不同作物+小龙虾种养模式作物产量及氮、磷平衡分析_汤伟.pdf

河南农业科学，2023，52（1）：2433Journal of Henan Agricultural Sciencesdoi：10.15933/ki.10043268.2023.01.003不同作物+小龙虾种养模式作物产量及氮、磷平衡分析汤伟1，陈灿1，2，黄璜1，2，周天送1，王忍1（1.湖南农业大学 农学院，湖南 长沙 410128；2.湖南省稻田生态种养工程技术研究中心，湖南 长沙 410128）摘要：设置稻虾连作（RC）、水稻单作（R）、莲虾共作（LC）、子莲单作（L）、茭虾共作（ZC）、茭白单作（Z）6个处理，研究不同作物+小龙虾种养模式作物的产量、氮和磷吸收量及氮、磷平衡状况，为合理调控生态种养养分循环和平衡、促进农田系统的可持续发展提供一定的理论依据。结果表明，除RC处理产量因不施肥较R处理显著减少外，LC、ZC处理产量与相应作物的单作处理均无显著差异。关于作物的氮、磷吸收，RC处理水稻籽粒的磷吸收量较R处理显著减少17.02%，ZC处理净茭和茭白秸秆的氮吸收量较Z处理分别显著增加31.47%和21.16%，其余同一作物的2个处理间作物的氮、磷吸收量均无显著差异。与相应作物单作处理相比，不同作物+小龙虾处理不仅提高了氮、磷的输入量和输出量，还增加了农田生态系统的氮和磷盈余量。因此，为提高农田氮、磷利用率，减少氮、磷环境污染风险，需适当减少农田化肥和饲料的投入，以保证生态农业的可持续发展。关键词：水稻；子莲；茭白；小龙虾；氮、磷平衡；作物产量中图分类号：S511；S645文献标志码：A文章编号：1004-3268（2023）01-0024-10收稿日期：2022-09-07基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFD0301003）作者简介：汤伟（1998-），男，湖南益阳人，在读硕士研究生，研究方向：稻田生态种养。E-mail：通信作者：陈灿（1965-），男，湖南长沙人，副教授，博士，主要从事农业生态研究。E-mail：CC。黄璜同为通信作者Analysis on Crop Yield and Nitrogen and Phosphorus Balance ofDifferent Crop+Crayfish ModelsTANG Wei1，CHEN Can1，2，HUANG Huang1，2，ZHOU Tiansong1，WANG Ren1（1.College of Agriculture，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China；2.Hunan Paddy Field EcologicalPlanting and Breeding Engineering Technology Research Center，Changsha 410128，China）Abstract：Six treatments were set up，including ricecrawfish continuous cropping（RC），rice monoculture（R），lotuscrawfish cocropping（LC），seed lotus monoculture（L），water bamboocrawfish cocropping（ZC）and water bamboo monoculture（Z），the crop yield，nitrogen and phosphorus uptake，and nitrogenand phosphorus balance of different crop+crawfish models were studied，so as to provide a theoreticalbasis for reasonable regulation of nutrient cycle and balance of ecological planting and breeding systemand promoting sustainable development of farmland system.The results showed that there was nosignificant difference in yield between LC，ZC treatments and the corresponding crop monoculturetreatments except that the yield of RC treatment significantly decreased compared with that of R treatmentbecause of no fertilization.As for nitrogen and phosphorus absorption of crops，the phosphorus absorptionof rice grains of RC treatment significantly decreased by 17.02%compared with R treatment，and thenitrogen absorption of naked water bamboo and water bamboo straw of ZC treatment significantlyincreased by 31.47%and 21.16%compared with Z treatment，respectively.Except these there was no第 1 期生态循环农业是一种综合运用自然生态科学、社会经济学和其他农业相关科学原理的新发展模式1，能有效促进农业绿色发展。