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      漁稻養(yǎng)作及其在澇漬地綜合利用中的研究綜述

      2016-03-29 10:34:22吳士龍詹忠國(guó)
      節(jié)水灌溉 2016年5期
      關(guān)鍵詞:稻田田間水稻

      李 倫,羅 強(qiáng),吳士龍,詹忠國(guó)

      (1. 武漢大學(xué) 水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢 430072;2. 湖北省荊門市水利科學(xué)研究所,湖北 荊門 448000)

      0 前 言

      澇漬災(zāi)害是一種地域性廣泛的自然災(zāi)害,影響各個(gè)行業(yè),尤其是在地勢(shì)平坦或低洼地區(qū),汛期暴雨頻發(fā),排水常受外江(湖)水位頂托,容易造成排水不暢,積水成災(zāi)。在全球氣候變化的大背景下,極端氣候的發(fā)生愈加頻繁,降雨的時(shí)空分布不均勻呈加劇趨勢(shì),澇漬災(zāi)害發(fā)生的頻率增大。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)現(xiàn)有易澇耕地2 440 萬hm2,漬害田766.7 萬hm2[1]。1978-2008年,我國(guó)平均每年水災(zāi)的受災(zāi)面積1 277 萬hm2,成災(zāi)面積738 萬hm2,其中成災(zāi)最多的一年為1991年,面積達(dá)1 461 萬hm2[2]。1990年以來,我國(guó)年均洪澇災(zāi)害損失占同期GDP的1.5%左右,澇漬災(zāi)害已經(jīng)成為威脅我國(guó)糧食安全的主要因素之一,迫切需要對(duì)其進(jìn)行綜合治理。

      為綜合減輕澇漬災(zāi)害,充分利用澇漬地以提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)平原湖區(qū)水資源豐富的特點(diǎn),改變澇漬地單一作物種植的現(xiàn)狀,引入了漁稻養(yǎng)作的澇漬地高效利用新模式,目前已在實(shí)踐層面獲得了良好的應(yīng)用效果。本文針對(duì)漁稻養(yǎng)作及其在澇漬地綜合利用中的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合分析,并對(duì)未來研究的走向進(jìn)行了展望,以期為澇漬地的綜合利用與發(fā)展提供參考。

      1 澇漬地漁稻養(yǎng)作的生產(chǎn)模式

      1.1 澇漬地治理的模式

      澇漬地是介于旱地與淺水地之間的土地資源,其中作為種植利用的部分稱為易澇易漬農(nóng)田,屬于中低產(chǎn)田的一種[3]。比較典型的澇漬地,一種是土壤透水性較好,但是地下水位長(zhǎng)期過高;另一種是下部土壤黏性較重,積水滯留難以排出[4]。由此可見,地面積水形成澇,地下水位過高形成漬,澇漬都是針對(duì)土地種植的作物而言。

      因此,傳統(tǒng)澇漬地治理的基本思想,在于及時(shí)排出田間多余的水量,控制地下水位,以營(yíng)造適宜作物生長(zhǎng)的水土環(huán)境。根據(jù)這種思路,澇漬地治理的工程技術(shù)包括明渠排水、暗管排水、組合排水、控制排水等模式。明溝排水是傳統(tǒng)的排水模式,具有投資少、容易建設(shè)的特點(diǎn),但明溝加快了農(nóng)田水分的運(yùn)動(dòng),排水?dāng)y帶著從土壤中淋洗出來的化肥、農(nóng)藥以及鹽分等化學(xué)物進(jìn)入地表水體,成為接納水體的污染源[5]。暗管排水可減少明溝的占地面積、管護(hù)簡(jiǎn)單、降漬效果好,但排地表水效果不如明溝,且工程建設(shè)投資較大,施工技術(shù)要求較高。受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、觀念等限制,目前我國(guó)暗排技術(shù)發(fā)展還相對(duì)滯后,特別是施工機(jī)械發(fā)展的滯后成為現(xiàn)代化暗管排水技術(shù)應(yīng)用推廣的瓶頸[6]。農(nóng)田控制排水在滿足排澇除漬要求的同時(shí),具有節(jié)水、增加雨水利用和減少農(nóng)業(yè)污染物排放的綜合效果,但缺少易操作的水位調(diào)控方法與設(shè)備[7]。

