河蟹对北方稻田主要杂草选择性的初步研究

(1.上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;2.辽宁省盘锦市水产科学研究所,辽宁盘锦124000; 3.辽宁省盘锦市盘山县河蟹技术研究所,辽宁盘锦124000)

摘要：研究了在稻田中用网箱养殖的不同规格的中华绒螯蟹Eriocheir sinensis对稻田中4种杂草和水稻的选择性及摄食情况。结果表明:中华绒螯蟹对稻田杂草的摄食存在明显的选择性,对野慈姑Sagittaria trifolia var.sinensis的摄食量最大,对鸭舌草Monochoria vaginalis和眼子菜Potamogeton franchetii的摄食量相对较少,对稗草Echinochloa crusgalli和水稻的摄食量最差。不同规格的中华绒螯蟹对杂草的摄食率有所不同, 20～30 g的中华绒螯蟹对野慈姑的摄食率最高,与其它3种规格的中华绒螯蟹间存在极显著差异(P＜0.01);30 g以上的中华绒螯蟹对鸭舌草和眼子菜的摄食率均最低,与其它规格的中华绒螯蟹间存在显著差异(P＜0.05);1～10 g的中华绒螯蟹对稗草和水稻的摄食率最高,与其它规格的中华绒螯蟹间存在极显著差异(P＜0.01)。

中华绒螯蟹Eriocheir sinensis俗称河蟹[1],是中国特有的水产养殖珍品[2-3]。河蟹幼蟹和成蟹阶段基本以底栖动物、周丛生物和水草为食,水草是河蟹的主要饵料来源,水草的多寡直接决定河蟹生长的好坏[4]。由于稻田养蟹有较高的经济效益和生态效益[5],近几年来北方稻田养蟹面积不断扩大,发展迅猛[6]。2002年底,全国稻田养蟹面积已达150万hm2。徐兴川[7]认为,在稻田中养殖河蟹具有除草和中耕作用;柴祥法等[8]对稻田养蟹的经济效益、社会效益和生态效益进行了分析,指出稻田养蟹具有广阔的发展前景。杂草是制约水稻生长的重要因子[9]。常规稻作生产主要依靠施用化学试剂来控草,以获得水稻的高产稳产[10]。长期大量使用化学除草剂,会对环境和农产品造成污染[11],破坏农田的生物多样性[12],并且容易导致杂草抗药性的产生[13]。保障生态和粮食安全,发展绿色食品的生产,已经成为农业可持续发展的重要战略目标之一[14-17]。水稻是中国最重要的粮食作物之一[18],目前水稻生产已开始从单纯追求高产转向以健康、安全为前提的优质高产。在杂草的防除策略上,要求尽量减少化学除草剂的使用,提倡利用生物、生态的措施来综合治理杂草[19]。在现有的稻田栽培管理体系中,尚缺少切实可行的生态控草措施[20]。稻田中的杂草类型很多,目前中国东北地区共有49科116属,约171种。其中分布范围广、发生密度大、危害程度严重的有10科17种,包括稗草、野慈姑、眼子菜、鸭舌草等,这些都是北方水田的恶性杂草[18]。

在传统稻田养蟹基础上发展起来的稻蟹种养新技术,利用河蟹在稻田的活动有效控制稻田病虫草害的发生,从而减少化学物质的使用,实现水稻的可持续发展。目前关于稻蟹种养新技术的研究有部分报道[21-29],但由于生态环境、地域特征和稻作技术不同使研究结果颇有争议。本研究中,作者针对辽宁盘锦稻区单季稻生产情况,对中华绒螯蟹摄食稻田4种主要杂草野慈姑Sagittaria trifolia var.sinensis、稗草Echinochloa crusgalli、眼子菜Potamogeton franchetii和鸭舌草Monochoria vaginalis以及水稻的情况进行了初步研究,以定量评估河蟹对杂草的控制作用,从而为充分利用河蟹对杂草的生物防治提供参考资料,同时也为优化并组建养蟹稻田杂草综合防治新模式提供理论依据。

1 材料与方法

试验用河蟹与杂草均取自辽宁盘锦市盘山县坝墙子镇稻田养蟹试验基地。河蟹按体质量分为1～10、11～20、21～30 g和≥31 g 4种规格。供试杂草为野慈姑、稗草、眼子菜和鸭舌草,同时把水稻作为河蟹的摄食对象,与不同生长阶段的河蟹同步采样。每个处理组和对照组均设4个重复,吸水率测定和河蟹摄食试验同步进行。

