南方稻区冷浸田及综合种养开发利用技术

2022-11-22曾建新龚向胜余政军刘小燕陈灿傅志强戴振炎黄尧刘登魁陈烈臣卢明陈双周国峰余长生0童中全柳文玲2黄璜

中国稻米 2022年6期

曾建新龚向胜余政军刘小燕陈灿傅志强戴振炎黄尧刘登魁陈烈臣卢明陈双周国峰余长生0 童中全柳文玲2 黄璜*

（1长沙县农业农村局，长沙 410100；2湖南农业大学农学院，长沙 410128；3怀化职业技术学院，湖南怀化 418099；4湖南省稻田生态种养工程技术研究中心，长沙 410128；5湖南农业大学动物科技学院，长沙 410128；6湖南大学商学院，长沙 410083；7湖南生物机电职业技术学院，长沙 410128；8湖南省农业技术推广总站，长沙 410005；9益阳市种植业技术推广中心，湖南益阳 413000；10怀化市畜牧水产事务中心，湖南怀化 418099；11南县农业技术推广中心，湖南南县 413200；12新化县农业技术推广中心，湖南新化 417600；第一作者：1344726879@qq.com；*通讯作者：hh863@126.com）

粮食安全问题一直是我国政府和民众关切的重大问题。水稻作为主要粮食作物之一，如何进一步提高稻谷总量，成为科学家和农技人员当前面临的主要问题。当前，靠增加稻田面积提高稻谷总产难度较大，提高低产田的产量和利用效率是解决这一问题的有效途径。

冷浸田是指受地下冷水、冷泉水长时间浸渍的一类低产水田，其排水不畅、土壤透气性差、水土温度低、有效养分缺乏、还原性物质多、表土泥泞。夏秋季节，冷浸田水土温度比正常田低3℃～10℃，而冬春季节，温度则高3℃～10℃。因为水土温度等方面的差异，冷浸田与普通田间存在较多不同特征。冷浸田种植水稻，产量和效益均较低，因而大量冷浸田被撂荒。冷浸田改良和治理的研究较多，但进行综合种养开发利用的报道鲜见。冷浸田综合种养开发利用技术研究是以冷浸田为平台，以丰产优质高效为目标，以市场和产业化为导向[1]。本试验通过对冷浸田进行立体结构改造，种养结合，找到其适宜开发利用技术和内在规律，提高冷浸田利用效率。

1 南方稻区冷浸田概况

1.1 冷浸田分布

冷浸田主要分布于山区丘陵谷地、平原湖沼低洼地以及山塘、水库堤坝的下部等区域。全国冷浸田约有346万hm2，占稻田面积的15.07%。冷浸田在南方稻区分布广泛，各省均有分布，面积在250万hm2以上，占低产田面积的44.20%，为低产田主要类型之一[2-3]，尤以湖南、江西分布面积最广[4]。

1.2 冷浸田形成

冷浸田是地形结构、地貌、水文、气候、植被和人为管理等综合作用的结果。从气候条件来看，南方水资源丰富，导致地面水和丰富的地下水向低洼地汇集。从地形位置来看，冷浸田多发生于地形起伏狭窄、山高林荫日蔽的山区地、垄谷地，导致日照时数短、水土温度低[5]。从水文特性与人为管理来看，冷浸田多引山涧冷泉水灌溉，或侧渗水和地下水淹灌，整个土壤还原作用占绝对优势，加剧了铁锰氧化物的还原淋溶，亚铁、亚锰含量增加，氧化还原电位明显降低，土体剖面青灰色，呈冷、烂、毒状态，不利于植株生长发育。从农业生产条件来看，冷浸田多分布于丘陵山区，耕地分散，交通不便，农田基础设施薄弱，水层常年漫流窜灌，也有沟渠因年久失修造成堵塞，而致次生潜育化。总体而言，冷浸田障碍因子多，农田耕作粗放，产量较低。据研究，冷浸田水稻产量比一般稻田低1 500～2 250 kg/hm2[6]。

根据冷浸田地下水位活动规律，可将冷浸田分为四类：一是地下水位高出田面的沼泽型；二是地下水位活动在表土往下0～20 cm的渍水型；三是地下水位活动在表土往下20～50 cm的青泥型；四是地下水位活动在表土往下50 cm以下的爽水型。

1.3 冷浸田特点

一是物理性质差。因长期浸水、土壤团聚体破坏而导致冷浸田土壤黏闭、通气孔隙减少、通透性差，土壤质地较为黏重。冷浸田影响作物生长最主要因素是水土低温。冷浸田的水温、土温受泉水温度影响，冬季高于正常稻田，但在水稻生长的夏秋两季则较正常稻田低3℃～10℃，使水稻根系活力减退，影响有机质分解和养分吸收。二是还原性强。冷浸田的通透性差，土壤中氧气含量低，易产生硫化氢等有毒物质，高价铁易还原为低价铁，造成禾苗中毒，产生黑根，分蘖受阻。三是有机质积累少、质量差。土壤还原条件致各类好气微生物数量显著降低，嫌气微生物数量明显增加，有机质分解速度减缓。四是土壤障碍，产出低。

