沼气系统在稻田养鱼中的应用

摘要稻田养鱼是把水稻种植和鱼类养殖有机结合的一种综合生态农业模式，它同时优化了种植业和养殖业，最终让农民实现稻鱼双丰收，这种高效的生态模式对于推动农业经济发展具有较大的促进作用。该研究的核心是在传统稻田养鱼的基础之上，以“沼气系统”为纽带，把除水稻之外的种植业和畜禽养殖业连入其中，形成“以农带牧、以牧促沼、以沼促鱼促稻”的立体生态农业模式。分别从传统稻田养鱼的生态循环及意义、沼气系统与稻田养鱼联合后的生态循环及效益和稻田养鱼的未来展望等方面展开论述，并通过沼气系统联合前后效益的对比凸显出了其对于稻田养鱼的发展具有重要地位和作用——它扩大了稻田养鱼的生态范围，增强了农业生态系统的活力和稳定性，最终实现了农村经济的可持续发展。

关键词稻田养鱼;沼气系统;生态农业;可持续发展

中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2015）01-236-03

The Application of the Biogas Systems in the Rice Field Pisciculture

ZHANG Jiawen， LIN Weidong， ZHANG Wudi* et al

（Yunnan Normal University， Kunming， Yunnan 650500）

AbstractRice field pisciculture is a comprehensive ecological agricultural mode， which can better combine rice farming with fish cultivation and optimize planting and breeding at the same time. It eventually allows farmers to realize ricefish good harvest. The efficient ecological model has great value to promote the agricultural economy development. The core of this paper is that rice field pisciculture is connected to other planting and livestock and poultry breeding on the basis of traditional ricefish， which is the center of “biogas system” and forms the ecological agriculture pattern of "promoting biogas system by animal husbandry， promoting animal husbandry by agriculture， promoting rice field pisciculture by biogas system ". This article mainly is discussed from the significance and ecological cycle of the traditional rice field pisciculture， the ecological cycle and benefits of the rice field pisciculture connected to biogas systems and the development strategies of rice field pisciculture in the future. It highlights that biogas system plays an important role in the development of rice field pisciculture to compare their benefits. It enlarges the scope of ricefish ecology and enhances the activity and stability of the agricultural ecosystem， finally realizing the sustainable development of rural economy.

Key wordsRice field pisciculture; Biogas systems; Ecological agriculture; Sustainable development

基金项目高等学校博士学科点专项科研基金项目（20135303110001）;云南省科技创新平台建设计划项目（2013DH041）。

作者简介张加稳（1989- ），男，云南富源人，硕士研究生，研究方向：生物质能与环境工程。

*通讯作者，研究员，博士生导师，从事生物质能研究与开发利用工作。

收稿日期20141119

我国是世界上稻田养鱼最早的国家，有着悠久的历史，但究竟始于何时，学术界的观点各不相同，前后出现了5种观点：“《诗经》时代说”、“战国说”、东汉说”、“三国说”和“唐代说”。在这些学说中，通过文献和考古“双重证据法”所得出的“东汉说”已被大多数学者所接受[1-2]。古代关于稻田养鱼的文献记载很多，如唐末刘恂所撰的《岭表录异》[3]中载：“新泷等州，山田栋荒，平处锄锹为町畦。伺春雨丘中聚水，即先买鲩鱼子，散于田内。一二年后，鱼儿长大，食草根并尽。既为熟田，又收鱼利;及种稻，且无稗草，乃养民之上术。”这段文字反映了我国早在古代就熟知稻田养鱼之术，农民利用其优势来增产增收。

早期，稻田养鱼的常规方法是将鱼自然放养，让其自给自足，以自然经济的形势发展。这种养殖的缺点是鱼的放养量低，效益不显著，不能把稻鱼养殖优势充分体现出来。但随着稻田养鱼的发展，由平板式粗放养殖已发展为多种放养模式[4]，如沟坑式、田塘式、垄稻沟鱼式等。这些方法跟之前相比大大增加了鱼的放养量，而且人们还加入饲料喂养，效益变得更明显。目前，随着农村沼气系统综合利用工作的宣传和深入开展，许多科研工作者利用“三沼”中的沼液和沼渣在稻田养鱼中的应用作了相关试验。如胡坤寿等都得出在稻田生态养鱼中施用沼肥对水稻和鱼的产量提高和品质改善均具有较为显著的作用[5-6]，但实际上真正把沼气系统和稻田生态养鱼模式联合起来的报告和产业并不多。笔者分别对沼气系统与稻田养鱼联合前后的效益和生态循环进行了论述，最终凸显出了沼气系统与稻田生态养鱼的联合发展能带动整个生态农业的经济、能源、社会和生态效益的共同发展，真正引导农民脱贫致富，促进农村经济的可持续发展。

