稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

吳 濤，黃 璜，谷 婕，王 忍，伍 佳

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院／南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，長(zhǎng)沙 410128）

水稻是世界上種植面積最廣泛的糧食作物之一，為緩解世界性的糧食安全問題做出了突出貢獻(xiàn)。我國(guó)是世界主要產(chǎn)糧國(guó)之一，每年種植面積約3000萬公頃［1］，解決了我國(guó)60%以上人口的主食需求。在農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，面臨耕地減少、土壤惡化、環(huán)境污染加重等一系列難題，如何實(shí)現(xiàn)水稻的穩(wěn)產(chǎn)增收，是一個(gè)亟需解決的問題。在當(dāng)前的種質(zhì)資源條件下，改變種植方式以提高水稻單產(chǎn)是一條途徑。稻鴨共生模式下，鴨子的田間活動(dòng)能控制田間雜草，起著“翻耕”作用，促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng)和分蘗的發(fā)育成穗［2，3］；稻鴨共作能夠改變水稻的生長(zhǎng)性狀，增加每穴穗數(shù)和每穗粒數(shù)［4］，提高水稻分蘗成穗率和結(jié)實(shí)率［5］，提高有效穗數(shù)和千粒重［6，7］。前人研究表明，每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率以及千粒重與產(chǎn)量有顯著關(guān)系［8］。鑒此，筆者擬通過對(duì)以稻鴨共作為基礎(chǔ)的稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式的研究，比較不同復(fù)合種養(yǎng)模式下水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的差異，以期找到最理想的增產(chǎn)模式，為緩解糧食緊張問題提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 供試地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2017年5～10月在湖南省瀏陽(yáng)市北圣鎮(zhèn)烏龍社區(qū)科研試驗(yàn)基地進(jìn)行。該地屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫15～18℃，≥10℃年活動(dòng)積溫5000～5800℃，無霜期260～320 d，年降雨量1300～1500 mm。試驗(yàn)地前茬作物是紫云英。土壤類型為第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育的紅黃泥水稻土，土壤有機(jī)質(zhì)含量 29.68 g／kg，全氮 1.21 g／kg，全磷0.61 g／kg，全鉀 6.36 g／kg，堿解氮 114.07 mg／kg，有效磷 20.54 mg／kg，速效鉀 80.56 mg／kg。

供試材料：中稻品種“黃華占”，綠頭野鴨，三黃雞，鯉魚，大鱗副泥鰍。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田總面積840 m2，設(shè)6個(gè)處理和1個(gè)對(duì)照（表1），每個(gè)處理3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)。每個(gè)處理面積為120 m2，用田埂分為3個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為40 m2。田埂高出水面30 cm，并用塑料膜包被以防止肥水串灌。

每小區(qū)開挖圍溝，溝寬40 cm，深30 cm。稻田四周用尼龍網(wǎng)搭建圍欄，每隔2 m用木樁固定，木樁插入土中20 cm，高出地面1.8～2.0 m，圍欄向內(nèi)傾斜。在每個(gè)小區(qū)的任一角落搭建一個(gè)鴨棚，供鴨（或雞）休憩、喂食用，避免飼料進(jìn)入稻田土壤和水體，飼料以稻田自然飼料為主，根據(jù)稻田飼料實(shí)際情況酌情喂食早稻谷粒。嚴(yán)格控制紅萍的面積不超過小區(qū)面積的1／3，以保障水中供氧均衡。各小區(qū)設(shè)置獨(dú)立的進(jìn)水口和出水口，保證試驗(yàn)田水環(huán)境一致且又相互獨(dú)立，并用80目網(wǎng)過濾，防止魚和泥鰍逃逸。

表1 試驗(yàn)處理Table 1 General situation of test treatment

中稻于5月26日浸種催芽，6月22日移栽插秧，各小區(qū)均采用人工插秧方式移栽，株行距20 cm×20 cm。結(jié)合水生動(dòng)物活動(dòng)所需水位，前期淺水灌溉，高于田面6～8 cm，利于秧苗扎根、分蘗，中期抽穗時(shí)加深田面水位至12～15 cm，后期水稻灌漿成熟時(shí)采用間歇灌溉，一般保持10 cm左右。待水產(chǎn)品全部收獲后將田水放干為收割做準(zhǔn)備。

