水稻-扣蟹综合种养对水体环境影响的动态规律研究

刘颖 ，何俊 ，殷文健 ，将造极 ，蒋严 ，张宪中

（1.无锡市水产技术推广总站，江苏 无锡 214021；2.锡山区水产技术推广站，江苏 无锡 214101）

中华绒螯蟹（Eriocheir sisensis），俗称河蟹、大闸蟹等，是我国重要的特种甲壳类水产养殖品种[1]。在我国大部分地区，中华绒螯蟹的养殖周期一般两年，第一年从河蟹的幼苗，即大眼幼体阶段，培育成扣蟹，扣蟹的规格一般为80～200只/kg；第二年，养殖户将不同规格的扣蟹放入养殖水面，育成成蟹。在扣蟹培育阶段，传统的模式是利用标准化池塘，在水面辅以种植各种水草为扣蟹提供食物或遮蔽场所[2]。近年来，为了增加经济效益和提高土地综合利用率，养殖从业人员尝试了稻田与扣蟹综合种养模式，该模式不仅实现了“一地二用”，也为养殖户获取了更高的经济效益[3]。然而，水稻-扣蟹综合种养模式对水体环境的影响程度如何，不得而知[4]。该研究通过水稻-扣蟹综合种养和扣蟹传统池塘养殖两种模式下水环境差异性分析，探讨稻蟹综合种养对水体环境影响，旨在为该种养模式后续研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点位于江苏省无锡市锡山区，为一专业扣蟹培育养殖场（E120°34′35″，N31°38′29″）。在该养殖场，选择2个水稻-扣蟹综合种养模式试验田块，面积均约8×667 m2。为适应综合种养，这2个试验田块均按照农业农村部相关标准要求做过改造，具体改造方式是，四周开挖环沟，上宽约6 m，下宽约3 m，坡比1∶1.2，沟深1.2 m。另选取1个面积约4×667 m2，池深1.2 m的扣蟹传统养殖池塘作为对照。

1.2 种养模式

水稻-扣蟹综合种养模式田块中，种植的水稻品种是江苏省农科院培育的“南粳46”，在当年的5月采取育苗移栽方式对2块选定的试验田块进行栽种。栽种的行株距是40×40 cm。作为对照的扣蟹传统养殖池塘，池底种植有轮叶黑藻，覆盖三分之一以上的水面，水面种植水花生，覆盖度约三分之一。选用健康、活泼、无病害的蟹苗，蟹苗来源于南通如东，使用专用蟹苗箱进行运输。5月在综合种养模式田块和扣蟹传统养殖池塘中放养规格为14～16万尾/kg的河蟹大眼幼体2 kg/667 m2。

1.3 田间管理

在对照池塘，维持水深1 m左右，注意水草生长期间，及时清除死亡水草。综合种养田块开挖取出的泥土加高池埂后平摊于原池底，使环沟水深能达到70～80 cm，水稻生长全周期不施用农药和化肥等，水深以没过稻株底部20 cm为宜。不论是综合种养的田块，还是对照的池塘，扣蟹的培育期间，均投喂河蟹配合饲料。养殖过程每半月加注一次新水，定期使用微生物制剂等环境改良品调节水体状况。

1.4 采样与指标监测

采用“五点法”进行采样。在5月至11月，每月采样1次，共采样7次。每次采集水样、沉积物、浮游生物等样品。样品带回实验室立即检测分析。检测分析的指标有透明度、pH、DO、总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、高锰酸盐指数、沉积物总氮、沉积物总磷、沉积物有机质、浮游植物种类数、浮游植物密度、浮游植物生物量、浮游动物种类数、浮游动物密度和浮游动物生物量。所有指标的测定方法参考《水和废水监测》（第四版）[5]。