      澇漬地治理的目標(biāo)是提高澇漬地的綜合利用效益,澇、漬是由于地面水層和地下水埋深無法滿足作物種植的需求而產(chǎn)生的。因此,根據(jù)這類澇漬地的特點(diǎn),充分利用稻田的淺水環(huán)境和保水特性,改變澇漬地的利用方式,是澇漬地治理的另一種思路,其典型實(shí)踐模式為漁稻養(yǎng)作。漁稻養(yǎng)作已有悠久的歷史。在一些土地資源緊張的偏遠(yuǎn)山區(qū)或者落后的鄉(xiāng)村,為了提高家庭經(jīng)濟(jì)收入水平,許多個(gè)體農(nóng)戶都有進(jìn)行稻田養(yǎng)殖的傳統(tǒng)[8]。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化和產(chǎn)業(yè)化,稻田生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)也逐步走向規(guī)模化,使得農(nóng)田養(yǎng)殖的統(tǒng)一管理成為可能[9]。漁業(yè)養(yǎng)殖品種也逐步多樣化,從最初單一的小龍蝦、羅非魚等發(fā)展到魚蝦混養(yǎng)[10]、魚蟹共養(yǎng)[11]等,稻田小生態(tài)圈的構(gòu)建更加完善,整個(gè)系統(tǒng)的空間位和生態(tài)位更加豐富。漁稻養(yǎng)作已經(jīng)逐漸成為雨水豐富地區(qū)澇漬地綜合利用的新模式。

      1.2 漁稻養(yǎng)作模式的分類

      不同地域漁稻養(yǎng)作所選擇的水稻品種、養(yǎng)殖水產(chǎn)品的種類、對(duì)稻田的改造情況各不相同,依據(jù)以上特征,漁稻養(yǎng)作可以分為多種類型[12,13]。比如依據(jù)水稻的生育期來分,有單季(早、中、晚)稻田魚稻共作和雙季稻田漁稻共作連養(yǎng)[14];而依據(jù)田間工程的不同又可以分為“壟稻溝魚式”、“稻田溝凼結(jié)合式”和“流水溝式”等[15],現(xiàn)今漁稻養(yǎng)作的稻田結(jié)構(gòu)雖然又多了許多改進(jìn)和創(chuàng)新,如“寬溝深凼”式等,但是大體仍可歸為以上幾種。候光炯[16]最先提出“壟稻溝魚”的養(yǎng)殖模式,實(shí)踐中以畝為單位對(duì)稻田進(jìn)行改造,加固加高田埂至高寬各達(dá)到0.5 m左右后,在田埂內(nèi)側(cè)開挖圍溝,再在田間開溝起壟,圍溝寬深均在0.7 m左右,田間魚溝寬深在0.4 m左右,壟面寬0.5~1.0 m[17];一溝一壟、壟溝相間,溝中養(yǎng)殖水產(chǎn),壟上種植水稻,該種模式在我國(guó)西南地區(qū)運(yùn)用較多。而我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū),由于降水豐富,且地下水埋深較淺,一般“寬溝深凼”式田間工程運(yùn)用較多,該模式在加固加高田埂后于田塊一頭開挖小凼(或于四周開挖寬溝),溝凼深度在1.0 m以上,總面積約占稻田5%~10%[18],可通過提高水位使魚進(jìn)入稻田,而需要在稻田內(nèi)施肥、打藥時(shí)則可降低水位讓魚回到溝凼內(nèi)?!傲魉疁鲜健敝饕m用于水源充足、排灌方便的稻田,在引水口處修建魚坑,魚坑出口處銜接田間溝。田間溝一般寬0.8 m、深0.3 m,根據(jù)田塊大小呈“十”字或“井”字布置[19]。該模式的主要特色在于通過持續(xù)引入活水實(shí)現(xiàn)了微流水養(yǎng)魚。依據(jù)水生動(dòng)物的種類及搭配,田間工程的具體布置情況稍有差異。目前全國(guó)有發(fā)展前景的稻田水產(chǎn)養(yǎng)殖模式主要有稻魚、稻鱉、稻蟹、稻蝦和稻鰍等[20],以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的稻鱉蝦、稻魚鴨復(fù)合模式等。

