稻蟹综合种养模式化肥农药生态减施技术应用*

◎孙富余 田春晖 孙文涛 于凤泉 于永清

中国是世界最大的稻米生产国和消费国。我国北方稻区水稻种植面积在1亿亩以上，占我国水稻种植面积和水稻总产量的20.9%和26.9%，是我国最重要的优质稻米生产基地，对保证粮食安全起到了重要作用。在水稻种植过程中，化肥农药过量使用现象普遍严重，水稻增产的同时，也导致土壤板结、酸化、耕地退化，大量的氮、磷排放致使水体富营养化、增加温室气体排放；大量的化学农药被用于水稻生产中，在有效的防治了水稻病虫草害的同时，也杀伤了害虫的天敌和大量其它稻田有益生物及水生生物，破坏了稻田生态系统的生态平衡，稻田农药残留增加、生物多样性下降、有害生物抗药性升高；化肥利用效率、农药应用效率降低；农产品品质下降，生产成本增加。新的发展形势要求我国水稻生产必须从偏重产量向提质增效转变，优质高效丰产并举已成为我国水稻可持续发展的必然趋势。

一、传统稻田养蟹生产中存在的主要问题

稻田综合种养起源于民间，逐渐发展为生态农业模式。根据养殖动物的不同，有多种类型，如：稻田养鱼、稻田养虾、稻田养鸭、稻田养小龙虾、稻-萍-鱼、稻-蟹-泥鳅、稻田养蟹、稻田养蛙等模式。稻田综合种养从单纯种植水稻转变为种、养结合，利用稻田动植物间的互补性，形成复合农田生态系统，改善了稻田生态环境，促进稻田生态系统的良性循环，提升了产品品质。

稻田养蟹是近三十年来发展起来的综合种养最具代表性的模式。随着中华绒螯蟹Eriocheir sinensis（俗称河蟹）于上世纪80年代后期人工育苗技术的成功，促进了河蟹养殖业的发展。养殖场所为池塘、湖泊、苇田、沼泽、河汊及稻田。辽宁省水稻种植面积1000万亩左右，稻田养蟹面积近十多年均稳定在百余万亩，占全省稻田面积的十分之一。稻田养蟹较单一稻作，经济效益明显提高，生态效益显著改善。但是，稻蟹种养是寓水稻种植与水产养殖于一体的综合种养模式，涉及水稻种植与水产养殖等多学科的交叉，由于各行业间相互协调不够，如渔业与水利的矛盾，水产养殖与水稻种植矛盾等，其中水稻种植和河蟹养殖之间的矛盾尤为突出，关键技术有待解决.

传统养蟹稻田水稻生产存在的主要问题：

1.适宜稻蟹种养的水稻优质高产多抗养分高效利用的品种不多，更无专门品种选育。

2.生物防治、农艺管控、理化诱控、水肥管理、生态调控等手段利用不够。

3.对养蟹安全的水稻施肥技术及水稻病虫草害防控技术欠缺，集成度不高。化肥农药替代产品不足，自动化智能精准施用技术急需加强。

4.肥药协同利用和多病虫协同防治技术缺乏，替代技术产品没有充分应用，高效施用配套技术集成度低、技术推广效率不高。

二、现代稻蟹生态种养模式的建立

稻蟹生态种养模式建立。根据稻蟹共生互利原理，综合运用现代生态农业技术措施，在稻田生态系统中，设置防逃围拦，稻田内合理建设河蟹养殖沟，科学种植水稻和养殖河蟹，充分利用稻田的立体空间和光、热、水、气及生物资源，让河蟹与水稻在水稻插秧后直至收获前和谐共生于一起，构筑起以河蟹和水稻为主体的生态系统，将绿色优质稻米生产与河蟹健康养殖有机结合起来，提高种植业和养殖业经济效益。

现代稻蟹生态种养农田建设模式。基于稻田建设适当规格的环形养殖沟或边沟模式基础上，为适应水稻生产的全程机械化要求，需要对养殖沟建设模式进行改进。试验示范了比空栽培模式，即机械插秧每插秧若干行（n）预留出一个空行，称之为“n∶空”。在水稻机械插秧后一周左右，利用专用机械于空行处开出30cm（宽）20cm（深）的养殖沟，用于河蟹养殖与水稻生产操作。实践表明，“12∶空”模式既能满足河蟹对养殖沟的需求，又让空行占水稻种植面积达到8%以下的标准要求。且养殖沟两边种植行因为边缘效应产生的边行优势增加的产量基本能弥补空行减产。

