稻蟹綜合種養(yǎng)模式化肥農(nóng)藥生態(tài)減施技術(shù)應用*

◎?qū)O富余 田春暉 孫文濤 于鳳泉 于永清

中國是世界最大的稻米生產(chǎn)國和消費國。我國北方稻區(qū)水稻種植面積在1億畝以上，占我國水稻種植面積和水稻總產(chǎn)量的20.9%和26.9%，是我國最重要的優(yōu)質(zhì)稻米生產(chǎn)基地，對保證糧食安全起到了重要作用。在水稻種植過程中，化肥農(nóng)藥過量使用現(xiàn)象普遍嚴重，水稻增產(chǎn)的同時，也導致土壤板結(jié)、酸化、耕地退化，大量的氮、磷排放致使水體富營養(yǎng)化、增加溫室氣體排放；大量的化學農(nóng)藥被用于水稻生產(chǎn)中，在有效的防治了水稻病蟲草害的同時，也殺傷了害蟲的天敵和大量其它稻田有益生物及水生生物，破壞了稻田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡，稻田農(nóng)藥殘留增加、生物多樣性下降、有害生物抗藥性升高；化肥利用效率、農(nóng)藥應用效率降低；農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，生產(chǎn)成本增加。新的發(fā)展形勢要求我國水稻生產(chǎn)必須從偏重產(chǎn)量向提質(zhì)增效轉(zhuǎn)變，優(yōu)質(zhì)高效豐產(chǎn)并舉已成為我國水稻可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。

一、傳統(tǒng)稻田養(yǎng)蟹生產(chǎn)中存在的主要問題

稻田綜合種養(yǎng)起源于民間，逐漸發(fā)展為生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。根據(jù)養(yǎng)殖動物的不同，有多種類型，如：稻田養(yǎng)魚、稻田養(yǎng)蝦、稻田養(yǎng)鴨、稻田養(yǎng)小龍蝦、稻-萍-魚、稻-蟹-泥鰍、稻田養(yǎng)蟹、稻田養(yǎng)蛙等模式。稻田綜合種養(yǎng)從單純種植水稻轉(zhuǎn)變?yōu)榉N、養(yǎng)結(jié)合，利用稻田動植物間的互補性，形成復合農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，改善了稻田生態(tài)環(huán)境，促進稻田生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，提升了產(chǎn)品品質(zhì)。

稻田養(yǎng)蟹是近三十年來發(fā)展起來的綜合種養(yǎng)最具代表性的模式。隨著中華絨螯蟹Eriocheir sinensis（俗稱河蟹）于上世紀80年代后期人工育苗技術(shù)的成功，促進了河蟹養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。養(yǎng)殖場所為池塘、湖泊、葦田、沼澤、河汊及稻田。遼寧省水稻種植面積1000萬畝左右，稻田養(yǎng)蟹面積近十多年均穩(wěn)定在百余萬畝，占全省稻田面積的十分之一。稻田養(yǎng)蟹較單一稻作，經(jīng)濟效益明顯提高，生態(tài)效益顯著改善。但是，稻蟹種養(yǎng)是寓水稻種植與水產(chǎn)養(yǎng)殖于一體的綜合種養(yǎng)模式，涉及水稻種植與水產(chǎn)養(yǎng)殖等多學科的交叉，由于各行業(yè)間相互協(xié)調(diào)不夠，如漁業(yè)與水利的矛盾，水產(chǎn)養(yǎng)殖與水稻種植矛盾等，其中水稻種植和河蟹養(yǎng)殖之間的矛盾尤為突出，關(guān)鍵技術(shù)有待解決.

傳統(tǒng)養(yǎng)蟹稻田水稻生產(chǎn)存在的主要問題：

1.適宜稻蟹種養(yǎng)的水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)多抗養(yǎng)分高效利用的品種不多，更無專門品種選育。

2.生物防治、農(nóng)藝管控、理化誘控、水肥管理、生態(tài)調(diào)控等手段利用不夠。

3.對養(yǎng)蟹安全的水稻施肥技術(shù)及水稻病蟲草害防控技術(shù)欠缺，集成度不高?；兽r(nóng)藥替代產(chǎn)品不足，自動化智能精準施用技術(shù)急需加強。

4.肥藥協(xié)同利用和多病蟲協(xié)同防治技術(shù)缺乏，替代技術(shù)產(chǎn)品沒有充分應用，高效施用配套技術(shù)集成度低、技術(shù)推廣效率不高。