      澇漬地一般只種植一季中稻,就工程上而言,“寬溝深凼”模式由于具有較大的水量容蓄能力,是比較適用于澇漬地的。在澇漬地利用中,采用漁稻養(yǎng)作的方式,集中連片、規(guī)模化種養(yǎng),不僅能促進(jìn)農(nóng)民創(chuàng)收,而且構(gòu)建了小范圍的生態(tài)濕地,寬溝深凼的存在對(duì)于當(dāng)?shù)嘏艥骋材芷鸬揭欢ǖ木彌_作用。

      2 漁稻養(yǎng)作模式對(duì)水稻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響

      2.1 引入水生物對(duì)水稻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響

      把漁稻養(yǎng)作作為澇漬地綜合利用的措施,主要是為了充分利用澇漬地的低洼地勢(shì)、多水環(huán)境及其保水性強(qiáng)的特點(diǎn),在兼顧水稻產(chǎn)量的前提下獲取更多的水產(chǎn)品,同時(shí)起到保護(hù)環(huán)境的作用。稻田養(yǎng)殖水生生物對(duì)于水稻產(chǎn)量有怎樣的影響,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一系列的研究,但是并沒有達(dá)成一致的結(jié)果。Lightfoot等認(rèn)為這是由于所放養(yǎng)水生生物的種類、水稻的品種、所用肥料等因素的差異性導(dǎo)致的[21],另外各地的天氣氣候、水質(zhì)、田間管理方法的不同也是最終結(jié)果有所區(qū)別的原因。Gurung和Wagle[22]在尼泊爾的研究結(jié)論是,相對(duì)水稻單種,稻田養(yǎng)魚情況下水稻產(chǎn)量會(huì)明顯增加;Ahmed等[11]在孟加拉蝦稻共作中發(fā)現(xiàn),蝦稻共作情況下,水稻產(chǎn)量也得到了提升;國(guó)內(nèi)一些研究也表明,魚稻共作能有效促進(jìn)水稻增產(chǎn),根據(jù)貴州實(shí)施生態(tài)漁業(yè)工程的實(shí)踐,稻田進(jìn)行生態(tài)養(yǎng)殖后水稻空殼率下降,干粒重提高,稻谷平均單位面積增產(chǎn)5%~15%,同時(shí)由于在養(yǎng)殖過程中主要使用有機(jī)肥,系統(tǒng)內(nèi)土壤理化性狀得到改善,所收獲的稻米品質(zhì)也得到了提高[23]。值得一提的是,稻田中魚類的存在對(duì)田間害蟲和野草的控制也卓有成效[24,25],這也可能是水稻增產(chǎn)的原因之一。

      Rothuis等[26]在湄公河淺水區(qū)域的魚稻共作試驗(yàn)并沒有發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)量會(huì)在養(yǎng)殖魚類時(shí)有顯著增加,Berg[27]在2002對(duì)湄公河三角洲地區(qū)魚稻共作的研究也是同樣的結(jié)果;Vromant[28]在2002年也專門對(duì)此問題作了研究,4種不同的魚類共作對(duì)水稻產(chǎn)量均沒有影響;Li等[29]和呂東鋒等[30]在蟹稻共生方面的研究也得出了一致的結(jié)論。而1995年Li等[31]在中國(guó)的研究發(fā)現(xiàn)漁稻共作情況下水稻的產(chǎn)量反而降低了4.3%。

      在澇漬地中,水稻單種的情況下,國(guó)內(nèi)一些研究結(jié)果表明,正常生長(zhǎng)年份,中稻受澇漬影響平均減產(chǎn)16%~27%,單產(chǎn)減收1 302.0~2 167.5 kg/hm2[32]。澇漬地中采用漁稻養(yǎng)作模式情況下的水稻產(chǎn)量并沒有相關(guān)研究,然而漁稻養(yǎng)作模式下,澇漬地原有的高地下水位問題將不再是影響水稻產(chǎn)量的主要問題,而且土壤的理化性質(zhì)、水質(zhì)情況發(fā)生變化等,這些都將成為澇漬地漁稻養(yǎng)作中影響水稻產(chǎn)量的因素。

