稻-漁生境優化改造與種養試驗效果分析

梁軍能，譚 蕓，郭忠寶，陳麗婷，羅麗俐，羅立鳴，羅永巨，肖 俊*

(1.廣西壯族自治區水產科學研究院，廣西 南寧 530021；2.廣西水產遺傳育種與健康養殖重點實驗室，廣西 南寧 530021)

稻田養魚在我國歷史悠久，勞動人民在生產實踐中積累了豐富的技術經驗。人們通過對稻田進行田間工程改造，在種植水稻的同時養殖水產品，一方面使稻田的水資源、雜草、水生動物、昆蟲等資源被充分利用，另一方面通過水產養殖動物的活動給稻田松土、除草、增肥、滅蟲，在一定程度上改善了稻田環境，促進了稻谷的生長，使農業收入最大化，實現稻魚雙豐收的目標[1-2]。稻-漁共作是一種環境友好的生態型農業養殖模式，既可減少農藥對環境的污染，也可有效減少飼料的投喂；既提高土地的利用率，又可做到稻、魚生長的互利互惠，在國內外受到廣泛關注和研究推廣[3-8]。我國稻田養魚模式主要有平板田粗放式、平作稻凼式和隴稻溝魚式三大類，經過多年的實踐與優化總結，從中又衍生發展出寬窄行不開溝、“豐”字溝、回形溝、寬廂深溝式、溝坑結合式等豐富多樣的稻田改造工程構型。目前，一些具有地方特色及重要影響的稻-漁綜合種養模式，如稻-蝦(蟹)模式、溝涵稻-漁模式、廣西三江模式、貴州遵義的“四小”工程模式等，已成為稻田的立體開發、綜合經營的現代化生態農業典范，對促進廣大農民“保住米袋子，豐富菜籃子”具有重要的意義和作用。

由于水稻種植和水產養殖的環境需求、技術要求、生產周期不同，在生產實踐過程中仍面臨許多尖銳的矛盾和突出的問題，如常規模式下的稻田生態環境不能滿足水產動物的生長需求，傳統稻田養魚改造模式與現代機械化耕作的矛盾，漁稻生產周期、管理模式錯位等內在矛盾。正是這種環境、技術、周期的不兼容性，致使稻田綜合種養品種受限、產品規格小、產量低，實施效果普遍達不到預期，農民參與應用意愿不強。有些模式過度擴大稻田改造的溝涵比例，甚至以漁為主、重漁廢稻，雖取得一定的短期效益，但有違國家現代生態農業可持續發展戰略及產業政策。針對這些主要矛盾和瓶頸問題，為探討稻田養殖田間工程改造模式，優化稻-漁生境耦合技術，篩選驗證適宜的稻田綜合種養品種，挖掘稻田生產潛力，2018～2020年，廣西創新驅動重大專項“稻-漁綜合種養”課題組在廣西玉林地區試驗點開展了不同稻田優化改造類型的稻田綜合種養試驗，主養羅非魚、甌江彩鯉和泥鰍等，對水稻和養殖魚類產出效果的主要影響因子進行了分析，優選稻-漁綜合種養最佳模式，并在廣西多地開展示范，取得了顯著的效果。為促進現代農業生態綠色發展提供了技術模式和參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計及材料

試驗按L9(34)正交法設計與安排實施，分析了稻田改造類型、養殖品種、放養密度等幾個主要影響因素對生長率、成活率及產出效果的影響，優化稻田綜合種養技術模式。因子1改造類型，分別設1(環形溝)、2(“豐”字溝)、3(池-田適時耦合式)，代表3種不同環境條件水平；因子2為養殖品種，設1(羅非魚)、2(甌江彩鯉)、3(泥鰍)，代表3個不同種質條件水平；因子3為放養密度，取1(低)、2(中)、3(高)3個水平，其中羅非魚和甌江彩鯉的3個密度水平分別為600、800和1000尾/667 m2，泥鰍的3個密度水平分別為1.0萬、1.5萬、2.0萬尾/667 m2。具體設計安排見表1。

