稻蝦連作模式下稻田水體浮游生物調(diào)查研究

隋燚 夏德軍 石小平 毛栽華

摘 要：對(duì)不同條件下稻蝦連作田浮游生物進(jìn)行定性定量分析，結(jié)果表明：推水模式田溶氧和pH顯著高于非推水養(yǎng)蝦田（P<0.05）；各稻田綠藻密度始終在20%以上，藍(lán)藻生物量始終低于20%；稻蝦連作田中浮游植物種類均以綠藻門藻類種數(shù)最多，浮游動(dòng)物種類均以輪蟲種類最多；當(dāng)年由常規(guī)稻田改造并用于稻蝦連作生產(chǎn)的新田在浮游生物種類和生物量上均低于多年以稻蝦連作方式進(jìn)行生產(chǎn)的老田，且推水模式稻田水體浮游生物多樣性最豐富，浮游生物密度和生物量最高。因此，穩(wěn)定的高溶氧環(huán)境可促進(jìn)浮游生物多樣性的提高，稻蝦連作生產(chǎn)模式有益于稻田生態(tài)系統(tǒng)的改善。

關(guān)鍵詞：克氏原螯蝦；浮游生物；稻蝦連作

中圖分類號(hào) S966.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）18-0043-05

Study on the Effect of Plankton in Rice-Crayfish Continuous Production Rice Fields

Sui Yi1 et al.

（1Maanshan Municipal Agriculture Commission，Maanshan 243000，China）

Abstract：In this study，qualitative and quantitative analysis of plankton in Rice-Crayfish continuous production system under different conditions. The dissolved oxygen and pH of the push-water mode were significantly higher than those of the non-pushing water（P<0.05）；the density of Chlorophyta was always above 20% in all rice fields，and the Cyanophyceae biomass was always below 20%；Chlorophyta and Rotifer ranked first in species richness in Rice-Crayfish continuous production rice fields，The new rice fields，which was reformed from conventional rice fields and used for Rice-Crayfish system，was lower in both plankton species and biomass than the old Rice-Crayfish continuous production rice fields. The rice field in the push-water mode had the most abundant plankton，with the highest plankton density and biomass. The results show that a stable high dissolved oxygen environment can promote the increase of plankton biodiversity，and the Rice-Crayfish continuous production mode is beneficial to the improvement of the rice field ecosystem.

Key words：Procambarus clarkia；Plankton；Rice-Crayfish continuous production

在我國(guó)，小龍蝦的養(yǎng)殖模式主要包括池塘養(yǎng)殖模式、河溝養(yǎng)殖模式、稻田養(yǎng)殖模式、蝦蟹混養(yǎng)模式等[1]，其中，稻田養(yǎng)殖模式是1種將小龍蝦養(yǎng)殖與水稻種植有機(jī)結(jié)合的生態(tài)養(yǎng)殖模式，該模式充分合理地利用了土地資源，達(dá)到了“稻蝦”雙收的目的[2]，同時(shí)，促進(jìn)了養(yǎng)殖水體生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者3者之間的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，保持了水體的生態(tài)平衡，在保障水稻、水產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量安全的前提下，凈化養(yǎng)殖水環(huán)境，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