      2.2 田間水深控制對(duì)水稻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響

      稻田之所以能進(jìn)行漁業(yè)養(yǎng)殖,主要在于其天生的淺水環(huán)境,然而水稻和漁業(yè)所需要的適宜水深并不相同,甚至不同的水稻品種、不同的水生生物所要求的水深水質(zhì)都極具差異性。稻田養(yǎng)魚的水層灌溉可以分為干干濕濕灌溉型、水層-濕潤(rùn)與曬田相結(jié)合型、淺-深-深灌溉型、深-淺-深灌溉型、因時(shí)灌溉型、長(zhǎng)期水層灌溉型和長(zhǎng)期水層與曬田相結(jié)合灌溉型等7種類型[33]。如何協(xié)調(diào)稻田水深,使得水層水深的管理既滿足蝦、蟹等的生長(zhǎng)要求,又滿足水稻各生育期的生長(zhǎng)要求,國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了一系列的措施。

      在田間工程方面,候光炯等[16]研究認(rèn)為,采用“壟稻溝魚式”的田間工程類型,可以解決稻、魚需水一深一淺的矛盾,同時(shí)溝凼的使用增厚了周圍的耕作層,為水稻根系的生長(zhǎng)提供了更多空間,降低了水稻的淹水深度,有利于種植水稻區(qū)域土壤性質(zhì)的改善和肥力的提高,較低水位下,土壤中微生物的數(shù)量和活性也比深水位要高;采用“田字溝”和“日字溝”的形式對(duì)稻田進(jìn)行改造具有和“壟稻溝魚式”相類似的效果。Rothuis[34]指出,在稻田中養(yǎng)魚,水層的深度應(yīng)為正常稻田的2~3倍,以便能兼顧水稻和水生生物的生長(zhǎng)需要。在種植模式方面,陳昌齊等提倡水旱輪作的方式,指出對(duì)長(zhǎng)期漁稻共作的稻田進(jìn)行適時(shí)的水旱輪作在減輕病蟲草害、利于土壤養(yǎng)分充分發(fā)揮和改善土壤通透性方面均有顯著效果[35]。

      楊星星等比較研究了稻田水深15、20、25 cm對(duì)水稻和魚的影響,結(jié)果表明,稻田水深控制在15~25 cm范圍內(nèi)時(shí),水深對(duì)水稻分蘗、生長(zhǎng)沒有顯著的影響,對(duì)田魚的影響也不大[36]。楊勇等的研究表明,如果根據(jù)水生生物對(duì)水深和水溫的需求來調(diào)節(jié)稻田水層深度,對(duì)水稻的產(chǎn)量形成而言,有利有弊。利主要表現(xiàn)在無效分蘗期水層的大幅度提高有利于控制無效分蘗的發(fā)生,減少植株養(yǎng)分消耗,同時(shí)水層加深擴(kuò)大了水生動(dòng)物的活動(dòng)范圍,在清除雜草和部分害蟲方面更為有利,水稻的生育期在漁稻共作時(shí)的延長(zhǎng),有利于增加稻米的千粒重;但是深水條件對(duì)稻株的抗倒性等株型特征提出了更高的要求,并且長(zhǎng)期處于深水條件之下會(huì)導(dǎo)致水稻根系活力下降,最終對(duì)水稻的分蘗、成穗產(chǎn)生不利影響[37]。在澇漬地中,由于降水、排水方面的不同,水深控制與正常情況下也會(huì)有差異,但大體情況是類似的,原先的研究資料都可以成為參考。

