稻龜共生模式對(duì)稻田雜草及水稻害蟲(chóng)的影響

黃志才，周 昆，匡 煒，王冬武，張世輝，李召華，李詠誼，黃 為

（1. 湖南省水稻研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長(zhǎng)江中下游秈稻遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410125；3. 湖南省水產(chǎn)科學(xué)研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410153）

水稻是我國(guó)重要的糧食作物，約有60%的人口以稻米為主食，常年播種面積穩(wěn)定在3 000 萬(wàn)hm2左右，總產(chǎn)量維持在2 億t 以上。隨著水稻生產(chǎn)發(fā)展，產(chǎn)量不斷提高，農(nóng)藥、化肥和除草劑的施用也不斷增加，造成農(nóng)田生態(tài)失衡和環(huán)境污染，也降低了稻米衛(wèi)生品質(zhì)。為了解決這些問(wèn)題，人們探索各種方法，其中稻田生態(tài)種養(yǎng)模式受到人們廣泛關(guān)注。稻田生態(tài)種養(yǎng)是以水稻種植為基礎(chǔ)，在稻田養(yǎng)殖水生動(dòng)物，其模式多種多樣，包括稻+魚(yú)、稻+蝦、稻+龜、稻+鱉、稻+蟹、稻+鰍等[1]。烏龜是我國(guó)傳統(tǒng)的特種養(yǎng)殖動(dòng)物，它除了具有特種動(dòng)物都具有的食用、藥用價(jià)值外，還具有較高的觀賞價(jià)值，故其市場(chǎng)需求量較其他特種動(dòng)物大[2]。稻龜共生是稻田綜合種養(yǎng)的一種重要模式，該模式下，稻田為烏龜提供棲息環(huán)境和豐富的天然餌料，烏龜可為水稻疏松土壤，捕蟲(chóng)除草，其排泄物為水稻生長(zhǎng)提供優(yōu)質(zhì)肥料[3-4]。該試驗(yàn)對(duì)稻龜共生在不施用肥料、農(nóng)藥和化學(xué)除草劑的情況下，對(duì)田間雜草、病蟲(chóng)害發(fā)生情況和水稻產(chǎn)量進(jìn)行研究，以期為稻龜共生模式推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試龜來(lái)自湖南呈寶龜類繁育有限公司，品種為中華草龜，龜齡2 a，龜重平均260 g/只；供試水稻品種為農(nóng)香42，為一等優(yōu)質(zhì)晚稻品種，來(lái)自湖南金色農(nóng)豐種業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)2021 年在湖南省水稻研究所原原種場(chǎng)試驗(yàn)田開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)5 個(gè)處理。設(shè)稻龜共生處理3 個(gè)，分別放龜120（T1）、160（T2）和200只/667m2（T3），不施化肥、除草劑和農(nóng)藥，移栽10 d 后放龜；設(shè)常規(guī)栽培處理1 個(gè)（T4），不放龜，按普通栽培模式，施用除草劑控制雜草，施用化學(xué)農(nóng)藥防控病蟲(chóng)害；設(shè)空白對(duì)照處理1 個(gè)（T5），不放龜，不施用除草劑和化學(xué)農(nóng)藥。每個(gè)處理面積334 m2。

1.2.2 田間管理采用大田育秧，6 月20 日播種，7月20 日手工移栽，栽插密度20 cm×20 cm。稻龜模式處理7 月31 日放龜，每天下午5：00 按龜重0.8%投放養(yǎng)龜專用飼料（含粗蛋白42.59%、粗脂質(zhì)5.16%、粗灰分10.85%、含水量8.68%）。常規(guī)栽培模式施用48%含量復(fù)合肥40 kg/667m2作基肥，7 月25 日追施尿素7 kg/667m2，加60%芐嘧·苯噻酰60 g/667m2拌勻后撒施除草。病蟲(chóng)害防控用藥，8 月10 日施用20%氯蟲(chóng)苯甲酰胺10 g/667m2+40%吡蚜·烯啶蟲(chóng)胺16 g/667m2+25%已唑醇20 g/667m2；9 月5 日施用20%氯蟲(chóng)苯甲酰胺10 g/667m2+40%吡蚜·烯啶蟲(chóng)胺16 g/667m2+75%肟菌戊唑醇10 g/667m2；9 月25 日施用75%肟菌戊唑醇10 g/667m2+40%吡蚜·烯啶蟲(chóng)胺16 g/667m2。

