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蟹稻种养对生态环境的影响初探

​田有福

西华师范大学

摘要: 蟹稻种养指的是蟹稻共作模式,该模式是我国目前来讲相对成熟的稻田综合种养模式,表现出了突出的经济效益与生态效益,有了河蟹的加入进一步提升了稻田的附加值。与此同时,大量实践表明,蟹稻种养模式下能够对稻田生态环境带来一定程度的影响。本文通过对已有文献和资料的分析,明确蟹稻种养对生态环境的主要影响,目的是进一步发挥蟹稻种养的经济效益与生态效益。
关键词: 蟹稻种养;生态环境;经济效益
DOI:10.12721/ccn.2023.157100
基金资助:本论文由大学生创新创业训练计划项目(项目编号:S202210638050)支持
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长期的生产实践表明,农业综合种养体系是强化农业生产效益和促进农业经济可持续发展的关键手段。近些年来,针对蟹稻种养技术的研究不断深入,已经逐步形成了相对完善的蟹稻种养技术体系,并且能够对区域生态模式起到较好的促进作用。例如,较为典型的“辽宁盘山模式”。但从理论层面来分析,该种模式还具有较大的提升空间,为能进一步发挥蟹稻种养的经济效益与生态效益,急需围绕其对生态环境的影响展开进一步研究。

1.蟹稻种养对生态环境的影响分析

1.1影响土壤质量

在蟹稻种养模式下,稻田中长期活跃大量河蟹,河蟹日常生理代谢时产生的粪便和壳体均会对土壤质量产生一系列正向影响。具体表现为,河蟹粪便以及壳体可使土壤团聚体含量发生变化,微团聚体含量降低。与此同时,水稳性团聚体数量增大,土壤团聚程度有所提升,有机质含量也会随之升高,使得土体质量和条件得到明显改善。除此之外,还可使土体团聚体中的有机碳、胡敏酸碳等均得到明显提升,土壤中的腐殖质以及有机质含量与质量也会随之增加。同时,可以起到改善土壤碳水化合物组成的重要作用。

蟹稻种养对土壤质量的影响机理表现如下:河蟹的粪便可以被作为天然有机肥使用,其粪便在与土壤中的微生物接触之后会发生分解,使得土壤中的NH4+增加,而不会对NO3-产生不良影响。在已有的研究数据中表明,养蟹虽然不会直接影响土壤中的NH4+-N以及NO3--N含量,但可以起到增强土壤中蛋白酶以及脱氢酶活性的作用,以强化土壤氮素水平。也有部分学者提出,蟹稻种养并不会直接影响土壤中的总氮含量,但会在水稻生产后期发挥作用,通过调节土壤中的磷含量和钾含量来促进水稻生长。鉴于各地区的土壤条件不同,所选取的栽培方式以及稻种类型也存在一定的差异,导致蟹稻种养对土壤质量的影响机理也有所不同。但绝大部分实践均表明,蟹稻种养对土壤质量具有积极的影响作用,主要体现在优化养分结构和增强土壤肥力等方面。

1.2影响生态物种多样性

蟹稻种养的模式下,二者存在相互影响和相互促进的作用关系。其中,稻田可为河蟹提供较为舒适的活动空间和生活场所,而河蟹则能为稻田减轻杂草和虫害的威胁。相关研究显示,在水稻的不同生长发育期间,田间生物多样性存在一定的差异。其中,在杨花期以及拔节期栖息动物种类和密度等均较于常规稻田少。同时,与河蟹的放养密度呈现负相关关系,这主要是由于幼蟹以枝角类动物为食,致使浮游甲壳动物的密度和生物含量发生大的变化。此外,因在蟹稻种养的过程中不适宜采用大量化学药剂,致使稻田中的蜘蛛种类虽然与常规稻田无异,但个体数量偏高。

河蟹在稻田中还发挥了较好的杂草抑制作用,这主要是由于部分生长阶段的河蟹以杂草为食,并且河蟹活动时会造成浑水现象,使得杂草难以接受光合作用,种子萌发效率降低。因此,在蟹稻种养条件下,稻田中的杂草种量以及生长密度均有所降低。相关研究数据显示,河蟹放养密度的不同对水稻各个生产时期中的浮游植物以及生物量均会造成不同程度的影响。在进入水稻成熟期之后,会增大河蟹饲料的投喂量,致使河蟹代谢产物增加,使得稻田内的氮、磷含量提升,为田间浮游植物提供了有利的生长条件。但同时在河蟹活动以及稻田水环境的综合影响下,稻田中的浮游植物总量以及密度均低于常规稻田。可见,蟹稻种养模式下对生态物种多样性也会产生一定程度的影响。

1.3影响温室气体排放量

在蟹稻种养时,为了同时适应河蟹以及水稻的生长发育需求,通常会采取动态水分管理的措施,此举有效破坏了厌氧环境。此外,在河蟹活动的情况下,使得稻田中的土壤含氧量以及甲烷氧化菌丰度均有所增加。因此,在此种种养模式下,可以一定程度上减少CH4的排放量。在日常管理中还需采用生石灰进行消毒处理,使得水体中的N2O量与PH值呈现负相关关系,导致二氧化氮的排放量减少。河蟹的生理活动还可起到破坏稻田硝化反应以及反硝化反应的作用,使得稻田中的溶解氧被大量消耗。可以认为,蟹稻种养的模式下可显著减少NH3总挥发量。但实际上,对NH3挥发量的影响与稻田施肥状况还存在密切的联系,如果稻田施肥量较少则对其的影响也会减弱。

2.蟹稻种养的生态效益分析

生态经济学分析证明,蟹稻种养的经济效益与生态效益均高于常规稻作模式,其土地纯收入、成本收益率和劳动生产率等经济效益均较常规稻作增加。同时,在综合考虑生态环境和经济效益情况下,优化的稻蟹共作模式(大垄双行)具有农业生产可持续性和经济可行性,可在不增加环境负担的情况下增加经济收入。蟹稻种养不但对无机化肥和农药需用较少,在一年后,土壤中氮、磷、钾等营养成分及有机质还有不同程度增加,且可削减非点源N污染。生态通道模型分析表明蟹稻种养模式是稳定的生态系统,螃蟹的加入促进了生态系统的能量流动,蟹稻共作生态系统的初级生产力及最高营养级高于常规稻田。可见,无论是传统的稻蟹共作,还是在传统基础上优化或者改良的大垄双行、比空栽培或者是有机模式的稻蟹共作,均具有更好的经济效益和生态效益,水稻种植新技术模式是对传统农业的挑战,需要农业科研共作者和农业专业技术人员进一步深入研究和实施推广。

结语:在蟹稻种养的稻田生态系统中,土壤和水体的改善以及有害生物的减少,形成了对化肥和农药的替代关系,在稻谷产量不变甚至增产以及增加扣蟹产出的情况下,稻米品质也得到提升和改善。通过蟹稻种养生态模式,农户大幅度减少了无机化肥和农药的施用量,因此实施扶持稻田联合种养结合循环农业模式策略,是改善稻区农业生态环境的重要途径,极具推广价值。

参考文献:

[1]罗喜秀,李成芳,陈灿等.稻蟹共作模式生态效应研究进展[J].作物研究,2019,33(05):352-355.

[2]陈玥,牛世伟,邹晓锦等.稻蟹联合种养对稻田生态环境的影响[J].辽宁农业科学,2018(03):30-34.