      2.3 水稻種植密度和施肥制度對(duì)水稻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響

      由于要考慮水生生物的活動(dòng),漁稻養(yǎng)作的水稻種植密度和水稻單種情況不同,相關(guān)方面已有的研究均推薦“寬行窄株”式的稀疏種植管理模式[13,16,38]。國(guó)外也有一些相關(guān)的研究,Mustow[39]在對(duì)漁稻共作的研究中提出了水稻“邊際栽培法”,水稻的種植密度的降低增強(qiáng)了田間的通透性,浮游生物能獲得更好的生存空間,有更多的浮游生物作為養(yǎng)料,有利于水產(chǎn)品產(chǎn)量的提高,并且此種模式下,水稻產(chǎn)量未見明顯降低。另一方面,稻田的水溫、pH值、溶氧量與植株生長(zhǎng)密度也是息息相關(guān)的,采取稀疏種植,使水稻葉片對(duì)陽光的遮擋減少,水體能受到更多的太陽輻射,水溫提升的同時(shí),水生植物的光合作用強(qiáng)度也得到提高,能增加水體溶氧量,溶氧量的增多能加強(qiáng)水中亞硝酸鹽等化合物的氧化作用,改善水質(zhì),使水體pH值保持在適宜的水平[34]。

      肥料是確保農(nóng)作物良好生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素,然而在稻田中進(jìn)行漁稻養(yǎng)作時(shí),需要充分考慮肥料對(duì)水產(chǎn)品的負(fù)面作用。有機(jī)肥是漁稻養(yǎng)作的首選[35,40]。林忠華等[41]研究認(rèn)為,有機(jī)肥對(duì)魚蝦蟹等毒害小,進(jìn)入稻田后由于分解緩慢、肥效長(zhǎng),可以使水稻穩(wěn)定生長(zhǎng),同時(shí)有防止土壤板結(jié)滲水的作用;另一方面,有機(jī)肥也是水生生物的食物之一。水生動(dòng)物的排泄物是稻田肥料的另一個(gè)來源,Vromant等[42]的研究表明,稻田養(yǎng)魚可增加水稻10%的生物量; Steffens[43]的研究指出,魚排泄物中的氮元素由75%~85%都是以銨離子的形態(tài)存在,而銨離子是水稻氮的主要攝入形式;因此從某種程度上講,魚能將田間不能被水稻利用的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為易于水稻吸收的銨態(tài)氮。吳敏芳等[44]的研究表明,稻田養(yǎng)魚系統(tǒng)能有效利用魚飼料轉(zhuǎn)化成的有機(jī)肥,可以減少肥料施用量而保證水稻的穩(wěn)產(chǎn),并給出推薦優(yōu)化模式為:水稻移栽密度為 30 cm × 30 cm,田魚投苗9 000尾/hm2,復(fù)合肥施用量480 kg/hm2,能最大限度地的利用土地。

      3 漁稻養(yǎng)作的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)

      3.1 漁稻養(yǎng)作的生態(tài)效應(yīng)

      與自然生態(tài)系統(tǒng)不同,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生物組分單一,生物主體是人工種植或養(yǎng)殖的生物,其他生物被控制在一定范圍內(nèi)[45]。在常規(guī)稻田的生物群落中,水稻作為生物主體,通過光合作用制造有機(jī)物,最終形成稻谷和稻草,而同時(shí)田間的雜草、浮游生物等,也同樣在稻田生態(tài)系統(tǒng)中汲取養(yǎng)料,但是它們對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言是不利的,會(huì)對(duì)水稻形成競(jìng)爭(zhēng)作用[14]。

      相關(guān)研究表明,物種豐富的農(nóng)作物系統(tǒng),由于互相之間對(duì)資源的利用能夠互補(bǔ),因此常常會(huì)出現(xiàn)“超產(chǎn)”的現(xiàn)象[46,47]。但是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的進(jìn)程,農(nóng)作物系統(tǒng)生物多樣性簡(jiǎn)化,農(nóng)民大多只關(guān)注所種植或養(yǎng)殖生物的生長(zhǎng)狀況,而忽略生物之間的相互作用及效應(yīng)[48],在過去的半個(gè)多世紀(jì)里,以工業(yè)化為特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)雖然對(duì)糧食的增產(chǎn)作出了重要貢獻(xiàn),但是與此同時(shí)全機(jī)械化的生產(chǎn)、農(nóng)藥化肥的大量使用也帶來了資源破壞、環(huán)境污染、生物多樣性喪失等一系列的問題[49-51]。

