稻蛙綠色種養模式研究及其可持續發展策略

李興華，涂軍明，陳展鵬，周強，王歡，張盛，蔡星星，陳杰，周楠

（黃岡市農業科學院，湖北黃岡 438000）

0 引言

稻田綜合種養是利用稻田生態空間，通過共生方式將水產或水禽動物養殖于稻田淺水環境，而形成的一種水稻種植與動物養殖互利共生的生產模式[1]。中國稻田養殖歷史悠久，已有2000年稻田養殖經驗，是世界上最早進行稻田養殖的國家[2]。20世紀80年代，稻田綜合種養在中國廣泛推行，逐漸形成了在稻田中養殖魚、蝦、鰍、鱉、蛙等水產或兩棲動物的生產模式[1]。稻田綜合種養因其有效提高了農田資源利用率和產出效益，拓展了發展空間，促進了傳統農業的改造升級[3]，21世紀以來，在中國得到快速發展，每年保持在200萬hm2，形成了一個獨特和穩定的稻田生產體系[4]。

蛙類人工馴養是解決供需矛盾、保護蛙類資源的必由之路。中國大部分地區居民都有吃蛙類的習慣，蛙肉味美，且營養豐富，市場需求量大[5]。人們通過濫捕自然生長的稻田蛙類讓其進入餐桌，導致稻田生態系統中蛙類數量急劇減少，再者農民為了防治稻田病蟲害濫用濫施農藥，進一步削減了稻田生態系統內自然生長的蛙類數量[6]。稻蛙綠色種養模式是近年來興起的一種新型稻田綜合種養模式，在中國南方稻區及長江流域具有良好的發展態勢，并形成一定的規模[7]。稻蛙綠色種養模式中，蛙類不僅能為稻田滅蟲除草，排出的糞便還可為水稻生長提供營養物質，有效減少稻田農藥和化肥的施用，符合當前農作物病蟲害綠色植保和農藥化肥“減施增效”的發展方向[8]。可見，發展稻蛙綠色種養一方面保護了蛙類資源，維持了生物多樣性和生態平衡，另一方面也為人們提供了綠色生態的稻米和蛙肉，對保障糧食安全、食品安全、生態安全、農民增收和企業增效等方面都有極其重要的意義。但是，目前稻蛙綠色種養模式仍存在諸多的理論與實際問題，需進一步探索和總結。2018 年，本研究團隊在黃岡市多個地點進行了稻蛙（虎紋蛙）綠色種養模式的研究和實踐。筆者在參考前人和本研究團隊結果及產業調查分析的基礎上，論述了稻蛙綠色種養模式的技術特點、發展效益、存在的問題和發展策略，以期為稻蛙綠色種養模式的可持續發展提供依據。

1 稻蛙綠色種養模式的技術特點

稻蛙綠色種養屬于一種稻田種養結合的農業生產模式，即在稻田自然生態環境下，利用水稻與蛙類自然共生的關系，充分發揮水稻與蛙類之間的互利作用（圖1），在稻田中養殖蛙類并種植一季中稻，在水稻種植期間，蛙類與水稻在稻田中同生共長，全程開展病蟲草害綠色綜合防控，不施農藥和除草劑，不施化肥或化肥減施60%。稻蛙綠色種養模式的技術主要包括稻田改造，水稻種植，蛙苗繁育和投放，蛙類飼喂和管理等環節，其生產流程見圖2。

1.1 稻田改造

選擇環境良好，遠離污染源，水源充足，排灌方便，底質自然結構，不含沙土，保水性能好的稻田（一個單元面積0.13 hm2，長寬比3:1）進行改造，主要包括田埂、田埂內側水溝和喂食臺的建設（圖3）。進、排水口用60 目左右的聚乙烯網、鐵絲網或柵欄建造防逃網。田埂內用聚乙烯網片建設防逃設施，聚乙烯網片埋入地下0.2 m，露出地上部分1.0-1.2 m。稻田四周用高1.0～1.2 m的彩鋼瓦建立防蛇、鼠等的設施，之后，在彩鋼瓦外圍插接高2.5～3.0 m的支撐桿，各支撐桿上部用鐵絲連接，在鐵絲上方架設防鳥網。

