Water quality assessment and economic benefit evaluation of integrated rice-red crayfish cultivation system under different stocking densities
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摘要:目的
比较不同放养密度稻虾综合种养模式与传统水稻单作模式的水体环境质量及经济效益，探索洞庭湖区稻虾种养的科学模式。
方法采用小区试验的方法，共设置3个处理：放养密度为300 kg·hm−2的低密度稻虾处理、放养密度为375 kg·hm−2的高密度稻虾处理和水稻单作处理。分别在水稻不同生长时期进行水样采集和理化性质分析，采用综合水质指数评价法对3种模式进行水体质量评价，同时比较不同模式的经济效益。
结果溶解性总固体含量、pH、NH4+−N含量、化学需氧量和溶解氧含量这5项水体理化指标是田间水质变化的主要影响因素。在成熟期，相较于低密度稻虾处理虾沟水体，高密度稻虾处理虾沟水体总N含量显著提升10.5%（P<0.05），总P含量上升3.6%，化学需氧量显著提升26.2%（P<0.05）。在水稻成熟期，低密度稻虾处理水体质量指数达到0.72，显著高于高密度稻虾处理（P<0.05）。成本和收益计算结果显示，稻虾综合种养模式的经济效益较水稻单作模式提升6~9倍，且低密度稻虾处理的经济效益是高密度稻虾处理的1.47倍。
结论在稻虾综合种养模式中选择合适的虾养殖密度，可有效降低农业面源污染、提高稻田经济效益和环境效益，具有较好的推广潜力。以上研究结果为洞庭湖区农业面源污染防治措施制定提供了数据支撑。
Abstract:ObjectiveTo compare the water environment quality and economic benefits of rice-red crayfish integrated cultivation model under different stocking densities and traditional rice monocropping model, and explore the scientific model of rice-red crayfish cultivation in Dongting Lake area.
MethodUsing the method of plot experiment, three treatments were set up: Low density rice-red crayfish treatment with stocking density of 300 kg·hm−2, high density rice-red crayfish treatment with stocking density of 375 kg·hm−2 and rice monocropping treatment. Water samples were collected and their physico-chemical properties were analyzed at different growth stages of rice. Comprehensive water quality index evaluation method was used to evaluate the water quality of three models, and the economic benefits of different models were compared.
ResultTotal dissolved solid content, pH, NH4+-N content, chemical oxygen demand, and dissolved oxygen content were the primary five factors affecting water quality changes. At ripening stage, compared to the ditch water of low density rice-red cayfish theatment, the ditch water of high density rice-red cayfish treatment showed increases of total N content by 10.5% (P<0.05), total P content by 3.6%, and chemical oxygen demand by 26.2% (P<0.05). At rice ripening stage, the water quality index of the low density rice-red cayfish treatment reached 0.72, significantly higher than that of high density rice-red cayfish treatment (P<0.05). The cost and benefit calculations showed that the integrated rice-crayfish model’s economic benefits were 6−9 times higher than that of rice monocropping model, and low density rice-red cayfish’s economic benefits were 1.47 times of high density rice-red cayfish treatment.
ConclusionThe suitable breeding density of red crayfish can effectively reduce the pollution of agricultural non-point sources, significantly increase the economic and envrionment benefits of rice fields, and have a good popularization potential. These findings provide a data support for formulating measures to prevent agricultural non-point source pollution in the Dongting Lake region.
