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稻田种养充分利用稻田资源,水稻与动物互惠互利,是典型的绿色稻作方式。近年来我国稻田种养面积迅速扩大,其中稻虾共作面积近占1/2,达1.1×10~6 ha。与传统的稻作模式相比较,稻虾共作（rice-crayfish,RC）模式中由于稻田引入小龙虾养殖,为满足小龙虾的生长需要,首先稻田四周开挖了环形沟为小龙虾提供休息场所,其次在非稻季为了饲养小龙虾稻田进行淹水处理,同时有机物质（饲料投喂,秸秆还田）投入量增大等田间工程和农艺措施发生了巨大改变,从而影响稻田土壤理化性质发生变化。然而稻田环形沟的开挖和非稻季的淹水对具有不同土地资源特征的稻田影响显著不同。我们提出假设:（ⅰ）在良水田开展稻虾共作模式,由于长期淹水处理,土壤还原反应剧烈,稻田土壤质量下降;（ⅱ）在冷浸田开展稻虾共作模式,环形沟起到深沟抬田的作用,对冷浸田的土壤质量改善。因此,本研究于2016-2017年在湖北省潜江市,围绕稻虾共作模式开展两个方面的试验研究。（1）在具有不同土地资源特性的稻田开展稻虾共作模式的土壤剖面调查试验:在2016年我们在湖北潜江市开展良水田和冷浸田不同稻虾共作年限1 m深土壤剖面调查试验,以当地不养虾的传统稻田为对照（Y0）,以传统稻田转变为稻虾田1-2年（Y2）、4-6年（Y6）、≥10年（Y10）4种不同养虾年限,探究良水田和冷浸田稻虾共作土壤剖面氧化还原特征。在明确具有不同土地资源特征背景下,稻虾共作模式开展对土壤剖面氧化还原特征后,探究了稻虾共作模式对冷浸田土壤活性有机碳库、土壤水稳性团聚体有机碳分布及土壤有机碳驱动机制。（2）大田控制实验:2016年—2017年在研究生工作站基地开展大田控制试验,以养虾稻田中秸秆不还田不投食（Non-straw and non-feed,NN）、秸秆不还田投食（Non-straw and feed,NF）、秸秆还田投食（Straw and feed,SF）和秸秆还田不投食（Straw and non-feed,SN）为研究对象,以常规稻单田秸秆还田（CK-1）和秸秆不还田（CK-2）为对照,探明秸秆还田和投食对稻虾田土壤耕作层（0～20 cm）土壤基本理化学性质、活性有机碳库、水稳性有机碳分布及秸秆还田和投食对水稻和小龙虾产量的影响。主要研究结果如下:（1）在良水田开展稻虾共作模式土壤剖面基本理化性质发生变化,土壤肥力降低,土壤剖面发生潜育化。在良水田开展稻虾共作模式,土壤p H值随着养虾年限呈现先增加后降低的趋势。土壤容重（BD）值随着养虾年限的增加而增大,出现板结现象。土壤阳离子交换量（CEC）随着稻虾共作年限的增加而降低。与Y0处理相比较,Y10、Y6和Y2处理土壤剖面的总还原性物质（TRM）、活性还原性物质（ARM）、Fe（II）和Mn（II）大量积累。随着稻田养虾年限的增长,积累的数量越多。稻虾共作模式土壤氧化还原电位（Eh）值显著降低,其中Y10和Y6处理的土壤剖面Eh＜100mv。土壤剖面结构研究发现,在良水田开展稻虾共作土壤发生潜育化,随着养虾年限的增加,潜育化程度加深。（2）在冷浸田开展稻虾共作模式,土壤剖面脱潜效果明显,稻田土壤结构和肥力得到改善。在冷浸田开展稻虾共作模式,土壤p H值升高,土壤BD值降低,CEC浓度升高,土壤肥力得到改善。