2 结果与分析

2.1 扣蟹传统池塘养殖水体环境动态规律分析

扣蟹对照池塘养殖期间水体透明度维持在20～30 cm之间，在8月透明度达到最低值为20 cm。养殖期间水体pH值变化在7.8～8.6之间，8月和11月pH最低，10月pH值最高；养殖水体溶氧含量变化范围为3.15～8.35 mg/L，其中最小值出现在6月，最大值出现在9月；水体总氮变化范围为1.01～4.65 mg/L，总磷变化范围为0.20～1.00 mg/L，其中养殖初期5月水体总氮和总磷含量均最低，随养殖周期的延长，在养殖末期11月达到最高；养殖水体之间氨氮变化范围为0.25～2.06 mg/L，其中10月氨氮含量最低，6月氨氮含量最高；养殖水体亚硝酸盐变化在0.00～0.14 mg/L，其中7月和9月亚硝酸盐含量均为0，6月亚硝酸盐含量最高；养殖水体高锰酸盐指数变化在10.40～20.13 mg/L，其中最小值出现在8月，最大值在6月；养殖池塘沉积物总氮含量在0.01%-0.26%之间，其中最小值出现在8月，最大值出现在10月；沉积物总磷含量在0.04%～0.13%之间，其中最小值出现在8月，最大值出现在7月；有机质含量变化为2.44%～5.16%之间，其中养殖初期5月沉积物有机质含量最低，养殖后期10月含量最高；对照池塘浮游植物总密度434×104～5 526×104cells/L，其中最小值出现在5月，最大值出现在7月；生物量与密度呈现相似趋势，其中5月最小为1.24 mg/L，7月最大为8.25 mg/L。共检出5门50种，其中蓝藻门10种，隐藻门2种，裸藻门4种、硅藻门12种，绿藻门22种。主要优势种有泥污颤藻（优势度8.54%～29.26%）、微小平裂藻（3.45%～21.15%）、简单舟形藻（优势度2.07%～12.24%）、盘星藻（优势度3.52%～18.54%）、四角十字藻（优势度3.22%～16.41%）；大型浮游动物密度38～1 658个/L，种类数在9～15种之间，生物量在 0.25～3.56 mg/L，主要优势种为萼花臂尾轮虫和剪形臂尾轮虫（表1）。

表1 扣蟹传统池塘养殖水体环境动态规律

2.2 水稻-扣蟹综合种养模式田块水体环境动态规律分析

水稻-扣蟹综合种养模式田块1透明度8月最低为23 cm，其余月份均大于此值，最高值在5月，其值为30 cm；养殖期间水体pH值变化在7.5～8.6之间，pH值最低为11月，9月和10月pH值均为最高值；养殖水体溶氧含量变化范围为4.01～7.42 mg/L，其中最小值出现在11月，最大值出现在7月；水体总氮变化范围为1.52～4.94 mg/L，其中养殖初期5月总氮含量最低，7月达到最高；水体总磷变化范围为0.08～0.77 mg/L，其中养殖初期5月总磷含量最低，末期11月达到最高；养殖水体之间氨氮变化范围为0.24～1.11 mg/L，其中10月氨氮含量最低，9月氨氮含量最高；养殖水体亚硝酸盐变化在0.00～0.15 mg/L，其中最小值出现在9月，最大值出现在6月；养殖水体高锰酸盐指数变化在9.03～22.49 mg/L，其中最小值出现在6月，最大值出现在养殖后期11月；养殖池塘沉积物总氮含量在0.03%～0.24%之间，其中最小值出现在9月，最大值出现在7月；沉积物总磷含量在0.04%～0.12%之间，有机质含量变化为2.07%～5.20%之间，其中养殖初期6月沉积物总磷和有机质含量均为最小值，且均在7月达到最大值；试验池塘浮游植物总密度变化169×104～6 793×104cells/L，其中最小值出现在5月，最大值出现在7月；生物量与密度呈现相似趋势，其中5月最小为0.78 mg/L，7月最大为8.70 mg/L。共检出6门51种，其中裸藻门3种，蓝藻门10种，隐藻门2种，甲藻门1种，硅藻门15种，绿藻门20种。主要优势种有泥污颤藻（优势度2.83%～16.88%）、微小平裂藻（优势度2.45%～19.23%）、简单舟形藻（优势度2.89%～21.21%）、四尾栅藻（优势度 2.77%～15.32%）；大型浮游动物密度38～1 256个/L，种类数在7～22种之间，生物量在 0.18～3.11 mg/L，主要优势种为萼花臂尾轮虫和剪形臂尾轮虫（表2）。

