养殖泥鳅对水稻土壤pH影响不大，结果分析表明土壤营养元素垂直分布差异明显

1.水稻生长发育分析

水稻成熟时测定了株高、丛株数、丛穗数、地上和地下部分生物量以及根长等，试验结果见表1。试验表明，水稻生长发育一定程度上受到泥鳅养殖的影响。各生态系统中水稻株高在129～134厘米之间，其中，处理Ⅳ（养殖密度为1万尾/亩）的系统与处理Ⅰ（水稻单作）系统株高相当，约为130厘米，处理Ⅱ（养殖密度为3万尾/亩）和Ⅲ（养殖密度为2万尾/亩）的系统株高约为134厘米，比前二者高出3%，表明水稻长势优于前二者。不同养殖密度的生态系统中水稻的有效分蘖率均在96%以上，比水稻单作高出8%～11%，但不同养殖密度的稻鳅生态系统之间的差异不明显。不同养殖密度的生态系统中水稻根长在16.0～19.3厘米，比水稻单作高出8.8%～31.3%，其中，处理Ⅱ中水稻根最长。说明稻鳅共育模式下水稻根系较为发达。这是由于泥鳅在稻田中不断活动，起到了中耕松土搅浑田水的作用，对水稻根系有着直接的刺激作用，既疏松了表土，又能增加田水和土壤中的含氧量，加快了水稻根系有害气体排出，提高了土壤通透性，促进了根系生长。

表1　各生态系统水稻生长状况分析一览表

2.土壤物理性状分析

土壤容重是衡量土质疏松程度的重要物理指标之一，受质地结构、松紧度和土壤有机质含量等影响而发生变化，影响土壤孔隙度与孔隙度大小分配和土壤的穿透阻力，进而影响到土壤水肥气热条件与作物根系在土壤中的穿插。容重小表示土壤疏松多孔，容重大则表明土壤紧实板硬，结构性较差。由表2可知，由于泥鳅在稻田钻动寻食，对稻田土壤起到中耕作用，有效疏松土壤，使土壤结构得到合理改善，不同养殖密度的生态系统土壤容重均小于对照，实验处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别比Ⅰ减少了21.2%、8.8%、7.1%，且养殖密度越大容重越小，表明稻鳅共生稻田土壤结构良好，疏松多孔，有利于土壤内外物质的交换。不同养殖密度的生态系统土壤孔隙度也均大于对照，试验处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别比Ⅰ增加了14.7%、8.0%、4.1%，且养殖密度越大孔隙度越大，表明稻鳅共生更有利于土壤结构的改善，有利于土壤通气性条件的改善。总之，进行稻鳅共生后由于泥鳅在稻田的作用有效降低了土壤容重，改善了土壤通气性，从而使土壤结构得到有效改善，能够同时满足作为对水分和空气的要求，有利于养分状况调节和植物根系伸展，促进水稻的生长发育。但是泥鳅养殖密度对土壤物理性状的改变不明显。

表2　各生态系统土壤物理特性一览表

3.土壤化学性质分析

（1）pH

试验中各稻鳅共生和水稻单作稻田土壤pH的变化见图6。从图中可以看出，0～10厘米土层中，处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的pH差异较小，在7.92～7.98之间，均值为7.96，略小于处理Ⅰ。10～20厘米土层中，4个处理间pH差异较小，在7.93～8.02之间，均值为7.98，与0～10厘米土层pH相比差异也不大。试验结果表明养殖泥鳅对稻田土壤pH影响不大，试验区域土壤偏碱性。

