稻蝦共作模式下不同栽插密度對豐優(yōu)香占群體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量的影響

姚義 張明偉 陳京都

摘要：為提高稻蝦共作模式下水稻產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)效益，以常規(guī)機(jī)插秧種植模式為對照（CK），研究稻蝦共作模式下，不同栽插密度下，豐優(yōu)香占群體結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量以及品質(zhì)的差異。結(jié)果表明，稻蝦共作模式的結(jié)實率和千粒質(zhì)量略有提高，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、理論產(chǎn)量、實際產(chǎn)量均低于常規(guī)模式，但差異均未達(dá)顯著水平。稻蝦共作模式生育前期的群體莖蘗數(shù)小于常規(guī)模式，生育后期莖蘗數(shù)下降速度慢于常規(guī)模式，最終穗數(shù)仍略低于常規(guī)模式，成穗率高于常規(guī)模式。稻蝦共作模式各時期的葉面積指數(shù)，孕穗、齊穗、成熟期的干物質(zhì)積累量以及孕穗期-成熟期群體生長率均高于常規(guī)種植，后期劍葉較常規(guī)種植模式具有更好的光合特性。DX16密度處理的干物質(zhì)積累量較高;齊穗期和乳熟期具有較高的劍葉SPAD值和劍葉凈光合速率。DX16處理有效穗數(shù)較多，具有最高的成穗率，穗粒結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，產(chǎn)量最高，達(dá)8 798.25 kg/hm2，顯著高于DX14和DX18處理。隨著栽插株距的增加，豐優(yōu)香占稻米堊白度、直鏈淀粉含量、膠稠度均呈增加趨勢，其中膠稠度在不同處理間差異顯著，而密度對膠稠度影響較大，但對其他品質(zhì)指標(biāo)的影響較小。綜合考慮，稻蝦共作模式下，豐優(yōu)香占適宜采用16 cm栽插株距，有利于水稻產(chǎn)量穩(wěn)定和稻米品質(zhì)提高。

關(guān)鍵詞：稻蝦共作;機(jī)插密度;產(chǎn)量;品質(zhì);水稻

水稻是我國主要糧食作物之一，2019 年我國水稻種植面積繼續(xù)下降調(diào)減，單產(chǎn)再創(chuàng)歷史新高，總產(chǎn)連續(xù)9年穩(wěn)定在2 億t 以上[1]，但我國水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展也面臨著生產(chǎn)和市場穩(wěn)定難度大、技術(shù)粗放化和產(chǎn)業(yè)競爭力下降等風(fēng)險隱患，受糧食價格下跌和生產(chǎn)成本上升的雙重擠壓，農(nóng)民收益得不到保障。同時在水稻種植過程中，化肥、農(nóng)藥的過量施用使得肥料中的養(yǎng)分不能被有效利用，還會對環(huán)境造成污染[2]。

稻田種養(yǎng)復(fù)合生態(tài)模式的出現(xiàn)很好地解決了糧食安全、農(nóng)民增收以及環(huán)境友好等問題，該模式具有“不與人爭糧、不與糧爭地”的優(yōu)點，實現(xiàn)“一地多用、一舉多得、一季多收”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化[3]。其中稻蝦共作模式是最主要的發(fā)展模式，指在稻田里通過一定的田間工程改造，合理套養(yǎng)一定數(shù)量的克氏原螯蝦（以下簡稱小龍蝦）[4]，發(fā)揮小龍蝦田間除草減施農(nóng)藥、排泄物增肥減施化肥和田間活動刺激水稻根系健壯生長等作用，實現(xiàn)“稻田種稻，環(huán)溝飼養(yǎng)小龍蝦，龍蝦除草，蝦糞肥田，稻蝦互惠”的效果[5]。