二、現(xiàn)代稻蟹生態(tài)種養(yǎng)模式的建立

稻蟹生態(tài)種養(yǎng)模式建立。根據(jù)稻蟹共生互利原理，綜合運用現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，在稻田生態(tài)系統(tǒng)中，設置防逃圍攔，稻田內(nèi)合理建設河蟹養(yǎng)殖溝，科學種植水稻和養(yǎng)殖河蟹，充分利用稻田的立體空間和光、熱、水、氣及生物資源，讓河蟹與水稻在水稻插秧后直至收獲前和諧共生于一起，構(gòu)筑起以河蟹和水稻為主體的生態(tài)系統(tǒng)，將綠色優(yōu)質(zhì)稻米生產(chǎn)與河蟹健康養(yǎng)殖有機結(jié)合起來，提高種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟效益。

現(xiàn)代稻蟹生態(tài)種養(yǎng)農(nóng)田建設模式。基于稻田建設適當規(guī)格的環(huán)形養(yǎng)殖溝或邊溝模式基礎上，為適應水稻生產(chǎn)的全程機械化要求，需要對養(yǎng)殖溝建設模式進行改進。試驗示范了比空栽培模式，即機械插秧每插秧若干行（n）預留出一個空行，稱之為“n∶空”。在水稻機械插秧后一周左右，利用專用機械于空行處開出30cm（寬）20cm（深）的養(yǎng)殖溝，用于河蟹養(yǎng)殖與水稻生產(chǎn)操作。實踐表明，“12∶空”模式既能滿足河蟹對養(yǎng)殖溝的需求，又讓空行占水稻種植面積達到8%以下的標準要求。且養(yǎng)殖溝兩邊種植行因為邊緣效應產(chǎn)生的邊行優(yōu)勢增加的產(chǎn)量基本能彌補空行減產(chǎn)。

稻蟹生態(tài)種養(yǎng)模式是在我國傳統(tǒng)稻田養(yǎng)蟹的基礎上逐步發(fā)展起來的，它是對傳統(tǒng)稻田養(yǎng)蟹技術(shù)的繼承、創(chuàng)新和發(fā)展，極大地發(fā)揮了稻田的生產(chǎn)功能、養(yǎng)殖功能、生態(tài)功能，是水稻、水產(chǎn)生產(chǎn)的全新變革。它使現(xiàn)代水稻生產(chǎn)從主要依靠化肥、農(nóng)藥等，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)揮綜合生態(tài)功能，實現(xiàn)水稻可持續(xù)發(fā)展.

三、稻蟹生態(tài)種養(yǎng)模式下化肥農(nóng)藥減施的方法、途徑和措施

根據(jù)平衡施肥的理論與實踐，有害生物綜合防治的理論與實踐，農(nóng)業(yè)生態(tài)學理論與生態(tài)農(nóng)業(yè)實踐，結(jié)合稻蟹生態(tài)種養(yǎng)的生態(tài)學特征和前期工作，試驗驗證了稻蟹生態(tài)種養(yǎng)模式化肥農(nóng)藥減施的方法、途徑和措施，枚舉如下。

1.適宜水稻品種選擇。選用適宜當?shù)厣鷳B(tài)區(qū)域種植的優(yōu)質(zhì)多抗養(yǎng)分高效利用的水稻品種，這是化肥農(nóng)藥減施的前提。

2.水稻測土有機無機稻蟹專用配方肥減量深施技術(shù)。稻蟹種養(yǎng)水稻施肥技術(shù)的關(guān)鍵點是要減少施用化肥產(chǎn)生氨態(tài)氮影響河蟹生長發(fā)育，同時應滿足水稻生育對養(yǎng)分的正常需求。解決這一矛盾，應在秸稈還田的基礎上，于稻田鏇地時一次性施入稻蟹種養(yǎng)專用配方肥料，中后期不再施肥。另外河蟹取食稻田雜草、水生生物、專用配合飼料等過腹糞便還田緩釋養(yǎng)分，可持續(xù)提供養(yǎng)分。

3.創(chuàng)新稻田水產(chǎn)養(yǎng)殖溝建設模式。水稻采用“比空”種植模式，空行開掘條狀養(yǎng)殖溝。形成立體層次結(jié)構(gòu)，滿足河蟹生長發(fā)育所需水條件，便于水稻實施水肥調(diào)控和農(nóng)事操作，營造有利于河蟹、水稻生長和不利于病蟲害發(fā)生危害的環(huán)境條件。

