稻蟹共作与蟹单作模式下中华绒螯蟹肠道及养殖环境细菌群落组成比较

为分析稻蟹共作和蟹单作模式下中华绒螯蟹肠道及养殖环境细菌群落组成的差异,利用Miseq平台对微生物16S rRNA基因V4区高通量测序,比较分析两种模式下的细菌群落变化。结果显示:两种模式下具有显著差异(P0.05)菌门,肠道中为酸杆菌门(Acidobacteria)和互养菌门(Synergistetes);水体中为拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和Armatimonadetes菌门;底泥中为浮霉菌门(Planctomycetes)。两种模式下具有显著差异(P0.05)菌属,肠道中有14个,水体中有18个,底泥中有13个。稻蟹共作与蟹单作肠道、水体、底泥的Chao、ACE丰富度指数,以及Shannon和Simpson多样性指数差异不显著。通过对两种模式下水体、土壤及肠道中具有显著差异(P0.05)的分支杆菌属(Mycobacterium)、红杆菌属(Rhodobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、硝化螺旋菌属(Nitrospira),蓝藻细菌门(Cyanobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、柔膜菌门(Tenericutes)和厚壁菌门(Firmicutes)比较分析后发现:一些厌氧、高亚硝酸盐环境下的常见优势菌属在蟹单作水体、土壤中的丰度显著高于稻蟹共作,稻蟹共作条件下养殖河蟹的肠道微生物构成上更接近野生河蟹,其肠道细菌群落特点也反映出共作养殖环境优于单作模式,且有利于河蟹生长。     

不同稻田综合种养模式的成本效益分析

为获知和分析稻田综合种养模式在中国的发展现况及存在问题,根据2013年中国4个省份两种主要稻田种养模式的调查数据,采用Kruskal—Wallis非参数检验等方法分析了不同稻田种养模式在生产投入、经济效益上的差异以及在化肥、农药减量等方面的效应。结果显示,稻田综合种养具有较好的经济和生态效益,稻蟹、稻鱼两种种养模式的平均利润为水稻单作的2.43~3.92倍,化肥成本减少2.8%~49.2%,农药成本减少3.2%~83.6%,但技术成熟度及产业化程度的差异使种养户在最终经济收益及生态效益上的极差较大。研究表明,中国稻田综合种养规模化程度不够、成本投入偏高、综合种养生态、社会效益提升有限是目前面临的主要问题,因此加大政府的扶持力度,加强种养关键技术的研究,因地制宜将规模化的现代农业与传统稻田种养相结合是解决这些问题的关键。     

江苏某地区稻虾蟹综合种养模式下养殖水和产品中农药残留与风险评价

为掌握江苏省某地区稻田综合种养基地内（“稻-蟹”及“稻-虾”）养殖水环境及水产品中的农药残留特征与生态风险及健康风险,利用三重四极杆气质联用仪（GC-MS/MS）,选择6个养殖区,根据生长周期,跟踪监测养殖水环境及同期水产品（虾、蟹）中208种农药残留情况,并根据商值法对养殖水环境进行生态风险评价,利用食用安全风险指数对水产品进行食用安全分析。结果表明：综合种养模式下,水环境中检出农药的主要类型为除草剂、杀菌剂、植物生长调节剂等,平均质量分数为0.33 μg·L^-1,同时有少量杀虫剂、杀螨剂、增效剂有检出;在整个生长周期内,稻虾、稻蟹农药残留的主要类型为除草剂、杀菌剂、杀虫剂和植物生长调节剂,平均质量分数为6.1 μg·kg^-1 （以湿质量计）。养殖水环境中农药主要来源于养殖前期环境中残留或外源性污染,随着养殖时间延长,农药含量整体趋向于减少,通过对养殖水环境生态风险进行分析,发现各抽样点位联合风险商值（RQ）均在0~1之间,属于中风险,对环境仍具有一定的压力,除草剂等类型农药应引起重视;在监测周期内,水产品中大部分农药的残留量逐渐减少直至未检出,仅有部分点位杀菌剂有少量存在,通过对同期虾、蟹的健康风险进行分析发现,平均食品安全指数远小于1,农药残留的食品安全风险可以接受。     