      漁稻養(yǎng)作模式是增加稻田物種多樣性的重要途徑。漁稻共作系統(tǒng)中,由于水稻能為各類浮游植物、水蜘蛛等昆蟲、螞蝗等水生動(dòng)物以及藻類提供更適宜的生長(zhǎng)環(huán)境,這些可以作為水產(chǎn)生物餌料的稻田初級(jí)消費(fèi)者比其他養(yǎng)殖水體要多,而且由于水稻能起到隔離的作用,稻田魚蝦等發(fā)病一般輕微,因此魚藥的使用可以大幅度減少[16,52]。王玉堂等[38]的研究認(rèn)為,稻田中魚蟹的存在,促進(jìn)了新的稻田生態(tài)系統(tǒng)的形成,在這種新系統(tǒng)中,稻、魚、有益生物和有害生物共存,更加接近相互依存、相互制約的自然狀態(tài)。在漁稻共作系統(tǒng)中,草魚和青蛙能大量取食水稻害蟲[53]。Xie等[24]的研究則發(fā)現(xiàn)魚會(huì)將稻飛虱碰落水中從而取食,因此能減輕稻飛虱對(duì)水稻產(chǎn)量的影響。另外,魚的游動(dòng)和覓食活動(dòng)被認(rèn)為起到了疏松土層,釋放土中養(yǎng)分,促進(jìn)稻田養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)的作用[8]。

      Berg通過對(duì)越南120戶農(nóng)戶的調(diào)查,表明稻魚系統(tǒng)相對(duì)于水稻單作系統(tǒng)能減少43.8%的農(nóng)藥使用量[27];根據(jù)胡亮亮的研究結(jié)果,漁稻養(yǎng)作模式與水稻單作模式相比,水稻增產(chǎn)2.98%,肥料(氮磷鉀)平均投入量減少26.52%,農(nóng)藥使用量減少61.08%;不同漁稻模式之間水稻增產(chǎn)率,肥料和農(nóng)藥使用量的降低率沒有顯著性差異[54]。

      澇漬地從實(shí)質(zhì)上看屬于濕地范疇,是濕地中作為農(nóng)業(yè)利用的一種土地資源,可謂之農(nóng)業(yè)濕地[3]。與暗管排水等澇漬地治理措施不同,把漁稻養(yǎng)作技術(shù)運(yùn)用于澇漬地,最大限度地保留了澇漬地作為濕地的特性,服務(wù)于人類社會(huì)的同時(shí)又形成了小范圍的濕地生態(tài)系統(tǒng),從一定程度上講,能起到保護(hù)生態(tài)的作用。

      3.2 漁稻養(yǎng)作的環(huán)境效益

      研究表明,水體自身環(huán)境退化(尤其是發(fā)展中國(guó)家)的一個(gè)重要原因就是水產(chǎn)養(yǎng)殖引起的水體污染[55,56],而其中影響最大的污染物又以氮、磷和有機(jī)物為主[55,57];在水稻集約化生產(chǎn)條件下,由于大量使用農(nóng)藥化肥,造成了大量的碳排放,同時(shí)氮磷流失造成的田間面源污染的問題也受到了越來越多的關(guān)注[58]。而漁稻養(yǎng)作模式下,水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖密度低、飼料投入少,對(duì)稻田的水土環(huán)境無顯著性影響[59];同時(shí)由于復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中的協(xié)同增效效應(yīng)[60],漁稻養(yǎng)作模式在一定程度上可以避免水稻集約化生產(chǎn)所帶來的問題[61]。胡亮亮的研究結(jié)果表明,稻-鱉共作處理相對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物單養(yǎng),分別降低水體總N和COD 32.89%和29.23%,不過與水稻單種相比,稻-魚、稻-鱉共作處理水體的總N、總P和COD未發(fā)現(xiàn)顯著性差異[54]。

      在澇漬地中采用傳統(tǒng)的明溝排水、暗管排水等工程措施,雖然排水效果良好,但是在排水過程中,必然導(dǎo)致氮、磷的大量流失,降低土壤肥力的同時(shí)也造成了農(nóng)業(yè)面源污染,采用漁稻養(yǎng)作的方法無疑是緩解該問題的有效途徑,但是最終效果如何、相對(duì)于其他澇漬地治理方式和利用方法有何種優(yōu)勢(shì)仍需要進(jìn)一步的研究。

