬季靜態地下水位40~60公分,北亞熱帶季風濕潤氣候,年均氣溫16.1℃,無霜期246天,年均降雨量1100毫米,土壤類型為湖積物發育而成的水稻土,種植制度為中稻-冬泡。這樣的地塊,在江漢平原很具代表性。因此,在這樣的地塊取得的數據,很具普遍指導意義。”

專家團隊在經過數據分析和現場考察后發現,稻-蝦共作模式改變了澇漬稻田生態系統中物質的循環過程,對土壤的理化及生物性狀均產生影響。在0-25公分耕層土壤中,稻-蝦共作模式的土壤有機質和全氮含量較中稻單作模式有升高的趨勢,這可能是由于中稻單作模式僅依靠水稻的殘留根茬還田彌補土壤有機碳的損失,致使土壤有機碳處于長期消耗狀態,而在稻-蝦共作模式中,小龍蝦以全量還田的稻草為食,快速分解水稻秸稈并排泄糞便進入土壤,有效補充和提高了土壤有機碳和全氮的含量。另外小龍蝦的掘穴打洞活動改善了澇漬稻田耕層土壤的物理性狀,降低土壤容量,提高了土壤孔隙度,調查結果表明稻蝦共作模式土壤的耕層厚度達到了25公分,較中稻單作模式增加了5-10公分;在地下水位高、土壤透氣性差、還原性強、有機質分解緩慢的澇漬稻田土壤中,小龍蝦通過掘穴作用,提高了土壤的透氣性,降低了土壤還原作用,從而提高了土壤中的微生物的種群豐富度以及對碳源的利用率,加快了底層土壤有機質的礦化,提高了養分物質釋放量,從而有利于水稻的生長。在潛江市后湖管理區白鷺湖農場關山分場的調查結果顯示,在中秈稻產量基本相當的情況下,稻-蝦共作模式連續9年的田塊,中秈稻施氮量較常規種植模式減少38.4%-50.2%,從而達到了稻田化學肥料減肥增效的目的。

溫室氣體引起的全球變暖和臭氧層破壞是當今兩大全球環境問題。中國稻田面積占世界水稻種植面積的23%,稻田是溫室氣體的重要排放源之一,稻田甲烷和二氧化碳等溫室氣體的排放在我國農業溫室氣體排放總量中占有重要的份額。

經田間試驗初步研究表明,稻蝦共作模式下,甲烷的排放量較中稻單作模式降低了7.3%-27.2%,二氧化碳降低了5.8%-12.5%。可見,稻蝦共作模式具有明顯的生態環境效應。

通過調查還發現,稻蝦共作模式及其年限能不同程度影響稻田雜草的發生和多樣性。結果表明,與常規種植相比,稻蝦共作模式稻田中丁香蓼、水莧菜、千金子、陌上菜、稗草、通泉草、異型莎草、鯉腸、牛毛氈和鐵莧菜頻度均有所降低,而水莎草的頻度則增加。隨著蝦稻共作年限的增加,稻田雜草總密度、雙子葉闊葉和單子葉禾本科密度呈先減后升的趨勢,當稻蝦共作2-3年時,分別比常規模式降低了52.92%、73.53%和63.26%,當共作年限達到7-8年時,又較共作2-3年回升了67.39%、1.21倍和2.91倍,但仍比常規模式低。與常規種植模式相比,稻蝦共作(2-8年)模式下稻田雜草豐富度指數減少了32.71%-55.78%,多樣性指數、均勻度指數和優勢度指數均減少了約50%,而生態優勢度則增加了48.37%-60.87%。

專家分析,這可能是由于小龍蝦的活動抑制了雜草萌發和正常生長。然而,隨著稻蝦共作年限的延長,稻田大部分雜草發生呈現先降后增的變化和生態優勢度逐步上升的趨勢,這可能是由于隨著稻蝦共作時間的延長,部分稻田雜草逐步適應蝦稻共作環境,形成新的雜草生態系統,從而導致雜草發生和生態優勢度略有回升。

專家建議進一步加強稻蝦共作模式對土壤微生態環境和肥力影響、水稻栽培技術的研究,優化和規范稻蝦共作模式下肥水管理技術和水稻種植技術,更好地發揮該模式的生態效應和經濟效益優勢。

展望:稻香蝦肥說豐年

千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金。袁家富研究員團隊經過深入細致的分析,揭開了稻蝦共作這一種養結合模式背后的奧秘。給廣大稻蝦共作基地農戶吃了一顆定心丸。但這僅是冰山一角,隨著研究的逐步深入,將會有更多的奧秘被揭示。潛江市思致蝦稻共作生態養殖合作社理事長彭信平說:“原來這些低洼地種一季水稻一年收入700元,合作社現在帶領大家發展蝦稻養殖基地1萬多畝,經濟效益翻了近10倍,畝平收入近4000元。現在專家驗證了稻蝦共作對生態對土壤有這么多好處,我們還可以向周邊大力發展。”

潛江蝦鄉稻生態農業有限公司的總經理劉軍也深受其惠。他在蝦稻共作基地上開發再生稻,憑空比別人多收獲一季稻谷,且更受消費者歡迎:“再生稻完全不打農藥,不撒肥料,售價比普通稻米高一倍。”剛剛參加了在福州舉行的中國國際農產品交易會返回的他,了解了國內外市場對優質農產品的強勁需求,發展生態種養的信心更足了!

袁家富研究員團隊的這一研究成果,直接施惠于蝦稻共作產業。據了解,2014年底,潛江全市蝦稻共作面積達到13.5萬畝。我們在潛江市幾大基地走訪的時候,隨處可見一臺臺挖掘機在改擴建蝦稻共作基地,來年,又是一個稻香蝦肥的豐收年!

文章來源:農村新報

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