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动物的采食行为是维持机体能量稳态的基础，畜禽生产中获得充足的食物是其生长发育的前提。动物采食量受中枢调控，其中胃肠道状态是决定畜禽食欲的关键部位。揭示饥饿状态下鸡食欲调控的潜在肠−脑轴机制可为如何提高鸡采食量提供理论依据。下丘脑弓状核作为食欲调控中枢[1-2]存在大量的促采食的刺鼠相关蛋白(Agouti-related protein，AgRP)/神经肽 Y(Neuropeptide Y，NPY)神经元和抑采食的前阿片黑色皮质素(Proopiomelanocortin，POMC)/可卡因−苯丙胺调节转录肽(Cocaine and amphetamine regulated transcript，CART)神经元[3-6]。影响动物食欲的因素有很多，遗传、环境因素、机体健康以及肠道充盈状态等均能影响动物采食量[7]。其中胃肠道作为营养物质暂时储存和消化吸收的关键部位，存在大量食欲调控信号[8]。这些食欲调控信号一方面通过血液循环被中枢所感应[2, 9]，另一方面被肠道迷走感觉传入神经元直接感应，经脑干孤束核最终将信号投递至食欲调控中枢，肠道和中枢间的这种信息传递被称为“肠−脑轴” [8, 10]。肠道迷走感觉神经作为假单极双向神经元，位于结状神经节处的胞体分别向中枢孤束核和肠道发出轴突，其中肠道迷走神经末梢存在多种受体感应肠道各种理化信号，例如游离脂肪酸受体2 (FFAR2)、生长激素促分泌素受体(GHSR)、胆囊收缩素受体(CCKR)，以及炎症受体TLR4等 [10-12]。
肠道健康对机体维持高食欲具有重要作用，维持肠道平衡可以维持机体正常食欲，反之肠道菌群紊乱等原因导致肠道健康受损则会引起采食量降低[13-14]，而肠道屏障是肠道发挥其正常生物学功能的重要前提[15-16]，肠道黏膜屏障包括肠上皮细胞及胞间连接，其中，紧密连接是肠上皮细胞间的细胞旁通路的主要屏障，闭合(Occludin)和紧密连接(Claudin)家族成员是影响其功能的主要封闭蛋白，二者与胞浆蛋白相互作用维持紧密蛋白的完整性[17-18]。当肠道出现炎症时，会导致Claudin蛋白结构变化，进而引起肠道屏障功能性障碍，并且受致病菌侵害也会导致肠道屏障通透性增加[19]；动物炎症性肠病会导致肠道隐窝改变、小肠绒毛萎缩或变平以及一系列的形态学变化[20]。大量研究发现间歇性饥饿有助于维持肠道及肠道屏障的完整性[21-22]。
此外，胃肠道中上皮基质和微生物群落共调控生成活性氧，导致生成H2O2；而H2O2是维持正常细胞稳态和生理功能所必需的第二信使[23]。Miller等[24]研究发现，结肠内壁中的细胞会释放H2O2(而非氧气)来限制微生物的生长，H2O2可以协同其他物质在肠道黏膜上形成保护，防止菌群紊乱或肠道炎症对机体造成损伤，并且可以治疗肠道炎症，恢复机体正常生理功能。然而，目前并不清楚短期饥饿是否影响肠道炎症水平和屏障功能、是否被迷走感觉神经所感应。本研究旨在揭示禁食后肠道炎症水平和肠道屏障变化，以及提高食欲的潜在机制，并提供理论基础和试验依据。
1. 材料与方法
1.1 试验动物与试验设计
选用20只1日龄初生黄羽肉鸡[25-28](购于广东省清远市凤翔麻鸡发展有限公司生产基地)，试验前称体质量并排序，随后按配对随机设计的原则将体质量相近的小鼠分为2组：对照组和禁食组，每组10只黄羽肉鸡，正常饲喂饲料至5日龄并采样。采样前12 h，禁食组禁食，对照组正常采食。禁食12 h后收集小肠肠道内容物检测H2O2水平，采集黄羽肉鸡结状神经节(Nodose ganglia，NG)，检测炎症和食欲相关受体的表达；采集十二指肠、空肠和回肠及其肠道黏膜，检测黄羽肉鸡肠道形态、闭锁小带蛋白−1 (Zonula，ZO-1)、闭合蛋白 (Occludens-1，OCC)、紧密连接蛋白(Claudin-1) 以及炎症因子的表达。
1.2 测定指标与方法
1.2.1 小肠肠道内容物
分离小肠，区分十二指肠、空肠和回肠，取部分肠道轻轻挤压，将内容物收集于 2 mL 离心管中，使用过氧化氢测定试剂盒(A064-1-1，南京建成生物工程研究所)检测H2O2水平。
1.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
取一段1 cm长的空肠，剪开后平铺，用生理盐水轻轻清洗内容物，而后修剪为5 mm边长的正方形放于保存液中，于4 ℃条件下保存。而后脱水、干燥，进行电镜扫描。
1.2.3 苏木精−伊红(HE) 染色