稻蟹生态种养模式是在我国传统稻田养蟹的基础上逐步发展起来的，它是对传统稻田养蟹技术的继承、创新和发展，极大地发挥了稻田的生产功能、养殖功能、生态功能，是水稻、水产生产的全新变革。它使现代水稻生产从主要依靠化肥、农药等，转变为发挥综合生态功能，实现水稻可持续发展.

三、稻蟹生态种养模式下化肥农药减施的方法、途径和措施

根据平衡施肥的理论与实践，有害生物综合防治的理论与实践，农业生态学理论与生态农业实践，结合稻蟹生态种养的生态学特征和前期工作，试验验证了稻蟹生态种养模式化肥农药减施的方法、途径和措施，枚举如下。

1.适宜水稻品种选择。选用适宜当地生态区域种植的优质多抗养分高效利用的水稻品种，这是化肥农药减施的前提。

2.水稻测土有机无机稻蟹专用配方肥减量深施技术。稻蟹种养水稻施肥技术的关键点是要减少施用化肥产生氨态氮影响河蟹生长发育，同时应满足水稻生育对养分的正常需求。解决这一矛盾，应在秸秆还田的基础上，于稻田镟地时一次性施入稻蟹种养专用配方肥料，中后期不再施肥。另外河蟹取食稻田杂草、水生生物、专用配合饲料等过腹粪便还田缓释养分，可持续提供养分。

3.创新稻田水产养殖沟建设模式。水稻采用“比空”种植模式，空行开掘条状养殖沟。形成立体层次结构，满足河蟹生长发育所需水条件，便于水稻实施水肥调控和农事操作，营造有利于河蟹、水稻生长和不利于病虫害发生危害的环境条件。

4.坝埂种豆稻田清洁生产配合河蟹生物除草技术。研究表明坝埂种植大豆稻田清洁生产，可显著减少稻田稗草、狼把草等发生；河蟹对稻田中大多数常见杂草都有防除作用，亩放养成蟹800只，对野慈姑、狼把草等主要杂草的总体生物防治效果在85% 以上。多年进行稻蟹种养的生产田，杂草密度持续降低，达到生态、生物有效防控杂草的目的。稻田养蟹除草与化学除草相比，具有除草效果持续稳定和避免化学除草剂使用对环境的污染，并可抑制部分杂草向恶性杂草群落发展演替，经济和生态效益显著。

5.水稻秧苗带药移栽防治本田病虫害技术。水稻移栽前3～5d，秧田施用氯虫苯甲酰胺、丁烯氟虫腈、噻虫嗪、肟菌酯.戊唑醇等药剂，可有效防治本田前期的稻水象甲、稻飞虱、稻潜叶蝇、负泥虫、叶瘟病等病虫害。与本田施药相比，具有省工省力等优点，大幅度减少用药量。

6.稻田种养生态系统生物多样性持续控害技术。稻蟹生态种养对水稻有害生物持续控制作用显著，由于埝埂种植大豆，沟渠生长水草，植物多样性增加，天敌种类和数量增加，控制害虫种群发展，生态控害效果明显。水稻比空种植方式，稻田通风透光能力增加，降低了水稻纹枯病的发生危害程度。河蟹对稻飞虱、稻潜蝇有明显的捕食作用，因此对这些害虫有着持续高效的防控作用，从而间接地减少由灰飞虱携带传播的条纹叶枯病等水稻病毒病的发生。利用生物多样性控制水稻有害生物，可明显减少化学农药的使用，减轻对环境的污染，发挥出最大生态效应。

7.水稻主要害虫的生物防治及理化诱控技术。于稻水象甲、稻飞虱、二化螟等发生关键时期，施用绿僵菌、苦参碱等可有效控制上述害虫；提倡利用性诱剂或赤眼蜂防控二化螟；防虫网控制苗期灰飞虱传播水稻条纹叶枯病。