1.2.3 調(diào)查方法（1）雜草調(diào)查方法。在8 月15 日、8 月30 日、9 月14 日，每處理隨機(jī)選擇3 個(gè)調(diào)查點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查面積1 m2，記載雜草發(fā)生株數(shù)，與空白對(duì)照比較，計(jì)算控草效果。（2）飛虱調(diào)查方法。在飛虱發(fā)生3 個(gè)關(guān)鍵時(shí)期（8 月19 日、9 月15 日、10 月12 日），每區(qū)隨機(jī)選擇3 個(gè)調(diào)查點(diǎn)，記載每百株水稻飛虱頭數(shù)，與空白對(duì)照比較，計(jì)算防控效果。（3）天敵調(diào)查方法。在調(diào)查飛虱的同時(shí)，調(diào)查天敵，記載每百株水稻蜘蛛和黑肩綠盲蝽頭數(shù)。（4）水稻成熟后，取樣測(cè)產(chǎn)，每個(gè)處理取樣3 個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)1 m2。計(jì)算有效穗、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和產(chǎn)量。

1.3 計(jì)算方法

雜草防效（%）=（空白對(duì)照每平方米雜草株數(shù)-不同處理每平方米雜草株數(shù)）/空白對(duì)照每平方米雜草株數(shù)×100

飛虱防效（%）=（空白對(duì)照每百株飛虱頭數(shù)-不同處理每百株飛虱頭數(shù)）/空白每百株飛虱頭數(shù)×100

2 結(jié)果與分析

2.1 稻龜共生對(duì)雜草的影響

從表1 可知，前期，稻龜共生模式表現(xiàn)出較好的控草效果，但常規(guī)栽培使用除草劑控草表現(xiàn)出更好的控草效果；中期，稻龜模式控草效果上升，而常規(guī)栽培模式防效開(kāi)始下降，稻龜模式表現(xiàn)比常規(guī)栽培更好的控草效果；后期，稻龜模式控草效果進(jìn)一步上升，與常規(guī)栽培模式控草效果差距進(jìn)一步拉大。稻龜模式的雜草防效為73.64%～97.31%，隨著烏龜密度增加，防效提高。

表1 各處理不同時(shí)期雜草數(shù)量變化

2.2 稻龜共生對(duì)水稻蟲(chóng)害與天敵的影響

2.2.1 稻龜共生對(duì)飛虱的影響由表2 可知，3 次調(diào)查結(jié)果顯示稻龜共生模式下飛虱數(shù)量均低于對(duì)照，但較常規(guī)栽培高。稻龜共生模式下，隨著烏龜密度增加，飛虱數(shù)量減少，與對(duì)照相比差異顯著，隨著時(shí)間推移，后期防效提升，從一開(kāi)始的30.86%升至87.95%，接近常規(guī)栽培化學(xué)防控效果。整個(gè)水稻生長(zhǎng)季節(jié)，稻龜模式下，飛虱未對(duì)水稻造成危害。