近年來稻蝦共作模式發(fā)展迅猛，面積不斷擴(kuò)大，逐漸向規(guī)模化、集約化的方向發(fā)展[6-7]。但隨著稻蝦共作模式的迅速發(fā)展，盲目擴(kuò)張和不規(guī)范的管理也會帶來一些負(fù)面影響。稻蝦共作效益可觀，經(jīng)濟(jì)效益較常規(guī)種植水稻效益提升了5倍以上[8]。因此，重蝦輕稻的現(xiàn)象相繼出現(xiàn)，導(dǎo)致水稻栽插日期不斷推遲，生育期縮短，管理措施不到位，產(chǎn)量大幅度下降，品質(zhì)也得不到提升[2]，水稻種植甚至呈現(xiàn)負(fù)效益。由于全國稻蝦種植面積的不斷擴(kuò)大，2019年龍蝦價格出現(xiàn)大幅度下跌，最高較2018年下降50%以上。很多重蝦輕稻的種養(yǎng)大戶損失慘重;而部分稻蝦并重，重點開發(fā)優(yōu)質(zhì)高端稻米的大戶卻受影響較小。因此，研究稻蝦共作模式下水稻種植技術(shù)，對稻蝦共作區(qū)域發(fā)展水稻生產(chǎn)，提高綜合效益和稻米品質(zhì)具有十分重要的意義。栽插密度是影響水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的重要因素，國內(nèi)外學(xué)者對常規(guī)種植下水稻栽培措施的研究報道甚多，有關(guān)稻漁（蝦、蟹）共作的生產(chǎn)技術(shù)也有一些研究報道，但多偏重于其中的水產(chǎn)品與環(huán)境生態(tài)的分析[9]，而對于稻蝦共作肥水管理條件下水稻栽培技術(shù)調(diào)控的研究較少。本研究擬在稻蝦共作模式中設(shè)置不同機(jī)插株距，研究栽插密度對優(yōu)質(zhì)雜交中秈品種豐優(yōu)香占產(chǎn)量及其品質(zhì)的影響，摸索適宜稻蝦共作模式的機(jī)插密度，為該系統(tǒng)中水稻安全優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效栽培技術(shù)的建立提供實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試地點與材料

試驗于2019年在江蘇省高郵市送橋鎮(zhèn)黃圩村安定家庭農(nóng)場進(jìn)行，位于江蘇里下河地區(qū)，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。試驗地土壤類型為勤泥土，質(zhì)地黏性。試驗品種為雜交中秈品種豐優(yōu)香占。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用單因素區(qū)組設(shè)計，設(shè)置3種不同株距，分別為14、16、18 cm（分別簡稱為處理DX14、DX16、DX18），栽插行距為 30 cm;設(shè)常規(guī)種植模式（前茬為小麥）為對照（簡稱為處理CK16），栽插行距為 30 cm，株距為16 cm。于5月31日播種，6月22日移栽，種植面積0.2 hm2，重復(fù)2次。不同處理間做埂隔離，保證單獨(dú)灌溉、單獨(dú)施肥。肥料運(yùn)籌：常規(guī)種植模式，施氮量為225 kg/hm2，基蘗肥 ∶ 穗肥=7 ∶ 3;稻蝦共作模式，施氮量為 180 kg/hm2，基蘗肥 ∶ 穗肥=7 ∶ 3。水漿管理：常規(guī)種植模式采用常規(guī)大田灌溉方式，稻蝦共作模式下施用穗肥前與常規(guī)種植模式相同，施穗肥后灌15～20 cm深度的水，直至成熟前10 d，中間自然落干再灌深水，如此反復(fù)。病蟲害防治均采用對龍蝦無害的生物或低毒農(nóng)藥防治。

1.3 測定項目與方法

莖蘗數(shù)：移栽后調(diào)查基本苗，每隔7 d調(diào)查1次莖蘗數(shù)，重復(fù)2次。

干物質(zhì)積累量：于孕穗期、齊穗期、乳熟期、成熟期，取3穴代表性植株，105 ℃下殺青30 min，80 ℃ 下烘干至恒質(zhì)量，測定各器官干物質(zhì)量。

葉面積指數(shù)：于孕穗期、齊穗期、乳熟期取3穴代表性植株，采用比重法測定葉面積指數(shù)。

于齊穗期和乳熟期分別采用SPAD儀和LI-6400（licorn 美國）光合儀測定劍葉SPAD值和凈光合速率，每處理重復(fù)5次。成熟期采用五點法每小區(qū)普查 50穴，計算有效穗數(shù)，并調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實率，測定千粒質(zhì)量，計算理論產(chǎn)量，并實收測產(chǎn)。