8.水稻主要病害的生物防治技术。在水稻破口前3—7天，利用微生物杀菌剂枯草芽孢杆菌、蜡质芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌按要求使用，可有效防治水稻稻瘟病、稻曲病、纹枯病。也可使用井冈霉素、多抗霉素、春雷霉素防治水稻纹枯病等。

9.水稻健身栽培技术。插秧前整地时打捞菌核可减轻水稻纹枯病发生。在水稻生长适宜时期，提倡利用免疫诱抗剂，蛋白免疫诱导剂如阿泰灵等，糖类免疫调控剂如氨基寡糖素，菇类多糖，PGR（芸苔素内酯，碧护）等。在水稻上应用具有诱导抗性，免疫激活，增强植株抗逆性，抑菌促生长和增产作用，从而减少杀菌剂的应用。

10.绿色化学防控技术。筛选利用氯虫苯甲酰胺、噻虫嗪、肟菌酯.戊唑醇等对河蟹养殖安全的绿色农药，可有效防治水稻主要病虫害。

11.科学精准施药，配合助剂减药增效和使用先进药械施药。针对病虫害的发生危害特点，采用浸种拌种、秧苗带药移栽、边行防治、田外防治、挑治为害聚集团和发病中心，科学选用农药助剂，使用先进器械智能化精准施药等措施均能达到减施化学农药目的。

总之，化肥农药减施的方法、途径和措施很多。需要进行大量田间试验，根据不同地区的土壤肥力特征和病虫害发生特点，因地制宜地采用不同组合措施。

四、稻蟹综合种养化肥农药生态减施的概念、范畴及举例

稻蟹综合种养较常规水稻种植的生态系统更为复杂和稳定，因不当的化肥农药施用等对系统形成急剧改变的农事操作相对较少，更多的是采用化肥减施及有机替代和绿色协同防控病虫草害措施，因此将运用生态学原理和应用生态学手段达到化肥农药减施目标的生产方式方法称之为化肥农药生态减施技术。

化肥减施方面，其范畴包括化肥减施技术及替代措施。

技术举例：例1，稻草还田增加土壤肥力，实现氮肥减施。例2，河蟹粪便、蟹壳还田增加土壤肥力，实现氮肥和磷肥的减施。

农药减施方面，其范畴是与生态学相关的农药减施技术及替代措施。通过生态调控，理化诱控、农业措施，天敌保护利用等使得有害生物发生危害较轻，从而达到减施农药甚至不施农药的目的。

技术举例：例1，初冬翻地和来年育苗前稻草处理减少越冬二化螟幼虫虫口基数和减少病残体上稻瘟病、纹枯病菌源量从而使得病虫害发生轻，减少农药用量。例2，埝埂种植大豆占据田埂畦畔杂草的生态位，减少田埂使用除草剂的次数。例3，稻田综合种养增加了生物多样性，设置空行和养殖沟使稻田生态系统的层次结构更加复杂，并形成局部小生境的异质，人为增加了种植群体的斑块和边缘，有利于水稻、河蟹的生长发育和保护天敌；河蟹还能取食稻田内的杂草幼苗和刚萌发的草籽，病虫草害发生均有所减轻，大量减少农药应用。例4，人工增殖和释放天敌。天敌取食或寄生害虫，甚至可以完全控制害虫的为害，属于典型的农药替代技术。例5，干湿交替灌水，病害侵入期降低了田间湿度，促进了水稻健壮生长，减轻延缓病害发生，达到减施杀菌剂的目标。

农药生态减施是IPM观念的发展与延伸。农药减施技术应以生态减施技术为基础，综合协调运用其他直接和间接的农药减施及替代技术，从而形成农药减施技术体系。

五、稻蟹种养生态系统的结构与功能及生态学效应

1.稻蟹种养生态系统的组成与结构变化

相比于单一种植水稻，稻蟹生态种养系统增加了河蟹养殖，通过埝埂种植大豆等控制了杂草生长，为生态系统的组成与结构带来了较大变化。河蟹是杂食性和多栖境的动物，其取食范围包括植物、动物、水生生物、微生物和腐殖质。主要食物是稻田杂草，藻类，水生生物、害虫等。种植大豆等作物占据了田埂畦畔杂草的生态位，在空间、光照和营养上排斥了杂草，让许多田埂、畦畔杂草发生极轻。