目前，關(guān)于稻田小龍蝦養(yǎng)殖技術(shù)[3-6]、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[7-9]以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況[1，2，10，11]的研究比較多，對(duì)浮游生物的研究也多集中在大水面水體，如湖泊、河流和海洋，而對(duì)稻田小水體浮游生物[12-14]的研究相對(duì)較少，有關(guān)稻蝦連作模式中水體浮游生物的相關(guān)研究鮮有報(bào)道[15]，對(duì)稻田推水養(yǎng)蝦模式中浮游生物的研究更是未見報(bào)道。本試驗(yàn)主要研究新開稻蝦連作田與多年稻蝦連作田以及在稻蝦連作田環(huán)溝水體中安裝推水裝置等情況下稻田生態(tài)系統(tǒng)浮游生物的變化，為探討新型、高效稻蝦生態(tài)養(yǎng)殖模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)地點(diǎn)：馬鞍山市博望區(qū)農(nóng)騰生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司。試驗(yàn)采用稻蝦連作生產(chǎn)模式，選擇4塊稻田，其中1號(hào)田1.8hm2，2號(hào)田1.7hm2，3號(hào)田2.73hm2，4號(hào)田4.67hm2。1號(hào)、2號(hào)稻田為多年以稻蝦連作方式進(jìn)行生產(chǎn)的老田，1號(hào)田在稻田環(huán)溝內(nèi)以80～90m為間隔安裝有6個(gè)統(tǒng)一方向的推水裝置（合肥萬(wàn)康漁業(yè)科技有限公司，型號(hào)VKTS02，0.85kW），如圖1，用以保持環(huán)溝內(nèi)水體流動(dòng)，其它稻田未安裝推水裝置；3號(hào)、4號(hào)稻田為當(dāng)年由常規(guī)稻田新開挖改造并用于稻蝦連作生產(chǎn)的新田。4塊稻田后期生產(chǎn)管理方式均相同，不使用農(nóng)藥、化肥，小龍蝦餌料采用小龍蝦專用全價(jià)配合飼料。

稻蝦連作稻田設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如圖2，在常規(guī)稻田四周開挖倒梯形環(huán)溝，溝上寬3～4m，底寬1m，主埂高1m、頂寬1.5～2m，溝沿子埂高0.5m。主埂內(nèi)側(cè)四周安裝高0.5～0.7m的防逃設(shè)施，以防止小龍蝦竄逃和外來(lái)生物侵入。

2017年4月初，向4塊稻田投放規(guī)格為260只/kg的龍蝦苗種，投放密度均為375kg/hm2。1號(hào)田推水裝置僅在小龍蝦生產(chǎn)期，即4—6月使用，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，在溶氧低于4mg/L時(shí)自動(dòng)開啟，高于8mg/L自動(dòng)關(guān)閉。

1.2 浮游生物采樣與分析 采樣在2017年4—7月每月月底的晴天上午8：00—10：00進(jìn)行，在每塊稻田環(huán)溝及田面共選取6個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行浮游植物和動(dòng)物采樣，樣品采集依據(jù)《湖泊生態(tài)調(diào)查觀測(cè)與分析》[16]，浮游生物定性定量分析依據(jù)《水生生物學(xué)》[17]、《中國(guó)淡水藻類志—系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[18]、《中國(guó)淡水生物圖譜》[19]。使用Excel統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，IBM SPSS Statistics 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

1.2.1 浮游植物的定性定量分析 用1L采水器在選中的6個(gè)采樣點(diǎn)采水，將所采水樣混合后用魯哥氏液和甲醛溶液現(xiàn)場(chǎng)固定，固定后的樣品在實(shí)驗(yàn)室中沉淀濃縮。用0.1mL浮游植物計(jì)數(shù)框在顯微鏡下計(jì)數(shù)，每個(gè)樣品檢測(cè)2次，取其平均值[17]，換算成稻田平均浮游植物密度和生物量。

1.2.2 浮游動(dòng)物的定性定量分析 用5L采水器在選中的6個(gè)采樣點(diǎn)采水，用25號(hào)浮游生物過(guò)濾網(wǎng)（孔徑64μm）將所采6個(gè)水樣集中過(guò)濾濃縮至500mL螺口瓶中，甲醛現(xiàn)場(chǎng)固定。在實(shí)驗(yàn)室顯微鏡下用1mL浮游動(dòng)物計(jì)數(shù)框，分若干次全部計(jì)數(shù)，取其平均值，換算成稻田平均浮游動(dòng)物密度和生物量。