4.壩埂種豆稻田清潔生產(chǎn)配合河蟹生物除草技術(shù)。研究表明壩埂種植大豆稻田清潔生產(chǎn)，可顯著減少稻田稗草、狼把草等發(fā)生；河蟹對稻田中大多數(shù)常見雜草都有防除作用，畝放養(yǎng)成蟹800只，對野慈姑、狼把草等主要雜草的總體生物防治效果在85% 以上。多年進行稻蟹種養(yǎng)的生產(chǎn)田，雜草密度持續(xù)降低，達到生態(tài)、生物有效防控雜草的目的。稻田養(yǎng)蟹除草與化學除草相比，具有除草效果持續(xù)穩(wěn)定和避免化學除草劑使用對環(huán)境的污染，并可抑制部分雜草向惡性雜草群落發(fā)展演替，經(jīng)濟和生態(tài)效益顯著。

5.水稻秧苗帶藥移栽防治本田病蟲害技術(shù)。水稻移栽前3～5d，秧田施用氯蟲苯甲酰胺、丁烯氟蟲腈、噻蟲嗪、肟菌酯.戊唑醇等藥劑，可有效防治本田前期的稻水象甲、稻飛虱、稻潛葉蠅、負泥蟲、葉瘟病等病蟲害。與本田施藥相比，具有省工省力等優(yōu)點，大幅度減少用藥量。

6.稻田種養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性持續(xù)控害技術(shù)。稻蟹生態(tài)種養(yǎng)對水稻有害生物持續(xù)控制作用顯著，由于埝埂種植大豆，溝渠生長水草，植物多樣性增加，天敵種類和數(shù)量增加，控制害蟲種群發(fā)展，生態(tài)控害效果明顯。水稻比空種植方式，稻田通風透光能力增加，降低了水稻紋枯病的發(fā)生危害程度。河蟹對稻飛虱、稻潛蠅有明顯的捕食作用，因此對這些害蟲有著持續(xù)高效的防控作用，從而間接地減少由灰飛虱攜帶傳播的條紋葉枯病等水稻病毒病的發(fā)生。利用生物多樣性控制水稻有害生物，可明顯減少化學農(nóng)藥的使用，減輕對環(huán)境的污染，發(fā)揮出最大生態(tài)效應。

7.水稻主要害蟲的生物防治及理化誘控技術(shù)。于稻水象甲、稻飛虱、二化螟等發(fā)生關(guān)鍵時期，施用綠僵菌、苦參堿等可有效控制上述害蟲；提倡利用性誘劑或赤眼蜂防控二化螟；防蟲網(wǎng)控制苗期灰飛虱傳播水稻條紋葉枯病。

8.水稻主要病害的生物防治技術(shù)。在水稻破口前3—7天，利用微生物殺菌劑枯草芽孢桿菌、蠟質(zhì)芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌按要求使用，可有效防治水稻稻瘟病、稻曲病、紋枯病。也可使用井岡霉素、多抗霉素、春雷霉素防治水稻紋枯病等。

9.水稻健身栽培技術(shù)。插秧前整地時打撈菌核可減輕水稻紋枯病發(fā)生。在水稻生長適宜時期，提倡利用免疫誘抗劑，蛋白免疫誘導劑如阿泰靈等，糖類免疫調(diào)控劑如氨基寡糖素，菇類多糖，PGR（蕓苔素內(nèi)酯，碧護）等。在水稻上應用具有誘導抗性，免疫激活，增強植株抗逆性，抑菌促生長和增產(chǎn)作用，從而減少殺菌劑的應用。

10.綠色化學防控技術(shù)。篩選利用氯蟲苯甲酰胺、噻蟲嗪、肟菌酯.戊唑醇等對河蟹養(yǎng)殖安全的綠色農(nóng)藥，可有效防治水稻主要病蟲害。

11.科學精準施藥，配合助劑減藥增效和使用先進藥械施藥。針對病蟲害的發(fā)生危害特點，采用浸種拌種、秧苗帶藥移栽、邊行防治、田外防治、挑治為害聚集團和發(fā)病中心，科學選用農(nóng)藥助劑，使用先進器械智能化精準施藥等措施均能達到減施化學農(nóng)藥目的。

總之，化肥農(nóng)藥減施的方法、途徑和措施很多。需要進行大量田間試驗，根據(jù)不同地區(qū)的土壤肥力特征和病蟲害發(fā)生特點，因地制宜地采用不同組合措施。

