稻-渔系统是灵验诈欺水土资源分娩稻谷和水居品的进击农业分娩姿色，在区域食品供给保险、资源和环境保护等方面融会着进击作用[1]。比年来，稻虾轮廓种养发展速即，还是成为我国长江中卑鄙稻作区进击的生态农业花样[2]。然则，稻虾轮廓种养仍然存在重虾轻稻、营养处罚纰漏、饲料干预过量、监管措施不完善等问题艺术学厕拍，怎么优化稻虾轮廓种养体系中营养的处罚是当今连络的热门问题[3]。

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磷是生态系统中的限制性营养[4]，亦然水体富营养化弗成冷漠的非点源玷秽物。农业生态系统中磷素均衡的分析连络是科学评估稻虾共作系统营养处罚偏执环境风险的进击智力。前东说念主对稻田轮廓种养体系中磷的均衡和动态变化开展了无数连络，陈飞星等[5]对稻蟹生态系统中农田营养均衡的连络标明，稻蟹花样的农田中证实为磷盈余，其盈余量均高于水稻单作；佀国涵等[6]对稻虾共生系统磷轮回的连络标明，稻虾生态系统磷的输出/输入均小于惯例稻作花样；李成芳等[7]对稻鸭、稻鱼共作体系中稻田磷素动态变化的连络标明，与水稻单作比较较，稻鸭和稻鱼共作处理田面水总磷浓度、融化磷浓度、泥土速效磷含量和水稻磷招揽量显耀加多。比年来，稻虾共作花样中的饲料干预还是成为磷素处罚弗成冷漠的成分，然则对于稻虾共作生态系统饲料干预对农田生态系统磷素均衡气象、磷素诈欺率以及环境经济效益等方面的连络还鲜有报说念，为此本文通过成就田间检修，连络水稻单作和稻虾共作（投食和不投食）条目下水稻产量、磷素均衡、田面水磷素浓度变化特征以及经济生态效益，为合理调控稻虾共作营养轮回与均衡、资源高效诈欺和农业绿色可握续发展提供表面撑握。

1 材料与智力 1.1 检修区概况

检修场所位于安徽省铜陵市普济圩农场（31°55′ N，117°43′ E）。该地区属亚热带季风性湿润表象，年平均气温为16.1 ℃，年平均降水量为1 297.5 mm，2019年水稻培植时期铜陵每月最高和最低日平均气温与降水量见表 1。培植轨制为“晚稻-冬闲”，泥土类型为潴育型水稻土。耕层泥土有机质含量39.54 g∙kg-1，全氮含量2.07 g∙kg-1，灵验磷含量8.04 mg∙kg-1，速效钾含量139.72 mg∙kg-1，pH为6.4。

表 1 2019年水稻培植时期铜陵每月最高和最低日平均气温与降水量 Table 1 Maximum and minimum daily temperature of each month and precipitation in Tongling during rice cultivation in 2019 1.2 检修联想与田间处罚

检修于2019年4—11月进行，田间检修布局见图 1，成就3个处理：水稻单作（RM）、稻虾共作投食（RC feed 1）、稻虾共作不投食（RC feed 0）；每个处理成就3次重迭，小区面积440 m（2 22 m×20 m），RC feed 1和RC feed 0处理小区周围开挖宽1.0 m、深1.0 m的“L”形虾沟，面积约为41 m2，虾沟面积约为水稻培植区域面积的10%。为了退步串水、串虾，每个处理王人有单独的进水和排水口，且处理间设宽0.4 m、深1.0 m的水沟离隔。在虾沟岸边成就潦倒塑料板，塑料板埋入地下0.5 m，表示大地0.3 m，并用铁丝流畅固定，退步小龙虾逃遁。供试水稻品种为“新优188”，供试虾为克氏原螯虾。

水稻苗期在育秧基地中孕育，于2019年7月6日移栽至本检修田中。栽植原则为宽行窄株，穴距20 cm，行距30 cm，每穴3株。各处理之间均施用等量等比例的化肥，化肥翻耕混入泥土，N、P2O5、K2O施用量隔离为225、90、113 kg∙hm-2，磷肥和钾肥通盘当作基肥施用，氮肥70% 当作基肥，30% 当作追肥在7月23日施用。