本試驗的養殖品種為羅非魚“桂非1號”、甌江彩鯉“申龍1號”、雜交泥鰍，均由廣西水產科學研究院稻田綜合種養項目組培育并提供。其中羅非魚、甌江彩鯉規格6～10 cm，泥鰍規格4～6 cm。種植水稻品種為“豐田優553”，由廣西農業科學研究院水稻研究所提供。

1.2 田間工程的優化改造

試驗田塊選擇水源充足、肥力條件相當的稻田，利用春耕前的冬閑田季節，因地制宜對稻田進行必要的“小改大”合并，按環形溝、“豐”字溝、池-田適時耦合3種模式各改造為3個面積大小0.4 hm2左右的田塊，共9個。利用稻田平整及溝涵開挖出來的土方加高、加寬、夯實加固稻田埂。各田塊預埋安裝好進排水系統。

1.2.1 環形溝稻田 田埂高1.2 m，夯實沉降后不低于1 m，埂頂寬1.5～2.0 m。沿田埂四周開挖環形魚溝(或稱回形溝)，溝寬2.0 m，溝深0.5～0.8 m。在稻田較低的一角開挖魚涵，長6.0 m，寬5.0 m，深1.2 m。改造后田塊面積分別為0.440、0.393和0.453 hm2；溝涵面積約占稻田面積的15%。

1.2.2 “豐”字溝稻田 田埂修筑規格與環形溝稻田相同。在田塊中央開挖一條主溝，溝寬2.0 m，溝深0.5～0.8 m；垂直主溝，每隔25～30 m開挖一條輔溝，輔溝寬0.8～1.0 m，深0.4～0.6 m。主、輔溝交匯處適當拓寬為魚涵。改造后3塊稻田面積分別為0.373、0.447和0.433 hm2；溝涵面積約占稻田面積的15%。

1.2.3 池-田適時耦合 將連片稻田小改大，合并后重新分隔為多個集約化標準化稻魚生產單元，單元內水稻耕作和漁業生產環境既相對獨立又能適時連通耦合的一種新型技術模式。單元長方形，長寬比1.3∶1，基本構造由魚池、魚溝、稻田3個部分組成，面積比例分別為7.5%、2.5%和90%；配套設施包括機耕道路(含機耕口)、田埂、進排水口，以及防滲、防逃、防敵害設施等均整體布局建設。魚池長方形，靠生產管理道路一側邊角開挖，池深平均1.6 m，面積占生產單元的7.5%；池壁夯實并以網片護坡；池底視需要鋪設防滲膜防滲處理，并回填25 cm左右的泥土，保證魚池具備良好的保水性。魚溝從魚池兩端沿田埂內側開挖，略呈“L”型布局，橫截面呈倒梯形，上寬2.0 m、底寬1.2 m、深度0.6～1.0 m(由淺到深向魚池傾斜)，溝池相連；魚溝長度控制在其占用稻田面積不超過2.5%。田埂為內、外雙田埂結構，橫截面呈梯形。外田埂為構成生產單元邊界的田埂，頂寬1.6 m、底寬2.2 m，高0.8 m；內田埂沿魚池、魚溝的內側(靠稻田一側)構筑，頂寬0.6 m、底寬1.0 m、高0.6 m；每隔20～30 m開設1個寬1.2 m的閘口，使稻田-魚溝-魚池相連通，閘口處安裝欄魚柵，同時可靈活控制魚類進出稻田。每個閘口邊上安裝太陽能誘蟲燈1盞。改造后每單元面積平均0.44 hm2，共3個單元；溝涵面積約占稻田面積的10%。

1.3 稻-漁種養試驗管理

1.3.1 水稻種植管理 水稻種植采用廣西傳統雙季稻模式按相關規范標準種植生產；品種上選擇優質、高產及抗病、抗倒伏性狀良好的雜交水稻“豐田優553”；水稻栽培管理按桂南地區適用的水稻栽培相關技術標準執行。犁耙、施肥、施藥、曬田、收割、輪作等田間管理操作盡量避免對養殖魚類構成危害和干擾。

