稻-蝦共作對早期水稻秧苗的影響

孫莉莉,黃 成*,唐建清

(1.南京大學 生命科學學院,江蘇 南京 210023;2.江蘇省淡水水產研究所，江蘇 南京 210017)

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稻-蝦共作對早期水稻秧苗的影響

孫莉莉1,黃 成1*,唐建清2

(1.南京大學 生命科學學院,江蘇 南京 210023;2.江蘇省淡水水產研究所，江蘇 南京 210017)

摘要：在稻田以不同的時間間隔投放克氏原螯蝦，并投放足量的飼料(飽食組)或不投放任何飼料(饑餓組)，研究了不同處理下螯蝦對水稻早期秧苗損傷及生長的影響。結果表明：插秧當天放養(yǎng)螯蝦的饑餓組和飽食組以及插秧1周后放養(yǎng)螯蝦的饑餓組的秧苗整株性損傷數(shù)均極顯著(P<0.01)高于對照組的,平均損傷率分別為100.00%、37.50%、32.50%；插秧1周后放蝦的飽食組及2周后放蝦組,水稻的總葉片數(shù)顯著多于對照組的,而株高極顯著(P<0.01)低于對照組的。因此在實際生產中,在給予足量餌料的前提下,插秧1周后放養(yǎng)螯蝦為安全模式,插秧2周后放養(yǎng)螯蝦為最佳模式。

關鍵詞：克氏原螯蝦；稻-蝦共作;水稻；秧苗；損傷;放養(yǎng)時間

克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)原產于墨西哥北部和美國南部,于1918年移植到日本,大約在20世紀30年代末期由日本引入中國[1],現(xiàn)廣泛分布于我國各省市,已成為主要的養(yǎng)殖對象。目前,螯蝦的養(yǎng)殖模式多種多樣,如池塘混養(yǎng)、池塘精養(yǎng)、灘圩地養(yǎng)殖、稻田養(yǎng)殖等[2]。其中螯蝦稻田養(yǎng)殖的研究內容主要集中在稻田選擇、土建工程、田間管理、蝦苗放養(yǎng)、飼養(yǎng)管理、水質管理、捕撈管理[3]、稻田養(yǎng)蝦模式[4-5]等方面。在稻-蝦共作中,螯蝦對水稻的影響國外已有文獻報道,但都集中于關注螯蝦對水稻的損傷[6-7],而在稻-蝦共作模式下,螯蝦在飽食、饑餓等不同狀態(tài)下對水稻秧苗的影響研究還基本上處于空白狀態(tài)。有關研究表明植物遭受機械損傷對其生長、產量及次生產物有重要影響[8-9]。水稻葉片的多少和長勢常被作為衡量水稻個體生長發(fā)育進程的重要指標[10],株高能直接影響其豐產潛力和抗倒性能[11]。本實驗以雜交水稻和克氏原螯蝦為研究對象,設置插秧后不同時間間隔投放足量飼料(飽食組)和不投喂飼料(饑餓組)兩種螯蝦的飼喂模式,測定水稻秧苗的損傷棵數(shù)、損傷的葉數(shù)、秧苗的株高、葉片數(shù)等指標，探索了插秧后放養(yǎng)螯蝦的時間和螯蝦的不同飼喂狀態(tài)對水稻的影響,以期為稻-蝦共作模式的實際生產提供指導。

1材料和方法

1.1實驗安排及準備

栽培基質:放蝦苗前7～10 d在水箱(長×寬×高為80 cm×60 cm×60 cm)中填充田園土,基質填充高度為15～20 cm；按照200 kg/hm2的標準每箱施用有機肥0.15 kg；水箱里水位高度為30 cm；在插秧前浸土。實驗安排如表1所示，其中對照組1組,實驗組6組，每組5個水箱,共計35個水箱。每組水箱隨機放置。

表1　插秧后不同處理的實驗安排

注：表中“d”為各實驗組從插秧當天起進行統(tǒng)計的天數(shù)。

1.2水稻品種及其栽培

供試水稻品種為袁禾3號。袁禾3號為長江中下游地區(qū)種植的優(yōu)良超級雜交水稻品種[12],具有明顯的雜種優(yōu)勢,能適應江蘇省的自然環(huán)境條件。在本實驗中，袁禾3號的插秧日期與農業(yè)種植中正常的插秧期同步,即在2014年5月26日,當天多云,溫度20～32 ℃；插秧的邊距×行距×株距為15 cm ×30 cm×16 cm，即每箱插秧苗8棵。