小肠分离后剪取约 3 cm 空肠中段放于 40 g/L 的多聚甲醛中固定，按照常规方法制作石蜡切片，HE染色，光学显微镜下拍照，然后用Image软件测取肠道绒毛长度(lv)和隐窝深度(dc)，每个切片取 3~5 个视野，取其平均值计算绒毛长度与隐窝深度比值(lv/dc)。
1.2.4 小肠黏膜及 NG 的 RNA 提取、逆转录和荧光定量PCR (q-PCR)
小肠黏膜及NG总 RNA 使用 RNA 提取试剂盒(R4130-02，广州美基生物科技有限公司)和 TRIzol 试剂提取。1 g 总 RNA 按试剂盒说明书用 4× Reverse Transcription Master Mix(EZB-RT2GQ，美国 EZBioscience 生物技术有限公司)逆转录成 cDNA。引物序列见表1，按照2× SYBR Green qPCR Master Mix(A0012-R2，美国 EZBioscience 生物技术有限公司)说明书配制反应体系：10 μL 的体系中含有 5 μL 2× Color SYBR Green qPCR Master Mix、3.6 μL dd H2O、1 μL cDNA、0.4 μL 引物工作液；使用 Applied Biosystems QuantStudio 3 实时 PCR 系统并按照以下程序反应：95 ℃预热 5 min；95 ℃ 10 s，60 ℃ 30 s，循环 40 次。根据对照组 β-actin mRNA 表达进行归一化处理[15]。
表 1 实时荧光定量PCR所用引物Table 1. Primers used for quantitative real-time PCR基因
Gene上游引物序列(5′→3′)
Forward primer sequence下游引物序列(5′→3′)
Reverse primer sequence序列号
Accession numberβ-actin CTGTGCCCATCTATGAAGGCTA ATTTCTCTCTCGGCTGTGGTG L08165 AgRP CTCTTCCCAGGCCAGACTTG GCAGAAGGCGTTGAAGAACC XM_046925680.1 CCKAR AGCTCTTCTGCCAACCTGAT GTGTAGGACAGCAGGTGGAT NM_001081501.2 Claudin-1 TGGAGGATGACCAGGTGAAG TGTGAAAGGGTCATAGAAGG NM_001013611.2 CART CGAGAGAAGGAGCTGATCGA AGAAAGGAGTTGCACGAGGT XM_046937244.1 FFAR2 GCACTCTCTTTATGGCTGCC GGATTCCCTGGTCTTGGTCA XM_040693461.2 IL-1 CCTCCTCCAGCCAGAAAGTG CGGTAGAAGATGAAGCGGGT XM_015297469.3 IL-4 CCCCAGGTGTAGGCTCTAGT ACTCTGTCATTGCTGCTCCC XM_040683457.2 IL-6 ACCCGAGCTCTTTGGTGATG CGTGCCCTCTGTTTGTACCT XM_025143427.3 IL-10 GCTGCCAAGCCCTGTT CCTCAAACTTCACCCTCA NM_001004414.4 GHSR ATTAGTGCTGGCCCCATCTT CGGACCGATGTTCTTCCTCT XM_046923539.1 MC4R AGGGGTCATCATCACATGCA GATGGCCCCTTTCATGTTGG NM_001031514.2 NPY GTGCTGACTTTCGCCTTGTC ATCTCTGCCTGGTGATGAGG NM_205473.2 Occludin TGGAGGAGTGGGTGAAGAAC ATCCTTCCCCTTCTCCTCCT XM_046904540.1 POMC AGAGGAAGGCGAGGAGGAAA GTAGGCGCTTTTGACGATGG XM_046914234.1 TLR-4 GGCTCAACCTCACGTTGGTA AGTCCGTTCTGAAATCCCGT NM_001030693.2 TNF-α TTCTATGACCGCCCAGTT CAGAGCATCCAACGCAAAA XM_046920820.1 NPY2R GGCCATCATCTCCTATGCCT GGAAGCCAACTGACAGCAAA NM_001398092.1 ZO-1 TCATCCTTACCGCCGCATAT GTTGACTGCTCGTACTCCCT XM_046925214.1 1.3 数据统计与分析
