何俊 张宪中 蒋造极

摘要：为研究水稻-红螯鳌虾共作模式对水环境的影响，对水稻-红螯螯虾共作和红螯螯虾传统池塘养殖2种模式进行水环境监测和比较分析。结果表明，水稻种植水体溶解氧（DO）含量和pH值均高于传统养殖池;在相近虾苗放养模式下，水稻种植水体氮、磷含量以及沉积物总磷（TP）、有机质（OM）含量等指标均低于传统养殖池。各监测点浮游生物种类数相近，浮游植物以绿藻门、硅藻门和蓝藻门占优势（占总种数的78%～83%），浮游动物以轮虫类占优势（占总种数的50%～60%）;浮游生物种类、密度和生物量随着时间呈先升高后下降的趋势，夏、秋季高于冬、春季;在相近虾苗放养模式下，水稻种植水体浮游生物密度和生物量略高于传统养殖池。

关键词：水稻;红螯螯虾;稻虾共作;水环境;高秆稻;浮游生物

中图分类号：S962.3+5;S181   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）22-0213-03

稻渔共作是由水稻种植与水产经济动物养殖组成的互利共生的复合生态农业系统，这种养模式在取得显著经济效益的同时也改善了稻田生态环境条件[1-3]，其中稻虾互利共生是稻田生态系统良性循环不可缺少的主体。红螯螯虾（Cherax quadricarinatus）又称澳洲淡水龙虾，属甲壳纲十足目拟鳌虾科光壳虾属。该虾原产于澳大利亚，是淡水虾中个体较大的种类之一，具有食性杂、生长快、适应性强、含肉率高、肉质好等特点，具有较高的经济价值，是继罗氏沼虾后我国引进的又一淡水虾种。本研究通过水稻-红螯螯虾共作和红螯螯虾传统池塘养殖2种模式下水环境差异性分析，探讨水稻-红螯螯虾共作对水环境的影响，旨在为该养模式的后续研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点和试验池准备

试验地点位于江苏省无锡市锡山区锡北镇一家从事红螯螯虾育苗和成虾养殖的养殖场（120°25′51″E、31°39′8″N）。本试验选取2个水稻-红螯螯虾共作模式试验田块（南2#、南3#），面积分别为9 478、8 937 m2，四周开挖环沟，上宽8 m，底宽 6 m，坡比1 ∶ 2.5，沟深1.5 m。在该场传统池塘养殖区选取1个红螯螯虾传统养殖池（北1#）作为对照池，池塘面积 3 735 m2，池深1.6 m。

1.2 种养模式与水产品养殖模式

南2#、南3#田块水稻种植品种为高秆稻（中国水稻研究所渔稻4号），采用育苗移栽方式进行栽种，用种量为3 kg/hm2，4月上旬完成育秧，5月中旬完成移栽，行株距为60 cm×60 cm。南2#田块和北1#池虾苗放养模式相近，于2018年6月18日分别放养规格约为2.5万尾/kg的澳洲淡水龙虾苗73 500、79 500尾/hm2。南3#田块于2018年4月24—26日和6月18日分2批放养规格为0.18万、5万尾/kg的澳洲淡水龙虾苗57 000尾/hm2。于5—6月期间在养殖环沟和养殖塘内种植轮叶黑藻，水草覆盖度约为30%。

1.3 种养管理

水稻生长期不施加农药、化肥，一次性施足基肥，水位随水稻生长而逐步提高，灌浆结实期水位控制在1.0～1.2 m。水产养殖期间投喂对虾颗粒饲料，搭配冰鲜鱼、牛肉和玉米片等动植物饵料。养殖过程注意水质调节，每15 d左右加注1次新水，及时将剩余水草、饵料残渣捞出，定期使用微生态制剂改善水质。

