广东鱼塘种稻研究现状与对策

钟旭华，刘胜敏，胡香玉，姜志勇，吴郁丽，李妹娟，胡锐，梁洪基，王昕钰，傅友强，梁开明，潘俊峰，刘彦卓

（1.广东省农业科学院水稻研究所/ 广东省水稻育种新技术重点实验室/ 广东省水稻工程实验室/农业农村部华南优质稻遗传育种重点实验室，广东 广州 510640；2.广东省农业技术推广中心，广东 广州 510520）

广东是一个拥有1.27 亿人口的粮食消费大省，年粮食消费量达到5 000 多万t，而粮食产量仅1 200 多万t，自给率仅24%左右，粮食安全问题备受关注。水稻是广东第一大粮食作物，2020 年播种面积183.4 万hm2，总产量1 099.6 万t，分别占粮食作物总播种面积和总产量的83.2%和86.7%［1］。稳定水稻种植面积，提高水稻产量，是保障广东粮食安全的关键。近年来，广东先后采取对撂荒地复耕复种、耕地占补平衡等措施，稳定水稻种植面积，并取得了一定成效。但由于农村劳动力短缺、种粮效益低等原因，稳定水稻种植面积的难度越来越大，成本也越来越高。而广东地处华南，水产养殖发达，如能开发部分鱼塘水面种植水稻，可有效扩大水稻种植面积，为保障广东粮食安全开辟一条新路。

鱼塘种稻是指利用水产养殖的池塘种植水稻的一种农业生产活动。根据水稻种植与水产养殖在时间上是否重叠或部分重叠，鱼塘种稻可分为稻渔轮作或连作（时间上不存在重叠）和稻渔共作（时间上存在重叠）等类型。根据水稻种植在鱼塘中的空间位置，鱼塘种稻可分为鱼塘水上种稻和鱼塘塘底种稻两种类型。前者以适当的材料为漂浮载体，在鱼塘水面上种植水稻，后者则直接在鱼塘塘底种植水稻，通常采用高秆水稻品种。根据水稻种植基质的不同，鱼塘水上种稻又可分为无土栽培（水培）和土培两种类型。无土栽培一般采用海绵等支撑物固定水稻植株，而土培则采用塘泥等基质固定。此外，根据鱼塘水中的盐分含量高低，可将鱼塘分为淡水鱼塘和咸水鱼塘，它们对水稻品种和种植技术的要求有所不同。鱼塘水上土培种稻具有稻渔共生、一塘两用、实施方便等优势，是目前鱼塘种稻的主要模式，本文以此模式为主展开分析。

1980—1990 年代，中国水稻研究所开展了水上无土种植水稻研究并取得成功［2-5］。该研究以泡沫板为浮体材料，采用海绵固植水稻植株，每667 m2实收稻谷产量达到496 kg［2］。但由于种植成本高等原因，未能实现大面积应用。随着科技不断进步和新材料、新装备不断涌现，以及国家对粮食安全、环境保护问题日益重视，鱼塘种稻技术再次受到关注。近年来重庆、浙江等地出现了鱼塘种稻的零星应用案例［6-7］。但这些案例多为基层农技人员或农户的自发探索，缺乏系统研究，也未形成成熟的技术方案。2022 年我们研究团队在广东省广州市开展了鱼塘种稻初步试验。本文对鱼塘种稻研究进行梳理，并结合我们的初步研究结果，对目前鱼塘种稻的存在问题、发展策略进行探讨，以期为推动鱼塘种稻的深入研究和应用提供参考。

1 发展鱼塘种稻的意义

1.1 鱼塘种稻有利于扩大水稻种植面积，保障粮食安全

广东是渔业大省，2020 年全省水产养殖面积47.41 万hm2，其中淡水养殖面积30.94 万hm2［8］，相当于稻田面积的33.7%。如果能开发50%鱼塘种植水稻，按每年2 季、种稻面积占水面面积1/3计，则每年可增加水稻种植面积10.3 万hm2，相当于现有水稻播种面积的5.6%。2020 年中国人工淡水养殖面积504.06 万hm2［8］，其中相当部分具有发展鱼塘种稻的潜力。已有研究表明，鱼塘种稻具有不怕旱、不怕涝、病虫为害轻、抗倒性强等优势，稳产性较好［3-4］。

