廣東魚塘種稻研究現(xiàn)狀與對策

廣東是一個擁有1.27億人口的糧食消費大省，年糧食消費量達到5000多萬t，而糧食產量僅1200多萬t，自給率僅24%左右，糧食安全問題備受關注。水稻是廣東第一大糧食作物，2020年播種面積183.4萬hm2，總產量1099.6萬t，分別占糧食作物總播種面積和總產量的83.2%和86.7%。穩(wěn)定水稻種植面積，提高水稻產量，是保障廣東糧食安全的關鍵。近年來，廣東先后采取對撂荒地復耕復種、耕地占補平衡等措施，穩(wěn)定水稻種植面積，并取得了一定成效。但由于農村勞動力短缺、種糧效益低等原因，穩(wěn)定水稻種植面積的難度越來越大，成本也越來越高。而廣東地處華南，水產養(yǎng)殖發(fā)達，如能開發(fā)部分魚塘水面種植水稻，可有效擴大水稻種植面積，為保障廣東糧食安全開辟一條新路。魚塘種稻是指利用水產養(yǎng)殖的池塘種植水稻的一種農業(yè)生產活動。根據(jù)水稻種植與水產養(yǎng)殖在時間上是否重疊或部分重疊，魚塘種稻可分為稻漁輪作或連作（時間上不存在重疊）和稻漁共作（時間上存在重疊）等類型。根據(jù)水稻種植在魚塘中的空間位置，魚塘種稻可分為魚塘水上種稻和魚塘塘底種稻兩種類型。前者以適當?shù)牟牧蠟槠≥d體，在魚塘水面上種植水稻，后者則直接在魚塘塘底種植水稻，通常采用高稈水稻品種。根據(jù)水稻種植基質的不同，魚塘水上種稻又可分為無土栽培（水培）和土培兩種類型。無土栽培一般采用海綿等支撐物固定水稻植株，而土培則采用塘泥等基質固定。此外，根據(jù)魚塘水中的鹽分含量高低，可將魚塘分為淡水魚塘和咸水魚塘，它們對水稻品種和種植技術的要求有所不同。魚塘水上土培種稻具有稻漁共生、一塘兩用、實施方便等優(yōu)勢，是目前魚塘種稻的主要模式，本文以此模式為主展開分析。1980-1990年代，中國水稻研究所開展了水上無土種植水稻研究并取得成功。該研究以泡沫板為浮體材料，采用海綿固植水稻植株，每667m2實收稻谷產量達到496kg。但由于種植成本高等原因，未能實現(xiàn)大面積應用。隨著科技不斷進步和新材料、新裝備不斷涌現(xiàn)，以及國家對糧食安全、環(huán)境保護問題日益重視，魚塘種稻技術再次受到關注。近年來重慶、浙江等地出現(xiàn)了魚塘種稻的零星應用案例。但這些案例多為基層農技人員或農戶的自發(fā)探索，缺乏系統(tǒng)研究，也未形成成熟的技術方案。2022年我們研究團隊在廣東省廣州市開展了魚塘種稻初步試驗。本文對魚塘種稻研究進行梳理，并結合我們的初步研究結果，對目前魚塘種稻的存在問題、發(fā)展策略進行探討，以期為推動魚塘種稻的深入研究和應用提供參考。1發(fā)展魚塘種稻的意義1.1魚塘種稻有利于擴大水稻種植面積，

保障糧食安全廣東是漁業(yè)大省，2020年全省水產養(yǎng)殖面積47.41萬hm2，其中淡水養(yǎng)殖面積30.94萬hm2，相當于稻田面積的33.7%。如果能開發(fā)50%魚塘種植水稻，按每年2季、種稻面積占水面面積1/3計，則每年可增加水稻種植面積10.3萬hm2，相當于現(xiàn)有水稻播種面積的5.6%。2020年中國人工淡水養(yǎng)殖面積504.06萬hm2，其中相當部分具有發(fā)展魚塘種稻的潛力。已有研究表明，魚塘種稻具有不怕旱、不怕澇、病蟲為害輕、抗倒性強等優(yōu)勢，穩(wěn)產性較好。1.2魚塘種稻有利于穩(wěn)定魚塘養(yǎng)殖，

