北大荒集团黑龙江军川农场有限公司农业科技服务中心 黑龙江 萝北154244
摘要:对稻田中主要水生动物的存活状态进行研究,有助于实现其稳定和高产。河蟹的生长发育受到诸多因素的调控,其中稻田栽培是必不可少的环节,但现有的稻蟹共生方式仍以人工方式进行,农事活动可能会对河蟹的存活造成一定的影响,但其作用机制尚未阐明。选择距离因素、水位因素和肥料因素,对比研究农田与主路距离、稻田灌溉、肥料等因素对蟹类筑穴行为和产量形成的作用。研究发现,在人工干扰的情况下,邻近河道的蟹穴数目明显增多,蟹苗存活率减少5.34%,产出减少10.58%。另外,稻田水面深度与蟹洞数之间存在着明显的正相关关系,在浅水区,蟹类的筑穴率明显升高;施氮量对河蟹的生产有显著的促进作用,但氮素对蟹洞个数没有明显的相关性,对河蟹的筑穴率没有明显的作用,河蟹在整个生长过程中都没有出现过高田面水铵氮含量水平。通过合理调控农田耕作方式,例如降低人为干扰、增大农田水面深度等,可实现在稻田养蟹过程中提高河蟹产量的目的。
关键词:稻蟹;共生模式;农事活动;筑穴行为;产量
当前有关水产动物的研究发现,当外界条件超出某一极限时,就会产生一种极端的环境压力。气候突变、不规范的生产操作和不合理的投入品使用都会对水生动物造成一定的负面作用,例如:气温的变化会导致鱼类的生长发育发生变化,光照强度影响中国对虾生长等。稻田不同于常规的养殖水域,其浅水特性加剧了其对光照、温度、人为等因素的敏感度。在水稻栽培过程中,由于农业生产的原因,如灌溉排水、田间道路上的农机和车辆的运输、饲料的投喂和施肥等,都会对稻田的水环境造成直接或间接的作用。
生活条件的改变也会引起河蟹的压力,导致河蟹的免疫力降低,从而导致河蟹抵抗力下降。然而,河蟹往往通过挖洞或在岸边的石头和草地等方式逃避逆境,导致河蟹对饵料的需求减少,从而对河蟹的生产和质量产生不利的影响。研究表明,稻蟹共生模式下田面水体中的硝酸盐与铵态氮会对河蟹的生存造成影响;人为干扰(如行人和投食)、农田灌溉排水量的改变,而当前农业生产对河蟹的造穴影响如何,尚未明确。
通过田间试验,研究农事活动对蟹筑穴行为及产量的影响,以某研究所的水稻和螃蟹养殖小区为研究对象,选择了距离因素、水位因素和肥料因素,其中,距离因素取各小区与主路之间的天然距离,并将各时刻测得的水位系数相加,从而表达出水位因素,通过设置不同施肥条件下的氮素添加梯度实验,定量地分析了农事活动对水稻和螃蟹生长的影响,在此基础上,通过室内模拟试验,研究不同氮素添加水平下,蟹类在不同氮素添加水平下的筑穴性对农田生产的影响,研究成果可为稻蟹共生模式的大田设计提供理论依据。
1材料与方法
1.1供试材料
本项目以某研究中心为研究对象,地处辽河三角洲,属温、半湿润性季风气候区,年降雨量650mm,7-8月,无霜期170天,排水沟渠完善,选育的中华绒螯蟹。
1.2处理设计
本实验选择了稻蟹共生的稻田,从2023年5月起进行了调查。通过2种不同的到主路距离,2个不同的氮肥处理。田间中点与主路之间的竖直距离为15m记为A,34m记为B;4种氮肥处理下,氮肥施用量为0、150、210、270kg·hm-2,每一施氮量设置3个重复,共12个处理(表1);在河蟹生长期间,每隔10天对各小区田间水位进行测定,共10次。小区占地120m2。各处理磷、钾的施用量都是相同的,都是96.4kg·hm-2P2O5和77.1kg·hm-2K2O。化肥种类有复合肥(28-11-14)、尿素、磷酸二胺、过磷酸钙、硫酸钾等。各理氮肥分2次施入,30kg·hm-2作分蘖肥,其它均作基肥。在5月23号和6月3日分别施基肥和追肥,以5月28号为试验时间,投放蟹苗11250只•hm-2。