表2 水稻-扣蟹综合种养模式田块1水体环境动态规律

水稻-扣蟹综合种养模式田块2池塘养殖期间透明度均小于25 cm；养殖期间水体pH值变化在7.5～8.7之间，pH值最低在11月，10月pH值最高；养殖水体溶氧含量变化范围为3.45～6.68 mg/L，其中养殖初期5月水体溶氧含量最高，随时间推移溶氧损耗，养殖末期11月溶氧最低；水体总氮变化范围为2.52～5.23 mg/L，其中8月总氮含量最低，7月达到最高；水体总磷变化范围为0.09～1.07 mg/L，其中养殖初期5月总磷含量最低，随时间推移总磷含量增加，在养殖末期11月达到最高；养殖水体之间氨氮变化范围为0.24～1.89 mg/L，其中10月氨氮含量最低，7月氨氮含量最高；养殖水体亚硝酸盐变化在0.00～0.12 mg/L，其中最小值出现在9月，最大值出现在6月；养殖水体高锰酸盐指数变化在12.20-20.55 mg/L，其中最小值出现在8月，最大值为7月；养殖池塘沉积物总氮含量在0.07%～0.29%之间，其中最小值出现在7月，最大值出现在11月；沉积物总磷含量变化范围为0.05%～0.20%，最低值出现在10月，在7月达到最高值；沉积物有机质含量为2.62%～6.28%，其中9月有机质含量最低，在11月达到最高值；养殖池塘浮游植物总密度变化227×104～4 884×104cells/L，其中最小值出现在 5 月，最大值在8月；生物量与密度成相似趋势，最大出现在9月为6.98 mg/L，最小出现在5月为0.17 mg/L。共检出6门49种，其中隐藻门3种、蓝藻门10种、甲藻门1种、硅藻门11种、裸藻门5种、绿藻门19种。主要优势种有简单舟形藻（优势度4.12%～8.57%）、微小平裂藻（优势度3.14%～12.54%）、尖尾蓝隐藻（优势度2.12%～11.87%）、四尾栅藻（优势度3.51%～8.57%）、三角十字藻（优势度3.35%～11.66%）；大型浮游动物密度51～1 569个/L，种类数在6～14种之间，生物量在0.17～4.25 mg/L，主要优势种为萼花臂尾轮虫和剪形臂尾轮虫（表3）。

3 讨论

该研究考察了水稻-扣蟹综合种养模式对水体环境影响的动态规律。从种养全周期的水质监测数据来看，各采样池塘或田块的水体pH值、DO值等一些指标均符合GB11607—89《渔业水质标准》的要求[6]，表明稻田的水体和池塘的水体均能够满足扣蟹的正常养殖需求。而水体中总氮、总磷等指标数据也达到了《太湖流域池塘养殖水排放要求》和《淡水池塘养殖水排放要求》等相关国家、地方标准[7-8]，表明在养殖后期，若需要将养殖尾水排放至周围环境水体中用来清塘也是允许的。

表3 水稻-扣蟹综合种养模式田块2水体环境动态规律

从试验结果来看，底质营养盐的含量远高于水体。可能因为种养初期开始施基肥和投喂饲料等饵料，导致水体中氮含量较高，水稻对其吸收进行生长，部分溶解于水中。从有机态的氮转化成氨氮是水体氮循环的第一步，也是非常重要的一步[9]。氨氮对养殖生物的危害机制主要表现在影响生长代谢和渗透压调节等方面[10]，而氨氮的主要作用形式是离子铵，后者受到环境中温度和pH值的综合影响[11-12]。因此，为尽量降低氨氮在水体中存在的浓度，其一是在水温不变的情况下，通过微生态制剂或其他环境改良品调节水体pH值，使氨氮的毒性作用降低到最低[13]；其二是加快水体氮循环过程，使氨氮向硝酸盐氮等转化，或者直接被植物利用[14]。

浮游生物是水体生态系统重要的组成部分，其种群结构的变化可作为指示标记用来快速精确反映出水体的环境质量变化[15]。浮游生物的生长种类和速度易受到环境影响，例如，水温是控制浮游动物密度和生物量变化的主要环境因素，在夏季，温度越高，对浮游动物的生长和发育越有利[16，17]。扣蟹等养殖生物的生长不仅需要从人工投喂的饵料中获取食物，也需要从环境，如浮游生物、水草及其他杂草昆虫等中获取能量[18-19]。因此均衡调节浮游生物种群结构有利于降低扣蟹生长的饵料系数，使养殖成本得到降低，进一步增加了水稻-扣蟹这种综合种养模式的经济效益。