为认识稻虾共作水体浮游植物群落结构特征, 于2016年4月至12月对江汉平原4处稻虾共作水体浮游植物和理化因子开展了逐月调查与分析.共鉴定出浮游植物7门124种, 其中绿藻78种、蓝藻16种、硅藻15种、裸藻3种、隐藻2种、甲藻7种、金藻3种.6-9月浮游植物的种类数、细胞密度、叶绿素a含量达到最大值,最小值出现在12月份; 浮游植物细胞密度波动范围在1.37×105-2.93×108 cells/L, 叶绿素a含量的变化范围为 0.15-208.60 μg/L.调查期间浮游植物的优势种共28种, 主要优势种有颤藻、蓝纤维藻、微囊藻、小球藻、隐藻等.浮游植物Shannon-Wiener多样性指数周年变化范围为0.64-6.3, 多样性指数最高出现在10月份, 最低出现在8月份.结果显示, 稻虾共作水体浮游植物群落结构较复杂, 细胞密度变化显示时空的一致性, 优势种组成以及优势度存在明显的空间差异(P<0.05), 稻田的浅水环境以及小龙虾的养殖行为显著影响浮游植物群落的结构.鉴于藻类作为初级生产者对于水生态环境和小龙虾健康具有重要作用, 关注种养结合水体中藻类群落的演变规律对于保障稻田种养的综合效益具有积极意义.

[目的]研究稻虾共作模式条件下,稻田封闭除草剂对克氏原螯虾产生的急性毒性.[方法]采用半静态试验方法,研究3种酰胺类除草剂(乙草胺、丙草胺和丁草胺)对克氏原螯虾的急性毒性,计算3种酰胺类除草剂对克氏原螯虾的安全浓度,并分析其LC50衰减规律.[结果]随着暴露时间和除草剂浓度的增加,虾体侧躺,步行足和游泳足活动频率降低,最终死亡.乙草胺对克氏原螯虾的96 h半致死浓度(LC50)和安全浓度(SC)分别为0.0707和0.0146 mL·L-1;丙草胺对克氏原螯虾的96 h LC50和SC分别为0.0119和0.0021 mL·L-1;丁草胺对克氏原螯虾的96h LC50和SC分别为0.0073和0.0014 mL·L-1.乙草胺、丙草胺及丁草胺除草剂LC50随着暴露时间延长呈下降趋势,符合双曲线衰减模型,回归方程分别为:①y1=2.0840x-0.7380(R2=0.9973);②y2=0.1106x-0.4930(R2=0.9872);③y3=0.2236x-0.7480(R2=0.9990).克氏原螯虾对3种除草剂的敏感性由高到低依次为:丁草胺>丙草胺>乙草胺.[结论]乙草胺和丙草胺可在稻田综合种养生产过程中按常规剂量使用,而丁草胺按常规剂量使用可能存在较大的风险.

为比较克氏原螯虾(Procambarus clarkii)精养模式和稻虾共作模式下的食物网结构及其食性差异,对两种养殖模式的基础食源与消费者的δ13C和δ15N进行了分析,并借助SIBER考察了各自的食物网结构,定量计算不同饵料对克氏原螯虾食物的贡献率.结果 显示:在采集的19种样品中,消费者的δ13C值介于-34.22‰--25.34‰,δ15N值介于2.33‰-8.05‰,营养级介于1.46-3.64;在精养模式下克氏原螯虾的营养级(2.34)高于共作模式(1.79).食物网结构参数对比表明,两种模式下克氏原螯虾的生态空间利用率接近,但共作模式的食物网营养结构多样性较高,群落的营养生态位范围较宽,食物网的营养冗余程度较低,不同物种竞争激烈程度较低;食性分析显示,在两种模式下克氏原螯虾的δ15N值与其体长、体重具有线性正相关关系,说明克氏原螯虾营养级随着其体型增大而提高,另外克氏原螯虾在两种养殖模式中均偏向于摄食动物性饵料,共作模式中克氏原螯虾饵料来源分布较精养模式更均匀,其植物性饵料贡献率较精养模式更高.研究表明:精养模式的物质能量从基础食源传至克氏原螯虾的传递损耗较共作模式要高;与精养模式相比,稻虾共作模式中克氏原螯虾更偏向植食性.

[目的] 通过分析常规稻作田、稻虾共作田和香根草Vetiveria zizanioides诱集田3种农事操作技术对水稻害虫及其天敌种群动态的影响,为湖北地区新型绿色农事操作技术防控田间害虫、天敌保育和稻田有害生物可持续治理策略提供重要依据.[方法]在水稻抽穗期,采用目测法、扫网法、盆拍法、剥查法对3种农事操作稻田(常规稻作田、稻虾共作田和香根草)内害虫(稻飞虱、稻叶蝉、稻螟虫)和天敌进行搜集和统计.[结果]香根草诱集田内稻飞虱种群数量显著低于稻虾共作田(P＜0.05),常规稻作田间稻叶蝉、稻螟虫种群数量显著高于稻虾共作田和香根草诱集田数量(P＜0.05);3种农事操作技术下稻田间天敌种类主要以捕食性天敌蜘蛛类、草蛉类、黑肩绿盲蝽Crytorrhinus lividipennis和青翅隐翅虫Paederus fuscipes为主.其中,稻虾共作田和香根草诱集田拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata、拟水狼蛛Pirata subpiraticus和黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis种群数量显著高于常规稻作田(P＜0.05).[结论]香根草稻作田间稻叶蝉、稻螟虫种群数量显著低于常规稻作田,稻虾共作田间稻叶蝉、稻飞虱种群数量显著低于常规稻作田;3种农事操作技术下稻田间天敌种类主要以捕食性天敌蜘蛛类、草蛉类、黑肩绿盲蝽为主.