1.2 品種選擇

水稻品種選擇通過國家或本省審定，米質達到國標3 級以上，生育期135～140 天的高產、優質、抗病抗倒、株型緊湊的品種，如‘廣兩優15’（湖北省）。蛙類品種選擇適應性強、成活率高、活動能力強的品種，如黑斑蛙或虎紋蛙。

1.3 水稻種植

種植一季中稻，播種時間一般在5 月上中旬，秧齡控制在30 天內。2018 年，本研究團隊在黃岡市13.3 hm2稻蛙（虎紋蛙）綠色種養模式示范基地研究表明，稻蛙（虎紋蛙）綠色種養模式中‘廣兩優15’的適宜播期為5月15日，適宜栽植密度為30 cm×40 cm（試驗數據暫未發表）。稻田原則上不施肥，可根據苗情和葉色追施少量肥料，全程不使用化學農藥防治，以物理防治（按標準安裝頻振式殺蟲燈和性誘捕器等）和生物防治（種植鼠尾草和香根草等，共生期利用蛙類除草、除蟲）為主，針對性的人工干預（釋放寄生蜂、施用微生物殺蟲劑等），將病蟲害種群控制在較低水平。

1.4 蛙苗繁育和投放

水稻收割后（10月底）選留部分健壯成蛙（雌：雄=2：1或3：2）在休耕稻田越冬，翌年3—4月產卵用于稻蛙綠色種養。蛙苗投放有3種方式，即3月中旬—4月上旬投放卵塊、3月下旬—4月中旬投放蝌蚪和水稻移栽后7～10天（6月中下旬）投放幼蛙。蛙苗投放應選擇晴天上午9—11 時或下午16—17 時，且每個池中投放相同日期撈出的卵塊、孵化的蝌蚪或變態的幼蛙。卵塊投放時，投放1500～2250塊/hm2，將將卵塊按條均勻的放在水深2～3 cm的地方；蝌蚪投放時，投放150萬～225萬尾/hm2，將氧氣袋放入池中30 min以上再將蝌蚪放出；幼蛙投放時，投放75 萬～90 萬只/hm2，投放前幼蛙需用2%～3%食鹽水浸泡5～10 min消毒。

1.5 蛙類飼喂和管理

蛙類采用人工配制飼料飼喂，但需注意蛋白質、碳水化合物等配比。投放餌料需注意定點、定時、定量、定質，食臺上剩余飼料要及時清理，防止霉變食物引起蛙類的疾病。經常檢查防逃網是否牢靠，田埂是否有漏洞，及時防范鳥（白鷺）、黃鼠狼、蛇等天敵。下雨天注意做好防洪、防逃工作。

2 稻蛙綠色種養模式的發展效益

稻蛙綠色種養模式，全程不施任何化學農藥和除草劑，不施化學肥料或化學肥料減施60%，生產綠色稻米，逐步建立“產出高效、產品安全、資源節約、環境友好”的稻田綠色生產體系，對穩定糧食產能、保護生態環境、推動農業有效供給、助力鄉村振興有著積極作用。

2.1 經濟效益

2018年，本研究團隊在黃岡市13.3 hm2稻蛙（虎紋蛙）綠色種養模式示范基地研究和實踐表明，收獲平均單只大于30 g 的商品虎紋蛙11754 kg/hm2，按市場平均價30.0 元/kg 計算，虎紋蛙產值為352620 元/hm2（小于30 g 的蛙未計算其經濟效益）；水稻‘廣兩優15’平均產稻谷4875 kg/hm2，按市場平均價2.4 元/kg 計算，稻谷產值為11700 元/hm2；合計稻蛙2 項產值為364320 元/hm2。平均投入合計194635.5 元/hm2，其中地租7500元、電費952.5元、機械人工費用44175元、稻種900 元、蛙類飼料133995 元、蛙類用藥2527.5 元、設施折舊4585.5元。產投比1.87，純收益169684.5元/hm2，是單一種植水稻的十幾倍（試驗數據暫未發表）。值得一提的是，稻蛙綠色種養模式產出的稻谷綠色、生態，其質量要比單一種植水稻的更好。可見，稻蛙綠色種養模式具有較高的產投比和較好的經濟效益，這和多人的研究結果相似[1,9]。