1.3螯蝦投放與管理

1.3.1螯蝦的暫養(yǎng)與投放供試蝦苗來自江蘇省水產養(yǎng)殖研究所。選用體重5～10 g的健康非蛻皮期蝦。在暫養(yǎng)前用3%～5%的食鹽水浸泡5 min,對螯蝦進行消毒。暫養(yǎng)池面積為5 m2,水深0.8～1.0 m,有增氧設備,暫養(yǎng)密度為200只/池。在暫養(yǎng)3 d后,選擇活力良好的螯蝦,隨機投放到實驗水箱中,保證螯蝦總重為50 g/箱(本實驗中螯蝦投放密度為7只/箱)。

1.3.2投喂投餌(飽食)組：在放入螯蝦的當天及此后的每天投喂飼料,早晚各投喂1次,每次投喂飼料的量為20 g/箱。不投餌(饑餓)組：不投喂任何飼料。

1.3.3水質管理在插秧后根據(jù)水稻長勢和實際經驗統(tǒng)一控制田間水位,將稻田水位保持在5～15 cm,并根據(jù)天氣情況,及時注水或排水。在7～8月份期間,當氣溫高于31 ℃時,在水箱外圍澆灌自來水,降低水箱內溫度,使箱內水溫控制在31 ℃以下。

1.3.4生長測定每3 d測定1次水稻整株損傷數(shù)、葉片損傷數(shù)、水稻葉片數(shù)、株高(從高出泥面處計算)。

2結果與分析

2.1放養(yǎng)螯蝦對水稻秧苗損傷的評估

2.1.1稻株整體損傷情況插秧后以不同的時間間隔放養(yǎng)螯蝦,在不同的飼喂狀態(tài)下,統(tǒng)計放蝦后第6天及第9天水稻秧苗的整株性損傷情況,并與對照組(C組)進行差異顯著性比較,結果見表2。

由表2可以看出：在放養(yǎng)螯蝦后第6天及第9天，處理W0h、W0f、W1h的螯蝦對水稻秧苗的整株性損傷率均極顯著高于C組的，其中處理W0h的螯蝦對水稻秧苗的損傷程度最為嚴重,累計損傷率達100.0%；其余3個處理的稻株損傷率與C組無顯著性差異,其中處理W2f的螯蝦對水稻秧苗無整株性啃食。

表2　不同處理的稻株損傷率及其與C組的差異性檢驗結果(P值，雙尾)

由表3可以看出：在不同飼喂狀態(tài)下,W0h和W0f間、W1h和W1f間螯蝦對水稻的整株性損傷均有顯著性差異,而在W2h和W2f間沒有顯著性差異；在無餌料的狀態(tài)下,螯蝦的放養(yǎng)時間不同,對稻株的整體性損傷均有顯著性差異；在飽食的飼喂狀態(tài)下,W1f和W2f間稻株損傷無顯著差異。因此,在實際生產中,應在插秧后1周放養(yǎng)螯蝦,同時給予足量的飼料,這樣可以降低螯蝦對水稻的整株性損傷。

綜合表2和表3可以看出,W0h實驗組中全部稻株被螯蝦吃掉,因而,此后的實驗不再對W0組稻株的損傷葉數(shù)、健康葉數(shù)、株高等指標作進一步統(tǒng)計分析。

2.1.2水稻葉片損傷情況在實驗研究中發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)情況下,螯蝦僅啃食稻株的葉片但不吃光整株水稻。螯蝦對單株水稻葉片的損傷情況分析結果見表4。

表3 　放蝦后第6天不同處理間水稻損傷株數(shù)

從表4可以看出,在放養(yǎng)螯蝦后,各組螯蝦對水稻葉片均有不同程度的啃食。從整體來看,當放養(yǎng)螯蝦時間相同時,飽食組螯蝦對水稻葉片的損傷量均比饑餓組低。其中W1h組水稻的單株葉片損傷率最高,在放蝦后第6天平均達38.69%;W2f組的單株葉片損傷率最低,在放蝦后第9天平均僅為0.77%。在W1組與W2組的不同飼喂狀態(tài)間,螯蝦對水稻葉片的單株損傷率均無顯著性差異。但在實測數(shù)據(jù)中,放養(yǎng)螯蝦2周后不論飽食或饑餓,螯蝦對稻葉的損傷性均低于W1組的。

表4　不同處理單株水稻葉片累計損傷率

2.2放養(yǎng)螯蝦對秧苗生長影響的評估

2.2.1對水稻葉片數(shù)的影響 在不同時間間隔放養(yǎng)、不同飼喂狀態(tài)下,螯蝦對水稻葉片數(shù)的影響見表5。從表5可以看出：在插秧后第13天,W1飽食組的水稻總葉片數(shù)和健康葉片數(shù)相比于對照組均無顯著性差異,即葉片數(shù)在統(tǒng)計學上達到了完全補償[13];在插秧后第19天,W1h組的健康葉片數(shù)顯著低于C組的,而總葉片數(shù)單尾檢驗也顯著低于C組的(P單尾=0.049),即水稻葉片數(shù)僅有部分得到補償；W1f組的健康葉片數(shù)與C組無顯著差異,而其總葉片數(shù)顯著高于C組的,即前者達到了完全補償,后者出現(xiàn)了超常補償；W2組的總葉片數(shù)、健康葉片數(shù)均顯著多于C組的,即水稻葉片數(shù)達到了超常補償。