1稻田养鱼的生态循环图

该生态图（图1）的产生主要是基于稻田养鱼系统中的能量流动和物质循环过程，通过图中显示出的稻田生态因子和非生态因子的相互利益关系，可以进一步了解稻鱼之间互利共生关系的具体体现。

如图1所示，整个生态链的能量流动和物质循环以“水稻和鱼”的生长为中心来进行。能量流动过程是稻田中的水稻和水生杂草固定太阳能作为起源，一部分直接贮存在稻谷中，另一部分则随着食物链的方向最终流入鱼的体内。物质循环是这样完成的：水生杂草在稻田养鱼生态中可以变害为利，除了直接作为鱼的饵料之外，它还可直接或间接地促进浮游生物和底栖动物的生长，整个过程也增加了稻田中腐殖质的含量，而鱼又以这些浮游生物、底栖动物和腐殖质作为饵料，这就实现了不用喂料也能产鱼的目的。此外，鱼和底栖动物代谢所产生的粪便反过来又能促进水稻和其他稻田生物的生长，同时水稻还能利用鱼呼出的CO2进行光合作用增产，同时也为鱼提供O2，这样就完成了物质的整个循环过程。总之，稻田养鱼就是在这样的物质循环和能量流动过程中实现稻鱼双丰收的。

图1稻田养鱼的生态图

2稻田养鱼的意义

我国已经成为世界上规模最大的稻田养鱼国。20世纪80年代以来，稻田养鱼的科学技术取得了显著的成果，特别是在“八五”计划以后，我国科技部和农业部已把这项技术作为重点项目来推广应用，农村经济也因此得到快速发展。我国稻田养鱼不仅能使水稻增产10%左右，而且还能使鱼产量逐年增加。据部分统计，1982年稻田养鱼中的鱼产量为70 kg/hm2，随后鱼产量逐年增加，1984年为100 kg/hm2，1990年为148 kg/hm2，1995年为265 kg/hm2。目前，我国的水稻田总面积大概为2 440万hm2，能用于稻田养鱼的面积为1 000万hm2，但实际稻田养鱼的面积约为100万hm2，仅占1/10，其发展潜力巨大。

稻田养鱼的优势很多，具体表现在以下几方面：①稻田能养鱼，鱼又能养稻，两者互惠互利，可使收益扩大。人们常说稻田养鱼是1 hm2稻田、2 hm2产量、3 hm2效益。②稻田养鱼能凸显出农村产业的活力，不需要喂饲料也能收获鱼，同时还能使稻谷增产，可谓一举两得。③稻田鱼以和水稻争肥料的浮游生物和杂草为食，起到保肥和除杂草的作用，同时鱼排出的粪便又能起到增肥作用。有人试验得出，稻田养鱼一般能把稻田的肥效提高10%左右，利用碳酸氢铵的效率可由28%提高至51%，提高了23%。④稻田鱼来回游动觅食能松土增加溶氧，起到生物壮根、改良土壤和生物增气的功效。⑤鱼呼出的CO2能提高水稻的光合效率。此外，鱼对水稻还有杀虫和防病的作用。⑥稻田养鱼对搞活农村经济能发挥重要作用，例如可有效改变农村传统的耕作制度，增加养殖业的效益和比重，丰富农村菜篮子等。