稻虾共作花样经由如图 2所示，水稻孕育期内田面多数时候处于淹水状态，田沟互通，稻虾共生，部分时候（晒田、成绩等）水稻田内搁干，克氏原螯虾随水迁徙到虾沟内。2019年4月15日，捕捞稻虾共作投食和不投食处理中的成虾，并投放质地为（15±2）g的幼虾，投放密度为1.35×104只·hm-2。检修时期（2019年4—10月），按照克氏原螯虾质地的2%~7%投喂合营饲料，饲料主要原料为鱼粉、豆粕、花生粕、菜粕、豆油、磷酸二氢钙等。投喂时候采纳早上或者傍晚，投喂场所采纳浅水区虾穴隔邻。证据天气气象和克氏原螯虾摄食情况转移投喂频率和投喂量并作念纪录，干预饲料量累计为525 kg∙hm-2，整个克氏原螯虾于水稻收割后捕捞。

1.3 样品的网络与测定智力 1.3.1 水稻植株样品的网络与测定

在水稻孕育的苗期和锻真金不怕火期，每小区速即考中5穴代表性水稻植株，采样点隐没田边，使用铲子在其四周挖出15 cm×15 cm×10 cm的土块，将水稻拔离泥土，连同根系装上钩袋，带回履行室处理。经自来水和蒸馏水冲洗干净后，茎、叶、穗、根隔离装入样品袋，于105 ℃杀青30 min，75 ℃下烘干至恒质地，测定其干物资量。植株样品翻脸后，经浓硫酸-过氧化氢高温消化，钼锑抗比色法测定其全磷含量[8]。

1.3.2 克氏原螯虾样品偏执饲料的网络与测定

检修末端时，捕捞整个克氏原螯虾，纪录成虾的质地。隔离取幼虾、成虾和饲料测定含水量和全磷含量，全磷的测定智力同水稻植株样品。

1.3.3 灌溉水和田面水样品网络与测定

每次进水和排水时纪录稻田和虾沟的水位变化，盘算进水量和排水量，在稻田进出水口网络灌溉水水样，测定全磷含量；在水稻生养期每隔一个月网络一次田面水，用50 mL医用打针器在稻田进出水口、小区内以及沟渠等位置网络5个点的混杂水样，注入250 mL洗净消毒的集水瓶，整个水样网络后立即带回履行室分析。水样全磷含量诈欺过硫酸钾氧化- 钼蓝比色法测定[9]，融化磷含量诈欺0.45 μm滤膜过滤-钼锑抗比色法测定[10]。

1.3.4 降雨样品的网络与测定

在检修时期诈欺SDM6型雨量器网罗雨水样品，取每次降雨的全过程样（降雨初始至末端）。网络的样品混杂均匀后移入洁净干燥的聚乙烯塑料瓶中，冷冻保存备用。降雨中的全磷含量测定智力同灌溉水样分析。磷的千里降量为实质网罗的降水磷浓度与相应降雨量的乘积贮加。

1.3.5 水稻和克氏原螯虾产量的测定

水稻锻真金不怕火期，在每个小区拜谒30穴水稻的灵验穗数，盘算平均灵验穗数，按照平均灵验穗数考中5穴水稻拜谒每穗总粒数，盘算结子率和千粒质地，测定表面产量。锻真金不怕火期从各小区收割3块1 m2样方的水稻，脱粒去杂、测定水分、称量质地、折算实质产量。水稻产量的盘算包括虾沟占用面积。克氏原螯虾于水稻收割后通盘捕捞、称量质地、纪录产量。

1.3.6 数据盘算与分析

磷素均衡的盘算。OENEMA等[11]和巨晓棠等[12]证据营养均衡的系统鸿沟将营养均衡分为3类，即农场界面（Farm gate）、泥土界面（Soil surface）和泥土系统（Soil system）。本连络考中农场界面诞生磷素均衡（图 3），以稻虾共作系统当作一个黑箱，详备纪录农场界面氮素输入和输出数目。磷均衡便是磷输入（化肥+秧苗+降雨+饲料+灌溉水+幼虾）减去磷输出（稻谷+成虾）。磷均衡为碰巧，标明水稻和克氏原螯虾带出的磷素部分来自环境，磷均衡为负值，标明输入的磷素中有剩余部分留在环境中。