试验在稻田的环沟内进行,模拟河蟹最佳的生长环境,稻田环沟的宽度和深度分别为60 cm和40 cm。采用网箱(30 cm×30 cm×30 cm)养殖河蟹,网箱的框架用铁丝围成,周围缝上一层100目的纱网,以防止有杂物进出网箱,影响河蟹的摄食。将4种杂草和水稻(用吸水纸吸干表面所附水分并称重)分别放入网箱中,同时每箱中放入4只饥饿一周的河蟹,于8:00—9:00开始投喂杂草,经过24 h和48 h后取出杂草称重(用吸水纸吸干表面的水分),从而计算河蟹的摄食量。

河蟹喂养期间,7:00测定时水温为19.8～20.7℃,18:00为20.5～22.7℃,早晨最低水温为18.2℃,最高水温为23.1℃,下午最低水温为19.6℃,最高水温为26.8℃,各网箱水温动态变化一致。网箱7:00的溶氧含量为3.5～4.5 mg/L, 18:00为4.2～5.3 mg/L,网箱溶氧变化情况也基本一致。7:00 pH为7.8～8.1,18:00为8.3～8.8,试验期间各网箱pH没有明显差异。同时水体的总氨氮和亚硝酸盐含量均在正常水质指标范围内。

摄食量(M)和摄食率(V)的计算均采用差减法,即每天8:00—9:00投喂过量的杂草,并设4组空白对照,计算吸水率,次日8:00—9:00收集残饵。杂草的吸水率(i)以及摄食量的计算方法与饵料的吸水率计算方法相同[30]。

i=(24 h后水中杂草的质量-投喂时杂草的质量)/投喂时杂草的质量×100%,

式中:i为杂草的吸水率;M为摄食量;V为摄食率;Wo为投喂的杂草量;Wt为第二天收集的剩余杂草量;G为河蟹的质量。

式中:ri为某种杂草被摄食的量占总摄食量的百分比;pi为同一种杂草的量占放入杂草总量的百分比。

试验数据用SPSS 13软件进行处理,样本间的差异显著性用ANOVA进行分析。

2 结果与分析

从表1、图1可见:在4种杂草中,河蟹最喜食野慈姑,其次为鸭舌草、眼子菜,对稗草不摄食(除1～10 g河蟹外)。24 h内,河蟹对4种杂草的摄食量差异显著,其中河蟹对野慈姑的摄食量与对鸭舌草、眼子菜和稗草间的摄食量存在极显著差异(P＜0.01);河蟹对鸭舌草的摄食量与眼子菜、稗草间无显著差异(P＞0.05);河蟹对眼子菜的摄食量与稗草间无显著差异(P＞0.05)。24 h内河蟹对4种稻田主要杂草的摄食率与摄食量的情况相似。48 h内,河蟹对4种杂草的摄食量和摄食率均存在显著差异(P＜0.05),其中河蟹对野慈姑的摄食量和摄食率与其它杂草相比,均存在极显著差异(P＜0.01)。

24 h内河蟹对野慈姑和鸭舌草的选择指数为正值,平均为0.3306和0.0006,对眼子菜和稗草的选择指数皆为负值,分别为-0.0477和-0.0625;

48 h内河蟹对鸭舌草和眼子菜的选择指数为正值,平均为0.2746和0.0075,对眼子菜和稗草的选择指数皆为负值,分别为-0.0385和-0.0625。这说明河蟹比较喜食野慈姑和鸭舌草,而眼子菜与稗草属为替代或迫食种类。

表1 河蟹对4种杂草和水稻的选择性(平均值±标准误差,n=4)
Tab.1 Selectivity of Chinese mitten-handed crab for four weeds and riceg/只

注:同列中标有不同大写字母者表示组间差异极显著(P＜0.01),标有不同小写字母者表示组间差异显著(P＜0.05),标有相同小写字母者表示组间差异不显著(P＞0.05)。
Note:The means with different capital letters within the same column are very significantly different at the 0.01 probability level,with different letters being significantly different at the 0.05 probability level,and the means with the same letters within the same column are not significant differences.

