稻-虾共作对早期水稻秧苗的影响

孙莉莉,黄 成*,唐建清

(1.南京大学 生命科学学院,江苏 南京 210023;2.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京 210017)



稻-虾共作对早期水稻秧苗的影响

孙莉莉1,黄 成1*,唐建清2

(1.南京大学 生命科学学院,江苏 南京 210023;2.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京 210017)

摘要：在稻田以不同的时间间隔投放克氏原螯虾，并投放足量的饲料(饱食组)或不投放任何饲料(饥饿组)，研究了不同处理下螯虾对水稻早期秧苗损伤及生长的影响。结果表明：插秧当天放养螯虾的饥饿组和饱食组以及插秧1周后放养螯虾的饥饿组的秧苗整株性损伤数均极显著(P<0.01)高于对照组的,平均损伤率分别为100.00%、37.50%、32.50%；插秧1周后放虾的饱食组及2周后放虾组,水稻的总叶片数显著多于对照组的,而株高极显著(P<0.01)低于对照组的。因此在实际生产中,在给予足量饵料的前提下,插秧1周后放养螯虾为安全模式,插秧2周后放养螯虾为最佳模式。

关键词：克氏原螯虾；稻-虾共作;水稻；秧苗；损伤;放养时间

克氏原螯虾(Procambarusclarkii)原产于墨西哥北部和美国南部,于1918年移植到日本,大约在20世纪30年代末期由日本引入中国[1],现广泛分布于我国各省市,已成为主要的养殖对象。目前,螯虾的养殖模式多种多样,如池塘混养、池塘精养、滩圩地养殖、稻田养殖等[2]。其中螯虾稻田养殖的研究内容主要集中在稻田选择、土建工程、田间管理、虾苗放养、饲养管理、水质管理、捕捞管理[3]、稻田养虾模式[4-5]等方面。在稻-虾共作中,螯虾对水稻的影响国外已有文献报道,但都集中于关注螯虾对水稻的损伤[6-7],而在稻-虾共作模式下,螯虾在饱食、饥饿等不同状态下对水稻秧苗的影响研究还基本上处于空白状态。有关研究表明植物遭受机械损伤对其生长、产量及次生产物有重要影响[8-9]。水稻叶片的多少和长势常被作为衡量水稻个体生长发育进程的重要指标[10],株高能直接影响其丰产潜力和抗倒性能[11]。本实验以杂交水稻和克氏原螯虾为研究对象,设置插秧后不同时间间隔投放足量饲料(饱食组)和不投喂饲料(饥饿组)两种螯虾的饲喂模式,测定水稻秧苗的损伤棵数、损伤的叶数、秧苗的株高、叶片数等指标，探索了插秧后放养螯虾的时间和螯虾的不同饲喂状态对水稻的影响,以期为稻-虾共作模式的实际生产提供指导。

1材料和方法

1.1实验安排及准备

栽培基质:放虾苗前7～10 d在水箱(长×宽×高为80 cm×60 cm×60 cm)中填充田园土,基质填充高度为15～20 cm；按照200 kg/hm2的标准每箱施用有机肥0.15 kg；水箱里水位高度为30 cm；在插秧前浸土。实验安排如表1所示，其中对照组1组,实验组6组，每组5个水箱,共计35个水箱。每组水箱随机放置。

表1　插秧后不同处理的实验安排

注：表中“d”为各实验组从插秧当天起进行统计的天数。

1.2水稻品种及其栽培

供试水稻品种为袁禾3号。袁禾3号为长江中下游地区种植的优良超级杂交水稻品种[12],具有明显的杂种优势,能适应江苏省的自然环境条件。在本实验中，袁禾3号的插秧日期与农业种植中正常的插秧期同步,即在2014年5月26日,当天多云,温度20～32 ℃；插秧的边距×行距×株距为15 cm ×30 cm×16 cm，即每箱插秧苗8棵。

1.3螯虾投放与管理

1.3.1螯虾的暂养与投放供试虾苗来自江苏省水产养殖研究所。选用体重5～10 g的健康非蜕皮期虾。在暂养前用3%～5%的食盐水浸泡5 min,对螯虾进行消毒。暂养池面积为5 m2,水深0.8～1.0 m,有增氧设备,暂养密度为200只/池。在暂养3 d后,选择活力良好的螯虾,随机投放到实验水箱中,保证螯虾总重为50 g/箱(本实验中螯虾投放密度为7只/箱)。