四、稻蟹綜合種養(yǎng)化肥農(nóng)藥生態(tài)減施的概念、范疇及舉例

稻蟹綜合種養(yǎng)較常規(guī)水稻種植的生態(tài)系統(tǒng)更為復雜和穩(wěn)定，因不當?shù)幕兽r(nóng)藥施用等對系統(tǒng)形成急劇改變的農(nóng)事操作相對較少，更多的是采用化肥減施及有機替代和綠色協(xié)同防控病蟲草害措施，因此將運用生態(tài)學原理和應用生態(tài)學手段達到化肥農(nóng)藥減施目標的生產(chǎn)方式方法稱之為化肥農(nóng)藥生態(tài)減施技術(shù)。

化肥減施方面，其范疇包括化肥減施技術(shù)及替代措施。

技術(shù)舉例：例1，稻草還田增加土壤肥力，實現(xiàn)氮肥減施。例2，河蟹糞便、蟹殼還田增加土壤肥力，實現(xiàn)氮肥和磷肥的減施。

農(nóng)藥減施方面，其范疇是與生態(tài)學相關(guān)的農(nóng)藥減施技術(shù)及替代措施。通過生態(tài)調(diào)控，理化誘控、農(nóng)業(yè)措施，天敵保護利用等使得有害生物發(fā)生危害較輕，從而達到減施農(nóng)藥甚至不施農(nóng)藥的目的。

技術(shù)舉例：例1，初冬翻地和來年育苗前稻草處理減少越冬二化螟幼蟲蟲口基數(shù)和減少病殘體上稻瘟病、紋枯病菌源量從而使得病蟲害發(fā)生輕，減少農(nóng)藥用量。例2，埝埂種植大豆占據(jù)田埂畦畔雜草的生態(tài)位，減少田埂使用除草劑的次數(shù)。例3，稻田綜合種養(yǎng)增加了生物多樣性，設置空行和養(yǎng)殖溝使稻田生態(tài)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)更加復雜，并形成局部小生境的異質(zhì)，人為增加了種植群體的斑塊和邊緣，有利于水稻、河蟹的生長發(fā)育和保護天敵；河蟹還能取食稻田內(nèi)的雜草幼苗和剛萌發(fā)的草籽，病蟲草害發(fā)生均有所減輕，大量減少農(nóng)藥應用。例4，人工增殖和釋放天敵。天敵取食或寄生害蟲，甚至可以完全控制害蟲的為害，屬于典型的農(nóng)藥替代技術(shù)。例5，干濕交替灌水，病害侵入期降低了田間濕度，促進了水稻健壯生長，減輕延緩病害發(fā)生，達到減施殺菌劑的目標。

農(nóng)藥生態(tài)減施是IPM觀念的發(fā)展與延伸。農(nóng)藥減施技術(shù)應以生態(tài)減施技術(shù)為基礎，綜合協(xié)調(diào)運用其他直接和間接的農(nóng)藥減施及替代技術(shù)，從而形成農(nóng)藥減施技術(shù)體系。

五、稻蟹種養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能及生態(tài)學效應

1.稻蟹種養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)變化

相比于單一種植水稻，稻蟹生態(tài)種養(yǎng)系統(tǒng)增加了河蟹養(yǎng)殖，通過埝埂種植大豆等控制了雜草生長，為生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)帶來了較大變化。河蟹是雜食性和多棲境的動物，其取食范圍包括植物、動物、水生生物、微生物和腐殖質(zhì)。主要食物是稻田雜草，藻類，水生生物、害蟲等。種植大豆等作物占據(jù)了田埂畦畔雜草的生態(tài)位，在空間、光照和營養(yǎng)上排斥了雜草，讓許多田埂、畦畔雜草發(fā)生極輕。

因為河蟹養(yǎng)殖和埝埂豆種植帶來生態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，對稻蟹種養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的影響更大。首先是防逃設施的建設營造出相對獨立的生態(tài)環(huán)境。稻蟹種養(yǎng)生產(chǎn)單元周邊都建有較高較寬的田埂和豎起塑料薄膜作為防逃設施，這在一定程度上阻擋了害蟲如灰飛虱和稻水象甲等的遷入，還阻止了病菌和草籽的隨風飄入?？招刑庰B(yǎng)殖溝建設，給稻蟹種養(yǎng)的生產(chǎn)單元內(nèi)構(gòu)造出立體層次和斑塊狀結(jié)構(gòu)，改變了稻田的水肥光氣格局，有利于河蟹棲息脫殼和生長發(fā)育，有利于水稻生育，不利于水稻病蟲害發(fā)生危害。供給餌料及河蟹自身覓食所排出的糞便，脫下的蟹殼增加了水稻的有機肥。據(jù)測定，每畝稻蟹種養(yǎng)田平均每年能產(chǎn)生糞便和蟹殼干重可達56公斤左右，對增加土壤肥力具有顯著效果，河蟹活動有助于改善土壤物理結(jié)構(gòu)。長期養(yǎng)殖河蟹稻田，土壤結(jié)構(gòu)與肥力增加顯著，稻田有害生物發(fā)生減輕，化肥農(nóng)藥施用逐年減少。