魚苗、鰍苗宜在插秧后10 d左右放入稻田，用2%～3%的食鹽水浸泡3～5 min，投放前對(duì)魚苗、鰍苗進(jìn)行消毒處理。注意放養(yǎng)前的水溫與稻田的水溫相差不超過3℃。一般在水稻插秧后7～12 d，待秧苗長(zhǎng)出新根系，葉片返青后，放養(yǎng)2周齡多的雛鴨，每個(gè)小區(qū)放養(yǎng)2只。放養(yǎng)后，保持廂面水位剛好在鴨的腳能夠觸碰到泥土的高度，隨著鴨的生長(zhǎng)適當(dāng)加深。待水稻長(zhǎng)至20 cm左右放養(yǎng)雛雞。一般雛雞以體重大于500 g為最佳，最低不少于200 g，每小區(qū)放養(yǎng)2只。試驗(yàn)期間，以田間浮游生物、雜草、紅萍為食，不投飼料。水稻齊穗期收獲雞、鴨，水稻收割前10 d收獲魚、鰍，9月28日收獲水稻。收獲時(shí)測(cè)得鴨平均重1.43 kg，雞平均重0.94 kg，魚平均長(zhǎng)度達(dá)到15 cm，重100 g左右，最長(zhǎng)可達(dá)20 cm，重150 g；泥鰍平均長(zhǎng)度達(dá)到9.6 cm。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

（1）水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素。理論產(chǎn)量：水稻成熟后，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取3穴具有代表性的水稻（邊3行不?。斯⑺?、莖、葉分離，統(tǒng)計(jì)有效穗數(shù)，然后進(jìn)行脫粒，裝于小網(wǎng)袋中曬干，然后水選出實(shí)粒和秕粒，再分開曬干，統(tǒng)計(jì)實(shí)粒數(shù)與總粒數(shù)并計(jì)算結(jié)實(shí)率，最后將實(shí)粒于70℃恒溫烘箱烘3 d，然后隨機(jī)取1000粒實(shí)粒樣本3份，得出千粒重。實(shí)際產(chǎn)量：每小區(qū)選取3個(gè)1 m2作為測(cè)產(chǎn)區(qū)（邊3行不?。?，人工脫粒后曬干，測(cè)量樣品重量和含水量，再按標(biāo)準(zhǔn)含水量計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量（本研究計(jì)算的是水稻凈面積的產(chǎn)量）。

（2）成熟期地上部分干物質(zhì)量。利用成熟期測(cè)產(chǎn)的材料，將莖、葉、穗分離后，置于信封袋中，于80℃恒溫烘箱烘3 d后，取出稱重，得出地上部分干物質(zhì)重。

1.4 數(shù)據(jù)整理與分析

采用Microsoft Excel 2013以及SPSS19.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用 Duncan法進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式下的水稻產(chǎn)量均高于CK，平均增幅達(dá)到9.80%，說明稻鴨復(fù)合種養(yǎng)能夠提供一定的養(yǎng)分，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)發(fā)育，提高水稻產(chǎn)量。各處理中，F(xiàn)、D、B以及C處理的水稻產(chǎn)量與CK相比增幅較大，其中以F處理增幅最大，達(dá)到18.11%，達(dá)到顯著性差異（p＜0.05）；A處理增幅最小，為4.96%。

在產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，單株有效穗數(shù)除了A處理低于CK外，其他稻鴨復(fù)合種養(yǎng)的處理均高于CK，增幅為6.21%～28.57%，尤以D處理的有效穗數(shù)增幅最大，與CK比較達(dá)到顯著性差異（p＜0.05）。單株總粒數(shù)方面，與CK相比，各稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，平均增幅為8.79%～26.36%，以F處理最高，A處理次之，最低為B處理，且F處理與CK達(dá)到顯著性差異（p＜0.05）。相比于CK，除了A處理外，其他處理的結(jié)實(shí)率均增加，以C處理增幅最高，為4.79%，而A處理則減少3.06%。該項(xiàng)指標(biāo)中，B、C、E處理均與A處理達(dá)到顯著性差異（p＜0.05）。千粒重方面，稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式下不同處理均低于CK，平均減幅為2.02%～5.60%，C處理最低，D處理次之，且兩者均與CK達(dá)到顯著性差異（p＜0.05）。