協(xié)調糧漁爭地矛盾魚塘養(yǎng)殖是南方水網地區(qū)的傳統(tǒng)農業(yè)生產模式，以其經濟效益高等優(yōu)勢深受廣大農民喜愛。隨著生活水平的提高和食物結構的變化，農業(yè)產業(yè)結構不斷調整優(yōu)化。由于種糧經濟效益不佳，為了追求更高的種養(yǎng)效益，部分稻田被轉為養(yǎng)殖魚塘，水產養(yǎng)殖面積持續(xù)擴大。但近年來隨著國內外形勢的變化和我國糧食安全問題突顯，部分魚塘面臨復耕種稻的壓力，種糧與水產養(yǎng)殖的矛盾顯現(xiàn)。魚塘種稻可以一塘兩用，水上種稻，水下養(yǎng)殖，在穩(wěn)定魚塘養(yǎng)殖的同時增加水稻種植面積，從而緩解糧漁爭地矛盾，實現(xiàn)糧食安全與農民增收的協(xié)調。1.3魚塘種稻有利于凈化水質，

減輕環(huán)境污染合理的飼料投入是實現(xiàn)水產養(yǎng)殖高產高效的基礎。但養(yǎng)殖尾水中往往出現(xiàn)氮磷等物質超標問題，導致環(huán)境污染。隨著國家對環(huán)境保護的日益重視，養(yǎng)殖尾水排放的污染問題備受關注，《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》（SC/T9101-2007）等相關標準和法規(guī)出臺，要求養(yǎng)殖尾水達標排放。為解決池塘養(yǎng)殖尾水污染問題，廣東正著力推廣“三池兩壩”（即沉淀池+過濾壩+曝氣池+過濾壩+生態(tài)池）等尾水處理技術。該技術要求各水產養(yǎng)殖場“三池兩壩”面積不低于養(yǎng)殖總面積的8%~10%。此外，氮和磷是養(yǎng)殖尾水中的主要污染物，而它們恰恰是水稻生長發(fā)育所需的主要營養(yǎng)元素。每生產100kg稻谷，水稻需吸收純氮1.5~2.0kg、純磷0.26kg左右。魚塘種稻可以利用水稻吸收魚塘水中的氮、磷等元素，實現(xiàn)養(yǎng)分循環(huán)利用，從而凈化水質，減輕環(huán)境污染。采用浮床無土種植的方法，研究了魚塘種稻對富營養(yǎng)化水體中氮磷的去除效果，結果表明，在水深1.4m左右、水面浮床覆蓋率分別為20%、40%和60%條件下，通過水稻自分蘗至成熟期歷時84d處理，全池水體中全氮凈去除率分別為29.0%、49.8%和58.7%，總磷凈去除率分別為32.1%、42.0%和49.1%。李鳳博等[13]在黃顙魚精養(yǎng)塘塘底種植高稈型水稻，研究發(fā)現(xiàn)在水稻生長期，種稻魚塘水體中的氮、磷養(yǎng)分含量顯著低于不種稻單養(yǎng)魚池塘；在水稻收獲期，不種稻單養(yǎng)魚塘水體的總氮和總磷含量為11.98、0.52mg/L，超過《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》標準，而種稻魚塘水體中的總氮和總磷含量僅為0.49、0.08mg/L，達到《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》一級標準；種稻魚塘水體中的總氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和總磷含量分別比不種稻魚塘降低96%、98%、98%和84%。按漁業(yè)水質標準規(guī)定，水體溶氧量在連續(xù)24h內必須有16h以上高于5mg/L，且任何時候都不得低于3mg/L。