南粳9108水稻—中華絨螯蟹共作模式下水體理化指標與生長動態分析

王偉+顧海龍+胡中澤+王顯+馮亞明+張培通+焦慶清

摘要：開展了南粳9108水稻與中華絨螯蟹共作試驗，通過定期測量水體的溫度、pH值、溶氧量（DO）、銨態氮（NH+4-N）含量、亞硝酸態氮（NO-2-N）含量、硫化氫（H2S）含量以及中華絨螯蟹體質量指標，探索南粳9108水稻與中華絨螯蟹共作模式，同時研究稻田水體理化指標與中華絨螯蟹生長的動態變化情況。共作模式下，水體WT變化范圍為7.70～31.19 ℃，pH值7.40～8.23，DO 2.66～5.72 mg/L，NH+4-N含量0.17～1.19 mg/L，NO-2-N含量 0.054～0.154 mg/L，H2S含量0.040～0.176 mg/L；中華絨螯蟹的生長呈“S”形曲線，雄性個體平均體質量比雌性個體大。收獲期，雄蟹的平均體質量達146.32 g，雌蟹平均體質量達123.82 g。本研究為養殖戶進一步優化和改進稻田養蟹提供了依據，同時為摸索更適合當地推廣的高效稻蟹共作模式提供參考。

關鍵詞：稻蟹共作；高效模式；南粳9108；中華絨螯蟹；溶氧量；銨態氮；亞硝態氮；pH值；生長變化

中圖分類號： S966.16文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）12-0109-04

是我國重要的淡水養殖種類之一，養殖模式已從湖區養殖發展到池塘養殖、網箱養殖、稻田養殖。稻漁共作是由水稻種植與魚、蝦、蟹等水產經濟動物養殖有機結合，從而達到互利共生的復合生態農業模式[1]。利用稻田的淺水環境，將養殖與種植有機結合，既保證了耕地面積，又發展了水產養殖業[2]。既實現水稻與水產品產量穩定，同時具有化肥農藥減量和農業面源污染降低等效應。我國的稻田養殖面積和產量穩步發展，2010年我國稻田養殖面積達132.61萬hm2，年生產水產品達124.27萬t，占淡水養殖總產量的5.30%[3]。稻田養殖由原來傳統、規模小、養殖單一的模式逐漸發展為規模化、專業化、機械化和養殖多樣化的模式，逐漸形成適合各個稻作區的多樣化稻田養殖模式（稻-魚模式、稻-鱉模式、稻-蟹模式、稻-蝦模式和稻-鰍模式等）[4]。以傳統稻田養蟹為基礎并經提升而形成“盤山”模式（別稱“大壟雙行模式”）是稻蟹共生的典型范例[5]。近些年來，稻田生態共作模式在我國多個地區推廣，已經成為一種有效的農業增產增收模式。

在稻-中華絨螯蟹共作模式下，中華絨螯蟹為水稻除草、除蟲、抑制無效分蘗、疏土增肥；稻田為中華絨螯蟹的生長提供了良好的環境[6]。然而稻田環境水體小，pH值、水溫等水質指標變化快，水質不穩定，且氮肥的施用會導致銨態氮含量過高，對中華絨螯蟹的生長存在一定的影響。因此，實時監測稻田水質指標，研究其與中華絨螯蟹生長的動態規律尤為重要。

南粳9108水稻是由江蘇省農業科學院選育的中粳稻品種，其株型較緊湊，長勢較旺，分蘗力較強，莖稈粗壯，抗倒性強，抗病蟲性好，已經在我國多個地區推廣種植。但是，南粳9108水稻與中華絨螯蟹共作模式的研究還較為缺乏。因此，選用南粳9108水稻與中華絨螯蟹進行生態共作，初步探索該模式下稻田水體與中華絨螯蟹生長發育的動態變化，為養殖戶進一步優化和改進稻田養蟹提供理論和技術依據，同時摸索建立形成適合本地區推廣的高效稻田共作模式。

1材料與方法

1.1試驗池塘

2015年3—12月在江蘇省興化市中堡鎮國家現代農業示范園區基地2號塘口開展試驗。試驗塘口面積為2.7 hm2，其中水稻栽培面積為1.83 hm2。稻田四周開挖環溝，中間開挖中間溝。該區屬于北亞熱帶濕潤氣候，常年雨水豐沛，日光充足，氣候溫暖，四季分明，無霜期較長。地勢低洼，湖泊眾多，河流縱橫，非常適合開展稻田生態種養。