所有数据均以平均值±标准误差(Mean±SE)表示。用GraphPad Prism 8.0 软件进行统计分析。采用 t 检验对2组均值进行差异显著性分析。
2. 结果与分析
2.1 禁食后下丘脑内食欲肽相关受体表达变化
通过 q-PCR 检测下丘脑内食欲肽相关基因表达，结果发现，与对照组相比，雏鸡禁食12 h后促采食食欲肽基因AgRP (P<0.05)和 NPY (P<0.01)的 mRNA 相对表达量均显著上调(图1)，提示雏鸡饥饿模型构建成功。
![图 1 黄羽肉鸡禁食12 h后下丘脑内食欲肽相关受体表达的变化]()
图 1 黄羽肉鸡禁食12 h后下丘脑内食欲肽相关受体表达的变化“*”和“**”分别表示差异达到 0.05和0.01的显著水平(t检验)Figure 1. Expression changes of orexin-related receptors in hypothalamus of yellow-feathered broilers after 12 h of fasting“*” and “**” indicate that the difference reaches 0.05 and 0.01 significance levels respectively (t test)2.2 禁食对黄羽肉鸡空肠肠道形态的影响
空肠肠绒毛电镜扫描及分析结果如图2A、3A、3B 所示，观察发现雏鸡禁食12 h 后，同对照组相比空肠肠绒毛表面更加完整，单位面积内绒毛总数更多、受损更少并且排列更加整齐。空肠 HE 染色及分析结果如图2B、3C、3D 所示，与正常采食的雏鸡相比，禁食后雏鸡的隐窝深度和lv／dc均无明显变化，但是对照组绒毛有明显损伤，而禁食组绒毛排列整齐、长度更长。
![图 2 黄羽肉鸡禁食12 h对空肠肠道绒毛形态的影响]()
图 2 黄羽肉鸡禁食12 h对空肠肠道绒毛形态的影响Figure 2. Effects of fasting for 12 h on jejunum intestinal villus morphology of yellow-feathered broilers![图 3 黄羽肉鸡禁食12 h后空肠肠道绒毛形态变化的电镜扫描结果(A、B)和HE 染色结果(C、D)统计]()
图 3 黄羽肉鸡禁食12 h后空肠肠道绒毛形态变化的电镜扫描结果(A、B)和HE 染色结果(C、D)统计Ⅰ：对照组，Ⅱ：禁食组；“*”和“**”分别表示差异达到 0.05和0.01的显著水平(t检验)Figure 3. Statistics of the scanning electron microscopy results (A, B) and HE staining results (C, D) for the morphological changes of jejunum intestinal villi of yellow-feathered broilers after fasting for 12 hⅠ: Control, Ⅱ: Fasting group; “*” and “**” indicate that the difference reaches 0.05 and 0.01 significance levels respectively (t test)2.3 禁食对黄羽肉鸡肠道屏障的影响
由图4 可知，与对照组相比，禁食12 h后雏鸡小肠黏膜中紧密蛋白标志性基因ZO-1和Occludin mRNA的相对表达量均显著上调(P<0.05)，在十二指肠中，Claudin-1 的mRNA相对表达量也显著上调(P<0.05)。
![图 4 黄羽肉鸡禁食12 h后小肠肠道黏膜紧密蛋白的mRNA相对表达量变化]()
图 4 黄羽肉鸡禁食12 h后小肠肠道黏膜紧密蛋白的mRNA相对表达量变化“*”和“**”分别表示差异达到 0.05和0.01的显著水平(t检验)Figure 4. mRNA relative expression changes of intestinal mucosal compact protein in small intestine of yellow-feathered broilers after 12 h fasting“*” and “**” indicate that the difference reaches 0.05 and 0.01 significance levels respectively (t test)2.4 禁食对黄羽肉鸡肠道炎症水平的影响