2.2 生態效益

稻蛙綠色種養模式形成了一種根植于土壤、水體和稻株基礎之上，由農事勞作與自然環境協同的人工生態系統。它是以水稻、底棲生物、水生生物、浮游生物、雜草等為構成要素，并通過要素間的相互作用而形成的生態系統[10]。該系統中，水稻、雜草、光合細菌和藻類構成系統內的主要生產者，蛙作為消費者，通過捕食昆蟲以及采食底棲生物、水生生物、浮游生物生存；同時，蛙糞作為有機氮肥，參與構成了稻田土壤和水體微生物種群[11]。發展稻蛙綠色種養模式對改善稻田生態環境、降低農業面源污染、改善土壤理化質量等方面均具有明顯的生態效益。

2.2.1 改善稻田生態環境現代農業生產中人們為了追求高產，化肥、農藥等被廣泛應用，但在糧食增產的同時，農產品品質下降、生態系統生物多樣性減少，造成稻田農業生態體系的不可持續性和不穩定性。研究發現，稻田中長期施用化學肥料會使稻田生物群落多樣性指數、均勻度指數和優勢度指數均降低[12]，而稻田里飼養動物，動物的自身活動和新陳代謝會增加土壤微生物總量，進而提高土壤微生物群落的碳源利用能力和整體代謝活性，增加稻田土壤微生物群落功能多樣性[13-14]。由上可知，稻蛙綠色種養模式通過田面種植水稻，淺水養蛙，蛙糞肥田，稻蛙共生，會對改善稻田生態環境產生較大影響，但具體機制還需進一步研究。

2.2.2 降低農業面源污染單一種植水稻中，農民為了追求產量往往施用大量農藥和化肥，據報道，中國2002—2014 年可用耕地化肥和農藥施（使）用量呈現直線上升的趨勢，中國7%的耕地使用了全球化肥施用總量的35%[15]，而農田施用的大量化肥變為污染物留在環境中，對環境造成極大的污染風險。

稻蛙綠色種養模式中，蛙采食剩余的飼料和糞便都能為水稻生長提供有機肥，可不施化肥或減少施用量，控制氮磷過量施用帶來的農業面源污染。2018年，本研究團隊在黃岡市13.3 hm2稻蛙（虎紋蛙）綠色種養模式示范基地研究和實踐表明，水稻種植上全生育期不施肥，‘廣兩優15’平均產稻谷4875 kg/hm2。因初次進行試驗，加上移栽密度較稀、全生育期不施肥等原因，稻谷產量較低，后續可通過施用一定數量有機肥等措施來提高水稻產量。但蛙類采食剩余的飼料和糞便的肥力評價工作，仍需進一步進行研究。

稻蛙綠色種養模式中，蛙類的活動利于水稻老葉、枯葉脫落，改善水稻基部通風環境，降低水稻病害的發生率，特別是對水稻紋枯病的防治效果顯著[16]。2018年，本研究團隊在黃岡市13.3 hm2稻蛙（虎紋蛙）綠色種養模式示范基地研究和實踐表明，‘廣兩優15’在稻蛙綠色種養模式下紋枯病和稻瘟病的病株率分別為33.1%和1.7%，分別是單一種植的60.2%和44.7%（試驗數據暫未發表）。對黑斑蛙的食性分析發現，黑斑蛙可捕食鞘翅目、直翅目、同翅目、半翅目、雙翅目、膜翅目、鱗翅目的昆蟲，取食主要害蟲有稻蝗、蚱蜢、葉蟬、稻飛虱、稻象甲、粘蟲、大地老虎、二化螟和灰種蠅等[17]。網箱盆栽實驗表明，蛙類對稻飛虱和稻縱卷葉螟成蟲的控制效果顯著，同時，控制效果與放養密度呈正相關[18]。蛙通過踩踏和跳躍活動能有效控制雜草。

2018 年，本研究團隊在黃岡市13.3 hm2稻蛙（虎紋蛙）綠色種養模式示范基地研究和實踐表明，采用稻蛙綠色種養模式的稻田雜草發生量和種類分別為1.8 kg/調查點和3 種，采用化學除草劑的稻田雜草發生量和種類分別為0.6 kg/調查點和7 種（試驗數據暫未發表）。可見，稻蛙綠色種養模式中，蛙類的活動和捕食害蟲習性，對稻田雜草、蟲害和水稻病害均具有一定的控制效果，構建了水稻綠色植保的生物防控模式，可不使用農藥和除草劑。