1.2 鱼塘种稻有利于稳定鱼塘养殖，协调粮渔争地矛盾

鱼塘养殖是南方水网地区的传统农业生产模式，以其经济效益高等优势深受广大农民喜爱。随着生活水平的提高和食物结构的变化，农业产业结构不断调整优化。由于种粮经济效益不佳，为了追求更高的种养效益，部分稻田被转为养殖鱼塘，水产养殖面积持续扩大。但近年来随着国内外形势的变化和我国粮食安全问题突显，部分鱼塘面临复耕种稻的压力，种粮与水产养殖的矛盾显现。鱼塘种稻可以一塘两用，水上种稻，水下养殖，在稳定鱼塘养殖的同时增加水稻种植面积，从而缓解粮渔争地矛盾，实现粮食安全与农民增收的协调。

1.3 鱼塘种稻有利于净化水质，减轻环境污染

合理的饲料投入是实现水产养殖高产高效的基础。但养殖尾水中往往出现氮磷等物质超标问题，导致环境污染。随着国家对环境保护的日益重视，养殖尾水排放的污染问题备受关注，《淡水池塘养殖水排放要求》（SC/T 9101-2007）等相关标准和法规出台，要求养殖尾水达标排放。为解决池塘养殖尾水污染问题，广东正着力推广“三池两坝”（即沉淀池+过滤坝+曝气池+过滤坝+生态池）等尾水处理技术。该技术要求各水产养殖场“三池两坝”面积不低于养殖总面积的8%～10%［9］。此外，氮和磷是养殖尾水中的主要污染物，而它们恰恰是水稻生长发育所需的主要营养元素。每生产100 kg 稻谷，水稻需吸收纯氮1.5～2.0 kg、纯磷0.26 kg 左右［10-11］。鱼塘种稻可以利用水稻吸收鱼塘水中的氮、磷等元素，实现养分循环利用，从而净化水质，减轻环境污染。宋祥甫等［12］采用浮床无土种植的方法，研究了鱼塘种稻对富营养化水体中氮磷的去除效果，结果表明，在水深1.4 m 左右、水面浮床覆盖率分别为20%、40%和60%条件下，通过水稻自分蘖至成熟期历时84 d 处理，全池水体中全氮净去除率分别为29.0%、49.8%和58.7%，总磷净去除率分别为32.1%、42.0%和49.1%。李凤博等［13］在黄颡鱼精养塘塘底种植高秆型水稻，研究发现在水稻生长期，种稻鱼塘水体中的氮、磷养分含量显著低于不种稻单养鱼池塘；在水稻收获期，不种稻单养鱼塘水体的总氮和总磷含量为11.98、0.52 mg/L，超过《淡水池塘养殖水排放要求》标准，而种稻鱼塘水体中的总氮和总磷含量仅为0.49、0.08 mg/L，达到《淡水池塘养殖水排放要求》一级标准；种稻鱼塘水体中的总氮、铵态氮、硝态氮和总磷含量分别比不种稻鱼塘降低96%、98%、98%和84%。

按渔业水质标准规定，水体溶氧量在连续24 h 内必须有16 h 以上高于5 mg/L，且任何时候都不得低于3 mg/L。根系是水稻吸收水分和养分的主要器官，同时也是多种物质合成和分泌的场所［14］。水稻与其他水生和湿生植物一样，为适应淹水胁迫环境，在根系内形成发达的通气组织。通气组织为根系氧气运输提供通道，满足根部呼吸需要。氧气由地上部通过通气组织向地下部运输，部分被释放到根际，使根际形成微域氧化圈。这不仅缓解了一些还原性物质对根系的毒害作用，同时也促进了硝化作用等好氧过程，对根际氮素循环发挥重要作用［15］。据测定，水稻单株根系径向泌氧量（ROL）随着水稻生长显著增加，且高产品种增加幅度大于低产品种。根系发达、通气组织发育好的水稻ROL 也较大。在水稻播种后50 d，低产品种和高产品种的ROL 分别为700、1 400 μmol/株·h 左右［15］。若保守地按667 m2种植水稻15 000 株、种稻面积占鱼塘面积30%、ROL为700 μmol/株·h、每天根系泌氧12 h计，则667 m2水稻的根系泌氧量为1.21 kg/d。按水深1.5 m 计，则可使鱼塘水体溶解氧浓度提高1.21 mg/L。可见，鱼塘种稻通过水稻根系泌氧，可在一定程度上改善鱼塘水体的氧气供应。种稻鱼塘的化学需氧量（COD）低于不种稻单养鱼塘［13］，也印证了这一观点。