此外,在插秧后1周及2周放養(yǎng)螯蝦,在插秧后第19天,在螯蝦饑餓的狀態(tài)下,兩組間水稻的總葉片數(shù)具有顯著性差異；而在螯蝦飽食的飼喂狀態(tài)下兩組間則無顯著性差異。

有研究表明,植物遭受生物損傷能促進其營養(yǎng)物質的積累、光合速率的提高[9,14]、次級產物的產生[15]等效應。在本實驗中,水稻葉片的補償性生長現(xiàn)象可能是因為其受到損傷及螯蝦的活動及代謝廢物的共同影響,但此推測仍待進一步驗證研究。

表5　不同處理的水稻葉片數(shù)及差異顯著性檢驗結果(P值，雙尾)

2.2.2對早期水稻秧苗株高的影響統(tǒng)計了W1、W2組水稻秧苗的株高,分別與同期C組的株高比較。此外,還分析了不同處理組間水稻株高的差異性,結果見表6。

表6　不同處理早期水稻的株高及差異顯著性檢驗結果(P值，雙尾)

由表6可以看出：在插秧后19 d時間內,W1組的水稻株高與C組均無顯著性差異,且W1h與W1f組間也無顯著性差異；W2組水稻秧苗的株高明顯低于C組的,且螯蝦飽食組(W2f)的株高極顯著低于饑餓組(W2h)的。有文獻表明在稻鴨共作系統(tǒng)中,稻-鴨組與對照組相比,水稻莖稈基部節(jié)間長度縮短,莖粗增加,表現(xiàn)出壯稈效應[16]。本實驗水稻株高降低的原因可能與此相同。

此外,在相同的飼喂(饑餓或飽食)狀態(tài)下,以不同的時間間隔放養(yǎng)螯蝦,W2h和W2f組的水稻株高分別極顯著地低于W1h和W1f組的。究其原因，可能是螯蝦的活動對水稻早期秧苗造成了輕微損傷,水稻通過一定的生理反應來抵抗或者適應這種脅迫。有關研究表明對植物適當強度的損傷可以促進植物積累更多的生物量[17]。因此,處理組水稻的株高較C組表現(xiàn)出增長優(yōu)勢。此外螯蝦的糞肥也為生長中的水稻提供了所需的營養(yǎng)物質。

3結論及展望

本實驗發(fā)現(xiàn)在相同的放蝦時間模式下,W1f組及W2組的螯蝦對水稻秧苗的整株性損傷與C組無顯著性差異。綜合考慮稻-蝦共作系統(tǒng)中飽食螯蝦對水稻秧苗的損傷情況及可供螯蝦生長的時間長短,最早可在插秧后1周時放養(yǎng)螯蝦,但必須給予足量的飼料。此外,雖然W2h與W2f間螯蝦對水稻秧苗的整株性損傷及葉片損傷均無顯著性差異,但在實測數(shù)據(jù)中W2h組在這兩方面的損傷量均大于W2f組。在株高與總葉片數(shù)方面,與C組相比,W1f組與W2組顯著地抑制了水稻長高,促進其總葉片數(shù)量的增多。陳鳳陽的研究表明，水稻在營養(yǎng)生長期,葉片數(shù)量過少會推遲分蘗期并減少分蘗數(shù),進而影響水稻的有效穗數(shù)和產量[18]。此外,有研究表明克氏原螯蝦是雜食性動物,主要攝食綠色植物、動植物碎屑、水生附著生物、浮游生物、農作物[19]。因而在實際生產中,選擇在插秧2周后放養(yǎng)鰲蝦,并給予足量飼料的模式,不僅可以盡量降低螯蝦對水稻的損傷,提高水稻的分蘗數(shù)量,還可以保證螯蝦的正常生長。

本實驗僅研究了稻-蝦共作系統(tǒng)中螯蝦對水稻早期秧苗的影響,未對水稻整個完整的生長期進行觀察,因此,對于稻-蝦共作系統(tǒng)對水稻和螯蝦的產量和經濟效益的影響未能進行評估。此外,本實驗僅設計和研究了3種不同放養(yǎng)時間模式及2種不同的飼喂狀態(tài)下螯蝦對水稻的影響,而關于螯蝦對稻株不同生長時期及不同部位的損傷性大小及偏好今后仍需進行進一步研究。

參考文獻:

[1] 舒新亞,何裕康.克氏原螯蝦生物學的研究[J].湖北漁業(yè),1991(3):22-26.