24 h 试验摄食量feeding选择指数48 h种类species selection野慈姑Sagittaria trifolia Var.sinensis0.2264±0.0841Aa0.33060.3806±0.0779Aaselection试验摄食量feeding选择指数-0.0625 0.2746鸭舌草Monochoria vaginalis0.0907±0.0259Bb0.00060.1734±0.0276Bb0.0075眼子菜Potamogeton franchetii0.0440±0.0097Bb-0.04770.1015±0.0245Bc-0.0385稗草Echinochloa crusgalli0BCbc-0.06250Cd-0.0625水稻rice0BCbc-0.06250Cd

24 h、48 h内不同规格的河蟹对4种杂草和水稻的摄食率分别见表2。

给不同规格的河蟹投喂野慈姑,24 h内4种规格的河蟹对野慈姑的摄食率不同,其中21～30 g的河蟹对野慈姑的摄食率最高,30 g以上的河蟹对野慈姑的摄食率最低。21～30 g河蟹对野慈姑的摄食率与其他3种规格的河蟹相比均存在极显著差异(P＜0.01),其余3种规格河蟹对野慈姑的摄食率均无显著性差异(P＞0.05)。河蟹48 h内对野慈姑的摄食率和24 h内情况相似。

表2 24 h、48 h内不同规格的河蟹对杂草和水稻的摄食率(平均值±标准误差,n=4)
Tab.2 Food consumption of weeds and rice by Chinese mitten-handed crab with different body wieghts in 24,and 48 hours g/(只·h)

注:同行中标有不同大写字母者表示组间差异极显著(P＜0.01),标有不同小写字母者表示组间差异显著(P＜0.05),标有相同小写字母者表示组间差异不显著(P＞0.05)。
Note:The means with different capital letters within the same line are very significantly different at the 0.01 probability level,with different letters being significantly different at the 0.05 probability level,and the means with the same letters within the same line are not significant differences.

时间time 1～1011～2021～30＞30野慈姑Sagittaria trifolia Var.sinensis0.0085±0.0027Bb0.0078±0.0022Bb0.0219±0.0049Aa0.0073±0.0017种类species不同规格的河蟹different specifications of Chinese mitten crab/g Bb鸭舌草Monochoria vaginalis0.0060±0.0024Aa0.0051±0.0011Aa0.0067±0.0010Aa0.0041±0.0012Ab24 h眼子菜Echinochloa crusgalli0.0020±0.0013Aa0.0029±0.0004Aa0.0029±0.0016Aa0.0002±0.0001Ab稗草Potamogeton franchetii0.0002±0.00003Aa0.0001±0.00002Bb0.0001±0.00003Bb0.0001±0.00005Bb水稻rice0.0002±0.00003Aa0.0001±0.00002Bb0.0001±0.00003Bb0.0001±0.00005Bb野慈姑Sagittaria trifolia Var.sinensis0.0181±0.0048Bb0.0172±0.0031Bb0.0396±0.0093Aa0.0148±0.0019Bb鸭舌草Monochoria vaginalis0.0132±0.0018Aa0.0117±0.0056Aa0.0148±0.0018Aa0.0089±0.0024Ab48 h眼子菜Echinochloa crusgalli0.0050±0.0015Aa0.0068±0.0010Aa0.0072±0.0036Aa0.0008±0.0004Ab稗草Potamogeton franchetii0.0002±0.00003Aa0.0001±0.00002Bb0.0001±0.00003Bb0.0001±0.00003Bb水稻rice0.0002±0.00003Aa0.0001±0.00002Bb0.0001±0.00003Bb0.0001±0.00003Bb

给不同规格的河蟹投喂鸭舌草,21～30 g的河蟹摄食率最高,30 g以上河蟹的摄食率最低。24 h内,1～10、11～20和21～30 g河蟹对鸭舌草的摄食率与30 g以上河蟹对鸭舌草的摄食率间存在显著差异(P＜0.05);1～10、11～20 g和21～30 g河蟹间对鸭舌草的摄食率均没有显著性差异(P＞

0.05)。不同规格河蟹48 h内对鸭舌草的摄食率与24 h内的摄食率相似。

给不同规格的河蟹投喂眼子菜,24 h内,11～20 g和21～30 g河蟹的摄食率最高,30 g以上河蟹的摄食率最低;48 h内,21～30 g的河蟹摄食率最高,30 g以上的河蟹摄食率最低。24 h内,1～10 g、11～20 g和20～30 g河蟹对眼子菜的摄食率与30 g以上的河蟹对眼子菜的摄食率间存在显著差异(P＜0.05)。48 h内,不同规格河蟹对眼子菜的摄食率情况与24 h内河蟹对眼子菜的摄食率情况相似。

给不同规格的河蟹投喂稗草(稻田中最恶性的杂草)和水稻,24 h内,1～10 g的河蟹与其它规格河蟹对稗草和水稻的摄食率间存在极显著差异(P＜0.01),而11～20、21～30 g以及30 g以上的河蟹对稗草和水稻的摄食率均没有显著差异(P＞0.05);第二天河蟹不摄食稗草和水稻。48 h内,不同规格河蟹对稗草和水稻的摄食率情况和24 h内河蟹对稗草和水稻的摄食率情况相似。