在化肥减量化的基础上,探究稻田生态综合种养模式对土壤理化性质及腐殖质的影响.于巢湖流域周边选取4块试验田,进行大规模稻田生态综合种养模式(前期稻虾轮作,后期稻鸭共作)与常规种植模式(闲置、单季水稻种植和双季水稻种植)对比试验,周期2年.结果表明:各模式下的土壤容重、总孔隙度等指标均表现出显著性差异(P<0.05).相比于常规种植模式,稻田生态综合种养模式能有效改良土壤质地,提高砂粒分化率和土壤总孔隙度,降低土壤容重;稻田生态综合种养模式下土壤肥力因子显著增加,腐殖质的活性和腐殖化程度得到提高,同时土壤中胡敏酸的缩合度和分子复杂程度显著降低.稻田生态综合种养模式改善了稻田土壤物理结构及保肥能力,提高了种植经济收入,是值得推广的生态种养模式.

21世纪是渔业的世纪.中国和世界水产业历经数十年的发展为人类应对食品危机做出了巨大贡献.然而,我国传统的水产业对产量的片面追求导致养殖环境日趋恶化,养殖生态系统不断退化,养殖业的可持续发展受到限制.传统稻田其氮素的流失亦是导致农业面源污染的主要原因之一.我国当前的环境问题源于复合生态系统演化进程的缺陷,解决当前的环境问题,必须从优化复合生态系统演化进程着眼.采用优化的生态循环水产养殖模式,如综合水产养殖则可以大大提高氮、磷等养分物质的利用率.稻渔综合种养是一种科学的复合生态模式,可以概括为三种模式,一种是在我国传统稻田养鱼的基础上,逐步发展起来的一种稻渔共生模式,可采取稻鱼、稻蟹、稻虾等多种共作形式;二是稻田作为湿地用于处理水产养殖尾水的模式,属于异位处理形式;三是将稻渔共生和水产养殖相耦合的模式,尤其是与多种水产养殖形式结合或与复合水产养殖系统相结合,甚至是与农牧系统相结合.这第三种稻渔共作模式又称为陆基生态渔场,具有高产、高品质、高生态可持续性等特点,应加强对该创新养殖模式中有机碳、氮、磷等营养收支平衡和循环利用的相关机制以及复合生态系统对外源营养输入的整体响应机制开展研究.概括而言,尾水排放是传统池塘养殖中氮源的主要流失途径,颗粒物吸附沉降是池塘养殖中磷源的主要流失途径,而系统中的碳源则主要是通过鱼类等生物的呼吸作用进行消耗.基于生态循环的“稻渔共生-池塘复合生态系统”则恰好可以解决这三大类营养物质在生态系统中的高效保持和利用问题,实践业已证明该复合系统拥有较高的产量、品质和生态效益,是一种可持续的农业发展模式.稻渔复合生态系统的创新模式因其特有的生态循环机制及系统的高弹性、高缓冲性、高可持续性,将成为我国乃至世界应对农田、渔业生态系统的退化,复合高效解决渔业、农业或农牧业生态环境问题的典型范式.

水稻稻纵卷叶螟是我国水稻产区的主要害虫之一,生产中通常采取化学方法进行防治.然而,化学方法有残留,对环境有影响,特别是在稻虾共生模式下化学防治增加了小龙虾健康养殖的风险,因此探索利用生物多样性防治水稻病虫害十分必要.针对稻虾共生模式和传统的一季中稻模式,本研究开展了不同水稻品种混作田间试验,观察了4个品种单作(Y两优911、黄华占、美香占2号和象牙香占)和2组2个品种混作(Y两优911+美香占2号,美香占2号+象牙香占)下水稻稻纵卷叶螟发生情况,测定了水稻主要生长代谢指标.结果 表明:与稻虾共生模式相比,在传统中稻模式下,水稻卷叶率增加了173.93％,水稻的株高、茎蘖数、叶面积指数(LAI)和地上部分干物重(DW)分别高5.82％、16.44％、19.51％和15.84％;叶片的蜡质含量、SPAD和净光合速率(Pn)分别高11.09％、3.36％和6.50％;有效穗和产量分别高17.58％和20.69％.与水稻单作相比,品种混作整体上降低了卷叶率,增加了茎蘖数、LAI和DW;当叶片硅含量、蜡质含量和Pn差异较大的品种混作时,混作群体数值在两个混作品种单作的数值之间,而混作群体的SPAD通常低于两个混作品种单作的数值;混作后,有效穗数和每穗粒数处于两个混作品种单作的数值之间,而结实率和千粒重无显著差异;混作对产量的影响因品种自身和环境而异.因此,可将水稻品种混作作为稻纵卷叶螟绿色防控的有效手段.