1.2苗種放養和水草栽種

2015年3月進行苗種放養，蟹種規格為100～120只/kg，放養密度為10 500～12 000只/hm2。水稻品種選用南粳9108，6月進行育秧和移栽，11月進行水稻收割。水草主要栽種品種為伊樂藻和輪葉黑藻，其中伊樂藻的栽種時間為2月，采取切莖分段扦插的方法，環溝栽植，扦插深度3～5 cm，水草的覆蓋率占池塘的30%～50%；5月開始栽種輪葉黑藻，高溫期使水草總面積維持在60%～70%。養蟹田施一次性生物有機肥作基肥，不施追肥，水稻生長期間均不使用農藥除草、殺蟲。

1.3日常管理

1.3.1投喂管理養殖期間嚴格按照“兩頭精，中間青，葷素搭配，精青結合”的科學投餌原則進行投喂管理。前期主要投喂冰凍小魚或雜魚，中期主要投喂冰凍小魚和顆粒性餌料，后期主要投喂煮熟的玉米和大豆。具體的投喂量一般視天氣以及中華絨螯蟹的吃食情況來定，早晚投喂1次，主要以傍晚投喂為主。堅持定時巡查，及時觀察中華絨螯蟹的吃食和生長狀況。

1.3.2水位控制前期氣溫和水溫較低，采取淺水位有利于養殖水體水溫的迅速提高，使中華絨螯蟹盡快進入正常攝食狀態；中期高溫季節，加深水位有利于降低水溫，讓中華絨螯蟹正常攝食和蛻殼；后期穩定在一個適中的水位，有利于防止水溫的急劇波動，提供中華絨螯蟹一個穩定的、有利于增質量育肥的水體環境。3—5月水位控制在50～70 cm，6—8月水位保持在1.0～1.2 m，9—11月水位一般在70～90 cm。

1.4樣品的采集與測定

4—11月每月進行數據測量2次，沿稻田環溝取3個點進行采樣，采樣時間08：00—09：00。水質測定項目包括水溫、pH值、DO（溶氧量）、NH+4-N含量、H2S含量、NO-2-N含量。其中，水溫、pH值、DO、NH+4-N含量的測量使用YSI5820水質分析儀進行現場測量表層30 cm和底層（70～120 cm）的數值，后取平均值；硫化氫含量、亞硝酸鹽含量測量儀器為MR220水質分析儀。使用有機玻璃采水器采集水樣帶回實驗室，水樣存放于4 ℃冰箱中，在24 h之內完成分析測試。同時，采用地籠捕撈中華絨螯蟹，隨機抽樣30只，濾紙吸去表面水分，使用電子天平測量體質量。endprint

1.5數據分析

試驗所得數據使用Excel 2007進行分析，對數據采用單因素方差分析。水質指標與體質量測定數據均取平均值分析作圖。

2結果與分析

2.1水溫與pH值

2.1.1水溫中華絨螯蟹為變溫動物，體溫與外界水溫基本持平。楊鳳萍等研究認為，造成中華絨螯蟹生長差異的主要原因是其生長條件，尤其是不同生長發育階段的溫度條件不一樣[7]。胡安霞等研究表明，在自然環境中對中華絨螯蟹生長發育影響最大的是溫度[8]。王勇軍研究發現，中華絨螯蟹幼蟹在平均溫度為（22±3）℃下生長最快，±4.5 ℃的變化幅度即對其生長有抑制作用[9]。本試驗過程中，稻田的水溫變化范圍為7.70～31.19 ℃（圖1），總體呈先上升后下降的趨勢。中華絨螯蟹的最適生長溫度一般在18～30 ℃之間，一般水溫在10 ℃時開始明顯攝食，在適溫條件下溫度越高，中華絨螯蟹的攝食越旺盛，生長和變態迅速加快，10 ℃以下時攝食能力減弱。稻田水體下層水溫基本保持在30 ℃以下，不會影響中華絨螯蟹的正常生長。如圖1所示，4、5月稻田水體的溫度大體上在15～20 ℃，呈緩慢上升趨勢；6月水溫達到25 ℃以上；7、8月水溫開始超過30 ℃；9月水溫開始隨逐漸將低；11月水溫降低至7 ℃左右。