1.4 冷浸田判定方法

夏季与秋季判定方法不同。夏季判定冷浸田指标：一是看水色，田中清水多、浑水少，说明有地下水流入，地下水温度低，遇高温的浑浊水，混合快，会沉淀浑水。二是看沉水植物，稻田内靠田边的区域沉水植物如轮叶黑藻、伊乐藻、苦草、菹草等生长正常，没有枯死，保持青绿色，这是由于地下水自流灌溉，起到降温的作用，轮叶黑藻等仍能正常生长。而在没有地下水的田块，温度易升高影响轮叶黑藻等水生植物生长，甚至休眠。三是看浮水植物，如绿萍、蓝藻，如果在高温条件下，绿萍、蓝藻生长正常，没有变红、变色、衰败表现，说明有地下水，降低了田水的温度，特别是降低了水体表面的温度，保障其正常生长。

冬季判定冷浸田指标：一是看沉水植物，稻田内靠田边的区域沉水植物如轮叶黑藻等生长繁茂，有新苗出生，颜色浓绿，这是地下水增温促进了生长。而在没有冷浸水的田块，受气温降低影响，沉水植物生长受阻。二是看浮水植物，如绿萍，如果生长繁茂，成集团状，说明地下水提高了田中的温度，氮、磷、钾有效性增强，促进绿萍正常生长。特别是集团状的绿萍，常可看作是有地下水的指标。三是看水生动物，冬季温度低，鱼及枝角类、桡足类动物和水生寡毛类动物会停止捕食、活动，但有地下水的区域，温度高于周边，它们可正常捕食和活动，特别是晴天中午更容易观察到枝角类、桡足类小动物的活动引来鱼捕食的景象。

根据地形有两种方法判定是否为冷浸田：一是山高垅窄田，即两山夹一垅的区域，特别是山高、垅窄区域，稻田容易形成冷浸田，这是因为山高大，山体蓄积较多的降雨，同时水可在山体内长期涵养滞留，渗出的山泉水温度低、水量大，流入稻田后形成冷浸田（如图1所示）。二是长垅下游田，即一片田呈阶梯形，并形成长垅，下游田容易形成冷浸田。这是因为这一片田蓄积的水分，会形成侧向渗漏和垂直渗漏，都会以地下水的形式向下游田汇聚、集中。如图2所示，第七段、第八段、第九段都容易形成冷浸田，尤以第九段为甚。

图1 两山夹一垅区域的冷浸田

图2 长垅下游田类型的冷浸田

1.5 冷浸田利用

目前对冷浸田改良措施有多种。一是水利工程改良。根据地形地势开沟排渍，建立排水系统，降低地下水位，提高冷浸田的供肥能力和生产性能。如沿山脚开环山沟，截断冷泉入侵，或在田块内开围沟、十字沟，排除积水。修暗沟、暗管排泉，暗管埋深根据适宜地下水位确定，一般深度为1.0～1.2 m。遇泉眼大、多，在四周筑埂，将泉水围拦，再开小沟或用竹管排出田外。二是耕作改良。常用的耕作改良措施有耕翻晒垡、水旱轮作、掺拌客土。在治水基础上进行耕作改良效果更好。三是施肥改良。主要措施是增施有机肥，速效氮、磷、钾肥与微量元素配合施用。

冷浸田水质好、水土温度较稳定、冬暧夏凉，土壤为黏土，保水性好，pH值6.5～7.5。水温常年处于17℃～18℃，在阳光照射下温度可达20℃，不适合作物生长，但适合大多数水产动物养殖，尤其适合小龙虾养殖。夏季水温偏低，可避免小龙虾避暑打洞，提供其正常的捕食温度，冬季水温较高，小龙虾也可以进行正常捕食活动。由于冬暖夏凉，水草生长时间延长、腐烂过程减慢，可为小龙虾提供活饵料。因此，采用冷浸田养殖小龙虾可实现“一田多用，一水多产”的目的。

2 冷浸田综合种养开发利用技术试验

冷浸田综合种养模式较多，本试验以冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”种养模式为例。

2.1 试验地概况

2019年9月至2021年11月，在湖南省长沙市长沙县路口镇明月村石嘴组稻田进行。该地为亚热带季风湿润气候，气候温和，四季分明，年平均气温17℃，无霜期260～320 d，年降雨量1 200～1 700 mm。

2.2 试验田选定及改造

在试验区选定4丘稻田。冷浸田2丘：选位置较低，有多个冷水泉眼的一丘冷浸田，分成等面积2丘田，每丘面积0.11 hm2。普通田2丘：同一地，选2丘普通田，每丘面积0.11 hm2。