3稻田养鱼与沼气系统的联合

该生态农业以“沼气系统”为纽带，围绕“稻田养鱼”为中心，实现了除水稻之外的种植业、畜禽养殖业和稻田养鱼业的有机结合，可以对整个农业系统的资源进行合理的利用，在生态农业中呈现出多元性的特点，形成了“以农带牧、以牧促沼、以沼促鱼促稻”的良性生态循环发展模式，有效推广了沼气系统的综合利用。传统稻田养鱼的生态结构相对比较单一，经济效益不显著，而该系统则更加完整，使其他种植业和养殖业也为稻田养鱼服务，使农业资源和能量得到了多级利用，集能源、社会、经济和生态为一体，实现其效益的最大化，可以进一步凸显出稻田养鱼在农业生态系统中的重要作用，真正引导农民脱贫致富，创造农村良好的生态环境，促进农村经济的可持续发展。

3.1生态循环图

该生态图（图2）的产生是基于沼气系统与稻田养鱼联合后的能量流动和物质循环过程，它主要是展示了沼气系统可扩大传统稻田养鱼的生态范围，进而使该生态系统具有更强的活力和稳定性，同时可产生更好的效益。与传统的生产模式相比，该模式对于农村经济的发展能发挥更显著的作用，值得大力推广。

如图2所示，以太阳能为能量起源，通过种植业的光合作用固定后流入居民生活和畜禽养殖业，其代谢后产生的粪便与种植业产生的农作物秸秆混合加入沼气池发酵产生“三沼”，即沼气、沼液、和沼渣，以此为桥梁形成物质的良性循环，进而改变了农村传统的生活和生产模式。沼气解决了农民的生活用能问题，改变以前那种依靠燃烧秸秆和木柴供能的状况，这对于农村生活环境和森林资源的保护起到了巨大作用。沼液和沼渣的利用也是农村产业发展的一笔财富，制成的沼肥具有化肥农药的双重功能，而且效果较好，这样能在田间地里减少甚至避免化肥农药的使用，可以获得绿色有机食品。经实践，“三沼”在稻田养鱼中的效益更为显著：首先，沼肥能促进稻谷的生长和防治病虫害[7]，对稻田中的鱼及其他水生生物能起到保护作用，维持了稻田生态系统的多样性;此外，沼肥不仅能为稻田养鱼提供优质饵料，也能促进水生昆虫、浮游生物、底栖动物、杂草等的生长，进一步增加了鱼的食物种类和数量，间接提高了鱼的产量和品质;最后，沼气除用于生活供能外，它还能通过沼气灯诱虫的方式来提高稻田养鱼的效益。鱼和水生生物代谢产生的粪便又为水稻和杂草提供了养分，且CO2还是光合作用的原料，这就形成了物质的良性循环过程。

图2稻田养鱼与沼气系统联合生态图

3.2效益分析

该农业生态系统将原来松散的产业结构汇集成了一个整体，对农村的资源进行了合理的调配和有效的利用，进而对农村经济发展能起到催化剂的作用。它能增强农业生态系统的稳定性和活力，使农村不同产业间协调发展，互相促进，把能源、经济、社会和生态效益集为一体，最终实现其他种植业、畜禽养殖业和稻田养鱼业的同步发展。

3.2.1经济效益。

在该生态系统中，人畜粪便和农作物秸秆等农村有机废弃物得到了充分利用，使其参与到物质循环系统中，实现了变废为宝的目的，在沼气发酵之后，产生了“三沼”，为农村产业发展带来了巨大的经济效益。沼气的使用除解决了农村能源供需紧张的局面和为农户节约生活用能的开支外，还能用于沼气灯诱虫来提高鱼的产量。此外，沼液和沼渣经加工后的沼肥也为稻田养鱼注入了新的活力，它既可作为稻谷的肥料和农药，又可作为鱼生长的饵料，同时还能促进水中昆虫、底栖动物、浮游生物、杂草等的生长，鱼又以它们为饵料，这样具有提高鱼产量和品质及节约化肥、农药、除草剂开支的双重功能。总体来说，沼气系统与稻田养鱼联合模式跟传统自给自足的稻田养鱼模式相比，它既能节约农村生产成本，又能增产增收，其经济效益前景更好，有助于农村由自然经济向商品经济模式的蜕变。如1985年春，湖北省应城县某农户把承包的0.193 hm2低洼稻田改成稻鱼共生耕作制，用沼气残留物作为稻田肥料和鱼的饵料，最终的结果是1985年比1984年平均每亩纯收入增长4.9倍多[8]。