3 讨论

稻田杂草与水稻竞争导致水稻产量严重降低[31]。杂草与水稻之间的关系[32],一方面是相互为获取水分、营养、光照等的竞争;另一方面,也能相互分泌某些化学物质抑制种子萌发以及苗与根的生长。杂草的减少能有效地抑制杂草对水稻的竞争,是提高水稻产量的途径之一[31]。因此,研究河蟹对稻田杂草的选择性和摄食情况,对稻田生态养殖具有重要的意义。

河蟹对稻田4种杂草的摄食表现出明显的选择性,依次为野慈姑＞鸭舌草＞眼子菜＞稗草,其中21～30 g的河蟹对野慈姑、鸭舌草和眼子菜的摄食量和摄食率最高,而30 g以上河蟹对这3种杂草的摄食量和摄食率相对较低。其原因可能是随着河蟹的生长,对动物性营养的需求增加,且河蟹是偏食动物性饵料的杂食性动物[33],因而30 g以上的河蟹对杂草的摄食量和摄食率相对减少。

河蟹对单一杂草的日摄食量低于对4种杂草混合投喂的摄食量,这与温周瑞等[4]的试验结果一致。本研究中,河蟹与杂草都是在同一地点采的样,并且在稻田环境下进行投喂,试验环境和河蟹生长的环境相同,故其试验结果能反映稻田的实际情况。河蟹虽喜食动物性饵料,但在食物比重上却往往以植物性食物为主[34]。因此,研究河蟹对稻田杂草的控制作用及如何充分利用这种作用具有重要的意义。

河蟹对杂草的摄食情况,无论是单独投喂一种杂草,还是混合投喂几种杂草,河蟹对其日摄食量均依次为:野慈姑＞鸭舌草＞眼子菜＞稗草,这也与温周瑞等[4]的研究结果一致。河蟹是一种以动物食性为主,兼食植物饵料的杂食性动物[2]。本试验中,笔者仅初步研究了河蟹对稻田杂草的摄食情况,并未进行河蟹对动物性饵料以及杂草和动物性饵料混合摄食率的研究,因此,仍需进一步研究河蟹对饵料的摄食率。稻田中杂草的种类较多,从理论上讲大多数稻田杂草都可以作为河蟹的天然饵料[6],而本试验中笔者仅研究了河蟹对4种稻田主要杂草的选择性和摄食情况。因此,进一步研究河蟹与杂草的关系以及如何充分利用这种关系,从而减少农药的使用量,减少人工投饵以节省成本,达到优化养蟹稻田综合防治模式、生产无公害稻米和河蟹的目的。

[1] 林乐峰.河蟹生态养殖与标准化管理[M].北京:中国农业出版社,2007:10-11.

[2] 徐兴川,徐维烈,蔡增山.河蟹健康养殖技术[M].北京:化学工业出版社,2008:6-7.

[3] 王成辉,李思发,李晨虹,等.中华绒螯蟹长江种群与辽河种群一龄阶段的成活率与生长性能比较[J].上海水产大学学报, 2000,9(2):111-115.

[4] 温周瑞,刘慧集,吴琅虎,等.河蟹对几种水草的选择性与摄食量的研究[J].水利渔业,2000,20(1):16-18.

[5] 陈飞星,张增杰.稻田养蟹模式的生态经济分析[J].应用生态学报,2002,13(3):323-326.

[6] 邵益栋,杨益众,余月书,等.中华绒螯蟹摄食褐飞虱与3种杂草的初步研究[J].植物保护科学,2004,20(2):178-180.

[8] 柴祥法,何庆富,孙君华.稻田养蟹生态农业试验探索[J].上海农业科技,1996(6):30-31.

[9] 丁文斌,陶吉平,李勤凤,等.稻鸭共育对稻田杂草和病虫害生物防治效应研究[J].上海农业科技,2006(1):99-100.

[10] 甄若宏,王强盛,张卫健,等.稻鸭共作对稻田主要病、虫、草的生态控制效应[J].南京农业大学学报,2007,30(2):60-64.

[11] 张宗炳.农药对农田生态系统的影响[J].生态学杂志,1988, 7(1):25-29.

[12] 吴春华,陈欣.农药对农区生物多样性的影响[J].应用生态学报,2004,15(2):341-344.

[13] 李永丰,李宜慰,刘正道,等.抗药性杂草种群的发展及其防治对策[J].江西农业大学学报,1999,21(1):43-46.