2.1.2pH值pH值是養殖水體的重要指標之一，其大小直接影響水體生物的生長和存活，其變化規律可以反映水體的

環境變化情況，穩定的pH值是保證中華絨螯蟹養殖穩產、高產的重要手段[10]。中華絨螯蟹成蟹養殖最適的pH值一般在7.5～8.5，從測量的結果（圖2）來看，共作模式下水體的pH值變化范圍在7.4～8.3之間波動，均符合GB11607—1989《漁業水質標準》規定的6.2～8.5[11]。水體呈弱堿性，適合中華絨螯蟹的生長。pH值總體上呈先上升后下降的趨勢，10月水體的pH值最低，數值在7.4左右。過高或者過低的pH值都會對中華絨螯蟹生長造成不良的影響，而稻田共作模式下水體的pH值穩定性較好，未出現pH值過高或過低的現象。

2.2溶氧量和銨態氮含量

2.2.1溶氧量DO是池塘水產養殖管理中的一項重要指標，其變化是水體理化性質和生物學過程的綜合反映[11]。池塘溶氧量水平的高低與養殖效果好壞緊密相關。一般認為，池塘的溶氧量隨夜間生物代謝和有機物分解逐漸降低，在黎明時降至最低。測量的結果（圖3）顯示，4—11月稻田中水體DO在2.66～5.80 mg/L之間波動。4—6月，隨著水溫的升高、水體中水草的生長，水中溶氧量充足，在5.0 mg/L以上。在7—8月，水體DO開始降低，其總體上在3 mg/L左右波動，在8月測量數值達到最低值。

2.2.2銨態氮水體中的銨態氮大多來自生物代謝和有機物的分解還原，銨態氮含量的高低是水體是否受到有機污染的重要標志之一[12]。由圖4可以看出，水體中NH+4-N含量在0.17～1.19 mg/L之間波動。其中，高溫季節6、7、8月水體中的NH+4-N含量高于GB 11607—1989《漁業水質標準》的0.69 mg/L，但是在中華絨螯蟹的安全生長含量范圍之內；其他時間NH+4-N含量都在0.69 mg/L波動。與池塘養殖相比，稻田養殖水體的銨態氮含量往往相對高一些，水中的銨態氮含量過高，很可能與養殖初期投放中華絨螯蟹的密度有關，此外高溫季節中華絨螯蟹的大量排泄物和水草的死亡也會引起水中銨態氮含量上升。銨態氮毒性與池水的pH值及

水溫有密切關系，一般情況下，pH值及水溫愈高，毒性愈強[13]。因此，稻田養殖中華絨螯蟹高溫季節尤其要注意調節水質，防止水中銨態氮含量過高。

2.3硫化氫與亞硝酸鹽

2.3.1硫化氫養殖池塘中的殘餌、糞便、動植物殘骸在厭氧型硫酸鹽還原菌的作用下分解產生硫化氫，是水體中H2S的主要來源[15]。當其含量較高時，通過滲透與吸收進入水產動物的組織與血液，與血液中的攜氧蛋白相結合，破壞其結構，使其失去攜帶氧氣的功能。對水產動物的皮膚和鰓絲黏膜有很強的刺激和腐蝕作用。圖5表明，稻蟹共作模式下4—11月水體的H2S含量總體較低，變化范圍為0.040～0.176 mg/L。GB 11607—1989《漁業水質標準》中規定，硫化物含量不超過0.2 mg/L。常溫下，當pH值>9時，硫化物98%以上都是以HS-形式存在，毒性較小；當pH值<6時，90%以上硫化物以硫化氫形式存在，毒性很大。

2.3.2亞硝酸鹽亞硝酸鹽作為硝酸鹽和銨鹽還原與氧化過程的中間產物，在水體中的含量較不穩定[14]。圖6表明，養殖過程上NO-2-N的含量總體較低，變化范圍為0.054～0.154 mg/L。石俊艷等研究表明，NO-2-N對幼蟹的安全質量濃度為2.086 mg/L，而且隨著其生長發育，抗毒能力明顯增強[15]，生態養殖池塘水體NO-2-N含量遠低于安全質量濃度。測量的結果（圖6）顯示，稻田水體中NO-2-N含量在4—7月較低，在8月出現小幅增長，其很可能與水溫的升高、伊樂藻的衰亡而導致水體DO含量下降有關。