根系是水稻吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，同時也是多種物質合成和分泌的場所。水稻與其他水生和濕生植物一樣，為適應淹水脅迫環(huán)境，在根系內形成發(fā)達的通氣組織。通氣組織為根系氧氣運輸提供通道，滿足根部呼吸需要。氧氣由地上部通過通氣組織向地下部運輸，部分被釋放到根際，使根際形成微域氧化圈。這不僅緩解了一些還原性物質對根系的毒害作用，同時也促進了硝化作用等好氧過程，對根際氮素循環(huán)發(fā)揮重要作用。據(jù)測定，水稻單株根系徑向泌氧量（ROL）隨著水稻生長顯著增加，且高產品種增加幅度大于低產品種。根系發(fā)達、通氣組織發(fā)育好的水稻ROL也較大。在水稻播種后50d，低產品種和高產品種的ROL分別為700、1400μmol/株·h左右。若保守地按667m2種植水稻15000株、種稻面積占魚塘面積30%、ROL為700μmol/株·h、每天根系泌氧12h計，則667m2水稻的根系泌氧量為1.21kg/d。按水深1.5m計，則可使魚塘水體溶解氧濃度提高1.21mg/L。可見，魚塘種稻通過水稻根系泌氧，可在一定程度上改善魚塘水體的氧氣供應。種稻魚塘的化學需氧量（COD）低于不種稻單養(yǎng)魚塘，也印證了這一觀點。2廣東魚塘種稻研究初步進展2.1試驗材料與方法2022年早季，我們在廣州市南沙區(qū)廣東國際漁業(yè)高科技園開展魚塘種稻試驗，共用4口魚塘（編號1~4號），水面面積共0.93hm2。1號塘為水稻品種篩選試驗，供試水稻品種為粵泰油占、黃廣油占、美香占2號、泰豐優(yōu)208、廣紅3號、粵香430、粵農絲苗、五山絲苗、南晶香占等9個（另有品種19香因遭受嚴重鼠害未納入分析），養(yǎng)殖品種為大口黑鱸優(yōu)鱸3號。2、3、4號塘供試水稻品種分別為南晶香占、粵農絲苗和五山絲苗，養(yǎng)殖品種分別為澳洲淡水龍蝦紅螯螯蝦、白金豐產鯽和黃顙魚。水稻于3月21日播種，常規(guī)拋秧盤育秧，4月13-24日移栽。選用33.4cm×33.4cm×5cm的HDPE材質塑料浮板（壁厚≥2mm，拉力>180kN/m2，浮力>300kN/m2）。配套塑料小盆缽，小盆缽高8cm，開口內徑8cm，盆底內徑4.5cm，底部有內徑1cm小孔8個。每塊浮板4穴，每667m2種植2.4萬穴，水稻種植面積占魚塘面積的45%。以塘泥作為栽培基質，每盆裝風干塘泥250g，每盆栽插1穴，雜交稻每穴2苗，常規(guī)稻每穴3~5苗。移栽作業(yè)在岸上進行，移栽前先將塑料浮板拼接成10m2的大塊，然后將移栽好的盆缽置于浮板洞中，移栽完成后再將浮板移入水中并固定。在水稻移栽前，每667m2施用復合肥（含氮15%、五氧化二磷5%、氧化鉀10%）36kg作基肥。移栽后根據(jù)水稻長勢，1、2、3、4號塘分別在分蘗末期采用葉面噴施的方式每667m2追施尿素2.5、2.5、7.5、5.0kg。水稻播種的同時進行魚塘清淤、消毒、平整和放水等作業(yè)。在水稻移栽完成后，分別在1、2、3、4號魚塘每667m2投放大口黑鱸2000尾、澳洲淡水龍蝦3500尾、鯽魚2000尾和黃顙魚10000尾，投放時各養(yǎng)殖品種種苗的體長分別為5.7、3.0、5.8、3.0cm。按常規(guī)養(yǎng)殖方法投喂和管理。在水稻成熟期，對1號塘各水稻品種以及2、3、4號塘水稻品種，分別隨機選取3個代表性樣點，每個樣點實割100盆，脫粒曬干，去除雜質和空秕粒，稱取300g在105℃下烘干至恒重，測定水分含量，最后折算成含水量14%的稻谷產量。