1.4 采样点设置及监测指标

1.4.1 采样点设置 在各试验田块（池）分别设置1个监测点，监测点分别位于养殖环沟和养殖塘内，编号分别为L1（北1#池，120°25′33″E、31°39′15″N）、L2（南2#田块，120°25′32″E、31°39′13″N）、L3（南3#田块，120°25′31″E、31°39′13″N）。于2018年5月至11月下旬，每月采1次样，其中南3#田块由于10月已捕捞干池，该田块采样至9月底结束。

1.4.2 样品采集与测定 现场使用塞氏盘法测定水体透明度，用YSL多参数水质监测仪测定pH值、溶解氧（DO）含量，用柱状采水器采集表层和底层混合水样运回实验室测定水体化学指标：总氮（TN）含量（mg/L）、总磷（TP）含量（mg/L）、氨氮（NH4+-N）含量（mg/L）、亚硝酸盐氮（NO2-N）含量（mg/L）、高锰酸盐指数（CODMn，mg/L）。用采泥器采集底泥带回实验室测定沉积物化学指标：沉积物总氮含量（%）、沉积物总磷含量（%）、沉积物有机质（OM）含量（%）。根据《淡水浮游生物研究方法》[4]进行浮游生物定量样品采集、固定、浓缩，并进行种类鉴定和定量分析。

2 结果与分析

2.1 综合种养模式与传统养殖模式水质分析

2.1.1 水体水质参数 各监测点水体透明度在养殖初期较高，最高时间均为6月份，水体清澈见底，养殖中后期透明度较低，最低均不足5 cm。由表1可以看出，种稻水体L2、L3点位pH值和DO含量平均值均高于对照池L1点位，且放养密度最低的南3#田块L3点位最高;水体化学需氧量（CODMn）平均值以对照池最低，养殖密度高的南2#田块高于南3#田块。从时间上来看，水体pH值和DO含量均在6月最高，高溫季节7—8月水产动物耗氧量大，水体溶解氧含量偏低。

2.1.2 水体N、P和沉积物监测指标 由表2可知，放养模式相近的南2#田块和北1#池比较，南2#田块水体N平均指标均低于北1#池，且总氮（TN）含量差异较大。南3#田块水体TN和亚硝酸盐氮（NO2--N）含量最高，氨氮（NH4+-N）含量高于南2#田块，与北1#池接近，可能与放苗时间早有关。种稻水体总磷（TP）含量低于对照池，且虾苗放养密度最低的南3#田块最低。从时间上来看，种稻水体TN、NO2--N含量在养殖期间呈先高后低至养殖末期又升高的变化趋势;各监测点水体养殖初期5月TP含量最低，养殖期间夏季7月和秋季10月TP含量较高。种稻田块沉积物TN平均含量略高于对照池，沉积物TP和有机质（OM）平均含量均低于对照池。

2.2 综合种养模式与传统养殖模式水体浮游生物分析

2.2.1 水体浮游植物分析 由表3可知，本次检出浮游植物6门（蓝藻门、绿藻门、硅藻门、裸藻门、隐藻门和甲藻门），各点浮游植物种类数相近（52～55种），均以绿藻门、硅藻门和蓝藻门占优势（占总种数的80%～84%），各点浮游植物优势种及优势度有差异。浮游植物平均密度和生物量表现为南2#田块略高于北1#池，南3#田块最低。养殖期内，各点浮游植物种类、密度和生物量呈现先升高后下降的趋势;夏、秋季高于冬、春季，养殖初期（5—6月）最低。

2.2.2 水体浮游动物分析 由表4可知，各点水体浮游动物种类数相近（28～30种），种类包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类。各点均以轮虫类占优势（占总种数的47%～54%），优势种均为萼花臂尾轮虫和剪形臂尾轮虫。浮游动物密度和生物量表现为南2#田块略高于北1#池，南3#田块浮游动物密度最高，生物量最低。养殖期内，各点水体浮游动物种类、密度和生物量呈现先升高后下降的趋势，夏、秋季高于冬、春季。