表2 各處理不同時(shí)期飛虱數(shù)量變化

2.2.2 稻龜共生對(duì)天敵的影響（1）對(duì)蜘蛛的影響。由表3 可知，在水稻生長(zhǎng)前期，稻龜共生模式和空白對(duì)照田間蜘蛛數(shù)量較常規(guī)栽培多。水稻生長(zhǎng)中后期，稻龜共生模式處理和空白對(duì)照田間蜘蛛數(shù)量快速增加，常規(guī)栽培田間蜘蛛數(shù)量也有增加，但較稻龜共生模式和空白對(duì)照少。（2）對(duì)黑肩綠盲蝽的影響。由表3 可知，在水稻生長(zhǎng)前期，稻龜共生模式處理和空白對(duì)照田間有一定數(shù)量的黑肩綠盲蝽，常規(guī)栽培田間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。水稻生長(zhǎng)中期，稻龜共生模式和空白對(duì)照田間的黑肩綠盲蝽數(shù)量增加明顯，常規(guī)栽培田間黑肩綠盲蝽數(shù)量也有增加。水稻生長(zhǎng)后期，稻龜共生模式處理和空白對(duì)照田間黑肩綠盲蝽數(shù)量仍大量增加，常規(guī)栽培田間黑肩綠盲蝽數(shù)量增加明顯，但數(shù)量和增幅仍低于稻龜共生模式和空白對(duì)照。

表3 各處理不同時(shí)期天敵數(shù)量變化

從試驗(yàn)結(jié)果可知，稻龜共生模式和空白對(duì)照的田間天敵（蜘蛛和黑肩綠盲蝽）數(shù)量明顯較常規(guī)栽培模式多。常規(guī)栽培模式下，天敵數(shù)量一直處于較低水平，較稻龜模式和空白對(duì)照少。這說(shuō)明常規(guī)栽培模式下，農(nóng)藥施用減少了害蟲(chóng)天敵數(shù)量[5]，而稻龜共生模式則可有效保護(hù)害蟲(chóng)天敵。

2.3 稻龜共生對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

由表4 可知，稻龜共生處理下，水稻的有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量等指標(biāo)均高于空白對(duì)照，而較常規(guī)栽培低。稻龜共生模式間，上述數(shù)據(jù)指標(biāo)隨著烏龜密度增大而增加。結(jié)實(shí)率方面，T3 較常規(guī)栽培高，但差異不顯著?？瞻讓?duì)照的有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和產(chǎn)量均較稻龜共生模式和常規(guī)栽培模式低。

表4 稻龜共生對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 稻龜共生對(duì)雜草控制效果顯著

有研究表明，稻鱉共生能有效防控稻田雜草，對(duì)雜草防控與化學(xué)防控效果相當(dāng)[6]。稻龜共生與稻鱉共生模式類似，在稻田中放養(yǎng)一定數(shù)量的烏龜可以控制田間雜草。稻龜模式的雜草防效為73.64%～97.31%。烏龜放養(yǎng)密度和烏龜個(gè)體大小直接影響控草效果，單純從控草效果來(lái)看，烏龜密度越大，個(gè)體越大，控草效果越好。主要是因?yàn)辇斣谔镩g活動(dòng)、采食，對(duì)雜草起到了機(jī)械（物理）抑制作用。同時(shí)因?yàn)辇數(shù)幕顒?dòng)，造成田間水體渾濁，底層雜草無(wú)法進(jìn)行充足的光合作用而起到抑制作用。烏龜放養(yǎng)時(shí)間要適當(dāng)，放養(yǎng)過(guò)早會(huì)對(duì)禾苗造成危害，放養(yǎng)太遲影響控草效果。

3.2 稻龜共生對(duì)蟲(chóng)害有一定防控效果

稻龜模式在未施用農(nóng)藥的情況下，未發(fā)生病蟲(chóng)危害，與空白對(duì)照相比，稻飛虱數(shù)量減少了28.67%～87.95%，而空白對(duì)照田出現(xiàn)輕微飛虱危害，對(duì)產(chǎn)量造成了一定影響，說(shuō)明稻龜模式能有效控制飛虱。有研究表明，鱉的捕食對(duì)稻縱卷葉螟、稻飛虱具有良好的控制效果[7]，龜與鱉相似，也具有田間采食飛虱的行為習(xí)性。另一方面是龜不斷在田間活動(dòng)，觸碰禾苗不利于飛虱繁殖，從而降低飛虱基數(shù)，對(duì)飛虱起到控制作用[8]；另外稻龜模式減少了農(nóng)藥的使用[3]，田間天敵（蜘蛛和黑肩綠盲蝽）數(shù)量有所增加。