稻渔综合种养作为一种生态循环农业发展模式，通过对稻田进行工程化改造，构建稻渔共作轮作系统，依靠规模化开发、产业化经营、标准化生产等方法，做到了水稻稳产、水产品新增，大幅提高了经济收入2。同时，稻田综合种养技术不仅能提高土地与水资源的利用率、降低农业生产成本、改善产品品质，而且能激发农民种粮积极性，为粮食安全提供了保障3。在生态种养模式中，稻虾能减少化肥、农药的使用，并具有减少环境污染的生态效应4。莲-小龙虾和茭白-小龙虾均属于种养结合的生产模式，具有良好的生态循环效应，与稻虾一起受到广大农民的喜爱。目前，我国学者对稻虾种养模式的研究主要集中于对土壤肥力5、虫害6的影响和综合效益7、生产技术8等方面，而莲-小龙虾和茭白-小龙虾的研究主要集中于生产技术910等方面，对3种生态种养模式尤其是莲、茭白种养模式的氮、磷循环方面的研究尚未见报道。氮和磷是农作物生长所必需的大量营养元素，但是其利用效率低，导致资源浪费、流失，引起环境污染11。在农田生态系统中，氮、磷的迁移循环途径与利用率决定着该生态系统中生产力的高低。探明并掌握氮、磷的迁移路径和循环规律，有利于对症下药，减少农田生态系统的氮、磷流失，提高养分利用率，降低农业污染风险，保证农业的可持续发展12。水稻、子莲、茭白是南方地区常见的作物，分布广泛、栽培面积大。为此，研究水稻、子莲、茭白+小龙虾种养模式的氮、磷平衡状况及作物产量，为合理调控生态种养养分循环和平衡、促进农田系统的可持续发展提供一定的理论依据。1材料和方法1.1试验地概况及试验材料试验于 2021年 411月在湖南省长沙市望城区乌山街道徐家桥社区试验基地（281938N、1124423E）进行。该地为亚热带季风湿润气候，年平均气温1618，10 有效积温5 0005 500，无霜期260320 d，年降水量1 2001 500 mm。土壤类型为第四纪红色黏土发育的红黄泥土，试验田为稻田、莲田、茭田3块农田，试验前020 cm耕层土壤的养分含量见表1。表1试验前土壤养分含量Tab.1The soil nutrient content before experiment试验田Experimental field稻田Rice field莲田Lotus field茭田Zizania latifolia field有机质/（g/kg）Organicmatter35.4929.5828.07全氮/（g/kg）Totalnitrogen1.340.740.96全磷/（g/kg）Totalphosphorus0.640.370.49全钾/（g/kg）Totalpotassium7.856.406.20碱解氮/（mg/kg）Availablenitrogen179.2155.4124.6速效磷/（mg/kg）Availablephosphorus14.99.223.2速效钾/（mg/kg）Availablepotassium130.070.070.0significant difference in nitrogen and phosphorus absorption between the two treatments of the same crop.Compared with the corresponding crop monoculture treatment，the different crop+crayfish treatments notonly increased the input and output of nitrogen and phosphorus，but also increased the surplus of nitrogenand phosphorus in the farmland ecosystem.Therefore，in order to improve the utilization rate of nitrogenand phosphorus in farmland and reduce the environmental pollution risk caused by nitrogen andphosphorus，it is necessary to appropriately reduce the input of fertilizer and feed in farmland to ensurethe sustainable development of ecological agriculture.Key words：Rice；Seed lotus；Zizania latifolia；Crayfish；Nitrogen and phosphorus balance；Crop yield供试水稻品种为常规稻黄华占，子莲品种为太空莲3号，茭白品种为浙茭七号，小龙虾品种为克氏原螯虾。供试肥料为复合肥1（N P2O5K2O=20 8 12，养分40%），作水稻单作基肥用；复合肥 2（N P2O5K2O=20 15 15，养分50%），作子莲两处理基肥 用；复 合 肥 3（N P2O5K2O=25 10 16，养 分 汤伟等：不同作物+小龙虾种养模式作物产量及氮、磷平衡分析25河南农业科学第 52 卷51%），作子莲两处理追肥用；复合肥 4（N P2O5K2O=15 15 15，养分45%），作茭白两处理基肥用；尿素（含 N 46%），作 3 种作物追肥用；氯化钾（含K2O 60%），作子莲、茭白追肥用。1.2试验设计试验设置6个处理：稻虾连作（RC）、水稻单作（R）、莲虾共作（LC）、子莲单作（L）、茭虾共作（ZC）、茭白单作（Z）。共6个大区，每个大区面积216 m2，不设重复，每个大区9次重复取样。对养殖小龙虾的农田，在作物播种（或移栽）前，开挖宽0.5 m、深1 m的环形虾沟。不同处理均有独立的进、排水口。虾沟外侧田埂设置高0.6 m的聚乙烯防逃膜，其中底部有0.2 m埋入泥土中，每隔一段距离用竹竿、木桩等加固。1.3田间管理1.3.1稻田管理水稻于2021年6月5日直播，采用机械直播的方式，播种量为75 kg/hm2；9月