[2] 殷悅.克氏原螯蝦不同養(yǎng)殖模式的特點和養(yǎng)殖方法[D].南京：南京農業(yè)大學,2010：9-22.

[3] 嚴香蘭.淡水龍蝦稻田養(yǎng)殖技術[J].現(xiàn)代農業(yè)科技,2009(16):280-281.

[4] Anastácio P M, Nielsen S N, Marques J C, et al. Integrated production of crayfish and rice: a management model [J]. Ecological Engineering, 1995, 4(3): 199-210.

[5] 關故章,孫繼成,何家海,等.稻蝦共作種養(yǎng)模式的特點及技術[J].現(xiàn)代農業(yè)科技,2013(21):265-266.

[6] Anastácio P M, Marques J C. Crayfish,Procambarusclarkii, effects on initial stages of rice growth in the lower Mondego River valley (Portugal)[J]. Freshwater Crayfish, 1997(11): 608-617.

[7] Anastacio P M, Soares M, Correia A M. Crayfish (Procambarusclarkii) consumption of wet-seeded rice plants (Oryzasativa): modifications throughout the rice growing period[J]. Internationale Vereinigung fur Theoretische and Angewandte Limnologie Verhandlungen, 2005, 29(2): 849-851.

[8] Hanley M E, Fegan E L. Timing of cotyledon damage affects growth and flowering in mature plants [J]. Plant, Cell & Environment, 2007, 30(7): 812-819.

[9] Nyk?nen H, Koricheva J. Damage-induced changes in woody plants and their effects on insect herbivore performance: a meta-analysis [J]. Oikos, 2004, 104(2): 247-268.

[10] 田紅琳,隗溟.密度,鄰體和綜合效應對水稻總葉數(shù)影響的研究[J].西南師范大學學報:自然科學版,2009,34(5):139-142.

[11] 何雙紅,魏永霞.水肥耦合條件下水稻株高及其與產量關系組成分析[J].灌溉排水學報,2010,29(4):129-132.

[12] 王慶龍.超級雜交水稻新組合袁禾一號示范栽培技術規(guī)程[J].農技服務,2012,28(12):1659-1659.

[13] Van der Meijden E, Wijn M, Verkaar H J. Defence and regrowth, alternative plant strategies in the struggle against herbivores [J]. Oikos, 1988: 355-363.

[14] Trumble J T, Kolodny-Hirsch D M, Ting I P. Plant compensation for arthropod herbivory [J]. Annual Review of Entomology, 1993, 38(1): 93-119.

[15] Wagner M R. Induced defenses inPonderosapineagainst defoliating insects[C]//Mechanisms of woody plant defenses against insects. New York： 1988: 141-155.

[16] 王強盛,甄若宏,丁艷鋒,等.稻鴨共作下水稻植株的壯稈效應及生理特性[J].應用生態(tài)學報,2008,19(12):2661-2665.

[17] 姜漢僑,段昌群,楊樹華,等.植物生態(tài)學[J].北京:高等教育出版社,2004:206-209.

[18] 陳鳳陽.水稻葉片受損后對分蘗與產量的影響[J].江西農業(yè)科技,1982(9):8.

[19] Wan F H, Guo J Y, Zhang F. Research on biological invasions in China[M]. Beijing: Science Press, 2009: 60-62.

(責任編輯:黃榮華)

Effects of Rice-crayfish Coexistent Culture on Early Rice Seedling

SUN Li-li1, HUANG Cheng1*, TANG Jian-qing2

(1. College of Life Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China;

2. Freshwater Fisheries Research Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210017, China)

Abstract：The experiment set different crayfish releasing intervals after transplanting, enough and empty feeding style treatments, analyzed the influential factors including seedling death, injured leaves, plant height and total leaves. The results showed crayfish released at the same time of rice transplanting together with one week later released in feed situation, existed an extremely significant difference (P<0.01) when compared with control group. The average full damage ratio were 100.0%, 37.50% and 50.0%, respectively. Crayfish released one week after rice transplanting in feed situation and two weeks released, hunger or feed, the total leaves (including damaged ones) of rice are significantly more than the control groups, but the height is distinctly lower (P<0.01). Which indicated that crayfish inhibited early rice height, promoted the compensatory growth of leaves. Therefore, The interval of releasing crayfish after seedling, given enough food, one week was a safe model and two weeks was the best model in practice.

Key words：Crayfish; Rice-crayfish culture; Rice; Initial rice seedling; Damage; Crayfish release time

中圖分類號：S511.047

文獻標志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)01-0016-04

作者簡介：孫莉莉(1989─),女,河南安陽人,碩士,主要研究方向為植物學。*通訊作者:黃成。

基金項目：江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目[CX(14)2077]。

收稿日期：2015-06-15