编号 | 施氮量/(kg·hm-2) | 到主路距离/m |
N1 | 150 | 15(A) |
N2 | 0 | 15(A) |
N3 | 210 | 15(A) |
N4 | 270 | 15(A) |
N5 | 0 | 34(B) |
N6 | 150 | 34(B) |
N7 | 210 | 34(B) |
N8 | 270 | 34(B) |
N9 | 210 | 34(B) |
N10 | 270 | 34(B) |
N11 | 150 | 34(B) |
N12 | 0 | 34(B) |
表1处理编号及处理设计
1.3分析方法
利用Excel2019对数据进行处理,用SPSS26进行方差分析,用OriginPro2021进行相关性分析和作图。
2结果与分析
2.1农事活动对河蟹筑穴行为的影响
农业机械、车辆运输、人工饲喂和田间耕作等均需经过公路进行,田间至主路的距离可直接反映这一过程,而其它耕作措施(如灌溉、排水、施肥等)也会对蟹苗的生长发育产生一定的影响。通过对实验地点蟹穴数目的研究发现,试验点养蟹田块到试验区主路的距离对蟹洞的数量分布影响显著,A地块的蟹洞数明显高于远离地块B(P<0.05);前期研究发现,稻田水位变化对蟹类建穴行为有明显的影响,且田面水累计观测深度与蟹类洞穴数目之间存在着明显的负相关。浅水环境下,蟹类产卵增多,水体深度对蟹类的行为有一定的影响,水体较浅,对外部光照和声波的消除作用较差,这不仅不利于蟹类的隐蔽,而且容易受外界环境的影响,导致它们的钻穴行为增多。本项目以河蟹为研究对象,通过野外调查和室内试验,研究了不同施氮条件下稻田田间水体铵态氮的变化规律,发现在河蟹生长后期(
6月18-收获期),田间水体铵态氮均符合国家水产质量标准(GB11707-1989)所需的0.05mg·L-1,且施氮量与蟹体数量之间的相关关系不明显(P>0.05),说明稻田施氮量不会对蟹筑穴行为产生影响,而与其生长后期稻田水体铵氮水平明显下降相关。
2.2农事活动对河蟹产量与成活率的影响
对主路上各距河蟹产量的影响进行了分析,得出了离主路较近地块A的河蟹产量相较于远离主干道的B地块平均产量降低了10.58%。以河蟹投放密度11250只•hm-2为研究对象,通过对蟹苗收获数量的分析,发现A区蟹苗的存活率比B区低5.34%,这表明离主干道较近的稻田受到人为生产活动的影响更大,从而降低了蟹苗的存活率。施氮量与蟹苗的产量呈极显著的正相关,但与蟹苗的收获没有明显的相关性,表明氮肥的提高并没有影响河蟹的生长发育,相反还能提高河蟹的产量;水面深度对河蟹的产量无明显影响。
田块 | 河蟹产量 | 河蟹投放量 | 收获量 | 成活率 |
A | 269.40a | 11250 | 3375.00a | 30.00 |
B | 301.35a | 11250 | 3976314a | 35.34 |
表2农事活动对河蟹产量与成活率的影响
结论:不同氮肥用量对河蟹产量的影响是显著的。一方面,稻田土壤中铵态氮的浓度在整个生长过程中都很少,这是因为稻田土壤中铵态氮的浓度降低了。另外,已有研究显示,稻田蟹类主要摄食水生动物,占2.1%-6.0%,施氮可直接促进农田动、植物的生物量,也就是提供更多的食物;同时,在稻蟹共生模式下,蟹类摄食饵料及农田动植物后,排泄物等效于施用有机肥,使稻田中全氮全磷含量、田面水硝态氮铵态氮含量,提高了稻田中的浮游动植物物种,提高了稻蟹共生模式的能源利用效率。