3 讨论与结论

3.1 高秆稻特点

高秆稻（渔稻）系列水稻品种是针对稻渔共作技术的发展需求选育的适宜养殖水体（养殖池塘、 养殖稻田等）种植的特异专用新品种，其中渔稻4号属于粳型品种，适宜在虾蟹养殖稻田种植。该品种植株高大，株高可达1.8 m左右，可在水深 1.2 m 以下养殖水域种植，茎秆粗壮，不易倒伏，根系发达，水稻生长期间不施农药、化肥，一次性施足基肥，主要依靠养殖池塘中的残饵、粪便等产生营养。

3.2 稻虾共作对水质的影响

水质分析结果显示，高秆稻种植水体DO含量和pH值均高于传统养殖池。相近虾苗放养模式下，高秆稻种植水体TN、TP、NH4+-N、NO2--N含量以及沉积物TP、OM等富营养化元素含量低于传统养殖池，结果表明，高秆稻种植对水体N、P及沉积物TP、OM吸收转化能力强于水草，水草对水体有机质的吸收转化能力要优于高秆稻。

水环境因子对养殖生产有重要影响。环境pH值变化可影响甲壳类存活率、生长、离子调节和外骨骼的矿化作用[5]，过高或过低的pH值可能导致甲壳类大量死亡[6]。DO含量对水产动物摄食率、饵料利用率和增质量率有很大影响，同时还具有净化水质的作用[7]。氨氮对甲壳动物的毒害机制主要体现在生长、渗透调节、代谢等方面[8-10];亚硝酸盐含量过高会使养殖对象血液中血红蛋白分子失去载氧能力，导致组织缺氧、代谢紊乱等。氮对水稻生长起着重要作用，高秆稻生长期水体TN、NO2--N含量呈先高后低至养殖末期又升高的变化趋势，可能因为种养初期开始施基肥，水中氮含量较高，水稻对其吸收慢，大部分溶解于水中，随着水稻生长，尤其是分蘖期对氮素需求量大[11]，NO2--N含量呈现较快的下降趋势。水稻拔节后期对氮素影响明显减小，成熟期停止对氮素的吸收[12]。整体来看，本试验期间各点位水体pH值、DO指标符合GB 11607—1989《渔业水质标准》要求;水体pH值、N、P、有机质指标达到DB 32/T 1705—2018《太湖流域池塘养殖水排放要求》一级排放标准。

3.3 稻虾共作对水体浮游生物的影响

浮游植物是水体的初级生产者，为整个稻田水体食物网提供最初营养和能量来源[13]。种养前、中期，水体浮游植物密度呈上升趋势，这段时期处于水稻分蘖和拔节期，由于稻田施肥，导致水体N、P营养盐充足;其次，水稻生长高度较低、密度较小，水面覆盖有限，给浮游植物提供了充足的光照，这2点均有利于浮游植物生长与繁殖。9月以后，随着水稻对水面覆盖面积的加大，稻田光照减弱以及水温降低，抑制了浮游植物生长。南3#田块水体浮游植物密度和生物量偏低，可能与浮游动物对浮游植物的胁迫以及稻田水环境综合因素变化有关。

浮游动物是水体生态系统重要的组成部分，其种类构成和数量的变化可反映水体的环境质量变化。水温是控制浮游动物密度和生物量变化的重要环境因素[14]，在一定范围内，温度越高，对浮游动物的生长和发育越有利[15]。水稻分蘖和拔节期，水面光照、水温均有利于浮游动物增殖。到灌浆期之后，温度逐渐降低，光照逐渐减弱，水稻对水面的覆盖度加大，抑制了浮游动物生长。同时浮游植物数量的变化也影响浮游动物数量变化。水中磷浓度对淡水浮游动物的食物质量有较大影响，进而会影响种群大小[16]，轮虫群落构成与水体初级生产力有关，而初级生产力随水体磷浓度的增大而增加。试验结果也显示，在7月和10月水体磷浓度和浮游动物密度均呈现2个峰值。

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