磷素诈欺率（Phosphorus use efficiencies，PUE）界说为磷素居品输入与输出的比率[13-15]，即磷素诈欺率便是磷输出（稻谷+成虾）除以磷输入（化肥+秧苗+降雨+饲料+灌溉水+幼虾）。

稻虾共作系统中克氏原螯虾虾壳轮回量的盘算：幼虾至性锻真金不怕火一般需要经过5~6次的蜕壳，虾壳占虾体质地的平均比值为12.4%[16]，即虾壳中磷的含量为8.6 g·kg-1，以此盘算虾壳磷轮回量。

采纳Microsoft Excel 2019进行数据处理和图形绘图，采纳SPSS 18.0软件进行不同处理间各有计划的各异性及相干性的统计分析。

2 终结与分析 2.1 水稻产量及组成成分

水稻产量的组成成分分析标明（表 2），RC feed 1、RC feed 0和RM 3个处理间水稻灵验穗数、每穗总粒数、结子率、千粒质地均无显耀各异（P>0.05）；水稻产量在3个处理间各异也不显耀（P>0.05）。

表 2 不同处理对水稻产量及组成成分的影响 Table 2 Effects of different treatments on rice yield and component factors 2.2 水稻磷招揽

由表 3可知，除茎部外，水稻其他部位全磷含量不同处理之间均无显耀各异（P>0.05）；RC feed 0处理茎部全磷含量较RM和RC feed 1处理隔离进步了35.80% 和20.71%，且RC feed 0和RM处理之间各异达显耀水平（P < 0.05）。RC feed 0处理的水稻叶部磷招揽量较RM和RC feed 1处理隔离加多了22.18%和16.68%，且各异达显耀水平（P < 0.05）；水稻茎部磷招揽量以RC feed 0处理最高，且变化划定与叶部相易。可见，稻虾共作不投食花样能进步水稻茎和叶的磷招揽量，对籽粒和根系的磷招揽量无显耀影响。

表 3 稻虾共作花样和水稻单作花样中水稻植株磷的招揽 Table 3 P uptake of rice plant of integrated rice-crayfish system and rice monoculture system 2.3 磷轮回特征及均衡气象

稻虾共作和水稻单作花样磷轮回特征及均衡气象见表 4。RM处理中磷输入主若是化肥、水稻秧苗、降雨及灌溉水，总输入量为41.54 kg∙hm-2，其中化肥磷占总输入的94.61%。RM处理磷输出主若是水稻籽粒，其磷输出量为33.89 kg∙hm-2；系统轮回的磷主若是水稻秸秆磷和水稻根系磷，其磷轮回量所有这个词为30.48 kg∙hm-2，占总输入量的73.38%。RC feed 1处理磷输入较RM处理加多了克氏原螯虾幼虾和饲料，幼虾投放质地为200 kg∙hm-2，鲜美状态下克氏原螯虾的磷含量为2.21 g·kg-1，盘算得幼虾输入的磷为0.44 kg∙hm-2；饲料的干预量为525 kg∙hm-2，正常保存状态下磷含量为10.86 g·kg-1，盘算得饲料输入的磷为5.70 kg∙hm-2；化肥磷占总输入的81.74%，饲料磷占11.86%。RC feed 1处理磷输出为37.24 kg∙hm-2，其中水稻籽粒磷占97.96%；成虾产量为344 kg∙hm-2，磷含量为2.21 g·kg-1，盘算得成虾输出的磷为0.76 kg∙ hm-2，占总输出的2.04%；系统轮回的磷为水稻秸秆磷、水稻根系磷和虾壳磷，其磷轮回量所有这个词为33.91 kg∙hm-2，占总输入量的70.53%。RC feed 0处理较RC feed 1处理减少了饲料磷输入，化肥磷占总输入的92.73%；磷输出为36.39 kg∙hm-2，其中水稻籽粒磷占98.32%，成虾产量为274 kg∙hm-2，磷含量为2.21 g· kg-1，盘算得成虾输出的磷为0.61 kg∙hm-2，占总输出的1.68%；系统轮回的磷为水稻秸秆磷、水稻根系磷和虾壳磷，其磷轮回量所有这个词为40.84 kg∙hm-2，占总输入量的96.37%。证据农田磷均衡的盘算，RM、RC feed 1和RC feed 0处理农田磷均衡隔离为7.65、10.84 kg∙hm-2和5.99 kg∙hm-2。这标明3种处理农田磷素均盈余，RC feed 1处理磷盈余量最大，RC feed 0处理磷盈余量最小，可见稻虾共作不投食减少了农田磷素盈余，加多了系统磷轮回量。