1.3.2 水產養殖管理 (1)放養前的準備。魚種放養前8 d左右進行稻田及魚池、魚溝清雜消毒和培育水質。清雜消毒用漂白粉、生石灰或茶麩均可。漂白粉用量為20 g/m3，兌水后全池均勻噴灑；生石灰用量為60～75 kg/667 m2，兌水溶化后趁熱全池潑灑；茶麩用量為20～30 g/m3，先搗碎浸泡1～2 d，然后連渣帶汁均勻潑灑。消毒后第3天，施放腐熟的有機肥150～200 kg/667 m2，培育藻類、輪蟲、枝角類等天然餌料，將水色培育呈嫩綠色(綠豆青)，透明度25～30 cm。

(2)魚種放養。魚種放養前用高錳酸鉀或食鹽進行常浸泡消毒。環形溝、“豐”字溝類型稻田在插秧后第7天、禾苗返青后方可放養魚種，按當地水稻栽培季節，通常在4月中下旬放養。池-田適時耦合類型稻田在每年的3月中下旬、水溫穩定在20 ℃以上時即可放養；魚種初始放養時在魚池內封閉培育，下池1周、適應環境后，方打開池-溝柵欄讓魚苗游入魚溝活動；插秧后第7天、禾苗返青后才打開溝-田閘口柵欄放魚進入稻田養殖。

(3)投喂管理。按照不同養殖對象的生長周期和營養需求選擇專用飼料、制定投喂方案和投餌量。苗種階段每日投喂2次，上午8:00～9:00和下午5:00～6:00各投喂1次；中成魚階段每日下午投喂1次。日常投喂遵循定質、定位、定時、定量“四定”原則，并根據天氣變化、攝食情況、魚的不同發育階段靈活調整。

(4)日常巡視。每天結合投喂管理，早晚巡視一遍，巡視要求“三看”，即看天、看水、看魚。陰雨天氣主要加強增氧，減少投喂或停食；暴雨注意防洪、查漏防逃；注意觀察魚類活動情況，發現病癥時應及時采取防治措施，傷病死魚及時撈出，并做無害化處理；及時清除養殖環境周邊雜草，防止蛇、鼠、蛙、鳥等危害魚類。

特別應注意，對池-田適時耦合稻田，密切結合稻田的田間管理、水位深淺及生境變化，利用閘口柵欄，結合投喂引導控制養殖對象進出稻田種植區活動。在稻田豐水期(如保穗期)應加強用餌料引導養殖魚類進入稻田多動覓食；施藥、施肥期及時引導魚類回歸魚溝、魚池棲息；曬田、插秧、水稻收割期或雙季稻交替期應進行田-溝隔離，防止養殖魚類進入稻田。

1.4 數據收集處理

有效養殖水體測算：本試驗將水深≥50 cm、能滿足養殖魚類正常生長發育需求的魚池和魚溝水體空間界定為有效養殖水體，簡稱“有效水體”。按魚池、魚溝面積和平均水深測算。

產品規格和成活率：成魚達上市規格時及時捕撈銷售，統計每塊稻田的總產量；每批產品抽取30～50尾，并稱重，計算產品的平均規格；再通過產量、規格，計算收獲尾數，分別統計各試驗塊的養殖成活率。

水稻單產：在成熟期及時收割，分別記錄早稻和晚稻產量，計算水稻單茬平均產量。

數據收集與處理采用Excel 2003軟件，統計分析采用SPSS 22.0軟件。

2 結果與分析

2.1 稻田優化改造結果分析

稻田養魚能否取得良好效果的前提是需要具備良好的養殖環境條件，同時不能過度改變稻田原有生態功能及用途。因而稻田改造類型、溝涵占稻田的比例、溝涵水體容量等對種養產出效果有直接影響。為優化稻-漁種養生境，試驗前對初始選定的小塊連片稻田進行“小改大”合并，分別按3種不同類型進行田間工程改造，結果見表2。1～6號田為“豐”字溝、環型溝類型，是當前較具有代表性的田間工程改造常規類型，按15%的比例控制稻田改造占用面積。在試驗過程中，根據實際平均水深測算池溝的水容量，改造后能保障85%的水稻種植面積，同時為養殖魚類分別提供了平均深度50 cm以上、水體容量372～426 m3的溝涵設施空間，也是養殖魚類最基礎而重要的生存發育環境空間。適度合理地改造稻田設施，為實現“穩稻增魚”目標提供了基本的前提條件。