稻米品質(zhì)測定：水稻收獲脫粒，曬干，用風(fēng)選機(jī)風(fēng)選后，參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》測定稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、膠稠度等主要品質(zhì)指標(biāo)。采用瑞典Foss Tecator公司生產(chǎn)的近紅外谷物分析儀（Infrared 1241 Grain Analyzer）測定精米的蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量。采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產(chǎn)的Super3型RVA儀（RapidViscosity-Analyzer）快速測定淀粉譜黏滯特性，用TCW（Thermal Cycle for Windows）配套軟件分析淀粉黏滯性。

1.4 數(shù)據(jù)分析與計算

采用Excel 2013建立數(shù)據(jù)庫，用DPS 705軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計算、統(tǒng)計分析。

葉面積衰減率=（齊穗期葉面積指數(shù)-乳熟期葉面積指數(shù)）/2次測定相隔天數(shù)×100%;

群體生長率=（成熟期干物質(zhì)量-孕穗期干物質(zhì)量）/2次測定相隔天數(shù)×100%;

收獲指數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/成熟期總干物質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 群體莖蘗動態(tài)與成穗率

由表1可知，與常規(guī)種植模式（CK16）相比，稻蝦共作模式（DX16）生育前期的群體莖蘗數(shù)小于常規(guī)模式，水稻栽插后幼苗分蘗能力受到抑制。但生育后期莖蘗數(shù)下降速度慢于常規(guī)模式，但最終有效穗數(shù)仍略低于常規(guī)模式，差異未達(dá)顯著水平。稻蝦共作模式（DX16）的成穗率高于常規(guī)模式，差異未達(dá)顯著水平。

在稻蝦共作模式下，豐優(yōu)香占不同處理的群體莖蘗數(shù)呈先增加后下降的趨勢，均于7月20日達(dá)到最大莖蘗數(shù)，隨后逐漸下降。在稻蝦共作模式下，隨著栽插株距的增加，栽插穴數(shù)呈下降趨勢，各時期的群體莖蘗數(shù)均呈下降趨勢，表現(xiàn)為DX14>DX16>DX18。DX14處理7月20日莖蘗數(shù)達(dá)到448.80萬個/hm2，較DX16處理與DX18處理分別增加1057%、18.40%。各時期不同栽插株距處理的莖蘗數(shù)差異均達(dá)顯著水平。成熟期有效穗數(shù)以DX14處理最高，達(dá)247.80萬穗/hm2，其次為DX16處理，有效穗數(shù)為241.20萬穗/hm2，較DX18處理提高902%，差異顯著。DX16處理的成穗率最高，其次為DX18處理，均顯著高于DX14處理。

2.2 葉面積指數(shù)

由表2可知，稻蝦共作模式（DX16）各時期的葉面積指數(shù)均高于常規(guī)種植模式（CK16），孕穗期和齊穗期差異均未達(dá)顯著水平，乳熟期差異顯著。稻蝦共作模式的齊穗期-乳熟期葉面積衰減率小于常規(guī)種植，說明稻蝦共作模式能夠延緩水稻后期衰老，有利于干物質(zhì)的積累。

稻蝦共作模式下，豐優(yōu)香占不同處理孕穗期的葉面積指數(shù)最高，隨后逐漸下降。隨著栽插株距的增加，孕穗期和齊穗期的葉面積指數(shù)呈下降趨勢，表現(xiàn)為DX14>DX16>DX18，DX14處理顯著高于DX16和DX18處理。乳熟期由于DX14處理群體結(jié)構(gòu)惡化，葉面積指數(shù)快速下降，DX16處理的葉面積指數(shù)最高，為4.35，其次為DX18處理，均顯著高于DX14處理。比較齊穗期-乳熟期葉面積衰減率可以看出，DX14處理較DX16、DX18處理分別高31.43%和37.31%，差異達(dá)顯著水平，主要是由于DX14處理密度過大，后期群體結(jié)構(gòu)惡化，葉面積指數(shù)下降較快。