1.3 稻田溶解氧和pH值測(cè)定 使用物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)裝置全程監(jiān)測(cè)4—6月小龍蝦主要生長(zhǎng)期推水養(yǎng)蝦1號(hào)田、對(duì)照2號(hào)田的每日水體溶解氧和pH動(dòng)態(tài)變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻田溶氧和pH 如圖3所示，4—6月，1號(hào)田、2號(hào)田月平均溶氧均呈逐月上升趨勢(shì)，1號(hào)田月均溶氧分別為5.54mg/L、6.92mg/L、7.83mg/L，均顯著高于2號(hào)對(duì)照田對(duì)應(yīng)月份月均溶氧1.32mg/L、4.05mg/L、5.95mg/L（P<0.05），且2號(hào)田溶氧變化波動(dòng)大，1號(hào)田相對(duì)穩(wěn)定。從圖4中可看出，1號(hào)田月均pH呈逐月上升趨勢(shì)，2號(hào)田pH基本保持不變，1號(hào)田月均pH分別為7.77、8.35、8.51，均顯著高于2號(hào)對(duì)照田對(duì)應(yīng)月份pH月平均值7.51、7.51、7.45（P<0.05）。

2.2 浮游植物

2.2.1 多樣性 在4—7月的4次采樣中，1號(hào)田共觀察到浮游植物7門48屬85種，2號(hào)田共觀察到浮游植物7門41屬68種，3號(hào)田共觀察到浮游植物7門28屬51種，4號(hào)田共觀察到浮游植物7門27屬49種。1號(hào)田浮游生物的生物多樣性最豐富，2號(hào)田次之，3號(hào)田浮游植物種類數(shù)略多于4號(hào)田，4塊稻蝦連作田中均為綠藻門的藻類種數(shù)最多，1號(hào)田、2號(hào)田、3號(hào)田、4號(hào)田綠藻門比例分別為50.59%、55.88%、45.10%、46.94%，具體結(jié)果見表1。

2.2.2 平均密度和生物量 4—7月，均未出現(xiàn)藍(lán)藻爆發(fā)的情況，各稻田綠藻的密度始終在20%以上，藍(lán)藻的生物量始終低于20%，這表明稻蝦連作生產(chǎn)模式有益于稻田生態(tài)系統(tǒng)的改善。

結(jié)合表2、表3和圖5，從浮游植物密度的角度分析：在4—6月小龍蝦生產(chǎn)期間，各田塊浮游植物密度變化趨勢(shì)不相同，1號(hào)、2號(hào)田浮游植物密度始終大于3號(hào)、4號(hào)田，且1號(hào)田浮游植物密度大于2號(hào)田。

結(jié)合表2、表4和圖6，從浮游植物生物量的角度分析：在4—6月小龍蝦生產(chǎn)期間，4塊稻田浮游植物生物量變化趨勢(shì)基本相同，均呈現(xiàn)出5月明顯增高，6月略有下降。1號(hào)、2號(hào)稻蝦連作田的浮游植物生物量一直高于3號(hào)、4號(hào)田，且1號(hào)推水養(yǎng)蝦田的浮游植物生物量始終高于其它3塊稻蝦連作田。

2.3 浮游動(dòng)物

2.3.1 種類組成 在4—7月的4次采樣中，1號(hào)田共觀察到浮游動(dòng)物48種，2號(hào)田共觀察到浮游動(dòng)物35種，3號(hào)田觀察到浮游動(dòng)物19種，4號(hào)田觀察到浮游動(dòng)物20種。4塊稻蝦連作田中均以輪蟲種類最多，1號(hào)田、2號(hào)田、3號(hào)田、4號(hào)田輪蟲種類比例分別為45.65%、40.00%、52.63%、55.00%。具體結(jié)果見表5。