2.4中華絨螯蟹生長動態變化

影響甲殼動物生長和蛻殼最重要的環境因素是水溫、水質和食物。在本試驗中，中華絨螯蟹的食物主要有配合飼料、螺螄及稻田中的浮游動植物。通常按照中華絨螯蟹體質量的3%～5%進行投喂飼料，所以投喂量不會成為中華絨螯蟹生長的限制因素[16]。對中華絨螯蟹進行隨機抽樣測量，所得的平均體質量月變化如圖7所示。從生長分析結果可知，中華絨螯蟹的生長呈“S”型曲線變化，雄性個體平均體質量均比雌性個體大。隨著水溫的上升，中華絨螯蟹開始生長發育，但總體上4、5月中華絨螯蟹體質量的生長相對較慢，因此其生長曲線較為平穩；6月之后，生長開始變快；7、8、9月為生長快速期；10月之后，生長開始變得緩慢。從中華絨螯蟹體質量月增加量（圖8）可知，雄蟹體質量增加最快的為8月，雌蟹體質量增加最快的為9月，在10月之后，雌雄中華絨螯蟹的體質量增加量都不大。收獲期，雄蟹的平均體質量達到 146.32 g，雌蟹平均體質量達123.82 g，產中華絨螯蟹達 1 141.5 kg/hm2。endprint

3討論與結論

中華絨螯蟹營養豐富，味道鮮美，市場需求日益增長，其養殖業呈現出蓬勃發展的態勢。稻田養蟹技術充分發揮了稻田的種植、養殖和生態功能，開辟了水稻、水產的可持續發展新途徑。眾多研究表明，稻田養蟹模式遠遠高于單作稻田模式。由于不同地區采用的模式和方法不同，其經濟效益也各不相同。周學林等采取漁業科技入戶的推廣機制，以“大壟

雙行，早放精養，種養結合，稻蟹雙贏”的稻田種養技術為依托，稻田養蟹純收入總計 73 650 元/hm2，稻田養殖中華絨螯蟹與普通種植水稻相比增加56 325元/hm2[17]。呂東鋒等研究指出，從綜合經濟效益來看，養蟹田盈利7 125元/hm2，是對照田盈利（3 245元/hm2）的2.20倍[18]。南粳9108水稻與中華絨螯蟹生態共作模式下，中華絨螯蟹產量達 1 141.5 kg/hm2，收獲期雄蟹平均體質量達146.32 g/只，雌蟹平均體質量達123.82 g/只，基本上達到優質中華絨螯蟹的規格。從中華絨螯蟹的生長測量數據來看，稻蟹共作模式下中華絨螯蟹的生長呈“S”形曲線，10月后中華絨螯蟹的生長速度明顯降低。

南粳9108水稻與中華絨螯蟹生態共作模式的試驗結果顯示，南粳9108水稻生育期較長、莖稈粗壯、抗倒性強、抗病蟲性好、適應深水層，與中華絨螯蟹共作相耦合，養殖水體的水質總體上相對穩定。水溫是環境因子中最為重要的因素之一，它能直接影響水生動物的新陳代謝、生長、存活以及蛻殼等。中華絨螯蟹適宜生長水溫為15～30 ℃，水溫在33 ℃以上時便大多攝食量減少。從定期測量水溫來分析，稻田水溫未出現高于33 ℃的現象，隨著水稻的生長很可能遮擋了部分陽光的直射，對稻田水溫有適量的降低作用。水體的pH值在正常的范圍之內波動，總體上呈現先升高后降低的趨勢。空氣中氧氣溶于水中、浮游植物在白天通過光合作用產生氧氣以及加注新水是養殖水體溶解氧的主要來源。水體的溶氧量總體上相對穩定，基本維持在3 mg/L以上，但7、8月的高溫季節稻田水體出現了短期的溶氧量偏低的現象。水體的銨態氮、亞硝酸鹽、硫化氫含量在測量的部分時期出現偏高現象。這可能是由大量投餌而留下的殘餌，水體中水生動物大量排泄物的累積所造成的。與池塘、湖泊養殖相比，稻田養殖的水體面積相對較小，稻田土壤更加肥沃，所種植的水稻施肥、追肥都很可能引起水體相關指標偏高。同時，中華絨螯蟹的高密度放養也與水質相關指標的升高有關。因此，在日常的管理過程中更要加強養殖水質的調控，尤其是養殖的高溫季節，更要做好防控措施。