图6　不同处理土壤pH的变化

（2）有机质

土壤有机质是土壤的重要组成部分，是土壤肥力的物质基础，对土壤肥力的影响很大，它不仅含有各种营养元素，而且还是土壤微生物生命活动的能源。试验中各稻鳅共生和水稻单作稻田土壤有机质的变化见图7。从图中可以看出，0～10厘米土层中，养殖泥鳅的各处理组随水稻的生长，土壤有机质含量均略有上升，分别增加了7.1%、12.9%、3.5%，而水稻单作系统有机质含量降低了5.8%。10～20厘米土层中，养殖泥鳅的各处理组随水稻的生长，土壤有机质含量也出现上升，且上升幅度较0～10厘米土层更大，分别增加了26.5%、20.9%、22%，而水稻单作系统有机质含量降低了2.5%。试验结果表明，水稻单作系统中随着水稻的生长，稻田土壤有机质氧化分解被利用，有机质水平降低。而在稻鳅共生系统中，泥鳅排泄物和残余饵料有利于稻田内有机质的累积，可以缓解有机质的下降。与下层土壤相比，上层土壤中有机质氧化分解而被根系吸收利用更多一些，因此下层土壤有机质累积效果更明显。泥鳅养殖密度对有机质影响差异不明显。

图7　不同处理土壤有机质的变化

（3）土壤肥力

氮、磷、钾是肥力的三要素，土壤碱解氮、速效磷、速效钾是土壤供肥的强度指标，对土壤化学性质有重要影响。不同处理在水稻分蘖期和成熟期的肥分变化见图8。从图中可以看出，对于0～10厘米土层，从分蘖期到成熟期，土壤有效养分都出现降低，水稻植株在生长过程中吸收和利用养分，土壤肥力下降。但不同试验处理降低幅度不相同，稻鳅共生系统比水稻单作系统降低幅度要小，但不同养殖密度的稻鳅共生系统之间比较，降低幅度差异不大。对于10～20厘米土层，从分蘖期到成熟期，水稻单作系统中土壤有效养分都出现降低，但降低幅度小于上层（0～10厘米），而稻鳅共生系统中土壤有效养分略有升高，但不同养殖密度的稻鳅共生系统之间比较，变化幅度差异不大。受土壤质地、结构、组成和营养元素本身特性以及泥鳅活动的影响，土壤中营养元素具有明显的垂直分布差异。稻鳅共生系统中，由于泥鳅在稻田的活动，不仅有效促进了土壤养分的释放，而且泥鳅的排泄物以及残余饵料都一定程度地增加了土壤养分含量。试验表明稻田养鳅具有提高水稻田土壤肥力的作用。

图8　不同处理土壤碱解氮、速效磷和速效钾的变化

表3　各生态系统土壤化学特性一览表

4.硒含量分析

贾十军对安徽省土壤硒的研究中，根据土壤表层硒含量将土壤分为缺乏、边缘、中等、高和过量五类，何亚林等在研究贵州省土壤硒含量中，认为土壤硒含量大于0.4毫克/千克的土壤为富硒土。综合以上两家的观点，认为土壤硒含量的分级标准如表4所示。(www.xing528.com)

表4　土壤和粮食中硒的划分标准一览表

根据有关调查，试验稻田所在区域土壤的成土母质属于第四纪冲湖沼沉积物和湖积冲积物，质地为均质中壤，土壤中硒含量较高，可以生产富硒大米。因此，本次试验中对各处理组中的土壤和稻米分别取样分析，结果见表5。由表5可见，不同土层的硒含量没有显著差异，浓度在0.165～0.183毫克/千克之间，均值0.171毫克/千克，属于低硒土壤。各处理组土壤的硒含量也没有显著差异。处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ产出的稻米中硒的含量差异不明显，浓度在0.093～0.137毫克/千克之间，均值0.110毫克/千克，属于富硒稻米。而处理Ⅲ在种植过程中施用了含硒的叶面肥，导致稻米硒浓度高达2.071毫克/千克，属于硒过量，存在食用不安全性的问题。从土壤浓度上分析，试验区土壤低硒，由于该区域的土壤呈偏碱性，有利于土壤中的硒向农作物中转化，因此该区域产出的大米可以达到富硒标准，不需要额外施用硒肥。