表 4 稻虾共作花样和水稻单作花样系统磷轮回与均衡气象（kg∙hm−2） Table 4 P cycle and balance of integrated rice-crayfish system and rice monoculture system(kg∙hm−2) 2.4 磷素分派和磷素诈欺率

图 4A为各处理磷素的分派情况，磷素的输入量（化肥+秧苗+降雨+饲料+灌溉水+幼虾）减去磷素输出量（稻谷+成虾）得到磷素淹留在环境中的量。RM、RC feed 1和RC feed 0处理淹留在环境中的磷素的量隔离为7.65、10.84 kg∙hm-2和5.99 kg∙hm-2，RC feed 0处理较RM和RC feed 1处理淹留在环境中的磷素隔离减少21.70%和44.74%。图 4B为不同处理的磷素诈欺率，RC feed 0处理磷素诈欺率显耀高于RC feed 1处理（P < 0.05）。相较于RM和RC feed 1处理，RC feed 0处理加多了水稻磷素招揽，减少了磷在环境中的淹留。

2.5 稻田田面水中的磷

稻田田面水总磷浓度的变化趋势如图 5A所示。6月，RC feed 1处理稻田田面水总磷浓度最高，其次是RC feed 0处理，RM处理最低（P < 0.05）。7、8月，RC feed 1处理稻田田面水总磷浓度显耀高于RM和RC feed 0处理（P < 0.05），RM和RC feed 0处理之间无显耀各异（P>0.05）。9、10月，各处理稻田田面水总磷浓度无显耀各异（P>0.05）。稻田田面水融化磷浓度的变化趋势如图 5B所示。6月，RC feed 1处理稻田田面水融化磷浓度最高，其次是RC feed 0处理，RM处理最低（P < 0.05）。7、8、9月，RC feed 1处理稻田田面水融化磷浓度最高，RC feed 0和RM处理稻田田面水融化磷浓度无显耀各异（P>0.05）。因此，在6—9月时期，RC feed 1处理较RM和RC feed 0处理进步了稻田田面水总磷和融化磷浓度，加多了磷的径流赔本风险，延伸了风险期；而相较于RC feed 1处理，RC feed 0处理唐突减小这一风险。

2.6 经济效益

由表 5可知，RC feed 1和RC feed 0处理干预资分内别为24 844元·hm-2和19 717元·hm-2，较RM处理隔离加多了80.95%和43.61%；加多的部分主要来自强异工程、虾苗和水稻育秧插秧用度，RC feed 1处理较RC feed 0处理还加多了饲料的干预。RC feed 0和RC feed 1处理净收入隔离为24 579元·hm-2和24 084元·hm-2，较RM处理（15 938元·hm-2）隔离加多了54.22% 和51.11%。3个处理间RC feed 0处理的净收入最高。

表 5 稻虾共作花样和水稻单作花样的经济效益（元·hm−2） Table 5 Economical costs and benefits of integrated rice-crayfish system and rice monoculture system(yuan·hm−2) 3 磋议 3.1 稻虾共作花样水稻产量和磷素招揽

