稻田生态种养的发展现状与前景分析

隆斌庆，陈 灿，黄 璜，向继恩

（湖南农业大学农学院／南方油粮作物协同创新中心，长沙410128）

水稻是我国当前主要的粮食作物之一。其在粮食生产与消费上占据主导地位，是我国总产量最多的粮食作物［1，2］。但是现代农业生产上太过于依靠化肥、农药等大量化学性物质的投入来保证产量，加上化肥、农药的利用率低下，给生态环境造成了严重的负面影响，且农产品质量得不到保证，危害人类身体健康。农业面源污染是水体污染的一大原因，当前我国农业环境污染具有污染面积大、污染物种类与数量多、危害性重等特点［3］；农业要可持续发展，必须控制农业生产造成的面源污染。因此，发展稻田综合种养，获得可观的经济效益和社会效益，同时带来良好的生态效益，是现代农业发展的必然趋势。

高产、优质、安全、高效的水稻种植，保证国家粮食安全，是稻田综合种养追求的目标，稻田综合种养将高产、优质、安全、高效有机统一，满足农产品的质量安全和保护环境的需求［4，5］。稻田综合种养模式对化肥、农药有着严格限制，基本实现不打农药，依靠生物之间的食物链关系防治病虫害，实现稻田间的虫害防治，维护了稻田生态系统的稳定性和平衡性［6］；在肥料上，多利用农家有机肥，与稻田养殖的鱼（禽）类生物的排泄物作为有机肥料，替代化学肥料，解决肥料需求；投入能量较传统单一稻作模式低，但能量产出要高，能量的有效利用率高于传统单一稻作模式［7］。稻田综合种养有利于减少农业面源污染，实现农业绿色安全生产，促进农业可持续发展，对保障农产品质量和提升食品安全水平有着重要的示范意义和实践价值。

1 稻田综合种养发展现状

我国是一个农业大国，农业文明源远流长，是世界农业的重要起源地之一。在长期的农业生产实践中形成了丰富多彩的农业文化遗产。“稻鱼共生系统”就是一个典型的例子，2005年，浙江省青田县“稻鱼共生系统”被联合国列为“全球重要农业文化遗产”；2011年，贵州从江县侗乡“稻鱼鸭共生系统”也被列为“全球重要农业文化遗产”［8］。“稻鱼共生系统”（稻鱼模式）利用生物与环境的耦合，物质能量循环，稻鱼互利共生，通过改变生物结构而提升稻田生态系统功能，极大的提高稻田的产出和提升农产品质量。在“稻鱼共生”原理之上发展其它的“水稻＋鱼（禽）类生物”的稻田综合种养模式主要有稻鱼、稻虾、稻泥鳅、稻鸭、稻蟹、稻鳖、稻蛙等，以及在这些主要模式基础上衍生的“稻—鱼—萍”、“稻—鸭—萍”、“稻—泥鳅—鸭”、“稻—虾—鳖”、“稻—鳖—鱼”、“稻—泥鳅—蛙”、“虫—鱼—鸭—稻”等复合生态种养模式。

经过近些年的发展，稻田综合种养取得了显著的成效，并在全国各地得到推广应用，建立起了一批稻田综合种养的核心示范区，辐射带动示范区周围区域的发展，完善稻田综合种养相关模式技术配套，取得了水稻产量稳定、经济效益显著提高、生态效益明显的可观成果。有效发挥了稻田综合种养在稳粮促渔、提质增效、生态环保等方面的作用，增加了农民收入，改善了农业生态环境，探索出了农业可持续发展的一条新道路。生产中，已集成有稻—蟹、稻—虾、稻—鳖、稻—鱼、稻—鳅等5大类19种典型模式，以及20多项配套关键技术；推广区域有黑龙江、吉林、辽宁、浙江、安徽、江西、福建、湖北、湖南、重庆、四川、贵州、宁夏等13个示范省（区、市）（表1，2）［9］。