对4丘稻田中的1丘冷浸田和1丘普通田进行立体结构改造：厢沟凼式立体结构。开挖围沟和凼：根据稻田的大小和形状，开围沟并留出机耕道，围沟宽1.5～2.0 m、深0.8～1.0 m。田角或排水位置开一个凼，凼长5.0 m、宽2.0 m、深1.0 m。沟凼相连，加高加宽加固田埂。田埂高于田面0.5 m左右，沟凼总面积不超过稻田面积的10%；在进、出水口设置竹帘、铁丝网拦鱼栅，以防鱼逃逸，拦鱼栅做成弧形，凸面正对进水方向；在进水口、鱼凼和饲料投喂点搭棚，起到遮阳、防鸟害的作用。

2.3 试验方法

试验共设4种稻田综合种养模式，分别为冷浸田单种稻模式、普通田单种稻模式、普通田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式、冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式。参试水稻品种为单季常规中稻农香32，由湖南农丰种业有限公司提供。中华鳖苗和鲤鱼苗由浏阳孔浦中家庭农场提供。5月9日前后稻田旋耕并施足基肥。5月22日前后浸种发芽，6月18日前后移栽。按当地常规办法进行管理，10月7日前后收获。

冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式、普通田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式都需在前一年10月进行稻田立体结构改造，增大立体空间，增大水体，满足水生动物养殖需要，构建更稳定的稻田生态系统，承载更多的生物和养殖动物。开挖围沟和凼，在沟凼内培植2种水草。普通田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式的鳖和鲤鱼苗于春季投放入田，当年10月捕捞。冷浸田厢沟凼“稻+鳖+鲤”模式鳖和鲤鱼苗于10月投放入田，苗种在稻田里过冬，翌年10月捕捞。因冬季冷浸田厢沟凼水体温度比普通田的水体温度高3℃～10℃，鳖和鲤鱼苗不冬眠，仍在稻田内养殖和生长，这种模式稻田里全年养殖水生动物，不闲置。冬季对养殖的水生动物投喂一定饵料。

2.4 投入记录及产量测定

对4种模式投入及水稻产量、水产品产量进行记录和测定。

2.5 结果与分析

从表1可见，在投入上，冷浸田单种稻模式最少，为14 310元/hm2，普通田单种稻模式次之，普通田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式最大，为85 235元/hm2。普通田和冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式投入的主要方面为稻田改造、养殖动物种苗、饵料和防逃设施等（表1）。

表1 4种模式投入成本比较（单位：元/hm2）

从表2可见，冷浸田单种稻模式产值最低，为16 279元/hm2，普通田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式产值为150 075元/hm2，冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式产值最高，为172 021元/hm2。水稻产量以冷浸田单种稻模式最低，为6 120.0 kg/hm2，普通田单种稻模式最高，为8 302.5 kg/hm2。

表2 4种模式产量、产值比较

从表3可见，冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式的经济效益最高，达88 586元/hm2，冷浸田单种稻模式最低，仅为1 969元/hm2。产投比以冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式最高，为2.062，其次为普通田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式，为1.761。冷浸田单种稻模式和普通田单种稻模式产投比较低，分别为1.138、1.174（表3）。

表3 4种模式的经济效益比较

从表4可见，生态效益以冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式最高，普通田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”模式次之，而冷浸田单种稻模式和普通田单种稻模式表现较低（表4）。

表4 4种模式的生态效益比较

3 冷浸田厢沟凼式“稻+鳖+鲤”种养技术要点

3.1 冷浸田立体结构改造及处理

根据稻田形状，选择开沟和开凼位置，开沟凼，沟凼相连。用生石灰对改造的稻田及沟凼进行处理，每1 hm2用1 500 kg生石灰泼洒，用于清除有害微生物、提供养殖动物需的钙物质和调节水体pH值。7 d后进水。

3.2 培植水草

沟凼内培植2～3种水草，保证水草占沟凼面积的33%左右。根据养殖的动物种类选用相应的水草。养殖鳖和鲤可选择苦草和水花生。

3.3 水稻品种及栽培

选用常规稻品种农香32。该品种米质达国标优质2级，生育期137 d，株高130 cm左右，株型直立紧凑，抗倒耐肥。5月20日前后浸种发芽，6月20日前后移栽。也可以选择其他优质、高产、高抗的水稻品种。生育期较长的水稻品种应采用钵体秧盘育苗，旱育秧，育壮秧，根据当地推广的水稻最佳产量的插植方法来确定插植密度，倡导宽窄行栽培。

3.4 水生动物品种及苗种投放

鳖与鲤鱼混养，两者都为杂食性动物，且鳖为两栖爬行动物，适合在稻田环境生长。10月份，水稻收割完成，稻田复水，提高水位，投放苗种。每1 hm2投放鳖3 300只，规格0.25 kg/只。每1 hm2投放鲤3 300尾，规格0.05 kg/尾。选择晴天投放，投放时用4%的食盐水浸泡10 min。根据水生动物间的关系，选择合适的动物进行混养，混养的产量和效益比单养高。