与Y0处理相比较,Y10、Y6和Y2处理土壤剖面的TRM、ARM、Fe（II）和Mn（II）浓度减少。土壤Eh值随着养虾年限的增加而增大。随着稻虾共作年限的增长,冷浸田土壤剖面由于脱潜作用,出现棕色土层。（3）冷浸田开展稻虾共作模式,土壤剖面活性有机碳库数量增加,土壤碳库管理指数（carbon pool management index,CPMI）提高。在稻田中开展稻田养虾,土壤活性有机碳库中的易氧化态有机碳（ROC）和颗粒有机碳（POC）,随着养虾年限的增长含量增加,Y10处理显著高于Y0处理。在0～100 cm土层,CPMI值随养虾年限的增加逐渐增大,Y10、Y6、Y2和Y0处理的CPMI值分别为:201±57、198±111、149±47和102±17,Y10与Y0处理之间达到显著差异。（4）冷浸田开展稻虾共作模式可以有效的促进新鲜有机碳在土壤剖面向下迁移,提高土壤剖面有机碳（SOC）的储量。土壤剖面SOC储量的增加主要是粗大团聚体（LM）中新鲜的不稳定有机碳储量,而储藏在土壤粉粘团聚体（free-SC）和微团聚体（Mi）的稳定有机碳储量降低。在冷浸田稻虾共作模式下,土壤活性有机碳库中的ROC和POC含量增加,以Fep为代表的无机矿物与活性有机碳络合形成的矿物-有机复合体的化学保护作用在土壤有机碳存储中占主导地位。（5）通过建立最小数据集利用土壤质量指标综合评价方式评价冷浸田不同稻虾共作年限土壤质量,土壤质量状况表现为:Y10＞Y6＞Y2＞Y0。稻虾田土壤质量指标的最小数据集为:SOC、TK、Eh、MBC和Mn（II）。在0～40 cm土层,不同养虾年限稻田土壤随着养虾年限的增加土壤质量得到相应改善,表现为SOC、TN、TP和TK等营养物质增加。稻虾田土壤质量综合评价结果并表明,Mn（II）与土壤质量指数显著负相关,以Mn（II）为代表的土壤还原性物质是冷浸田稻虾共作土壤可持续生产的障碍因子。（6）稻虾共作模式开展两年土壤p H值较稻单田升高,呈中性到弱碱性,土壤周年Eh值＜-100 mv。秸秆还田和投食处理增加了系统氮素来源,导致土壤NH4+-N和NO3--N含量增加,土壤TN积累呈增加趋势。秸秆处理增加了稻田0～20 cm土层的LM百分含量。开展两年试验后,稻虾共作处理土壤细大团聚体（SM）百分含量最高。与对照田相比较,秸秆还田和投食增加土壤POC、MBC和DOC含量。投食显著提高小龙虾的产量,同时也对水稻产量呈现正效应,但没有达到显著性影响。秸秆还田对小龙虾产量和水稻产量分别呈正效应和负效应,但均未达到显著性。综上所述,在江汉平原上由传统稻田转变为稻虾共作模式,土地利用方式发生巨大改变,这对具有不同土地资源特性的稻田土壤理化性质产生深刻影响。一方面,良水田开展稻虾共作模式,由于稻田常年淹水,土壤还原性物质大量积累,土壤剖面潜育化程度加重。另一方面,在冷浸田开展稻虾共作模式,田间环形沟的开挖起到深沟抬田,降低冷浸田地下水位的作用,秸秆和饲料等物料的增加,土壤营养物质含量增加,土壤活性有机碳库数量增大,水稳性团聚体稳定性增强,稻田土壤质量得到改善。因此,我们建议首先充分利用江汉平原冷浸田,因地制宜推广稻虾共作模式,合理应用土地资源,减少不合理的开发利用对稻田土壤的破坏。其次,在实际生产管理过程中,通过科学的水分管理,开展晒田等农艺措施改善土壤透气性,实现稻虾共作模式土壤的可持续生产。