表1 稻田综合种养模式及主要推广区域

推广面积及效果方面，目前已建有6万多公顷核心示范区，辐射带动周边区域发展130多万公顷；示范区水稻产量稳定在7500 kg／hm2以上，农药和化肥使用量平均减少50%以上，稻田综合效益增加50%以上。具有良好的经济效益、生态效益和社会效益。

表2 我国主要地区的稻田养殖面积（hm2）

2 稻田不同综合种养模式的经济效益分析

稻田综合种养能取得可观的经济效益，在稳定粮食产量的前提下增加鱼（禽）类产品的产出，综合效益提高；种养过程中大大减少了化肥与农药的投入，降低了生产成本；稻田综合种养产出的产品优质安全、绿色有机，符合当今人们绿色安全的消费理念，深受市场欢迎，且价格要高于其它单一种养模式的产品。但是饲养鱼（禽）类的种类、放养数量、种养方式和技术不同，获取的利润也不同（表3）。

表3 稻田综合种养不同模式经济效益分析

（续表3）

从表3可见，稻田综合种养模式的经济效益是比较可观的。在稻田综合种养的不同模式中，稻鱼、稻虾、稻蟹的产投比分别为5.0、4.19、4.20，是产投比较高的种养模式，回报率高，经济效益好。复合模式（如稻—鳖—鱼—虾、稻—鳖—虾、稻—鸭—鱼等）的利润总体较高，将几种鱼（禽）与水稻种植有机结合，总体利润丰厚。

3 稻田综合种养的生态效益分析

3.1 防控病虫害与杂草

病虫害和杂草是导致水稻产量降低的重要原因，每年都需耗费大量的人力和财力在病虫害和杂草的防控上。稻田中普遍存在的虫害有稻飞虱（褐稻虱、白背稻虱、灰飞虱）、稻纵卷叶螟、二化螟等害虫。有试验表明，每公顷稻田放养牛蛙900～1500只，对稻飞虱的防控效果为60%～70%，随着放养牛蛙数量的增加，稻飞虱数量有减少的趋势，在稻飞虱发生高峰期，能够降低虫口密度，缓解害虫防治的压力，且对稻田中益虫（蜘蛛、黑肩绿盲蝽等）的影响较小［26］。蔡炳祥等［27］对稻鳖共生模式研究发现，在放鳖后的一段时间里，稻田里的稻纵卷叶螟虫卵量和稻飞虱的虫卵量呈下降趋势，有些田块甚至找不到虫卵分布。鳖活动在水稻基部，且有很强的吃虫、驱虫的作用，稻田养鳖对稻飞虱、稻纵卷叶螟有良好的防控作用。稻鸭模式下，水稻纹枯病的发病较轻，鸭粪提取物对水稻纹枯病菌有抑制作用，最高抑制率可达88.64%［28］。鸭子活动可有效改善水稻基部的环境，去除枯死的叶子，捕食致病虫害，流通空气和水，降低纹枯病的发生［29］。在除杂草的应用上，魏守辉等［30］通过稻鸭共作试验发现，鸭子活动有效控制了田间杂草发生及降低了杂草危害，使稻田主要杂草鸭舌草、稗、异型莎草等杂草的危害程度显著降低，总体控草的效果要比化学除草和人工除草的效果好。稻田综合种养模式里的鱼、鳖、蟹、鸭等生物的活动，可有效抑制杂草生长；通过践踏、食用等方式减少田间杂草，达到除草的作用。

3.2 改善稻田水体与土壤环境

水体和土壤是水稻生长的必要条件，也是鱼（禽）类活动的场所，综合种养模式下土壤与水体的变化最为明显。鱼（禽）类在田间活动，排泄物和分泌物向水体和土壤转移，进而被水稻吸收利用。鱼（禽）类的活动起到浑水、培肥的效果。