2.2.3 改善土壤理化質量蛙的活動可疏松土壤、降低土壤容重、增加土壤孔隙度、打破封固在土壤表面的膠泥層，進而改善土壤結構[19]。經稻蛙綠色種養的稻田土壤微生物數量及活度、酸性磷酸酶活性均顯著增加，促進難溶性磷的轉化與利用，從而提高稻田土壤肥力水平[19]。此外，稻蛙綠色種養能顯著減少整個水稻季中田面水總氮和總磷的流失負荷[20]。

2.2.4 促進水稻生長和改善稻米品質稻蛙綠色種養模式中，蛙的活動改善了土壤結構，進而促進水稻根系呼吸，有利于水稻根系發育并促進水稻對養分的吸收和有效分蘗[19]。同時，蛙的活動對水稻莖干和莖基部產生刺激，促進水稻莖干生長更健壯，從而提高了水稻植株抗病抗蟲能力[6]。此外，研究表明，在一定的放養密度下，稻蛙綠色種養可顯著提高水稻的穗粒數、結實率[18]。稻蛙綠色種養能顯著降低稻米的堊白粒率和直鏈淀粉含量，提高稻米外觀品質，改善米飯質地[21]。2018 年，本研究團隊在黃岡市13.3 hm2稻蛙（虎紋蛙）綠色種養模式示范基地研究和實踐表明，‘廣兩優15’在稻蛙綠色種養模式下，稻米堊白粒率較單一種植降低了7.9個百分點，而直鏈淀粉含量變化較小（試驗數據暫未發表）。研究還發現，稻蛙綠色種養可顯著提高稻米必需元素含量，但同時也增加Cs 和Cd 等非必需元素含量[22]。

2.3 社會效益

稻蛙綠色種養模式遵循自然、立體、循環生態學原理，破除傳統單一水稻種植投入多、回報低的困局，實現了“一水兩用，一季兩收”，增加了稻田產值，提高了農田利用率，增加農民種糧積極性，有助于農民脫貧致富和國家穩糧增產。其次，稻蛙綠色種養模式是蛙類養殖和綠色稻米生產緊密結合的立體農業模式，具有高效、高產、優質的生態學特點，符合現代農業的發展趨勢。再次，稻蛙綠色種養模式不與農業生產爭地，具有農民接受程度高、可復制性強、規模化發展前景等優點。可見，發展稻蛙綠色種養模式有利于加快農業產業結構調整和推進農業供給側結構性改革，社會效益顯著。

3 稻蛙綠色種養模式發展中存在的問題

3.1 市場機制尚不完善

目前，稻、蛙產品加工、流通和營銷等市場機制尚不完善。稻蛙綠色種養模式中，水稻生產減少了化肥和農藥的施用量，甚至不施用化肥和農藥，生產的水稻為綠色產品，但由于品牌創建意識不強，產品賣不出應有價格，無法實現應有的效益。

3.2 規模化程度較低

2018年，本研究團隊調查發現，目前稻蛙綠色種養模式發展基本以小規模、散戶為主，全國發展總面積僅4000 hm2左右，湖北省發展面積最大，也僅有1333.3 hm2左右，缺乏龍頭企業帶動（圖4）。主要由以下3個原因：一是野生蛙類是二級重點保護動物，目前大多數地區仍未放開對其人工馴養和經營；二是稻蛙綠色種養模式發展晚；三是稻蛙綠色種養模式投入較大，據本研究團隊核算，該模式第一年（加上基地建設費用）需投入322500 元/hm2左右，從第二年開始除去購買蛙苗和基地建設費用仍需投入195000元/hm2左右。

3.3 產品附加值低

2018 年，本研究團隊調查發現，蛙和稻主要以蛙肉和普通稻谷出售，5—6 月蛙類達到商品蛙（30 g 以上）銷售的數量較少，此時價格最高50元/kg，而8月下旬商品蛙大量上市銷售，此時價格只有20～24 元/kg，普通稻谷價格只有2.4 元/kg。可見，稻蛙綠色種養模式產業鏈短，產品附加值低，難以形成優勢品牌。

3.4 重蛙輕稻

實際生產中，由于蛙類的效益是水稻的十幾倍，并且水稻生產過程相對復雜、用工多，導致經營者不愿意種植水稻。2018年，本研究團隊對湖北省采用稻蛙綠色種養模式的基地進行了調查發現，僅有15%的基地做到了真正意義上的稻蛙并重；30%的基地用稻田養蛙卻不種植水稻；55%的基地考慮到水稻種植有利于蛙類生產，種植水稻主要是為了提高蛙類的產量，但對水稻生產并無特別關注和投入，導致雜草叢生，致使水稻產量和品質下降。這種重蛙輕稻的現象也使稻蛙綠色種養模式失去了穩糧增效的意義。