稻虾共作处理的衍生沟占了一部分面积，是以实质水稻培植面积要小于水稻单作处理，但稻虾共作花样下水稻产量并莫得减少。GUO等[17]对世界14个省市的86个农场进行了实地拜谒，终结标明，稻虾共作花样水稻产量为8.07 t·hm-2，较水稻单作花样（8.00 t·hm-2）略有加多，但并无显耀各异。曹凑贵等[2]的连络标明，尽管稻虾共作花样中培植水稻的面积减少（衍生沟面积占8%），但水稻单产并未减少，稻虾共作花样水稻产量比传统水稻培植花样加多4.63%~14.01%。本检修中水稻产量莫得减少，处理间产量各异不显耀，这与前东说念主的连络终结一致。水稻产量莫得减少可能是因为以下原因：一是投喂饲料中营养未被虾澈底诈欺，而被水稻招揽。XIE等[1]的连络标明，在稻鱼系统中，鱼饲料中有32% 的氮被水稻招揽。MIRHAJ等[18]的连络诠释，稻田种养系统中水稻和动物之间的营养可互利互补，稻田中残留的饲料唐突促进水稻孕育；二是克氏原螯虾在田间的活动影响水稻营养招揽。动物在田间的活动会影响泥土通气、氧化复原状态等理化性状，从而加速泥土灵验营养的开释[19]。有连络标明，稻虾共作花样中克氏原螯虾在田间的蜕壳和排泄物等也唐突加多泥土全氮、全磷、全钾含量[20]，改善泥土营养气象，促进水稻对营养的招揽；三是衍生沟旯旮效应导致的水稻增产效应能弥补因培植面积减少而引起的产量减少。吴雪等[21]的连络标明，衍生沟的联想对守护水稻产量特殊进击，如果衍生沟相对较小（日常是小于10%），则不会裁汰水稻产量，致使还能加多水稻产量。

3.2 稻虾共作花样稻田磷素均衡

无数连络标明，营养均衡是猜度营养干预、分娩力、环境影响和泥土肥力变化的最灵验有计划[12]。稻虾共作花样农田磷素均衡反应了磷素在农业生态系统水平的盈余或亏缺。本连络标明，稻虾共作花样较惯例水稻单作花样减少了农田磷素盈余，且不投食处理后果更显耀。稻虾共作不投食花样主若是在减少磷素输入（饲料）的同期促进磷素的轮回诈欺，进而减少了农场界面的磷素盈余，保证了农业生态系统磷素的高效可握续诈欺。稻虾共作系统引入了克氏原螯虾次级分娩，从而蜕变了生态系统的营养轮回。在RC feed 0处理中，克氏原螯虾不错摄食系统中的浮游动物、有机碎片以及幼嫩植物等，且水稻不错诈欺克氏原螯虾的排泄物[22]，诈欺环境中淹留的磷素，加多了生态系统磷素的轮回量（表 4）。LIU等[3]通过营养均衡分析标明，饲料已成为稻虾共作花样中磷素的进击开始之一。因此，为了细水长流资源和保护环境，采纳稻虾共作的花样并减少饲料的干预可裁汰磷素在农田生态系统中的束缚累积[3]，进而减少环境中磷素玷污风险。

3.3 磷素分派和磷素诈欺率

从磷素分派（图 4A）不错看出，RC feed 0处理较RC feed 1处理减少了磷在环境中的淹留量，这可能是因为水稻磷素诈欺率的进步减少了磷素流向环境，也裁汰了环境中磷素玷污的风险。RC feed 0处理的磷素诈欺率显耀高于RC feed 1处理（图 4B）。有连络标明，克氏原螯虾在稻田围聚环沟边缘的活动量显耀高于稻田中间[23]，而不投食处理使得环沟中的食品减少，由于饥饿阻止，克氏原螯虾摄食量、摄食时候、摄食频次和清楚比率会显耀加多[24]，会愈加时时地进入稻田深处寻找食品，因此对泥土磷素灵验性和水稻磷招揽的影响显耀。克氏原螯虾的造穴筑穴活动唐突裁汰泥土容重，加多泥土孔隙度，进步水分渗入率[20， 25]；其食品残渣及排泄物进入泥土，灵验补充了泥土营养，进步了泥土全磷和速效磷含量[20]；况兼克氏原螯虾不错减少稻田杂草的发生和种种性[26-27]，这些王人成心于水稻植株孕育和磷素积贮。因此，应当诞生精致的衍生生态结构，优化水池衍生系统内的食品链，使磷素质分尽可能多地在这一微环境内转动为生物产量，裁汰外排量，从而减少对水体环境的玷污。