1.3.2投喂投饵(饱食)组：在放入螯虾的当天及此后的每天投喂饲料,早晚各投喂1次,每次投喂饲料的量为20 g/箱。不投饵(饥饿)组：不投喂任何饲料。

1.3.3水质管理在插秧后根据水稻长势和实际经验统一控制田间水位,将稻田水位保持在5～15 cm,并根据天气情况,及时注水或排水。在7～8月份期间,当气温高于31 ℃时,在水箱外围浇灌自来水,降低水箱内温度,使箱内水温控制在31 ℃以下。

1.3.4生长测定每3 d测定1次水稻整株损伤数、叶片损伤数、水稻叶片数、株高(从高出泥面处计算)。

2结果与分析

2.1放养螯虾对水稻秧苗损伤的评估

2.1.1稻株整体损伤情况插秧后以不同的时间间隔放养螯虾,在不同的饲喂状态下,统计放虾后第6天及第9天水稻秧苗的整株性损伤情况,并与对照组(C组)进行差异显著性比较,结果见表2。

由表2可以看出：在放养螯虾后第6天及第9天，处理W0h、W0f、W1h的螯虾对水稻秧苗的整株性损伤率均极显著高于C组的，其中处理W0h的螯虾对水稻秧苗的损伤程度最为严重,累计损伤率达100.0%；其余3个处理的稻株损伤率与C组无显著性差异,其中处理W2f的螯虾对水稻秧苗无整株性啃食。

表2　不同处理的稻株损伤率及其与C组的差异性检验结果(P值，双尾)

由表3可以看出：在不同饲喂状态下,W0h和W0f间、W1h和W1f间螯虾对水稻的整株性损伤均有显著性差异,而在W2h和W2f间没有显著性差异；在无饵料的状态下,螯虾的放养时间不同,对稻株的整体性损伤均有显著性差异；在饱食的饲喂状态下,W1f和W2f间稻株损伤无显著差异。因此,在实际生产中,应在插秧后1周放养螯虾,同时给予足量的饲料,这样可以降低螯虾对水稻的整株性损伤。

综合表2和表3可以看出,W0h实验组中全部稻株被螯虾吃掉,因而,此后的实验不再对W0组稻株的损伤叶数、健康叶数、株高等指标作进一步统计分析。

2.1.2水稻叶片损伤情况在实验研究中发现在大多数情况下,螯虾仅啃食稻株的叶片但不吃光整株水稻。螯虾对单株水稻叶片的损伤情况分析结果见表4。

表3 　放虾后第6天不同处理间水稻损伤株数

从表4可以看出,在放养螯虾后,各组螯虾对水稻叶片均有不同程度的啃食。从整体来看,当放养螯虾时间相同时,饱食组螯虾对水稻叶片的损伤量均比饥饿组低。其中W1h组水稻的单株叶片损伤率最高,在放虾后第6天平均达38.69%;W2f组的单株叶片损伤率最低,在放虾后第9天平均仅为0.77%。在W1组与W2组的不同饲喂状态间,螯虾对水稻叶片的单株损伤率均无显著性差异。但在实测数据中,放养螯虾2周后不论饱食或饥饿,螯虾对稻叶的损伤性均低于W1组的。

表4　不同处理单株水稻叶片累计损伤率

2.2放养螯虾对秧苗生长影响的评估

2.2.1对水稻叶片数的影响 在不同时间间隔放养、不同饲喂状态下,螯虾对水稻叶片数的影响见表5。从表5可以看出：在插秧后第13天,W1饱食组的水稻总叶片数和健康叶片数相比于对照组均无显著性差异,即叶片数在统计学上达到了完全补偿[13];在插秧后第19天,W1h组的健康叶片数显著低于C组的,而总叶片数单尾检验也显著低于C组的(P单尾=0.049),即水稻叶片数仅有部分得到补偿；W1f组的健康叶片数与C组无显著差异,而其总叶片数显著高于C组的,即前者达到了完全补偿,后者出现了超常补偿；W2组的总叶片数、健康叶片数均显著多于C组的,即水稻叶片数达到了超常补偿。

此外,在插秧后1周及2周放养螯虾,在插秧后第19天,在螯虾饥饿的状态下,两组间水稻的总叶片数具有显著性差异；而在螯虾饱食的饲喂状态下两组间则无显著性差异。

有研究表明,植物遭受生物损伤能促进其营养物质的积累、光合速率的提高[9,14]、次级产物的产生[15]等效应。在本实验中,水稻叶片的补偿性生长现象可能是因为其受到损伤及螯虾的活动及代谢废物的共同影响,但此推测仍待进一步验证研究。

表5　不同处理的水稻叶片数及差异显著性检验结果(P值，双尾)