2 广东鱼塘种稻研究初步进展

2.1 试验材料与方法

2022 年早季，我们在广州市南沙区广东国际渔业高科技园开展鱼塘种稻试验，共用4 口鱼塘（编号1～4 号），水面面积共0.93 hm2。1 号塘为水稻品种筛选试验，供试水稻品种为粤泰油占、黄广油占、美香占2 号、泰丰优208、广红3 号、粤香430、粤农丝苗、五山丝苗、南晶香占等9个（另有品种19 香因遭受严重鼠害未纳入分析），养殖品种为大口黑鲈优鲈3 号。2、3、4 号塘供试水稻品种分别为南晶香占、粤农丝苗和五山丝苗，养殖品种分别为澳洲淡水龙虾红螯螯虾、白金丰产鲫和黄颡鱼。

水稻于3 月21 日播种，常规抛秧盘育秧，4 月13—24 日移栽。选用33.4 cm×33.4 cm×5 cm 的HDPE 材质塑料浮板（壁厚≥2 mm，拉力＞180 kN/m2，浮力＞300 kN/m2）。配套塑料小盆钵，小盆钵高8 cm，开口内径8 cm，盆底内径4.5 cm，底部有内径1 cm 小孔8 个。每块浮板4 穴，每667 m2种植2.4 万穴，水稻种植面积占鱼塘面积的45%。以塘泥作为栽培基质，每盆装风干塘泥250 g，每盆栽插1 穴，杂交稻每穴2 苗，常规稻每穴3～5 苗。移栽作业在岸上进行，移栽前先将塑料浮板拼接成10 m2的大块，然后将移栽好的盆钵置于浮板洞中，移栽完成后再将浮板移入水中并固定。在水稻移栽前，每667 m2施用复合肥（含氮15%、五氧化二磷5%、氧化钾10%）36 kg 作基肥。移栽后根据水稻长势，1、2、3、4 号塘分别在分蘖末期采用叶面喷施的方式每667 m2追施尿素2.5、2.5、7.5、5.0 kg。

水稻播种的同时进行鱼塘清淤、消毒、平整和放水等作业。在水稻移栽完成后，分别在1、2、3、4 号鱼塘每667 m2投放大口黑鲈2 000 尾、澳洲淡水龙虾3 500 尾、鲫鱼2 000 尾和黄颡鱼10 000尾，投放时各养殖品种种苗的体长分别为5.7、3.0、5.8、3.0 cm。按常规养殖方法投喂和管理。

在水稻成熟期，对1 号塘各水稻品种以及2、3、4号塘水稻品种，分别随机选取3个代表性样点，每个样点实割100 盆，脱粒晒干，去除杂质和空秕粒，称取300 g 在105℃下烘干至恒重，测定水分含量，最后折算成含水量14%的稻谷产量。

采用Excel 2007 整理数据，采用Statistix 8.0统计分析软件进行方差分析，采用t测验检验品种间产量差异显著性。

2.2 试验结果与启示

由图1 可见，不同水稻品种在鱼塘种植条件下的产量存在显著差异（F=14.15**，P＜0.0001）。在本试验条件下，9 个供试品种中以粤香430 稻谷产量最高，每667 m2产量为390.8 kg，其次是粤泰油占、为339.2 kg，泰丰优208 产量最低、为157.2 kg。产量最高品种与最低品种相差148.6%，变异系数为29.21%。据了解，9 个供试水稻品种的区试产量（按两年区试每667m2平均产量计）分别为：粤泰油占447.87 kg、黄广油占486.38 kg、美香占2 号365.08 kg、泰丰优208 457.78 kg、广红3 号430.20 kg、粤香430 456.25 kg、粤农丝苗429.27 kg、五山丝苗458.11 kg、南晶香占424.15 kg，以黄广油占的产量最高、美香占2 号最低，产量最高品种与最低品种的产量相差33%，变异系数为7.71%。可见，鱼塘种植条件下的水稻产量表现与稻田种植时的产量表现差异很大，稻田种植时产量高的，在鱼塘种植时产量不一定高，反之亦然。而且鱼塘种植条件下不同品种的产量差异，比稻田种植条件下的产量差异大得多。