由图5可知，黄羽肉鸡禁食12 h后，与对照组相比，十二指肠、空肠和回肠黏膜上炎症因子IL-1、IL-6和TNF-α的 mRNA表达量无明显变化，但是空肠黏膜抗炎因子IL-4和IL-10的 mRNA表达量均有显著升高(P<0.01)。并且空肠和回肠内容物中H2O2浓度均有不同程度的增加(图3 D )。
![图 5 黄羽肉鸡禁食12 h后小肠炎症因子mRNA相对表达量及H2O2浓度变化]()
图 5 黄羽肉鸡禁食12 h后小肠炎症因子mRNA相对表达量及H2O2浓度变化图D中，DU：十二指肠，Anterior JE：空肠前段，Middle JE：空肠中段，Posterior JE：空肠后段，Anterior IL：回肠前段，Posterior IL：回肠后段；“*”和“**”分别表示差异达到 0.05和0.01的显著水平(t检验)Figure 5. Changes in mRNA relative expressions of intestinal inflammatory factors and H2O2 concentrations in yellow-feathered broilers after 12 h of fastingIn figure D, DU: Duodenum, Anterior JE: Anterior jejunum, Middle JE: Middle jejunum, Posterior JE: Posterior jejunum, Anterior IL: Anterior ileum , Posterior IL: Posterior ileum; “*” and “**” indicate that the difference reaches 0.05 and 0.01 significance levels respectively (t test)2.5 禁食后雏鸡NG内受体表达的变化
由图6A 可知，与对照组相比，雏鸡禁食12 h后 NG 内肠道炎症因子IL-4的受体基因IL-4R的mRNA相对表达量显著上调(P<0.01)。由图6B 可知，禁食组雏鸡NG内食欲相关受体基因的mRNA相对表达量有所增加，其中FFAR2和神经肽2受体(NPY2R)表达量增加显著(P<0.01)。
![图 6 黄羽肉鸡禁食12 h后结状神经节内炎症(A)与食欲(B)相关受体mRNA相对表达量]()
图 6 黄羽肉鸡禁食12 h后结状神经节内炎症(A)与食欲(B)相关受体mRNA相对表达量“**”表示差异达到0.01的显著水平(t检验)Figure 6. mRNA relative expression of inflammation-related (A) and orexin-related (B) receptors in nodose ganglia of yellow-feathered broilers after 12 h of fasting“**” indicates that the difference reaches 0.01 significance level (t test)3. 讨论与结论
已有研究发现，特异性激活下丘脑弓状核AgRP神经元显著提高动物采食量[29]，诱导肥胖发生[30]，而消除AgRP神经元则会导致厌食症[31]。因此，本研究首先检测了下丘脑弓状核食欲肽表达变化，结果发现短期禁食后黄羽肉鸡下丘脑 AgRP/NPY表达显著上调(P ＜ 0.05)，而POMC有下降趋势(P = 0.07)，提示黄羽肉鸡饥饿模型构建成功。
肠道健康对机体维持高食欲具有重要作用，而肠道炎症则会影响肠道代谢水平、破坏微生物平衡[32]以及肠道屏障的完整性[33]，甚至会影响中枢神经系统中神经肽的分泌，大量研究发现间歇性饥饿有助于维持肠道及肠道屏障的完整性[21-22]。据报道，胃肠道中上皮基质和微生物群落共调控生成活性氧，导致H2O2形成；而H2O2是维持正常细胞稳态和生理功能所必需的第二信使[23]。本试验通过检测小肠不同肠段内容物的H2O2浓度发现，短期禁食导致禁食组空肠和回肠内容物中H2O2浓度均有不同程度的增加，推测饥饿状态下肠道可能通过生成适量H2O2维持肠道稳定。为进一步验证这一假设，我们通过电镜扫描、HE染色以及q-PCR结果发现，短期禁食并未对肠道形态造成损伤，且由于缺少食物影响，肠道绒毛排列更加紧凑整齐。我们推测，机体短期禁食后尚未引发肠道疾病，并且在肠道饥饿状态下，因肠道营养物质缺乏，机体可能出于自我保护机制防止肠道毒素等有害因子进入机体，从而紧密连接增强，即肠道物理屏障增强，且抗炎因子的表达增加，降低空肠损伤比例，避免肠道受损，以抵抗禁食给机体带来的不良影响，维持肠道正常的生理功能，这对维持较高食欲至关重要。