2.3.2 平均密度和生物量 根據(jù)表6、圖7和圖8可知：4—7月，四塊稻田浮游動(dòng)物密度變化趨勢(shì)不完全相同，但4塊稻田浮游動(dòng)物密度均在6月達(dá)到最大值，在7月由小龍蝦生產(chǎn)期轉(zhuǎn)入水稻生產(chǎn)期時(shí)出現(xiàn)急劇下降。4塊稻田浮游動(dòng)物生物量變化趨勢(shì)基本相同，即4—6月呈上升趨勢(shì)，7月急劇下降。且1號(hào)推水養(yǎng)蝦田浮游動(dòng)物的生物量在推水系統(tǒng)運(yùn)作的4—6月間始終高于3塊常規(guī)稻蝦連作田。

2.4 小龍蝦收獲量分析 1號(hào)田小龍蝦產(chǎn)量2175kg/hm2；

2號(hào)田小龍蝦產(chǎn)量1612.5kg/hm2；3號(hào)田小龍蝦量產(chǎn)1005kg/hm2；4號(hào)田小龍蝦畝產(chǎn)712.5kg/hm2。4塊稻田所產(chǎn)小龍蝦規(guī)格均為30～50g/只，其中以35g/只居多。

3 結(jié)論

3.1 穩(wěn)定的高溶氧環(huán)境可促進(jìn)浮游生物多樣性的提高 在稻蝦連作生產(chǎn)模式下，4—6月為小龍蝦主要生長(zhǎng)期，1號(hào)田推水系統(tǒng)的運(yùn)行，使稻田環(huán)溝內(nèi)形成了1個(gè)平均流速為0.101m/s的微流水環(huán)境，水體溶氧和pH均保持相對(duì)穩(wěn)定，且顯著高于常規(guī)稻蝦連作田（P<0.05），水體呈弱堿性。穩(wěn)定的高溶氧和弱堿性增加了水環(huán)境對(duì)浮游生物的承載能力，而堿性環(huán)境有利于浮游植物捕獲CO2進(jìn)行光合作用，從而使1號(hào)田中浮游植物種類、密度和生物量始終高于其它稻田，具有良好的生物多樣性，且以綠藻、輪蟲等有益浮游生物為優(yōu)勢(shì)種群。

3.2 稻蝦連作模式可有效改善稻田微生態(tài)環(huán)境 4—6月間當(dāng)年由常規(guī)稻田新開挖改造并用于稻蝦連作生產(chǎn)的3號(hào)、4號(hào)田在浮游生物種類和生物量上均低于多年以稻蝦連作方式進(jìn)行生產(chǎn)的1號(hào)、2號(hào)2個(gè)老稻蝦連作田，其原因可能是新田殘留有一定的往年種植水稻使用的農(nóng)藥和化肥，而抑制了浮游生物的生長(zhǎng)繁殖。7月轉(zhuǎn)入水稻生產(chǎn)期后，新田殘留的農(nóng)藥減少，對(duì)浮游生物密度和生物量的影響減弱。

浮游動(dòng)物生物量在4—6月呈明顯的上升趨勢(shì)，6月達(dá)到最高值，但浮游植物生物量在4—5月明顯上升，6月有所下降，是因?yàn)?月是小龍蝦生產(chǎn)旺季，飼料投喂量加大，殘餌和小龍蝦代謝產(chǎn)物會(huì)增加水體氮磷含量，這有利于浮游植物的生長(zhǎng)[20]，而6月小龍蝦陸續(xù)售出，飼料投喂量和龍蝦代謝產(chǎn)物均減少，且浮游動(dòng)物對(duì)浮游植物有脅迫作用，使得浮游植物生物量略有下降。

3.3 稻田推水養(yǎng)蝦有利于小龍蝦產(chǎn)量的提高 較高的溶氧和浮游生物多樣性有利于小龍蝦產(chǎn)量的提高，生產(chǎn)多年的蝦稻田塊生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡，小龍蝦產(chǎn)量較為穩(wěn)定且高于當(dāng)年新蝦稻田塊。

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