ETS微生物菌肥对养蟹稻田水环境及稻蟹产量的影响

将ETS微生物菌肥应用于养蟹稻田,并用普通农家肥作对照,探索ETS微生物菌肥对稻田水体以及水稻、河蟹产量的影响。试验共设置6个正方形单元格,每个单元格面积100 m2。试验设置对照组和试验组,每组3个平行。试验组施用ETS菌肥,每个单元格用量26 kg,放养幼蟹50只。对照组施用金正大有机肥和缓释肥,每个单元格用量17.3 kg,放养幼蟹50只。分析不同稻田的水质和水稻、河蟹产量。结果显示:试验组稻田水体的pH、总磷含量略低于对照组,但差异不显著(P005);试验组稻田水体的亚硝酸盐氮、氨氮、硝酸盐氮含量显著低于对照组(P005);试验组水稻产量(1.01±0.06)kg/m2,显著高于对照组(P005)。试验组河蟹平均规格(121.3±5.7)g/只,单产(40.26±0.31)g/m2,显著优于对照组(P005)。研究表明,将ETS微生物菌肥用于养蟹稻田,能够降低水体中的氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等水化学指标,并能够提高水稻和河蟹的产量。     

稻蟹共作系统对稻田水体丝状藻类的影响

在稻蟹共作稻田,采集放养不同密度幼蟹(60 ind/m2,低密度,T1;90 ind/m2,中密度,T2;120 ind/m2,高密度,T3)的稻蟹共作稻田和常规稻田(不放蟹,CK)的丝状藻类,测其干重量,研究稻蟹共作对稻田丝状藻类的影响。试验结果表明:在整个试验阶段,养蟹田丝状藻类的生物量显著低于常规稻田(P0.05),说明幼蟹对稻田丝状藻类的生物量有明显的控制作用。6月17日,CK与T1的丝状藻类干重明显高于另两个处理(P0.05),而T3明显低于其他处理(P0.01);7月17日各处理丝状藻类的生物量均达到试验阶段的最大值,并且各处理间差异显著(T3T2T1CK,P0.05;T3、T2T1CK,P0.01);8月15日,各处理间有显著差异(T3CK,T2CK,T1CK,P0.01;T2T1,P0.05)。根据本实验结果,稻蟹共作稻田大眼幼体的适宜放养密度为90 ind/m2,研究结果可为稻田生物防治丝状藻类提供理论指导,促进稻蟹共作技术的发展和推广。     

黄河口盐碱地区稻蟹种养模式下河蟹适宜放养密度的初探

为了探索盐碱地稻蟹种养中河蟹适宜的放养密度，在黄河口盐碱地进行为期180天的稻蟹共作试验（雌蟹：雄蟹=1：1），研究了不同放养密度（1.5 inds/m2、0.75 inds/m2和0.38 inds/m2，分别记为D150，D075，D038组）对河蟹生长和养殖性能、可食组织系数、生化组成、生理代谢、饵料贡献和经济效益的影响。结果显示：（1）随着养殖密度的降低，河蟹的增重率、特定生长率和成活率显著升高，而产量和饵料系数显著降低（P < 0.05）。（2）各密度组的河蟹可食组织系数和总可食率无显著差异。（3）随着养殖密度降低，雌、雄蟹肌肉中粗蛋白含量显著降低，而雌蟹的肝胰腺总脂肪含量显著增加（P < 0.05）。（4）就生理指标而言，雌蟹肝胰腺中碱性磷酸酶（ALP）、酸性磷酸酶（ACP）活力随养殖密度降低而显著升高，而血清中总抗氧化能力（T-AOC）和丙二醛（MDA）含量呈显著下降趋势；类似地，雄蟹肝胰腺中ALP活力在D038组最高（P < 0.05），而肝胰腺中MDA含量和血清中T-AOC显著降低，在D038组最低（P < 0.05）。（5）不同放养密度下河蟹的第一食物来源均为饲料（39.39 % ～ 52.33 %），且随养殖密度的降低，食源中饲料占比呈上升趋势，而食源种本底蟹占比呈下降趋势。（6）各组的部分总收入和部分总利润无显著差异，D038组的投资回报率显著高于其他密度组。综上所述，虽高密度组获得最高的产量和收入，但低放养密度组的河蟹取得最佳的生长性能和健康状况，且利润和投资回报率最高。因此，在本实验条件下，黄河口盐碱地的稻蟹模式中河蟹适宜的放养密度为0.38inds/m2。     