2.2.2对早期水稻秧苗株高的影响统计了W1、W2组水稻秧苗的株高,分别与同期C组的株高比较。此外,还分析了不同处理组间水稻株高的差异性,结果见表6。

表6　不同处理早期水稻的株高及差异显著性检验结果(P值，双尾)

由表6可以看出：在插秧后19 d时间内,W1组的水稻株高与C组均无显著性差异,且W1h与W1f组间也无显著性差异；W2组水稻秧苗的株高明显低于C组的,且螯虾饱食组(W2f)的株高极显著低于饥饿组(W2h)的。有文献表明在稻鸭共作系统中,稻-鸭组与对照组相比,水稻茎秆基部节间长度缩短,茎粗增加,表现出壮秆效应[16]。本实验水稻株高降低的原因可能与此相同。

此外,在相同的饲喂(饥饿或饱食)状态下,以不同的时间间隔放养螯虾,W2h和W2f组的水稻株高分别极显著地低于W1h和W1f组的。究其原因，可能是螯虾的活动对水稻早期秧苗造成了轻微损伤,水稻通过一定的生理反应来抵抗或者适应这种胁迫。有关研究表明对植物适当强度的损伤可以促进植物积累更多的生物量[17]。因此,处理组水稻的株高较C组表现出增长优势。此外螯虾的粪肥也为生长中的水稻提供了所需的营养物质。

3结论及展望

本实验发现在相同的放虾时间模式下,W1f组及W2组的螯虾对水稻秧苗的整株性损伤与C组无显著性差异。综合考虑稻-虾共作系统中饱食螯虾对水稻秧苗的损伤情况及可供螯虾生长的时间长短,最早可在插秧后1周时放养螯虾,但必须给予足量的饲料。此外,虽然W2h与W2f间螯虾对水稻秧苗的整株性损伤及叶片损伤均无显著性差异,但在实测数据中W2h组在这两方面的损伤量均大于W2f组。在株高与总叶片数方面,与C组相比,W1f组与W2组显著地抑制了水稻长高,促进其总叶片数量的增多。陈凤阳的研究表明，水稻在营养生长期,叶片数量过少会推迟分蘖期并减少分蘖数,进而影响水稻的有效穗数和产量[18]。此外,有研究表明克氏原螯虾是杂食性动物,主要摄食绿色植物、动植物碎屑、水生附着生物、浮游生物、农作物[19]。因而在实际生产中,选择在插秧2周后放养鳌虾,并给予足量饲料的模式,不仅可以尽量降低螯虾对水稻的损伤,提高水稻的分蘖数量,还可以保证螯虾的正常生长。

本实验仅研究了稻-虾共作系统中螯虾对水稻早期秧苗的影响,未对水稻整个完整的生长期进行观察,因此,对于稻-虾共作系统对水稻和螯虾的产量和经济效益的影响未能进行评估。此外,本实验仅设计和研究了3种不同放养时间模式及2种不同的饲喂状态下螯虾对水稻的影响,而关于螯虾对稻株不同生长时期及不同部位的损伤性大小及偏好今后仍需进行进一步研究。

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(责任编辑:黄荣华)

Effects of Rice-crayfish Coexistent Culture on Early Rice Seedling

SUN Li-li1, HUANG Cheng1*, TANG Jian-qing2

(1. College of Life Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China;

2. Freshwater Fisheries Research Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210017, China)

Abstract：The experiment set different crayfish releasing intervals after transplanting, enough and empty feeding style treatments, analyzed the influential factors including seedling death, injured leaves, plant height and total leaves. The results showed crayfish released at the same time of rice transplanting together with one week later released in feed situation, existed an extremely significant difference (P<0.01) when compared with control group. The average full damage ratio were 100.0%, 37.50% and 50.0%, respectively. Crayfish released one week after rice transplanting in feed situation and two weeks released, hunger or feed, the total leaves (including damaged ones) of rice are significantly more than the control groups, but the height is distinctly lower (P<0.01). Which indicated that crayfish inhibited early rice height, promoted the compensatory growth of leaves. Therefore, The interval of releasing crayfish after seedling, given enough food, one week was a safe model and two weeks was the best model in practice.

Key words：Crayfish; Rice-crayfish culture; Rice; Initial rice seedling; Damage; Crayfish release time

中图分类号：S511.047

文献标志码：A

文章编号：1001-8581(2016)01-0016-04

作者简介：孙莉莉(1989─),女,河南安阳人,硕士,主要研究方向为植物学。*通讯作者:黄成。

基金项目：江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(14)2077]。

收稿日期：2015-06-15