大量研究报道，肠道食欲调控信号不仅可以通过血液信号被中枢所识别，还可以被肠道迷走感觉传入神经元直接感应，经肠−脑轴最终将信号投递至食欲调控中枢[10-12]。本试验结果发现，与对照组相比，雏鸡禁食12 h后结状神经节内IL-4受体基因的mRNA相对表达量显著上调，和肠道黏膜抗炎因子表达变化相对应；提示机体在饥饿状态下，可能通过提高肠道抗炎能力以及增强物理屏障来抵抗由禁食所导致的轻微炎症，维持肠道健康。
此外，结状神经节内食欲相关受体基因的mRNA相对表达量有所增加，其中FFAR2和NPY2R表达量增加显著(P ＜ 0.01)，推测黄羽肉鸡饥饿后由于AgRP和NPY表达量增加[4]，并且FFAR2和NPY2R表达增加，二者将肠道饥饿信号传递至中枢神经系统，提高动物食欲进而促进采食量增加。
综上所述，饥饿可引起肠道抗炎因子水平升高，并维持肠道屏障完整性，同时促进迷走感觉神经末梢抗炎因子受体表达，最终引起食欲增强。
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图 1 水体理化指标在不同处理和水稻各生长时期的变化
RCL：低密度稻虾模式田面水体，RCL-G：低密度稻虾模式虾沟水体，RCH：高密度稻虾模式田面水体，RCH-G：高密度稻虾模式虾沟水体，RM：水稻单作模式田面水体；P1：分蘖期，P2：拔节期，P3：孕穗期，P4：扬花期，P5：灌浆期，P6：成熟期；各小图中柱子上方的不同小写字母表示相同生长时期不同处理间差异显著(P<0.05，Duncan’s法)。
Figure 1. Physico-chemical indicator changes of water under different treatments and in different growth periods of rice
RCL: Surface water of low density rice-red crayfish model, RCL-G: Ditch water of low density rice-red crayfish model, RCH: Surface water of high density rice-red crayfish model, RCH-G: Ditch water of high density rice-red crayfish model, RM: Surface water of rice monocropping model; P1: Tillering stage, P2: Jointing stage, P3: Booting stage, P4: Flowering stage, P5: Filling stage, P6: Ripening stage; Different lowercase letters above the columns in each figure indicate significant differences among different treatments in the same growth period (P<0.05, Duncan’s method).
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图 2 水体各指标间的相关性分析
1：pH，2：溶解氧含量，3：电导率，4：溶解性总固体含量，5：总N含量，6：总P含量，7：NH4+−N含量，8：NO3-−N含量，9：化学需氧量；“*”表示在P<0.05水平显著相关(Pearson法)。
Figure 2. Correlation analysis among all water indexes
1: pH, 2: Dissolved oxygen content, 3: Electrical conductivity, 4: Total dissolved solid content, 5: Total N content, 6: Total P content, 7: NH4+-N content，8: NO3−-N content, 9: Chemical oxygen demand; “*” indicates significant correlation at P<0.05 (Pearson method).