表2 不同改造類型稻田的稻-漁生產環境資源構成

池-田適時耦合類型是新型的稻田單元化集約化類型，是將初始大、小不一的連片稻田進行一定面積規模的單元化合并后，限定魚池比例7.5%、魚溝比例2.5%，養殖主要設施池、溝對稻田比例10%，同時通過要求池深平均1.6 m以上、溝深平均0.8 m以上獲得主要養殖設施空間擴容。從表2可以看出，單元集約化改造后，池、溝面積比例減少了5%，其水體容量增加約50%，達到607～626 m3，稻-漁生產環境得到了進一步優化升級。

2.2 不同改造類型稻田的產出效果

2018～2020年項目實施期間，課題組在3種不同改造類型的稻田里設3次重復分別試驗養殖羅非魚、甌江彩鯉和泥鰍，水稻種植品種為雜交水稻“豐田優553”。

由表3可知，在不同改造類型的稻田里，以低、中、高不同密度養殖羅非魚、甌江彩鯉和泥鰍可獲得明顯不同的產出效果。其中“豐”字溝、環型溝類型稻田的養殖平均單產為108.5～195.7 kg/667 m2，產品規格羅非魚和甌江彩鯉262～456 g/尾、泥鰍16～18 g/尾，養殖成活率56.2%～68.3%。池-田適時耦合類型稻田羅非魚、甌江彩鯉、泥鰍養殖單產分別達488.5、351.0和330.2 kg/667 m2，產品規格分別為663、638和19 g，成活率分別達92.1%、91.7%和86.9%。池-田適時耦合類型7～9號稻田的養殖產量、產品規格及養殖成活率明顯優于1～6號常規類型。雜優水稻“豐田優553”單造平均單產426.7～497.0 kg/667 m2，3種不同改造類型稻田之間的水稻種植產量均達到了較高水平，波動范圍相對恒定，整體差異不大。

表3 不同稻田改造類型的稻-漁產出效果

2.3 稻-漁生境優化改造產出效應分析

為探討試驗主效應及優選最佳稻田養殖模式，對試驗結果進一步分析[9-11]如下。

2.3.1 多因素方差分析 從表4可知，利用多因素方差分析研究改造類型、放養品種、放養密度3種因素對于養殖單產的差異關系，模型R2值為0.9641，說明改造類型、放養品種、放養密度對養殖單產影響的96.41%變化原因來自不同改造類型稻田。且分析可知：在各因素中，改造類型是影響稻田養殖產量的主效應，對養殖產出效果(平均單產)產生顯著性差異影響(P<0.05)。此外，本試驗中不同放養品種和放養密度對養殖效果(單產)未產生顯著影響。

表4 養殖產出效果(單產)多因素方差分析結果

2.3.2 主效應事后多重比較 進一步分析研究主效應稻田改造類型對其他產出指標的影響關系。主效應改造類型對于養殖單產、 產品規格、成活率、水稻單造平均產量共4項產出指標的差異性，可以看出：不同改造類型稻田對于養殖產品規格、水稻單造單產共2項指標的影響沒有顯著性差異(P>0.05)。從試驗實際效果可以看出(表5)，養殖羅非魚、甌江彩鯉等中大型魚類，池-田適時耦合類型稻田的養殖產品規格顯著大于其他2種常規改造類型的產品規格，但由于本分析樣本中包含了小型經濟魚類泥鰍，整體降低了產品規格平均水平，故統計學分析未顯示出顯著差異，同時也說明，產品規格大小主要受特定養殖品種的生物學特性的影響。至于不同改造類型稻田對于水稻單產全部均表現出一致性，分析發現，雖然常規改造類型較池-田適時耦合的單元集約化類型約少5%的水稻種植面積，但由于常規類型可能對水稻種植產量具有更多的邊際效應[12-13]，水稻產量在一定程度上得以彌補，因而3種改造類型對水稻產量并沒有顯著的差異性。