3.5 蛙藥和飼料使用過量

稻田養殖動物有利于提高水體養分含量，但同時也增加了水體富營養化的風險[23]。作為稻田飼養動物，對蛙疫病進行預防、治療用藥和飼料投喂是必須的，但實際生產中，農民比較重視蛙的產量，往往投放較多的飼料和使用大量的蛙藥。高密度養蛙稻田，由于長期大量飼料投入、蛙糞產生，稻田土壤可能存在持續厭氧還原、氮素富營養的狀況；大量使用蛙藥可能會對稻田土壤和淺水系統中微生物種群以及礦質元素在土壤、稻株中的轉移產生影響，但具體機制還需進一步研究與評價。

4 稻蛙綠色種養模式的發展策略

綜上所述，中國稻蛙綠色種養模式技術基本成熟，發展潛力巨大，是國內稻田綜合種養產業中的一項新產業，值得探索和產業規模化。但研究結果表明，合理規范的稻蛙綠色種養，對穩糧增效、農民增收、綠色發展有重要意義；但盲目發展、不規范的管理也會帶來一定的負面影響。為了促進稻蛙綠色種養模式的可持續發展，須做好以下3個方面的工作。

4.1 因地制宜，避免盲目發展

首先，研究和明確稻蛙綠色種養的適宜稻田條件，規范發展條件及標準，如周邊環境、地下水位、土壤類型、水質等，在條件不適合的稻田不進行稻蛙綠色種養。其次，從蛙類養殖和水稻種植適宜密度、蛙類投食和水稻有機耦合肥料運籌技術、蛙類健康生態養殖技術和稻田綠色防控技術等4個方面進行關鍵技術的標準化和規范化，生產出適量、優質、綠色、生態的稻、蛙產品。

4.2 科學投飼和水肥調控

研究稻蛙共生關系，明確稻蛙綠色種養系統氮磷等營養物質循環規律，充分發揮其互利共生關系，保證系統物質循環利用合理，做到既采用真正的綠色種養，又維持土壤的養分平衡。一方面，避免飼料和肥料過少投入或不投入，不能補足水稻和蛙收獲帶走的養分，造成養分不平衡或某些養分的過度消耗；另一方面，避免飼料和肥料過量投入，飼料和肥料大量剩余流入水體，造成水體富營養化的風險。再者注意科學管水，以水調肥、水肥耦合，保證水質優良。

4.3 模式升級，延長產業鏈

稻蛙綠色種養模式中，水稻種植應注重綠色和生態，并研究探索稻蛙綠色、生態稻米的認證指標，培育一批龍頭企業，形成規模經營，實現產業化發展。此外，加大電視、報紙和電子商務平臺等的宣傳，并針對中高端消費市場，打造富有特色的稻蛙綠色、生態稻米品牌。再者，加強與糧食加工、銷售企業的合作，解決稻蛙綠色、生態稻米的加工和銷售問題，做大做強稻蛙綠色、生態稻米產業。

稻蛙綠色種養模式中，目前蛙頭和蛙皮都當作廢棄物處理，這不僅浪費資源而且會造成環境污染，已有研究發現，蛙皮膚分泌物具有重要的藥物開發價值，在未來稻蛙綠色種養中可考慮加以利用[24]，蛙頭可以用來養殖甲魚等。此外，條件適宜的地區可在蛙類、稻谷收獲完成后，連作蔬菜，形成稻蛙菜綠色種養模式。再者，近年來本研究團隊一直致力于稻蛙綠色種養模式產業鏈的延長研究，目前已有稻-蛙-魚、稻-蛙-鰍和稻-蛙-蝦3種三元復合綠色種養模式，稻-蛙-鰍-魚1種四元復合綠色種養模式，稻-鵝-蛙-鰍-魚1種五元復合綠色種養模式。2018年經過實踐核算，以上以稻蛙綠色種養模式為基礎建立的各模式，平均收益均在15萬元/hm2以上，且隨著產業鏈的延長，收益呈現上升的趨勢。