同一水稻品种在不同鱼塘的产量也存在较大差异。1 号塘和2 号塘的施肥量完全相同，但南晶香占在1 号塘的稻谷产量每667 m2为275.9 kg，而在2 号塘（养殖澳洲淡水龙虾）的稻谷产量为399.0 kg，比1 号塘高44.6%；3 号塘的粤农丝苗（养殖鲫鱼）和4 号塘的五山丝苗（养殖黄颡鱼）产量分别为294.4、453.0 kg，也与1 号塘相应品种的产量存在很大差异，说明施肥和水产养殖对水稻产量有显著影响。水稻品种与养殖品种的优化搭配，以及种植和养殖技术的改进，值得进一步深入研究。

本试验条件下4 个养殖品种均表现良好，成活率高，没有出现死亡现象。有的养殖品种的生长速度甚至比不种稻条件下还快，如澳洲淡水龙虾经过2 个半月的养殖期，平均体重从0.8 g 增长到50 g。这可能与鱼塘种稻对水质的改善有关［16］，也可能与本试验中的养殖密度较低有关。有研究表明，在鱼塘底部种植水稻能显著促进日本沼虾生长，日本沼虾的平均体重比不种稻对照增加73.1%［16］。

3 广东鱼塘种稻研究对策

目前，鱼塘种稻还存在成本偏高、技术标准缺乏、基础研究滞后等问题，成为制约其发展的瓶颈，亟需组织水稻种植、水产养殖和农机装备等方面的科技人员进行联合攻关。目前，对鱼塘种稻研究需重点开展以下工作：

3.1 研发鱼塘种稻专用浮板，实行标准化生产，降低成本

当前鱼塘种稻的一个重要限制因素是种植成本高，特别是浮板成本和人工成本。目前采用EVA 泡沫浮板，每667 m2成本为1 万元左右，若按重复使用5～7 季计，则每季成本为1 500～2 000 元，若采用HDPE 塑料浮板则成本更高。如能按照鱼塘种稻的技术要求，进行浮体材料的定向筛选，研制鱼塘种稻专用浮板，有可能找到更为价廉物美的材料，并通过浮床结构和固定方法的优化，节省材料用量，从而大幅降低浮板成本。此外，随着鱼塘种稻规模的扩大和浮板生产的批量化、标准化，浮板价格也将下降。

3.2 开展适宜鱼塘种稻的水稻品种筛选和专用品种选育

试验表明，在鱼塘种植条件下，不同水稻品种的产量表现与稻田种植时不同。例如，在2022年早季的鱼塘种稻试验中，泰丰优208 和粤香430 的区试产量相近，每667 m2分别为457.78、456.25 kg；但在鱼塘种植条件下，前者的稻谷产量比后者低得多，前者仅为后者的40.2%。这一现象表明鱼塘种稻的水稻品种筛选必须在鱼塘种植条件下进行。要扩大筛选范围，筛选出更多适合鱼塘种植的水稻品种。有必要开展鱼塘种稻专用水稻品种选育。沿海地区部分鱼塘处于咸淡水交汇区，还需考虑水稻品种的耐盐碱能力。浙江已成功选育适合鱼塘塘底种植的高秆型专用杂交稻安粳优1 号［17］。目前适合水上浮床种植的鱼塘种稻专用水稻品种尚未见报道。

3.3 开展鱼塘种稻关键种养技术研究

3.3.1 水稻品种和养殖品种的合理搭配研究 鱼塘种稻是由水稻、水产动物、水体等组成的复合生态系统，水稻与水产动物之间可能存在复杂的相生相克关系，需经过研究提出水稻与水产动物的优化组合。