與其他產業相比，水稻種植經濟效益低下的問題日益突出，農戶水稻種植的積極性受影響[6]。稻蟹生態共作模式，將水產養殖和水稻種植進行結合，既提高有限的淡水和耕地利用效率，又顯著增加農民的收益，大大地促進農戶種植水稻的熱情，從而穩定水稻生產，同時又發展了水產養殖業，獲得穩定的水產品。此外，人們關于有機食品或綠色食品的意識正在逐步增強，而稻蟹生態共作模式下生產過程中較少使用或不使用農藥、化肥，因而產出的稻米或水產品受到消費者的青睞[19]。因此，南粳9108水稻與中華絨螯蟹共作模式從最終的經濟效益和社會效益來看還是高于普通的種植業和養殖業，勢必成為農民增收和農業增效的新渠道。當然，全球 1.63 億hm2稻田面積中90%以上的稻田具備發展稻魚的條件，但是目前稻田共作模式的比例仍很低[20]；在中國擁有灌溉條件良好的稻田中，進行水產養殖的比例也僅占 4.48%[21]。因此，利用稻田資源發展高產高效、環境友好的稻田共作模式，仍會面臨很多挑戰。

參考文獻：

[1]張云杰，王昂，馬旭洲，等. 稻蟹共作模式稻田水質水平變化初步研究[J]. 廣東農業科學，2013，40（14）：16-19.

[2]沈雪達，茍偉明. 我國稻田養殖發展與前景探討[J]. 中國漁業經濟，2013，31（2）：151-156.

[3]王武. 我國稻田種養技術的現狀與發展對策研究[J]. 中國水產，2011（11）：43-48.

[4]胡亮亮，唐建軍，張劍，等. 稻-魚系統的發展與未來思考[J]. 中國生態農業學報，2015，23（3）：268-275.

[5]肖祖國，李文寬，于永清，等. 河蟹養殖技術之三：稻田養殖河蟹不同規格、不同密度對比試驗[J]. 中國水產，2008，394（9）：40-42.

[6]王堅，吳軼宏，楊明江，等. 稻田養蟹研究[J]. 寧夏農林科技，2011，52（12）：193-196.

[7]楊鳳萍，霍中洋，張洪程，等. 稻漁共作復合生態模式下中華絨螯蟹生長特點及其影響因素[J]. 江蘇農業科學，2007（5）：167-171.

[8]胡安霞，張嶺. 氣象條件對河蟹生態養殖的影響及氣象服務要點[J]. 農技服務，2009，26（2）：122-123.

[9]王勇軍. 周期性溫度變化對幼蟹生長發育的影響[J]. 水產養殖，1999，20（4）：19-20.

[10]劉志華，王鐵軍. pH值對水產養殖的影響[J]. 中國畜牧獸醫文摘，2012，28（12）：99.

[11]何義進，周群蘭，劉勃，等. 不同增氧方式對中華絨螯蟹的養殖池塘水質的影響[J]. 漁業現代化，2009，36（4）：23-26.

[12]楊品紅，謝春華，王曉艷，等. 超大珍珠養殖池與魚池水質晝夜變化規律比較研究[J]. 水利漁業，2007，27（2）：76-78.

[13]鈕冀平. 不同溫度及pH值對氨氮濃度的影響[J]. 水利科技與經濟，2013，6：48-49.

[14]石俊艷，劉中. 亞硝酸鹽，硫化物與氨對河蟹幼體的急性毒性實驗[J]. 遼寧大學學報（自然科學版），1999，26（1）：91-96.

[15]戴恒鑫，馬旭洲，李應森，等. 湖南大通湖河蟹池塘生態養殖模式對水質凈化的試驗研究[J]. 安全與環境學報，2012，12（5）：89-94.

[16]孫文通，唐春，馬旭洲，等. 桂林地區池塘生態養蟹水環境及河蟹生長初探[J]. 水產科技情報，2015，42（5）：262-267.

[17]周學林，曹玉魁，黃迎春. 吳忠市稻田養殖河蟹技術淺析[J]. 寧夏農林科技，2010（6）：46-48.

[18]呂東鋒，王武，馬旭洲，等. 稻田生態養蟹的水質變化與水稻生長關系的研究[J]. 江蘇農業科學，2010（4）：233-235.

[19]閆志利，林瑞敏，牛俊義，等. 我國稻蟹共作技術研究的現狀與前景展望[J]. 北方水稻，2008，38（2）：5-8，27.

[20]李娜娜. 中國主要稻田種養模式生態分析[D]. 杭州：浙江大學，2013：27.

[21]Halwart M. Biodiversity and nutrition in rice-based aquatic ecosystems[J]. Journal of Food Composition and Analysis，2006，19（6/7）：747-751.張明明，朱健，李冰，等. 池塘循環水養殖系統凈化效果評價及分析[J]. 江蘇農業科學，2017，45（12）：113-116.endprint