      4 研究展望

      隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展,對(duì)土地的依賴性日益增加。國(guó)家目前實(shí)施的相關(guān)政策,如人口政策、土地流轉(zhuǎn)、集約化種植、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、農(nóng)業(yè)面源污染防治等,都對(duì)澇漬地這一重要土地資源的治理與綜合利用提出了新的要求。漁稻養(yǎng)作作為澇漬地綜合利用的有效模式,急需在應(yīng)用以及基礎(chǔ)理論方面展開進(jìn)一步的研究。

      (1)澇漬地生態(tài)養(yǎng)殖模式的研究。漁稻養(yǎng)作從傳統(tǒng)的單一品種養(yǎng)殖發(fā)展到現(xiàn)今的多種水生生物復(fù)合養(yǎng)殖,豐富了生態(tài)位,提高了田間養(yǎng)分利用效率。然而現(xiàn)在對(duì)于不同種類水產(chǎn)品之間的互相影響、在生物鏈中的搭配比例,以及不同地域、氣候、水文條件下的養(yǎng)殖模式選擇研究較少。因此,未來澇漬地中漁稻養(yǎng)作模式的研究應(yīng)該集中在:①根據(jù)稻田主養(yǎng)殖產(chǎn)品選擇次養(yǎng)殖產(chǎn)品,合理搭配種類,以獲得稻田單位面積最大效益;②根據(jù)采用稻田環(huán)境進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖這一客觀現(xiàn)實(shí),確定適宜該環(huán)境的養(yǎng)殖密度和比例;③結(jié)合混養(yǎng)種類的各生長(zhǎng)發(fā)育階段及生長(zhǎng)期間的取食習(xí)慣,確定其互相之間無不利影響;④考慮農(nóng)藥化肥的最低施用量,實(shí)現(xiàn)漁稻養(yǎng)作的綠色健康發(fā)展。

      (2)漁稻養(yǎng)作的關(guān)鍵灌排技術(shù)研究。在漁稻養(yǎng)作的理論基礎(chǔ)研究方面薄弱,如在水稻生長(zhǎng)期間,水稻和漁業(yè)(如小龍蝦)對(duì)水層、水溫、農(nóng)藥及化肥的需求是不一樣的,急需通過試驗(yàn)觀測(cè)與理論研究,揭示其耦合機(jī)理,在灌排方面為澇漬地的綜合利用提供理論基礎(chǔ)。在不破壞稻田目前環(huán)境的情況下,探索最佳的溝凼布局,以最大程度地發(fā)揮邊際彌補(bǔ)效果來保證水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定,同時(shí)兼顧灌排系統(tǒng)機(jī)械化的發(fā)展方向。

      (3)漁稻養(yǎng)作的減排機(jī)理研究?,F(xiàn)有研究均表明漁稻養(yǎng)作系統(tǒng)對(duì)于減輕田間氮、磷、碳排放具有積極的意義,然而其內(nèi)部的減排機(jī)理和轉(zhuǎn)移過程還缺乏深入的研究。在稻田進(jìn)行長(zhǎng)期的漁稻養(yǎng)作之后,由于田間土壤理化性質(zhì)的變化,土中微生物數(shù)量、種類及活性都將發(fā)生變化,各類水生浮游生物的種類、數(shù)量也會(huì)有明顯變動(dòng),它們這些氮、磷、碳等元素的消費(fèi)者,在減排過程中各自起到了怎樣的作用,采取怎樣的措施能進(jìn)一步地提升減排效果等,這些都是需要解決的問題,以便為現(xiàn)代漁稻養(yǎng)作的良性發(fā)展、維持良好的稻田環(huán)境奠定理論基礎(chǔ)。

      (4)漁稻養(yǎng)作對(duì)區(qū)域排澇的影響研究。將漁稻養(yǎng)作應(yīng)用于澇漬地,使得田間出現(xiàn)了大約10%的長(zhǎng)期水面,再現(xiàn)甚至加強(qiáng)了澇漬地的濕地特性,寬溝深凼的存在減緩了該地區(qū)的產(chǎn)匯流速度,一定程度上起到了調(diào)蓄的作用,理論上講必然會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)嘏艥衬?shù)的減小,但在具體功效方面缺乏定量的研究。

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