[14] 杜相革,李克江.我国绿色食品生产发展的理论与实践[J].中国农学通报,2000,16(2):43-45.

[16] 曾德慧,姜凤岐,范志平,等.生态系统健康与人类可持续发展[J].应用生态学报,1999,10(6):751-756.

[17] 章家恩,骆世明.农业生态系统健康的基本内涵及其评价指标[J].应用生态学报,2004,15(8):1473-1476.

[18] 陈温福.北方水稻生产技术问答[M].北京:中国农业出版社,2007:182-183.

[19] 魏守辉,强胜,马波,等.稻鸭共作及其它控草措施对稻田杂草群落的影响[J].应用生态学报,2005,16(6):1067-1071.

[20] 李保同,石庆华,方加海,等.无公害水稻生产的病虫草调控技术及其效应的研究[J].应用生态学报,2004,15(1):111-115.

[22] 任玉民,魏晓敏,隆明发,等.辽河下游沿海地区稻-蟹共生立体生态效益及经济分析[J].垦殖与稻作,1996(2):27-30.

[23] 周敏砚,吴玉美.生物农药防治养蟹稻田水稻纹枯病的效果及其对产蟹的影响[J].中国生物防治,1999,15(1):45.

[24] 任玉民.稻田养蟹灭草效果探讨[J].垦殖与稻作,2000(4): 39-40.

[25] 薛智华,杨慕林,任巧云,等.养蟹稻田稻飞虱发生规律研究[J].植保技术与推广,2001,21(1):5-7.

[26] 邵益栋,杨益众,夏慧,等.江苏稻田养蟹现状及发展前景探讨[J].水产养殖,2002(1):35-37.

[27] 傅婕.稻田生态养殖河蟹综合技术[J].垦殖与稻作,2004 (4):50-52.

[28] 闫志利,林瑞敏,牛俊义,等.我国稻蟹共作技术研究的现状与前景展望[J].北方水稻,2008,38(2):5-9.

[29] 王武.北方稻田养蟹产业发展思路[J].中国水产,2008(10): 11-13.

[30] 王吉桥,庞璞敏,于静,等.中华绒螯蟹对食物的选择性、摄食量及摄食节律的研究[J].水利渔业,2000,20(2):6-7.

[31] 柏连阳,罗宽.水稻与杂草相互竞争和化感作用[J].杂草科学,2000(1):6-10.

[32] 胡冀宁,孙备,李建东,等.植物竞争及在杂草科学中的应用[J].作物杂志,2007(2):12-15.

[33] 朱晓鸣,崔奕波,光寿红.中华绒螯蟹对三种天然饵料的选食性及消化率[J].水生生物学报,1997,21(1):94-96.

[34] 陈炳良,堵南山,叶鸿发.中华绒螯蟹的食性分析[J].水产科技情报,1989,16(1):1-5.

Selectivity of Chinese mitten-handed crab for major weeds in the northern paddy fields

LÜ Dong-feng1,WANG Wu1,MA Xu-zhou1,CHEN Zai-zhong1, BAI Guo-fu2,CHEN Wei-xin3,YU Yong-qing3
(1.College of Fisheries and Life,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China;2.Fishery Science Research Institute of Panjin city, Liaoning Province,Panjin 124000,China;3.Crab Technology Institute of Panshan County,Panjin 124000,China)

Abstract：The selection and feeding of weeds and rice were studied in Chinese mitten-handed crab(Eriocheir sinensis)with different body weights of 1-10,11-20,21-30 and≥30 g cultured in net cages disposed in a paddy field.It was found that the crab showed significantly feeding selection of the weeds,the maximal food consumption for wild arrowhead,followed by for Potamogeton and Monochoria grass and the minimal for barnyard grass and rice. The crabs with different sizes were found to have different consumption of the weeds.The crab weighing 20-30 g had the maximal food consumption of the wild arrowhead,significantly different from the others(P＜0.01).The crab over 30 g showed the minimal food consumption of Monochoria vaginalis,and Echinochloa crusgalli(P＜0.05).The crab weighing 1-10 g had the maximal food consumption of the barnyard grass and rice,significantly different from the others(P＜0.01).

Key words：Eriocheir sinensis;paddy field;weed;rice;feeding rate;selectivity

基金项目：农业部优质蟹种规模化繁育与养殖示范项目(nyhyzx07-045);上海市重点学科建设项目(Y1101)

作者简介：吕东锋(1983-),男,硕士研究生。E-mail:lvdongfeng2004@163.com