稻蟹生态种养模式优质食味粳稻的稻米营养品质分析

本研究选用优质食味粳稻品种‘辽粳433’和‘五优稻4号’(稻花香2号)为材料,设置了稻蟹生态种养(ecological rice-crab, ERC)和水稻单植(rice monoculture, RM)2个模式,测定与稻米品质相关的蛋白质含量、直链淀粉含量和矿物质元素含量,采用非靶向代谢组学方法分析两个模式之间与营养相关的差异代谢产物,从多个方面分析稻蟹生态种养的稻米营养品质,为稻蟹生态种养模式的应用推广提供理论依据。结果表明,与RM相比, ERC的‘辽粳433’和‘五优稻4号’糙米蛋白质含量显著降低6.75%和10.11%, Fe含量显著增加,为RM的2.03倍和4.99倍, Se含量显著增加,为RM的3.11倍和5.74倍, Pb含量显著降低35.11%和44.35%。采用GC-MS检测到233种代谢产物,利用偏最小二乘法(PLS-DA)分析发现, ERC和RM糙米的代谢产物差异显著,ERC诱导‘辽粳433’和‘五优稻4号’的4-氨基丁酸显著上调为RM的2.11倍和11.99倍,抗氧化性物质α-生育酚、β-羟肉豆蔻酸以及奎宁酸分别显著上调为RM的1.62倍和2.22倍、12.64倍和20.48倍以及14.25倍和4.67倍,己糖醇显著上调为RM的14.36倍和15.14倍,半乳糖醇显著上调为RM的3.13倍和2.87倍。此外, ERC的‘辽粳433’产量降低286.0 kg·km~(-2),‘五优稻4号’产量增加344.5 kg·km~(-2),均与RM差异不显著。综上所述,稻蟹生态种养模式在稳产的基础上可以增加优质食味粳稻稻米的营养价值。     

稻蟹共生系统水稻栽培模式对水稻和河蟹的影响

【目的】稻蟹共生生态系统是一种新型稻田种养模式,对推动水稻种植变革和加快现代农业发展具有重要意义。目前关于稻蟹生态种养模式的研究主要集中于河蟹放养密度、水稻生长情况及产量、水体生态环境和浮游生物等研究,而关于水稻栽插密度方面的研究尚未见报道。本试验旨在研究不同水稻栽培模式对水稻茎蘖情况、植株生物产量、茎秆构成、产量构成及综合经济效益的影响,探索通过优化水稻栽插密度以达到水稻性状指标的最佳及产量效益的最大化,进一步完善稻蟹共作模式的技术和理论体系研究。【方法】试验共设置养蟹田单穴单株水稻（T1）、单穴双株水稻(T2)、单穴四株水稻(T3)和不养蟹田单穴双株水稻（CK）4个处理,每个处理3个重复,每处理单元格面积为50 m2,其中养蟹田每试验小格放养规格为12 000 只/kg的幼蟹（Ⅲ期仔蟹）900 只,生长周期共137 d。于水稻的4 个生长时期（返青期、拔节期、孕穗期和成熟期）,每试验小区随机选取3 个采样点,每点连续选择10穴水稻,分别测定记录水稻茎蘖情况、生物产量、植株性状指标及水稻产量。【结果】与不养蟹稻田相比,相同水稻栽培密度下养蟹稻田可以增加约0.17个有效蘖/穴,提高水稻植株生物产量3.3%,对水稻茎秆构成影响不显著,但对水稻的结实率和穗粒数影响较显著,同时可以增加约11.5%的水稻产量;养蟹稻田内各试验处理间水稻分蘖数受每穴栽插株数影响显著,单穴四株有效穗数最高且显著单穴双株和单穴单株,水稻生物产量以单穴四株最高,水稻茎秆性状则随水稻栽插密度增加呈现逐渐弱化趋势;单穴单株水稻的穗粒数、结实率、千粒重较其他处理则分别提高6-26个、1.2%-3.6%、1.5%-3.3%,其他性状指标则要低于平均水平。【结论】基于水稻生长性状指标及经济效益分析,养蟹田单穴单株水稻植株性状要优于其他处理,水稻产量则以养蟹田单穴四株水稻产量最高;基于幼蟹产量及效益考虑,单穴单株幼蟹产量要明显高于其他两个处理,单穴单株水稻性状优势明显且综合经济效益达到最高。     