3.3 稻龜共生對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

稻龜共生模式下，烏龜產(chǎn)生的排泄物和殘余飼料可以為水稻生長(zhǎng)提供肥料。常培恩等[9]研究認(rèn)為，稻鱉綜合種養(yǎng)由于鱉不間斷的排泄物以及多余餌料為水稻提供了充足的氮素供應(yīng)，有利于有效穗數(shù)及每穗粒數(shù)的增加。車陽(yáng)等[10]研究認(rèn)為，稻田綜合種養(yǎng)由于群體穎花量顯著減少將導(dǎo)致穗數(shù)和每穗粒數(shù)的減少，并且由于葉面積指數(shù)偏低將導(dǎo)致主要生育階段光合勢(shì)、群體生長(zhǎng)率和凈同化率較低，進(jìn)而影響成熟期干物質(zhì)積累量，最終導(dǎo)致水稻產(chǎn)量降低。試驗(yàn)中稻龜共生模式水稻產(chǎn)量較普通栽培有所降低，主要原因是烏龜產(chǎn)生的排泄物和殘余飼料有限，田間肥力水平較普通栽培低，影響水稻分蘗，降低了有效穗，從而影響產(chǎn)量。稻龜共生模式下，如果不施用肥料，水稻生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大部分來(lái)源于烏龜產(chǎn)生的排泄物和殘余飼料，因此烏龜密度大小和飼料投放量將決定排泄物和殘余飼料的多少。在定量投喂情況下，烏龜密度加大，排泄物增多，水稻生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)更充足，水稻產(chǎn)量也相應(yīng)提高；反之，則產(chǎn)量亦會(huì)降低；當(dāng)然，稻龜共生模式下，必需控制合理的烏龜放養(yǎng)密度和飼料投喂量。烏龜密度過(guò)大，飼料投喂過(guò)多，導(dǎo)致烏龜排泄物和殘余飼料過(guò)多，超過(guò)水稻生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不但不能提高水稻產(chǎn)量，反而降低水稻產(chǎn)量，同時(shí)造成環(huán)境污染，也會(huì)對(duì)水稻造成物理傷害，影響分蘗；烏龜密度過(guò)低，飼料投喂過(guò)少，會(huì)影響稻谷和烏龜?shù)漠a(chǎn)量，降低單位面積稻田的經(jīng)濟(jì)效益。從長(zhǎng)期來(lái)看，殘余飼料和烏龜?shù)呐判刮锊荒芡耆珴M足水稻生長(zhǎng)需要，必需適當(dāng)補(bǔ)充肥料。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在5 個(gè)處理中，T3 在稻田雜草和蟲(chóng)害防控、水稻產(chǎn)量方面，效果優(yōu)于T1、T2 和T5，接近T4 常規(guī)栽培水平。因此建議在大面積生產(chǎn)中，放養(yǎng)規(guī)格為250 g 左右的烏龜200 只/667m2。

稻龜共生模式下，烏龜在田間活動(dòng)，可有效防控水稻蟲(chóng)害和雜草；烏龜排泄物和殘余飼料是很好的肥料，為水稻生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；稻田為烏龜提供良好的棲息環(huán)境，避免因集中養(yǎng)殖造成的水體污染?？傊?，稻龜共生模式下，農(nóng)藥、除草劑和化肥用量大幅減少，稻田生態(tài)環(huán)境得到改善，稻米品質(zhì)和烏龜品質(zhì)均有所提升，可以作為生態(tài)稻米生產(chǎn)的重要模式。