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图 3 不同处理以及水稻不同生长时期的水体质量分析
RCL：低密度稻虾模式田面水体，RCL-G：低密度稻虾模式虾沟水体，RCH：高密度稻虾模式田面水体，RCH-G：高密度稻虾模式虾沟水体，RM：水稻单作模式田面水体；P1：分蘖期，P2：拔节期，P3：孕穗期，P4：扬花期，P5：灌浆期，P6：成熟期；柱子上方的不同小写字母表示相同生长时期不同处理间差异显著(P<0.05，Duncan’s法)。
Figure 3. Analysis of water quality under different treatments and in different growth periods of rice
RCL: Surface water of low density rice-red crayfish model, RCL-G: Ditch water of low density rice-red crayfish model, RCH: Surface water of high density rice-red crayfish model, RCH-G: Ditch water of high density rice-red crayfish model, RM: Surface water of rice monocropping model; P1: Tillering stage, P2: Jointing stage, P3: Booting stage, P4: Flowering stage, P5: Filling stage, P6: Ripening stage; Different lowercase letters above the columns indicate significant differences among different treatments in the same growth period (P<0.05, Duncan’s method).
表 1 试验地土壤基本理化性质
Table 1 Basic physical-chemical properties of the tested soil
处理
TreatmentpH w/(g·kg−1) w/(mg·kg−1) 总N
Total N总P
Total P总K
Total K有机质
Organic matter速效P
Available P速效K
Available K稻虾
Rice-red crayfish6.02±0.03 0.97±0.07 0.58±0.02 5.69±0.27 27.50±2.24 2.71±0.76 43.94±2.89 水稻单作
Rice monocropping6.01±0.02 0.98±0.06 0.59±0.01 5.49±0.24 29.80±4.31 2.23±0.50 36.65±2.66 
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表 2 水体指标的主成分分析结果
Table 2 Principal component analysis results of water indexes
指标1)
Index主成分 Principal component 范数值
Norm value公因子方差
CommunalityⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1 −0.361 0.553 −0.175 0.527 6.331 0.744 2 −0.061 −0.257 0.330 0.775 7.328 0.780 3 0.939 0.158 0.014 0.148 5.233 0.930 4 0.945 0.138 0.080 0.143 5.262 0.939 5 −0.649 0.487 0.278 0.019 5.254 0.736 6 0.271 0.602 0.191 −0.287 5.219 0.554 7 0.204 −0.042 0.787 0.009 6.265 0.663 8 −0.036 −0.811 −0.059 0.002 5.568 0.663 9 0.252 0.147 −0.657 0.205 5.686 0.559 特征值 Eigenvalue 2.511 1.696 1.314 1.046 占比/% Percent 27.903 18.847 14.599 11.619 累积占比/% Cumulative percent 27.903 46.749 61.348 72.967 1) 1：pH，2：溶解氧含量，3：电导率，4：溶解性总固体含量，5：总N含量，6：总P含量，7：NH4+−N含量，8：NO3-−N含量，9：化学需氧量。
1) 1: pH, 2: Dissolved oxygen content, 3: Electrical conductivity, 4: Total dissolved solid content, 5: Total N content, 6: Total P content, 7: NH4+-N content，8: NO3--N content, 9: Chemical oxygen demand.
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表 3 最小数据集指标的公因子方差和权重
Table 3 Communality and weight of indicators in minimal data set
指标
Index公因子方差
Communality权重
Weight溶解性总固体含量
Total dissolved solid content0.939 0.255 pH 0.744 0.202 NH4+−N含量
NH4+-N content0.663 0.180 化学需氧量
Chemical oxygen demand0.559 0.152 溶解氧含量
Dissolved oxygen content0.780 0.212
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表 4 3种处理的水稻产量与产值1)
Table 4 Rice yield and output value in three treatments
处理
Treatment有效穗数/(104·hm−2)
Number of
productive ears每穗总粒数
Total number of
grains per panicle结实率/%
Setting
percentage千粒质量/g
Thousand-seed
weight产量/
(t·hm−2)
Yield产值/(元·hm−2)
Output
valueLRC 212.2±2.7b 119.6±3.4a 80.1±0.9b 25.6±0.5b 5.21±0.03b 18 235±96b HRC 206.2±2.9c 108.3±5.2b 80.3±0.4b 24.3±0.4c 4.35±0.01c 15 225±82c R 230.6±4.4a 121.9±2.9a 85.1±0.3a 28.7±0.4a 6.57±0.20a 22 987±94a 1)LRC：低密度稻虾，HRC：高密度稻虾，R：水稻单作；水稻收购价格为3.5元·kg−1，水稻收购价格不考虑稻虾米溢价；同列数据后的不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05，Duncan’s法)。
1)LRC: Low density rice-red crayfish, HRC: High density rice-red crayfish, R: Rice monocropping; The rice procurement price is 3.5 yuan·kg−1, and its purchase price does not take into account the premium of rice-red crayfish; Different lowercase letters in the same column indicate significant differences among different treatments (P<0.05, Duncan’s method).