因为河蟹养殖和埝埂豆种植带来生态结构的变化，对稻蟹种养生态系统的影响更大。首先是防逃设施的建设营造出相对独立的生态环境。稻蟹种养生产单元周边都建有较高较宽的田埂和竖起塑料薄膜作为防逃设施，这在一定程度上阻挡了害虫如灰飞虱和稻水象甲等的迁入，还阻止了病菌和草籽的随风飘入。空行处养殖沟建设，给稻蟹种养的生产单元内构造出立体层次和斑块状结构，改变了稻田的水肥光气格局，有利于河蟹栖息脱壳和生长发育，有利于水稻生育，不利于水稻病虫害发生危害。供给饵料及河蟹自身觅食所排出的粪便，脱下的蟹壳增加了水稻的有机肥。据测定，每亩稻蟹种养田平均每年能产生粪便和蟹壳干重可达56公斤左右，对增加土壤肥力具有显著效果，河蟹活动有助于改善土壤物理结构。长期养殖河蟹稻田，土壤结构与肥力增加显著，稻田有害生物发生减轻，化肥农药施用逐年减少。

2.稻蟹种养符合生态学基本原理和相关定律

稻蟹种养符合生态学五大基本原理。水稻种植引入河蟹养殖形成了一个独特的模式，符合物质循环再生原理、生物多样性原理和整体性原理；稻蟹兼顾，适宜的河蟹放养量和适宜比例的养殖沟符合协调平衡原理；生产田建设和农事操作顺序性符合系统学和工程学原理。

生产中许多具体程序、操作、措施还体现了生态学的相关定律。例如，河蟹暂养和早放，养殖沟建设调节水温是有效积温法则的具体运用；埝埂种豆体现了生态位替代互补定律；养殖沟设置是边缘效应定律的具体运用；适当控制饵料投入加强河蟹觅食符合趋利避害原则；养殖沟间隔块条种植水稻符合斑块理论；适宜种植和养殖密度符合经济生态学中的投入-产出理论；种植畦可以周期性浅水或无水符合栖息地异质共生原则；稻蟹种养生产持续实施是积累原理和多效应原理的体现。

3.稻蟹种养化肥农药生态减施的生态经济学效应

长期进行稻蟹生态种养，稻田土壤有机质、全氮、全钾和水解性氮含量增加明显，土壤理化现状趋好。稻蟹种养田的细菌、放线菌和真菌种类多样性指数、丰富度和优势度指标更高，其微生物多样性更好。

稻蟹种养能够显著的促进水稻根系生长，对水稻分蘖表现为前促后控，即前期促进水稻分蘖，后期又控制了无效分蘖的发生；基部枯黄叶数量明显减少，通风透光条件和田间小气候显著改善，明显降低了水稻纹枯病的发生危害程度，水稻群体结构明显改善。

稻蟹生态种养模式以河蟹代替人工为水稻“防病、治虫、施肥、中耕、除草”等，最终达到生物多样性涵养天敌协同河蟹取食稻田杂草和控制水稻害虫，可减少农药使用；在秸秆还田基础上，通过河蟹取食杂草、水生生物及投放的配合饲料，以河蟹粪便作为有机肥料达到减施化肥的目的。该模式是通过稻蟹生态种养稻田标准建设，配套稻蟹生态种养新技术、新思路而发展集成的稻蟹共作全新模式 。

“稻蟹综合种养化肥农药生态减施模式”——通过生物除草、生态调控、理化诱控、赤眼蜂释放、生防微生物菌剂等多因子协同有效防控水稻主要病虫草害；稻蟹有机无机专用肥减量一次性深施技术，秸秆还田协同河蟹取食杂草、水生生物、配合饲料等过腹还田缓释养分，最终实现氮肥减量30%左右、化学农药施用大幅度减少，堪称水稻化肥农药生态减施的经典模式。

稻蟹生态种养模式实现了田中种稻、水中养蟹、埝埂种豆的立体生态种养殖的有机结合，是名副其实的资源节约型、环境友好型和食品安全型产业。实现了“水稻+水产=粮食安全+食品安全+生态安全+农民增收+企业增效”，达到了“一水两用、一地双收”的效果，经济、社会、生态效益显著。