采用Excel2007整理數(shù)據(jù)，采用Statistix8.0統(tǒng)計分析軟件進行方差分析，采用t測驗檢驗品種間產量差異顯著性。2.2試驗結果與啟示由圖1可見，不同水稻品種在魚塘種植條件下的產量存在顯著差異（F=14.15**，P<0.0001）。在本試驗條件下，9個供試品種中以粵香430稻谷產量最高，每667m2產量為390.8kg，其次是粵泰油占、為339.2kg，泰豐優(yōu)208產量最低、為157.2kg。產量最高品種與最低品種相差148.6%，變異系數(shù)為29.21%。據(jù)了解，9個供試水稻品種的區(qū)試產量（按兩年區(qū)試每667m2平均產量計）分別為：粵泰油占447.87kg、黃廣油占486.38kg、美香占2號365.08kg、泰豐優(yōu)208457.78kg、廣紅3號430.20kg、粵香430456.25kg、粵農絲苗429.27kg、五山絲苗458.11kg、南晶香占424.15kg，以黃廣油占的產量最高、美香占2號最低，產量最高品種與最低品種的產量相差33%，變異系數(shù)為7.71%?？梢?，魚塘種植條件下的水稻產量表現(xiàn)與稻田種植時的產量表現(xiàn)差異很大，稻田種植時產量高的，在魚塘種植時產量不一定高，反之亦然。而且魚塘種植條件下不同品種的產量差異，比稻田種植條件下的產量差異大得多。

同一水稻品種在不同魚塘的產量也存在較大差異。1號塘和2號塘的施肥量完全相同，但南晶香占在1號塘的稻谷產量每667m2為275.9kg，而在2號塘（養(yǎng)殖澳洲淡水龍蝦）的稻谷產量為399.0kg，比1號塘高44.6%；3號塘的粵農絲苗（養(yǎng)殖鯽魚）和4號塘的五山絲苗（養(yǎng)殖黃顙魚）產量分別為294.4、453.0kg，也與1號塘相應品種的產量存在很大差異，說明施肥和水產養(yǎng)殖對水稻產量有顯著影響。水稻品種與養(yǎng)殖品種的優(yōu)化搭配，以及種植和養(yǎng)殖技術的改進，值得進一步深入研究。本試驗條件下4個養(yǎng)殖品種均表現(xiàn)良好，成活率高，沒有出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。有的養(yǎng)殖品種的生長速度甚至比不種稻條件下還快，如澳洲淡水龍蝦經過2個半月的養(yǎng)殖期，平均體重從0.8g增長到50g。這可能與魚塘種稻對水質的改善有關[16]，也可能與本試驗中的養(yǎng)殖密度較低有關。有研究表明，在魚塘底部種植水稻能顯著促進日本沼蝦生長，日本沼蝦的平均體重比不種稻對照增加73.1%[16]。3廣東魚塘種稻研究對策目前，魚塘種稻還存在成本偏高、技術標準缺乏、基礎研究滯后等問題，成為制約其發(fā)展的瓶頸，亟需組織水稻種植、水產養(yǎng)殖和農機裝備等方面的科技人員進行聯(lián)合攻關。目前，對魚塘種稻研究需重點開展以下工作：3.1研發(fā)魚塘種稻專用浮板，

實行標準化生產，降低成本當前魚塘種稻的一個重要限制因素是種植成本高，特別是浮板成本和人工成本。目前采用EVA泡沫浮板，每667m2成本為1萬元左右，若按重復使用5~7季計，則每季成本為1500~2000元，若采用HDPE塑料浮板則成本更高。如能按照魚塘種稻的技術要求，進行浮體材料的定向篩選，研制魚塘種稻專用浮板，有可能找到更為價廉物美的材料，并通過浮床結構和固定方法的優(yōu)化，節(jié)省材料用量，從而大幅降低浮板成本。此外，隨著魚塘種稻規(guī)模的擴大和浮板生產的批量化、標準化，浮板價格也將下降。3.2開展適宜魚塘種稻的水稻品種