稻蟹共作田不同生育期水稻根际土壤细菌群落结构和功能分析

为了研究稻蟹共作田不同生育期水稻根际土壤细菌的群落结构组成及功能,利用Illumina 平台Miseq 高通量测序技术对水稻分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期的根际土壤细菌进行高通量测序及分析。结果表明,测序共获得的6 637个OTUs,可分为54个门,171个纲,381个目,600个科,1 028个属,2 162个种。4个生育期共有的细菌OTU数目为3 122个,4个生育期中抽穗期的Chao1指数最高,4个生育期间Shannon指数无显著差异。PCA分析显示,拔节期和抽穗期的细菌群落具有一定相似性,但与分蘗期及成熟期有一定差异性。4个生育期的稻田根际土壤细菌优势菌门（相对丰度>10%）有绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteriota）,优势菌属（相对丰度>1%）有31个。PICRUSt分析表明,抽穗期在269条代谢通路的丰度值最高。研究结果说明,根际土壤的细菌群落结构和功能会随着水稻生育期发生相应的变化,其中抽穗期的细菌物种数目最多且代谢功能最强。     

北方稻蟹共作系统氨挥发损失的研究

为探索稻蟹共作系统氨(NH₃)的挥发损失,在辽宁盘锦开展田间实验。实验采用二因素裂区设计,以养蟹为主因素,施肥为副因素,设置4个处理,即单作稻不施肥(R0M)、稻蟹共作不施肥(R0C)、单作稻施肥(R1M)和稻蟹共作施肥(R1C)。结果显示,在水稻全生育期,R0M、R0C、R1M和R1C的NH₃挥发量分别为8.56、7.37、45.64和41.34 kg·hm^-2。施肥是影响稻田NH₃挥发的主要因素,R1M和R1C的NH₃挥发量分别较R0M和R0C提高4.33倍和4.65倍。在施肥稻田,NH₃挥发主要集中在淹水后10 d内,该阶段的挥发量占全生育期的67.6%~76.7%。不施肥稻田的NH₃挥发速率整体较平稳。施肥也显著提高水稻氮(N)素积累量,R1M较R0M提高53.3%,R1C较R0C提高69.7%。养蟹可以降低稻田的NH₃总挥发量,从河蟹放入稻田后计,R1C的NH₃挥发量较R1M降低28.4%,差异显著;然而整个水稻生长季,R1M和R1C处理NH₃的总挥发量无显著差异。R1M和R1C处理NH₃总挥发量分别占当季施N量的28.5%和26.0%。养蟹提高了水稻N素积累量,在水稻成熟期R1C的水稻N素积累量较R1M增加25.0%。在不施肥稻田中,养蟹对削弱NH₃挥发损失和提高水稻N素积累量的效果不显著。