表5 主效應方差分析

此外，從表5可知，不同改造類型稻田對于養殖單產、成活率共2項均呈現出顯著性(P<0.01)。具體分析可知：不同改造類型對于養殖單產呈現出0.01水平顯著性(F=19.671，P=0.002)，以及具體對比差異可知，有著較為明顯差異的組別平均值得分對比結果為“池-田適時耦合>環形溝；池-田適時耦合>“豐”字溝”(圖1)。同樣，不同改造類型對于養殖成活率呈現出0.01水平顯著性(F=55.940，P=0.000)，以及通過具體對比差異可知，有著較為明顯差異組別的平均值得分對比結果為“池-田適時耦合>環形溝；池-田適時耦合>“豐”字溝” (圖2)。不同改造類型稻田對各產出指標分項比較見圖3。

圖1 改造類型和養殖單產的多重比較對比

圖2 改造類型和成活率的多重比較對比

圖3 改造類型和所有項的分析對比

2.3.3 稻-漁綜合種養優化模式極差分析 綜合分析不同改造類型稻田、養殖品種和放養密度3種因素間的優勢及具體因素水平間的優劣情況，通過極差分析篩選最佳養殖模式，結果見表6和圖4。

表6 稻-漁綜合種養模式的極差分析

圖4 因子的各水平均值比較

試驗表明，采用池-田適時耦合類型稻田養殖羅非魚、甌江彩鯉和泥鰍，無論產量、產品規格，或是養殖成活率，較常規類型均有較大增幅甚至成倍增加，水稻種植產量亦保持在較高水平。進一步分析可知，試驗篩選出的稻田養殖最佳因素水平組合為3-1-2組合。結合試驗設計分析表明：本試驗最佳種養模式為池-田適時耦合類型+羅非魚+中等放養密度。

3 討論與結論

稻田水體是稻-漁共作系統中的重要環境因素，環境的優劣影響著水稻、浮游動植物、養殖魚類和其他水生生物等的生長發育，從而對整個復合生態系統起著制約和促進作用[12-14]。多年來，為了優化稻-漁生態環境，人們進行了各種努力嘗試和探索，為推動稻田養殖技術進步作出了重要貢獻。但實踐中普遍面臨的一些瓶頸問題仍需要深入研究探討和解決。一方面，一些田間工程模式受限于固有的稻田面積規模，配套的魚坑(魚涵)太小，通常僅配幾個20～30 m2的小魚池，魚溝窄而淺，不利于養殖魚類自由出入稻田活動覓食，充分利用稻田環境的生態功能；另一方面，田間改造工程面積比例不宜超過10%是當前重要的政策導向，過度擴大養殖設施面積追求養殖產量會破壞原有稻田原有生態功能及用途，同時也受國家農業可持續發展政策考量所制約。故許多傳統模式僅適宜少數小型經濟魚類的養殖，如鯉、鯽魚、塘角魚、泥鰍等，且產量通常很低，單產僅20～30 kg/667 m2左右，增收作用遠未能得到充分體現，生產潛力尚有較大的可挖掘空間。林傳政等[15]研究稻涵式稻魚共生方式水稻單產能保持平作稻產量水平,可增收魚53.6～69.4 kg/667 m2；蔣云霞等[16]研究不同改造類型稻田養殖團頭魴、草魚、鯽魚、甌江彩鯉等，十字溝、“豐”字溝、側溝類型池溝面積占15%～20%，養殖魚類的總產量為80.4～87.2 kg/667 m2。本試驗池-田適時耦合模式通過對連片稻田單元化集約化改造，優化升級稻-漁生境，溝涵對稻田比例控制在10%內，較常規類型減少5%～10%、養殖水體容量增加約50%，同時滿足了稻-漁共作各自的環境需求；在穩定水稻產量的同時，養殖羅非魚、甌江彩鯉和泥鰍平均產量分別達488.5、351.0和330.2 kg/667 m2，成活率分別達92.1%、91.7%和86.9%，較環型溝、“豐”字溝類型稻田極顯著提高(P<0.01)；產品規格分別為663、638和19 g/尾，在正常生產周期內普遍達到商品魚上市規格要求，也顯著提高了稻田綜合種養的產出效益。