表2 不同處理的水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素比較Table 2 Effect of different treatments on rice yield and yield component

2.2 不同處理水稻成熟期地上部分生物量

由表3可知，水稻成熟期各個(gè)處理地上部分生物量存在明顯差異。與CK相比，莖稈和葉片的生物量在稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式的不同處理下普遍增高，莖稈部分平均增幅為5.15%～16.64%，增幅最大的是D處理，且與CK達(dá)到顯著性差異（p＜0.05）。葉片部分平均增幅為5.31%～36.44%，增幅最大的是B處理，最小的是E處理，B處理與CK達(dá)到顯著性差異（p＜0.05）。不同處理稻穗的生物量不同，C、F、B處理比CK均有所提高，具體為：C＞F＞B＞CK，平均增幅為3.63%～7.33%，而A、D以及E處理相比較于CK，存在下降現(xiàn)象，稻穗生物量平均減少9.90%～11.60%，減幅最大的是A處理，但是各處理與CK均未達(dá)到顯著性差異（p＞0.05）。水稻成熟期地上部分生物量總和與CK相比，除了E處理外，其余處理的生物量總和均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，平均增加0.62%～8.96%，但與CK均未達(dá)到顯著性差異（p＞0.05）。

表3 各處理的水稻成熟期地上部分生物量Table 3 Biomass of rice atm aturity of different treatm ents on aboveground

3 結(jié)論與討論

3.1 稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式下的各處理產(chǎn)量比CK均有所提高，表明常規(guī)水稻單作情況下，不施肥不打農(nóng)藥，效果不如稻鴨或稻魚共作，這與前人研究結(jié)果一致［4～8］。稻鴨、稻魚共作模式下，由于鴨、魚等生物的田間活動(dòng)翻耕泥土，促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng)發(fā)育，排泄糞便為稻田提供養(yǎng)分，起到壯莖、肥葉的作用，致使產(chǎn)量得到提高。在6個(gè)處理中，以F處理產(chǎn)量最高，且F＞E，B＞A，D＞C，說明稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式下套養(yǎng)紅萍能促進(jìn)水稻增產(chǎn)［9，10］。這是因?yàn)槠碱惒粌H可作為鴨、魚的飼料，其養(yǎng)分經(jīng)過動(dòng)物排泄回饋給原系統(tǒng)，而且其有效抑制了雜草生長(zhǎng)，減少了與水稻的競(jìng)爭(zhēng)，從而促進(jìn)水稻產(chǎn)量提高。不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的構(gòu)成因素影響也有差異。稻鴨復(fù)合系統(tǒng)下，除了千粒重呈現(xiàn)降低趨勢(shì)外，其他因素基本上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這可能是因?yàn)樗驹邙喿踊顒?dòng)的刺激下產(chǎn)生的稻穗的適應(yīng)性反應(yīng)，為減少落粒而偏向穗梗發(fā)育，相應(yīng)地減少了穗粒的營(yíng)養(yǎng)分配，從而導(dǎo)致千粒重降低，穗梗發(fā)育加強(qiáng)，結(jié)實(shí)率增加。

3.2 稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式對(duì)水稻成熟期地上部分生物量的影響

水稻干物質(zhì)積累量的多少在一定程度上與水稻產(chǎn)量有著密切聯(lián)系，提高水稻干物質(zhì)積累量，特別是后期干物質(zhì)積累量，可達(dá)到增產(chǎn)效果［11～13］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式下，水稻地上部分的生物量上，莖和葉部分均高于常規(guī)稻作，穗部分卻參差不齊，僅E處理地上部分生物量總和低于CK，其余模式則均高于常規(guī)稻作。成熟期地上部分生物量總和由高到低分別為：C＞B＞F＞A＞D＞CK＞E，表明稻鴨復(fù)合種養(yǎng)模式下，鴨、雞、魚以及泥鰍在田間的活動(dòng)發(fā)揮了“中耕肥田”的作用，為水稻的充分發(fā)育提供了養(yǎng)分和物質(zhì)，達(dá)到“壯莖、肥葉、重穗”的效果，在一定程度增加了水稻干物質(zhì)積累量，有利于水稻產(chǎn)量提高。