表5　各生态系统中硒含量

5.产品产量分析

稻鳅共生产品有稻谷和泥鳅。2016年9月17日开始捕捞泥鳅，泥鳅经过82天的生长，体长在12厘米以上。在稻—泥鳅田生态系统中，泥鳅是次级生产者。泥鳅主要靠摄食饵料生长。泥鳅捕捞结果表明，随着鳅种投放密度增加，残饵越来越显得不足，泥鳅生长逐渐受到影响，单体重减少。但在一定密度范围内，鳅种投放密度大，泥鳅产量亦高，单体重亦小。投放鳅种3万尾/亩时，泥鳅产量为248千克/亩，每条泥鳅重14.1克；投放鳅种2万尾/亩时，泥鳅产量为165千克/亩，每条泥鳅重16.4克；投放鳅种1万尾/亩时，泥鳅产量为100千克/亩，每条泥鳅重15.9克。总的来看，泥鳅的单条重量偏低，这主要因为本次泥鳅的生长期82天偏短，如果延迟100天以上，泥鳅的产量还可以再提高。各生态系统的产品产量与规格见表6。

2016年11月5日收割水稻，水稻的生长期为147天。处理Ⅲ和Ⅳ稻谷产量比处理Ⅰ提高了30.2%和5.8%，处理Ⅱ产量比处理Ⅰ略有减少。这主要因为生长后期处理Ⅰ稻穗出现绿霉。试验结果表明，稻鳅共生可提高水稻产量，泥鳅养殖密度为2万尾/亩时，稻谷产量最高，达到669千克/亩。

表6　各生态系统的产品产量与规格一览表

6.水稻产量构成分析

在稻鳅共生生态系统中水稻是主体，是群体绝对优势的生物种群，是初级生产者。它为泥鳅提供了栖息和隐蔽场所，泥鳅粪便及一部分残余饵料又为水稻生长提供了营养物质，对增加有效穗数、穗长、穗粒数及产量有良好的作用。当泥鳅养殖密度达到一定程度，稻鳅共生模式增产水稻效果明显。由表7可以看出，对比水稻单作对照，处理Ⅲ在有效穗数、穗长和穗粒数上分别高出16.3%、11.6%和44%，结实率和千粒重增加很小，但产量增产了69.1%。而处理Ⅱ产量略高于对照，而处理Ⅳ产量略低于对照，处理Ⅱ和Ⅳ在有效穗数和穗长上与对照差异非常小。泥鳅投放密度过高会导致水稻幼小分蘖的发生受阻，而适宜的投放密度可以促进水稻的有效分蘖。这是因为泥鳅在稻田土壤中的活动极易影响水稻幼苗根系固定，抑制其分蘖的发生，从而减少了水稻的高峰苗数和结实率。由于试验中处理Ⅱ在水稻成熟时部分稻穗发霉发黑，其他处理出现较少，因此处理Ⅱ中的每穗实粒数最低，从而出现减产。

表7　各生态系统水稻产量构成一览表

7.稻米品质分析

表8列出了稻鳅共生系统产出的稻米在营养品质、污染物、农药残留方面的监测结果。对比NY/T419-2014《绿色食品大米》相关指标规定，稻鳅共生系统产出的稻米达到了绿色食品标准。作为稻米营养来源的蛋白质含量高于普通大米，而与稻米蒸煮品质密切相关的直链淀粉含量则低于普通大米，胶稠度较高。直链淀粉含量与胶稠度是稻米蒸煮品质的重要指标，直链淀粉低的稻米其米饭较黏，而黏性与食味品质密切相关。以上结果表明泥鳅的活动以及泥鳅排泄物及残余饵料对稻田营养的补充可有效改善稻米品质。

表8　稻米品质一览表

8.经济效益分析

不同处理的养殖生产投入与产出效益分析见表9，从表中可以看出，稻鳅共生系统增加了养殖泥鳅的成本，需要投放鳅苗、饵料、人工饲养费等，但稻鳅共生系统依靠泥鳅在稻田的活动可以一定程度上控制稻田病虫害，并提高土壤肥力，从而使得稻谷因为种植面积减少而产量下降的趋势降低，甚至有所提高。按2016年市场价格，稻谷的售价为5.2元/千克，泥鳅的售价为23元/千克，因此泥鳅产出效益较高，并随养殖密度的增大而增大。处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的每亩净收入分别比处理Ⅰ高出了93.0%、120.4%、50.5%，相当于每亩分别高出1391元、1801元、756元，经济效益明显增加。

表9　不同处理的效益分析一览表

续表