2.稻蟹種養(yǎng)符合生態(tài)學基本原理和相關(guān)定律

稻蟹種養(yǎng)符合生態(tài)學五大基本原理。水稻種植引入河蟹養(yǎng)殖形成了一個獨特的模式，符合物質(zhì)循環(huán)再生原理、生物多樣性原理和整體性原理；稻蟹兼顧，適宜的河蟹放養(yǎng)量和適宜比例的養(yǎng)殖溝符合協(xié)調(diào)平衡原理；生產(chǎn)田建設和農(nóng)事操作順序性符合系統(tǒng)學和工程學原理。

生產(chǎn)中許多具體程序、操作、措施還體現(xiàn)了生態(tài)學的相關(guān)定律。例如，河蟹暫養(yǎng)和早放，養(yǎng)殖溝建設調(diào)節(jié)水溫是有效積溫法則的具體運用；埝埂種豆體現(xiàn)了生態(tài)位替代互補定律；養(yǎng)殖溝設置是邊緣效應定律的具體運用；適當控制餌料投入加強河蟹覓食符合趨利避害原則；養(yǎng)殖溝間隔塊條種植水稻符合斑塊理論；適宜種植和養(yǎng)殖密度符合經(jīng)濟生態(tài)學中的投入-產(chǎn)出理論；種植畦可以周期性淺水或無水符合棲息地異質(zhì)共生原則；稻蟹種養(yǎng)生產(chǎn)持續(xù)實施是積累原理和多效應原理的體現(xiàn)。

3.稻蟹種養(yǎng)化肥農(nóng)藥生態(tài)減施的生態(tài)經(jīng)濟學效應

長期進行稻蟹生態(tài)種養(yǎng)，稻田土壤有機質(zhì)、全氮、全鉀和水解性氮含量增加明顯，土壤理化現(xiàn)狀趨好。稻蟹種養(yǎng)田的細菌、放線菌和真菌種類多樣性指數(shù)、豐富度和優(yōu)勢度指標更高，其微生物多樣性更好。

稻蟹種養(yǎng)能夠顯著的促進水稻根系生長，對水稻分蘗表現(xiàn)為前促后控，即前期促進水稻分蘗，后期又控制了無效分蘗的發(fā)生；基部枯黃葉數(shù)量明顯減少，通風透光條件和田間小氣候顯著改善，明顯降低了水稻紋枯病的發(fā)生危害程度，水稻群體結(jié)構(gòu)明顯改善。

稻蟹生態(tài)種養(yǎng)模式以河蟹代替人工為水稻“防病、治蟲、施肥、中耕、除草”等，最終達到生物多樣性涵養(yǎng)天敵協(xié)同河蟹取食稻田雜草和控制水稻害蟲，可減少農(nóng)藥使用；在秸稈還田基礎上，通過河蟹取食雜草、水生生物及投放的配合飼料，以河蟹糞便作為有機肥料達到減施化肥的目的。該模式是通過稻蟹生態(tài)種養(yǎng)稻田標準建設，配套稻蟹生態(tài)種養(yǎng)新技術(shù)、新思路而發(fā)展集成的稻蟹共作全新模式 。

“稻蟹綜合種養(yǎng)化肥農(nóng)藥生態(tài)減施模式”——通過生物除草、生態(tài)調(diào)控、理化誘控、赤眼蜂釋放、生防微生物菌劑等多因子協(xié)同有效防控水稻主要病蟲草害；稻蟹有機無機專用肥減量一次性深施技術(shù)，秸稈還田協(xié)同河蟹取食雜草、水生生物、配合飼料等過腹還田緩釋養(yǎng)分，最終實現(xiàn)氮肥減量30%左右、化學農(nóng)藥施用大幅度減少，堪稱水稻化肥農(nóng)藥生態(tài)減施的經(jīng)典模式。

稻蟹生態(tài)種養(yǎng)模式實現(xiàn)了田中種稻、水中養(yǎng)蟹、埝埂種豆的立體生態(tài)種養(yǎng)殖的有機結(jié)合，是名副其實的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和食品安全型產(chǎn)業(yè)。實現(xiàn)了“水稻+水產(chǎn)=糧食安全+食品安全+生態(tài)安全+農(nóng)民增收+企業(yè)增效”，達到了“一水兩用、一地雙收”的效果，經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益顯著。