2.3 主要生育階段干物積累質(zhì)量與轉(zhuǎn)運(yùn)量

從表3可以看出，稻蝦共作模式（DX16）孕穗期、齊穗期、成熟期的干物質(zhì)積累量以及孕穗期—成熟期群體生長率均高于常規(guī)種植（CK16），但差異未達(dá)顯著水平。DX16處理孕穗期—齊穗期干物質(zhì)積累量和齊穗期—成熟期干物質(zhì)積累量均顯著高于CK16處理。CK16處理齊穗期—成熟期莖葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量為1 446.0 kg/hm2，收獲指數(shù)為4915%，均顯著高于DX16處理，說明常規(guī)種植更有利于豐優(yōu)香占后期莖葉中的干物質(zhì)向籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn)。

豐優(yōu)香占在稻蝦共作模式下，孕穗期、齊穗期和成熟期DX14和DX16密度處理的干物質(zhì)積累量均無顯著差異，但均顯著高于DX18處理。孕穗期—成熟期群體生長率及齊穗期—成熟期干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為DX16>DX14>DX18，差異顯著。DX14和DX16密度處理的齊穗期和成熟期莖葉干物質(zhì)量均顯著高于DX18密度處理。齊穗期—成熟期莖葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量則表現(xiàn)為DX16>DX18>DX14。隨著栽插株距的增加，豐優(yōu)香占收獲指數(shù)呈增加趨勢。

2.4 劍葉SPAD值與凈光合速率

從表4可以看出，稻蝦共作模式（DX16）齊穗期劍葉SPAD值和凈光合速率均低于常規(guī)種植模式（CK16），但差異未達(dá)顯著水平。而乳熟期稻蝦共作模式（DX16）劍葉SPAD值和凈光合速率均顯著高于常規(guī)種植模式（CK16）?？傮w來看，稻蝦共作模式下后期劍葉較常規(guī)種植模式具有更好的光合特性。

稻蝦共作模式下，隨栽插株距的增加，齊穗期和乳熟期劍葉SPAD值均呈增加趨勢，各處理間差異顯著。齊穗期不同株距處理間劍葉凈光合速率無顯著差異，乳熟期DX16處理最高，其次為DX18處理，均顯著高于DX14處理。

2.5 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表5可知，與常規(guī)種植模式（CK16）相比，稻蝦共作模式（DX16）結(jié)實率和千粒質(zhì)量略有提高，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、理論產(chǎn)量、實際產(chǎn)量均低于常規(guī)模式，但差異均未達(dá)顯著水平。稻蝦共作模式成熟期有所推遲，生育期較常規(guī)模式多5 d。

分析不同密度對豐優(yōu)香占產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響可以看出，隨著栽插株距的增加，理論與實際產(chǎn)量呈先增加后下降的趨勢，DX16密度處理的理論與實際產(chǎn)量分別為9 229.93、8 798.25 kg/hm2，實際產(chǎn)量顯著高于DX14和DX18處理。DX14和DX16處理的有效穗數(shù)顯著高于DX18處理;每穗粒數(shù)和結(jié)實率則表現(xiàn)為DX18>DX16>DX14;不同處理間的千粒質(zhì)量無顯著差異。

2.6 主要稻米品質(zhì)

分析稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)（表6）可以看出，稻蝦共作模式（DX16）的糙米率、精米率和整精米率均高于常規(guī)種植模式（CK16），其中糙米率差異達(dá)顯著水平;DX16處理堊白粒率和堊白度低于CK16，膠稠度與蛋白質(zhì)含量相比于CK16處理顯著增加?？梢姷疚r共作模式有利于稻米品質(zhì)的提高。

在稻蝦共作模式下，隨著栽插株距的增加，豐優(yōu)香占稻米堊白度、直鏈淀粉含量、膠稠度均呈增加趨勢，其中膠稠度在不同處理間差異顯著;堊白粒率呈下降趨勢，不同處理間差異不顯著;糙米率、精米率和整精米率在不同處理間差異均未達(dá)顯著水平。

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