3.4 稻虾共作花样水体中磷浓度

稻田田面水磷流失是农业面源玷污的主要开始之一，进入水体的总磷是水体富营养化的“源”，可溶性无机磷可被藻类班师招揽诈欺，对水体富营养化有班师孝顺[28]。本检修终结标明，各处理小区田面水总磷浓度在磷肥施用后均速即达到最大值，随后裁汰，经过2个月后，整个处理田面水总磷浓度趋于沉稳，田面水融化磷浓度在各处理之间的划定与总磷基本相易，这与前东说念主的连络终结相肖似[7， 29]。在6—9月时期，稻田田面水的总磷和融化磷浓度王人呈现出RC feed 1处理高于RC feed 0和RM处理。化肥是传统水稻培植过程中农业面源玷污的主要开始，但稻虾共作系统中除了化肥的施用，还会有克氏原螯虾饲料以及排泄物干预。LIU等[3]采纳物资均衡法连络了湖北省潜江市稻虾共作花样的营养干预与产出情况，稻虾共作花样中化肥带入的氮、磷隔离为63.05 kg∙hm-2和0.90 kg∙hm-2，克氏原螯虾饲料带入的氮、磷隔离为296.45 kg∙hm-2和67.90 kg∙hm-2，这标明饲料干预还是成为氮、磷的最大开始，是农业玷污弗成冷漠的新泉源。况兼连络诠释，在水产衍生过程中，惟有约1/3的饲料营养物资被鱼类或其他水产衍活泼物招揽，2/3的营养物资留在水中[30-31]。此外，克氏原螯虾的排泄物进入水体会加多氮磷含量，其觅食、挖穴等活动也会对泥土产生扰动，促进氮磷等开释。佀国涵等[6]的连络标明，克氏原螯虾的排泄物一年为稻虾共作系统输入的氮、磷量隔离为14.0 kg∙hm-2和1.6 kg∙hm-2。由此可见，不投食可在一定进度上裁汰面源玷污的风险，是削减稻虾共作系统对水体环境负荷的灵验措施。因此，有必要步调稻虾轮廓种养体系，绝顶是限制克氏原螯虾饲料干预，减少水体富营养化的风险[2-3]。

3.5 稻虾共作花样经济生态效益

稻虾共作花样将水稻培植和水产衍生有机聚首，从而大幅度加多了农民收入。本连络标明，在稻虾共生阶段的4个月内，RC feed 1和RC feed 0处理纯收入较RM处理隔离加多8 146元·hm-2和8 641元·hm-2。RC feed 0处理较RC feed 1处理净收入加多了495元∙ hm-2，进出较小。不投食处理较投食处理通常得回了可不雅的收入，这是因为不投食处理莫得饲料资本，减少了资本干预。天然饲料不错大幅度进步克氏原螯虾产量，然则克氏原螯虾饲料价钱股东，诈欺效力低，投喂饲料可能不具有资本效益。BOOCK等[32]连络了饲养密度和饲料投喂与否对稻虾共作花样经济效益的影响，终结标明高衍生密度下投食处理净收入低于不投食处理，稻虾共作不投食系统在本事和经济上是可行的。稻虾共作花样的主要收入来自于克氏原螯虾，这也导致虾的产量是有计划者原宥的要点，分娩过程中常会干预无数的饲料。日常情况下，不投食虾的产量会显耀减少，这和本连络终结一致。而有连络标明投食对虾的产量影响并不显耀[32]，这可能是因为虾的产量受到稻田分娩力、饲养密度和处罚措施等多种成分影响。天然克氏原螯虾价钱居高，但如果盲目追求克氏原螯虾产量，过度依赖系统外饲料干预，势必导致生态效益的丧失，从可握续绿色发展的角度看，稻虾轮廓种养体系营养的干预必须死心在一定的分娩水平鸿沟内才能杀青经济效益和生态效益相斡旋[2]。

4 论断

（1）水稻单作、稻虾共作投食和稻虾共作不投食3种花样的水稻产量及组成成分无显耀各异；稻虾共作不投食花样能进步水稻茎、叶的磷招揽量，对籽粒和根系磷招揽量无显耀影响。

（2）3种花样下农田磷素均衡均证实出盈余，稻虾共作投食花样磷素盈余量高于水稻单作和稻虾共作不投食花样，而磷素轮回量则低于稻虾共作不投食花样；稻虾共作不投食花样减少了淹留在环境中的磷素，进步了磷素诈欺率。

（3）稻田田面水中总磷和融化磷浓度均证实为稻虾共作投食处理最高，稻虾共作不投食处理次之，水稻单作处理最低。

（4）轮廓计划水稻产量效应、磷素均衡、磷素环境风险和经济效益艺术学厕拍，本连络觉得稻虾共作不投食花样是资源细水长流、环境友好、分娩高效的绿色分娩花样。