篩選和專用品種選育試驗表明，在魚塘種植條件下，不同水稻品種的產量表現(xiàn)與稻田種植時不同。例如，在2022年早季的魚塘種稻試驗中，泰豐優(yōu)208和粵香430的區(qū)試產量相近，每667m2分別為457.78、456.25kg；但在魚塘種植條件下，前者的稻谷產量比后者低得多，前者僅為后者的40.2%。這一現(xiàn)象表明魚塘種稻的水稻品種篩選必須在魚塘種植條件下進行。要擴大篩選范圍，篩選出更多適合魚塘種植的水稻品種。有必要開展魚塘種稻專用水稻品種選育。沿海地區(qū)部分魚塘處于咸淡水交匯區(qū)，還需考慮水稻品種的耐鹽堿能力。浙江已成功選育適合魚塘塘底種植的高稈型專用雜交稻安粳優(yōu)1號。目前適合水上浮床種植的魚塘種稻專用水稻品種尚未見報道。3.3開展魚塘種稻關鍵種養(yǎng)技術研究3.3.1水稻品種和養(yǎng)殖品種的合理搭配研究魚塘種稻是由水稻、水產動物、水體等組成的復合生態(tài)系統(tǒng)，水稻與水產動物之間可能存在復雜的相生相克關系，需經過研究提出水稻與水產動物的優(yōu)化組合。3.3.2種稻面積占比與適宜種養(yǎng)密度研究目前，魚塘種稻面積占魚塘水面面積的比例一般為10%~60%不等。實際上，不同水產養(yǎng)殖品種的適宜種稻面積占比可能不同，亟需通過試驗研究加以明確。在不影響?zhàn)B殖品種生長發(fā)育的情況下，適當提高種稻面積占比，有利于充分利用魚塘水面，增加稻谷產量。水稻和養(yǎng)殖品種的適宜種植（養(yǎng)殖）密度，也需通過試驗加以明確和規(guī)范。有研究表明，魚塘種稻明顯影響日本沼蝦個體生長，在種稻面積占比為50%、種植間距為50cm×50cm時，日本沼蝦放養(yǎng)密度以90萬尾/hm2為宜。3.3.3魚塘種稻的肥料運籌研究在魚塘種稻條件下，水稻種植于浮板的小盆缽中，與稻田栽培相比，基質養(yǎng)分供應少、緩沖能力小。根系長期處于魚塘水中，不能通過曬田（控水）控制無效分蘗，水稻群體的調控主要通過養(yǎng)分（肥料）調控來實現(xiàn)。此外，魚塘水質和飼料投入也對水稻的養(yǎng)分供應產生影響。因此，魚塘種稻的肥料運籌要綜合考慮水稻養(yǎng)分需求、基質養(yǎng)分供應、魚塘水質、飼料投入等多種因素。3.3.4魚塘種稻的有害生物綠色防控研究目前國家對水產養(yǎng)殖投入品實行白名單制度，水稻在魚塘內生長期間全程不能使用農藥，這為魚塘種稻有害生物的防控帶來挑戰(zhàn)。水稻病蟲害防控應以防為主，綜合防治。通過選用抗病品種、消毒種子，以及采用生物防治（如種植顯花植物培育益蟲、釋放赤眼蜂）和物理防治（如性誘劑、殺蟲燈、粘鼠板）等措施，做好病蟲草鼠鳥等有害生物防控。最近，呂進等[18]以黑魚為供試材料，研究在稻田養(yǎng)魚條件下幾種農藥對魚的安全性，結果表明，在大田登記推薦劑量下，氯蟲苯甲酰胺、氯蟲·噻蟲嗪、吡蚜酮、井岡霉素、噻菌銅、春雷霉素對黑魚均表現(xiàn)為低毒，可用于套養(yǎng)黑魚的稻田水稻病蟲害防治。有必要針對魚塘種稻中水稻病蟲害的防控問題，積極開展相關試驗研究，探索將部分高效低毒農藥（特別是生物農藥）納入水產養(yǎng)殖投入品白名單的可能性。3.4研發(fā)或改裝魚塘種稻配套農機裝備目前魚塘種稻主要采用育