3.3.2 种稻面积占比与适宜种养密度研究 目前，鱼塘种稻面积占鱼塘水面面积的比例一般为10%～60%不等。实际上，不同水产养殖品种的适宜种稻面积占比可能不同，亟需通过试验研究加以明确。在不影响养殖品种生长发育的情况下，适当提高种稻面积占比，有利于充分利用鱼塘水面，增加稻谷产量。水稻和养殖品种的适宜种植（养殖）密度，也需通过试验加以明确和规范。有研究表明，鱼塘种稻明显影响日本沼虾个体生长，在种稻面积占比为50%、种植间距为50 cm×50 cm 时，日本沼虾放养密度以90 万尾/hm2为宜［16］。

3.3.3 鱼塘种稻的肥料运筹研究 在鱼塘种稻条件下，水稻种植于浮板的小盆钵中，与稻田栽培相比，基质养分供应少、缓冲能力小。根系长期处于鱼塘水中，不能通过晒田（控水）控制无效分蘖，水稻群体的调控主要通过养分（肥料）调控来实现。此外，鱼塘水质和饲料投入也对水稻的养分供应产生影响。因此，鱼塘种稻的肥料运筹要综合考虑水稻养分需求、基质养分供应、鱼塘水质、饲料投入等多种因素。

3.3.4 鱼塘种稻的有害生物绿色防控研究 目前国家对水产养殖投入品实行白名单制度，水稻在鱼塘内生长期间全程不能使用农药，这为鱼塘种稻有害生物的防控带来挑战。水稻病虫害防控应以防为主，综合防治。通过选用抗病品种、消毒种子，以及采用生物防治（如种植显花植物培育益虫、释放赤眼蜂）和物理防治（如性诱剂、杀虫灯、粘鼠板）等措施，做好病虫草鼠鸟等有害生物防控。最近，吕进等［18］以黑鱼为供试材料，研究在稻田养鱼条件下几种农药对鱼的安全性，结果表明，在大田登记推荐剂量下，氯虫苯甲酰胺、氯虫·噻虫嗪、吡蚜酮、井冈霉素、噻菌铜、春雷霉素对黑鱼均表现为低毒，可用于套养黑鱼的稻田水稻病虫害防治。有必要针对鱼塘种稻中水稻病虫害的防控问题，积极开展相关试验研究，探索将部分高效低毒农药（特别是生物农药）纳入水产养殖投入品白名单的可能性。

3.4 研发或改装鱼塘种稻配套农机装备

目前鱼塘种稻主要采用育秧和人工移栽方式，劳动力投入多，人工成本高，这是目前鱼塘种稻成本高的主要原因之一。轻简化（减少作业环节、减轻劳动强度）和机械化（机器替人）是解决这一问题的主要途径。鱼塘种稻不需要犁耙田，但其种植、管理、收割与稻田差异很大，因此须围绕种、管、收等关键环节，研制专用农机装备或对现有装备进行适应性改装。在种植方面，可从机械化育插秧和机直播两方面着手。目前我们研究团队在鱼塘直播稻、无人机追肥、机械化收割等方面开展探索并取得了初步成功。下一步要通过产学研合作、科企合作，加大研发力度，以期实现鱼塘种稻的机械化和智能化。

3.5 集成鱼塘种稻绿色高产高效综合技术模式，制定技术标准

目前鱼塘种稻尚未建立技术标准，不利于产量、品质和经济效益的稳定和提高。要根据各地自然和社会经济条件以及产品市场定位，通过品种、技术、装备的综合集成，形成独具特色、先进实用的鱼塘种稻高产高效综合技术模式，制定相关技术标准，为提高产量、品质和打造品牌提供科技支撑。

3.6 加强鱼塘种稻相关基础理论研究

目前关于鱼塘种稻的理论研究仍不系统、不深入。要加强鱼塘种植条件下的水稻生长发育、养分吸收利用、产量品质形成以及稻渔共生互作、鱼塘水体环境反应等基础研究，探明内在规律，阐明作用机理，为鱼塘种稻技术体系的建立和大面积推广应用奠定扎实的理论基础。我国南方素有种稻养鱼（虾、蟹等）的传统，相当部分鱼塘可以开发进行鱼塘种稻。目前，广东省农业农村厅已将鱼塘种稻试点示范扩大到珠江三角洲的广州、佛山、江门、肇庆等9 个地级市。随着研究的不断深入和技术的逐步熟化，鱼塘种稻技术将为我国（特别是南方地区）的粮食安全、农民增收、环境保护以及美丽乡村建设做出应有贡献［19］。