有研究表明，两季稻鸭模式下，稻田增加鸭粪碳229.87 kg／hm2、鸭粪氮18.22 kg／hm2、鸭粪磷17.75 kg／hm2，归还稻田土壤的碳、氮、磷量分别为1491.21、66.02、25.14 kg／hm2，水稻植株对氮、磷的吸收量明显提升［31］。说明稻鸭模式可培肥土壤，增加稻田土壤养分，改善水稻生长营养环境。安辉等研究表明，有机稻蟹模式下，通过适当增加有机肥，提高土壤酶活性（过氧化氢酶、脲酶、转化酶、碱性磷酸酶），可显著提高土壤肥力［32］。综合种养模式下，土壤的理化性状也有所变化。试验表明，长期的稻虾模式下，15～30 cm土层的土壤紧实度明显下降，在15、20、25和30 cm处的土壤紧实度较中稻单作模式分别降低20.9%、29.9%、24.8%和14.7%；土壤全量养分上，0～40 cm土层有机碳、全钾和碱解氮含量、0～30 cm土层全氮含量、0～10 cm土层全磷和速效磷含量、20～40 cm土层速效钾含量都明显提高。因此，稻虾模式不仅改善土壤理化性状，还可增加养分，培肥稻田。

在水体变化上，当稻鱼模式鱼类的目标产量为375 kg／hm2时，鱼类对水体化学需氧量、总氮、总磷和铵态氮含量的影响没有明显差异；当鱼类养殖密度提高至3000 kg／hm2，因饲料投入增加，稻—鱼系统水体的化学需氧量、总氮、总磷和铵态氮含量都会相应上升［33］，从而起到浑水、培肥的效果。研究表明，稻田养鸭可降低稻田表层水体的温度与pH值，提高总氮、总磷、总钾三大营养元素的含量，总氮、总磷、总钾的含量分别比常规稻作增加1.85～5.06倍、2.01～8.70倍和 42.79% ～109.18%［34］，有效改善水体理化性质，提高有效养分供应，从而促进水稻生长发育。

3.3 改善稻田物种结构

稻田有着丰富的物种，稻田综合种养对田间物种多样性影响主要体现在杂草群落、昆虫、土壤微生物等方面。研究表明，规模化的稻鸭模式下，田间杂草密度显著降低，与水稻单一种植比较防效为94%，杂草群落的物种多样性降低，杂草群落均匀度提高，改变了田间杂草的群落结构，有利于限制杂草的发生与危害［35］。秦钟等［36］研究表明，稻鸭模式下园蛛科、微蛛科和狼蛛科的优势度指数高于常规单一水稻种植，捕食性天敌的多样性指数随着鸭子放养和水稻生长而上升，有利于防控稻田的病虫害，减少农药的使用，促进稻田生态系统的物种平衡。在土壤微生物方面，稻田放养沙塘鳢，可以提高稻田底泥的微生物多样性及改善其群落结构，丰富底泥微生物的种类数［37］。李成芳等［38］对稻鸭模式研究发现，在水稻生长中后期，稻田土壤的微生物总数、细菌、放线菌以及真菌数量显著上升，稻鸭共作可提高稻田土壤微生物群落数量、代谢活性以及功能多样性。同样的，佀国涵等［39］的研究也有相似的结论，稻虾模式提高了土壤微生物的活性以及群落功能多样性，对底层土壤的影响尤为显著，相对于水稻单作模式，稻虾共作稻田土壤微生物群落显著的要丰富得多。

3.4 提升稻田农产品质量

食品安全问题是近些年来人们一直关注的焦点。诸多研究成果显示，稻田综合种养模式下可有效减少化肥、农药投入，提升农产品质量，达到绿色有机标准。张帆等［40］研究稻田中重金属镉的迁移转化规律发现，与常规单一稻作比较，稻鸭模式不会增加水稻植株镉含量和镉积累，短期时间来看，稻鸭模式可提供安全的农产品（鸭和稻米）。在稻米品质方面，安辉等［41］研究表明，跟常规稻作比较，有机稻蟹模式的稻米品质得到不同程度改善，糙米率、精米率及整精米率随有机肥施用量的增加有显著提高趋势，垩白粒率、垩白度及直链淀粉含量显著降低。同样，陈灿等［4］研究稻田养鳅对稻米品质的影响也得出类似的结论，稻鳅模式能显著降低垩白粒率和垩白度，改善稻米外观品质，提高蒸煮及营养品质中的碱消值，降低稻米蛋白质含量。