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表 5 2种放养密度稻虾复合模式中红螯螯虾产量指标1)
Table 5 Production index of red crayfish in rice-red crayfish integrated systems of two stocking densities
处理
Treatment产量/(kg·hm−2)
Production产出投入比
Output-input ratio存活率/%
Survival rateLRC 923±8a 1.93±0.10a 79.3±0.2a HRC 752±8b 1.36±0.10b 51.8±0.3b 1)LRC：低密度稻虾，HRC：高密度稻虾；同列数据后的不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05，t检验)。
1)LRC: Low density rice-red crayfish, HRC: High density rice-red crayfish; Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between two treatments (P<0.05, t-test).
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表 6 2种放养密度稻虾复合模式中红螯螯虾养殖产量及产值1)
Table 6 Red crayfish production and output value in rice-red crayfish integrated systems of two stocking densities
处理
Treatment产量/(kg·hm−2) Production 产量占比/% Production proportion 产值/
(元·hm−2)
Output
value小青
Small
green中青
Medium
green大青
Large
green炮头
Cannon
head小青
Small
green中青
Medium
green大青
Large
green炮头
Cannon
headLRC 34.5±2.6a 412.5±2.5a 270.0±3.5b 205.5±4.3a 3.7 44.7 29.3 22.3 90 575±102a HRC 31.5±3.5a 282.0±1.7b 310.5±4.1a 127.5±2.8b 4.2 37.5 41.3 17.0 73 356±139b 1) LRC：低密度稻虾，HRC：高密度稻虾；小青、中青、大青和炮头售价分别为64、85、100和128元·kg−1；同列数据后的不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05，t检验)。
1) LRC: Low density rice-red crayfish, HRC: High density rice-red crayfish; Small green is priced at 64 yuan·kg−1, medium green 85 yuan·kg−1, large green 100 yuan·kg−1, cannon head 128 yuan kg−1; Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between two treatments (P<0.05, t-test).
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表 7 3种处理的经济效益对比1)
Table 7 Comparison of economic benefits of three treatments
处理
Treatment秧苗成本/
(元·hm−2)
Seedling
cost化肥成本/
(元·hm−2)
Fertilizer
cost饲料成本/
(元·hm−2)
Feed
cost虾苗成本/
(元·hm−2)
Shrimp seed
cost人工成本/
(元·hm−2)
Labor
cost田地租金/
(元·hm−2)
Land
rent水稻产值/
(元·hm−2)
Rice
output虾产值/
(元·hm−2)
Red crayfish
output收益/
(元·hm−2)
ProfitLRC 500 2 920 3 578 9 000 10 140 9 000 18 235 90 575 73 672±198a HRC 500 2 920 4 155 12 000 10 140 9 000 15 225 73 356 49 866±221b R 500 3 504 3 000 9 000 22 987 6 983±94c 1) LRC：低密度稻虾，HRC：高密度稻虾，R：水稻单作；收益数据后的不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05，Duncan’s法)。
1) LRC: Low density rice-red crayfish, HRC: High density rice-red crayfish, R: Rice monocropping; Different lowercase letters after the profit data indicate significant differences among treatments (P<0.05, Duncan’s method).
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