稻-漁生境優化改造和技術融合是稻-漁綜合種養兩大關鍵問題。近年來，隨著農村青壯勞動力大量流向城市，留守的老弱婦孺成了務農的主力軍，耕地向有實力的個人和企業成片流轉和機械化、規?；鞒蔀榧せ钷r村經濟的大趨勢。然而，一些傳統常規的田間工程固有的缺陷與水稻種植的機械化、規?；髂Ｊ矫芡怀?。實踐發現，環型溝改造類型稻田開挖的環溝，直接阻隔了農業機械下田耕作；“豐”字溝類型則在田間開挖設置了諸多縱橫交錯的魚溝、魚涵系統，更不利于機械化、規模化連片耕作。俗話說“寸水寸魚”，過于分散的田間溝渠設施往往經不起日久耕作或淤泥坍塌填埋，養殖環境空間很容易變窄、變淺，滿足不了養殖動物生長發育及棲息存活的空間需求，對漁業生產也造成較大制約，投入大、產品規格小、成活率偏低，難以在廣大農村地區復制、推廣。池-田適時耦合類型則對田間縱橫交錯、過于分散的溝渠設施單元化、集約化改造升級，對種植區、養殖區、進排水系統、生產管理道路及機耕口進行了整體合理設置布局，進一步優化了稻-漁種養環境，一并解決了田間工程設施與現代機械化農業耕作模式的矛盾問題。

稻田養殖技術實質上是將水產養殖和水稻種植相融合的技術。水稻與水產養殖動物由于生長環境、生產周期、管理模式及技術要求不同，在實踐中既表現出互利共生的優勢，又有諸多相互制約的內在矛盾。我國南方地區多有種植雙季稻習慣，早稻是春種夏收，晚稻是夏種秋收，其中7月下旬至8月上旬這段時間需搶種、搶收，稱為“雙搶”，在一年期間有多次排水、曬田和翻、耕、犁、耙、收割等田間管理工作，對養殖魚類所需的正常生長發育棲息環境造成極大的脅迫、干擾及危害等安全隱患。在生產周期上，大多數水產養殖品種的養殖周期少則四五個月，多則一年甚至跨年；而水稻種植周期僅3個多月，且根據水稻栽培排灌技術要求，插秧期、成熟收割前期水位很淺，并不適合大多數水產養殖動物棲息，進一步壓縮了養殖魚類的生長發育時間。這種生產時間、周期、技術要求的不協調性，是稻田養殖放養品種、放養時間受限，產品規格小、產量效益低的主要內在原因。稻-漁共作技術融合的關鍵在于稻-漁兩種不同環境的既相對獨立又適時耦合。試驗發現，池-田適時耦合模式通過魚閘控制、水位調節、投飼誘導等技術措施以及養殖動物趨利避害天性，可有效調控魚類活動的時間節點和空間范圍：稻田犁耙耕作的淺水期將魚苗控制在魚池內封閉培育；插秧第7天、禾苗返青后打開魚閘放魚進入稻田養殖；在稻田豐水期(如保穗期)加強用餌料引導養殖魚類進入稻田活動動覓食；施藥、施肥期及時引導魚類回歸魚溝、魚池棲息；曬田、水稻收割期或雙季稻交替輪作期進行田-溝隔離，杜絕養殖魚類進入稻田。實踐表明：池-田適時耦合模式既可減少稻魚共作的互相干擾，又能切實保障稻、魚充分發揮互利共生的生態功能，有效突破了稻-漁共作在放養品種、時間選擇及產品規格小、產量低等多種局限，是一種水產養殖與水稻栽培技術高度融合的技術模式。