3.2.2生态效益。

人畜粪便和秸秆经过沼气池发酵处理后，不仅解决了粪便污染和以前农村杂、乱、脏等环境问题，而且还为稻田养鱼的长远发展提供了优质的物质原料，使得稻田养鱼的生态效益更加显著：首先，由于沼肥在稻田中的使用，避免了化肥农药所带来的污染，如地表水的污染和水体富营养化等，同时对稻田里生物多样性也起到保护作用，为稻和鱼的生长创造了一个更完整的生态系统;其次，使逐年板结的土质得到了极大的改善，增加了活土层的深度，降低了土壤的容重;此外，沼肥的使用还能提高稻谷和鱼的品质，为人类获得绿色有机食品，保证群众身体健康。

3.2.3社会效益。

该生态农业的综合开发能有效促进农村产业间的相互合作和产业结构的优化，使得生产链紧密结合在一起，更有利于农村劳动力的分配和流动。这样农村劳动力可以不用跑到大城市打工同样可以赚钱，最终可用有限的农业资源和人力资源创造出最多的社会财富。此外，随着农村产业发展模式的转变，农民能以高效的生产效率向城市人民提供丰富而优质的有机食品，这样既提高了群众生活水平，同时也使农民真正走上脱贫致富的小康之路，加速社会建设新农村的步伐。

4稻田养鱼的发展对策

从目前来看，我国稻田养鱼的形势较好，每一年的放养面积都在不断扩大，已经慢慢从传统的自然经济向商品经济模式转变。但总体来说，绝大多数农户还是采取自给自足的稻田养鱼模式，效益不显著，稻田鱼在市场上的供应仍然紧张。因此，要发挥出稻田养鱼在农业中的最大效益，应该把稻田养鱼与沼气系统充分联合起来，通过农村其他产业的发展来把稻田养鱼业搞活搞大，使农村经济走上一条以“农促牧、以牧促沼、以沼促鱼促稻”的农渔协同之路，最终让稻田养鱼业在未来的道路上健康快速发展。但要真正实现这一目标，必须从以下几方面来作出努力：

4.1政府加强引导，民众提高认识

目前，我国开展稻田养鱼的省、市、区在逐年增加，但真正联合沼气系统来开展大面积稻田养鱼的地区并不多见。其主要原因有两点：一是政府相关部门对这种农渔协同的生态模式认识不到位，导致政策方针引导不足;二是民众对稻田养鱼和沼气系统的效益认识不到位，他们认为稻田养鱼只是小打小闹，费力又得不到太大收益，加之对沼液沼渣的利用认识不足，这样就导致民众积极性不高，不能形成较大的养殖面积，最终稻田养鱼的潜在效益就不能被凸现出来。因此，政府必须要发挥重要的引领作用，切实把稻田养鱼和沼气系统的联合发展作为农民增产增收的重要举措来抓，各级农业、渔业部门协调合作，统筹规划，通过抓典型、搞示范、加强宣传等方式来调动农民积极性和提高其认识，让他们得到实际收益之后再逐步推广。此外，政府相关部门应出台优惠政策来扶持和鼓励企业来发展这种新型稻田养鱼模式，如发放贷款、免税等，这对农村经济的发展和劳动力的分配将会起到极大的促进作用。

安徽农业科学2015年

4.2走“绿色生态之路，提高产品的产量和品质”

沼肥具有化肥和农药的双重功效，对蔬、粮、果的增产效果较好，还具有改良土壤的作用，这样就可以减少由于在稻田中化肥和农药的过度施用所带来的环境和生态问题，同时沼肥的施用可以改变之前传统的稻田养鱼模式，既节约开支，效益又显著 。因此，可以通过大力开发沼肥的利用价值来使稻田养鱼走上一条绿色生态之路，不仅可增加农产品产量，也能生产出真正的绿色有机食品，提高其品质，这必将会受到广大消费者的青睐，进而可以拓宽产品的销售渠道和提高其经济价值，最终引导农民脱贫致富，实现新农村建设的目标。

4.3积极推广先进技术，开展技术培训和经验交流会

我国农业部一直以来把稻田养鱼先进技术的推广列入了国家“丰收计划”项目，结果产生了较好的效益。针对这种新型稻