稻田综合种养模式将鱼（禽）类引入稻田里，可有效防控病虫害、杂草，减轻化肥农药带来的污染，提升农产品品质，达到优质、生态的生产目标。

4 稻田综合种养模式的发展前景

4.1 农业供给侧结构性改革形式下助推家庭农场的发展

农业供给侧结构性改革是农业改革的重点，也是农业改革的难点，需着力调整种植业、畜牧业、渔业的结构。稻田综合种养模式将种与养相结合，水稻种植与鱼（禽）类养殖结合，实现优质、安全、高效的生产目标，保障农产品从稻田到消费者餐桌上的质量安全。稻田综合种养是发展家庭农场，增加经营产值，提高农民收入的重要途径。2013年中央一号文件首次提出“家庭农场”的概念，我国家庭农场处于起步阶段。农业供给侧结构性改革形势下，推广稻田综合种养，促进农民增收，对推动家庭农场发展有着积极意义，发展家庭农场与稻田综合种养有机结合，在农业领域有着广阔的发展空间。

4.2 促进贫困地区农民脱贫致富，落实国家精准扶贫政策

解决农村贫困人口问题，加快贫困地区产业发展，帮助贫困农民持续稳定增收，是当前建设小康社会的重要举措。农村贫困地区产业产值低下是造成贫困的一大原因。以湖南省为例，湘西、湘南、湘中等地区大多属于贫困区域，但都有稻田养殖鱼（鸭）的传统。湖南省可发展稻田综合种养的面积超过60万公顷，然而目前还不到30万公顷。因此，应当立足贫困地区实际，根据不同区域的自然条件、资源优势和产业特点，因地制宜发展不同稻田综合种养模式，山区适合推广稻鱼、稻泥鳅、稻蛙等模式，湖区推广稻鸭、稻虾、稻蟹等模式；切实提高稻田综合种养经济效益，落实精准扶贫政策，推动贫困地区发展，用稻田综合种养技术带动广大农村贫困人口脱贫致富，优化农业生产结构，改变以往单一的种植模式。

4.3 提升农产品质量和食品安全水平

农产品安全问题一直是社会关注的焦点问题，化肥农药使用虽然提高了产量，但质量却令人堪忧。稻田综合种养模式下，利用鱼（禽）类排泄物培肥稻田，供水稻生长需要；依靠生物之间的食物链关系，防控病虫害，取代农药的作用，而且天然无污染，没有农药残留的危害，生产出来的稻米、鱼（禽）产品皆符合绿色有机标准，符合现代人们的健康消费理念，农产品质量安全得到保证，稻田综合种养的产品也更受市场欢迎。推广和发展稻田综合种养模式，对农产品质量和食品安全水平提升有积极作用，稻田综合种养作为绿色、健康、生态、经济的技术产业，在倡导生态、环保、可持续的发展理念下，有着广阔的发展前景。

4.4 传承经典农耕文化

中国作为世界农业的重要发源地之一，有着悠久的农耕历史，也创造了丰富的农业文明。稻鱼共生系统是经典农耕文化的典型代表，具有生产、生态、社会和文化等多重价值，蕴含了许多科学管理知识，体现了人与自然和谐的传统农学思想。浙江青田稻鱼共生系统、贵州从江稻鱼鸭共生系统先后被列入全球重要农业文化遗产保护对象，这些系统具有丰富的生物多样性，生态服务功能与经济服务功能都比单一的农耕模式要强大，更适合促进区域发展。经过不断的创新发展，稻田综合种养模式由传统的稻鱼（鸭）模式发展到多种综合种养模式以及复合种养模式，是在传承中国经典农耕文化基础上，创新融合现代农业技术形成的新兴农耕文化，融合创新注入新的生命力，才有发展的持续力。

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