稻蝦生態(tài)種養(yǎng)和機(jī)插密度對(duì)優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

董明輝，顧俊榮，李錦斌，王冬明，宋云生，陳培峰

（1江蘇太湖地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇蘇州 215106；2揚(yáng)州大學(xué)，江蘇省作物遺傳生理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育點(diǎn)，江蘇揚(yáng)州 225009；3上海海豐大豐種業(yè)有限公司，江蘇鹽城 224000；4常熟市古里鎮(zhèn)農(nóng)技推廣服務(wù)中心，江蘇蘇州 215515）

0 引言

稻田生態(tài)種養(yǎng)能夠?qū)⑺痉N植與水產(chǎn)、禽類結(jié)合起來，利用稻田的立體結(jié)構(gòu)和微生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)稻漁（牧）互利共生和稻田穩(wěn)產(chǎn)高效，不僅滿足人們對(duì)優(yōu)質(zhì)健康綠色農(nóng)產(chǎn)品的需求，而且有效減少農(nóng)藥化肥的投入，減輕農(nóng)業(yè)面源污染，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境[1]。由于稻田生態(tài)種養(yǎng)穩(wěn)糧增效、促進(jìn)農(nóng)民增收，21世紀(jì)以來得到較好的轉(zhuǎn)型發(fā)展[2]。其中稻蝦生態(tài)種養(yǎng)是目前國內(nèi)應(yīng)用面積最大、總產(chǎn)量最高的稻漁綜合種養(yǎng)模式[3]。因此開展不同生態(tài)區(qū)域生態(tài)種養(yǎng)稻作技術(shù)的研究與機(jī)理解析，具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。盡管近年來開展了稻田綜合種養(yǎng)技術(shù)與模式的研究，但研究大多側(cè)重于生態(tài)效應(yīng)方面的研究[4-5]，不同稻漁、稻牧種養(yǎng)模式間水稻生長(zhǎng)的生態(tài)效應(yīng)差異大。盡管稻蝦生態(tài)種養(yǎng)規(guī)模最大并發(fā)展勢(shì)頭仍然較為強(qiáng)勁，但圍繞稻蝦種養(yǎng)模式水稻生理生長(zhǎng)特性的研究并不多，研究結(jié)論也不完全一致。

關(guān)于稻蝦生態(tài)種養(yǎng)對(duì)水稻產(chǎn)量性狀的影響，有研究表明長(zhǎng)期稻蝦共作提高了稻谷、稻草及地上部氮素、磷素和鉀素養(yǎng)分累積量及其農(nóng)學(xué)利用率，水稻每穗總粒數(shù)與稻谷產(chǎn)量增加[6]；有研究認(rèn)為長(zhǎng)期稻蝦共作模式下產(chǎn)量增加主要是通過有效穗數(shù)增加來實(shí)現(xiàn)的，氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率以及氮肥表觀利用率分別不同程度提高[7]；但也有不同的研究結(jié)論，稻蝦和稻漁種養(yǎng)模式下水稻穗數(shù)少于對(duì)照，而每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重與對(duì)照差異較小[8]。稻漁種養(yǎng)模式對(duì)水稻生長(zhǎng)與生產(chǎn)性狀的影響也存在不同的研究結(jié)論，有研究結(jié)果表明稻漁共作降低了莖蘗成穗率、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，但粒重增加，其明顯的差異特征在于稻漁共作下稻田水層的加深對(duì)水稻生長(zhǎng)而言有利有弊，稻漁共作下水稻生育期延長(zhǎng)，籽粒灌漿歷期增加，冠層功能葉不早衰，粒重增加，但長(zhǎng)期淹水莖蘗成穗率過低，有效穗數(shù)不足，根系活力降低影響穗粒數(shù)形成和安全結(jié)實(shí)[9]，但也有稻漁共作顯著增加穗數(shù)和籽粒產(chǎn)量截然不同的結(jié)論[10-11]。生態(tài)種養(yǎng)對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響受種養(yǎng)模式、水稻品種類型、播期遲早、生態(tài)氣候等綜合因素的影響[12]。已有研究表明稻蝦共作有利于提高整精米率、降低堊白度和堊白粒率，崩解值增加，消減值降低，稻米的食味性狀得到改善[13-14]，但研究報(bào)道并不多，更鮮見關(guān)于稻蝦種養(yǎng)稻米品質(zhì)差異形成的生理探析。

因此，本研究圍繞太湖地區(qū)生態(tài)區(qū)域特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)需求，以水稻豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效為切入點(diǎn)，進(jìn)行品種產(chǎn)量、品質(zhì)性狀綜合比較研究與評(píng)價(jià)。通過研究，探明太湖地區(qū)稻蝦種養(yǎng)模式下稻田土壤生態(tài)理化特性演變規(guī)律，提出稻蝦生態(tài)種養(yǎng)模式下適宜優(yōu)良食味水稻品種、氮肥運(yùn)籌模式和機(jī)械化種植技術(shù)，集成適宜于太湖地區(qū)稻蝦生態(tài)種養(yǎng)規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化栽培技術(shù)體系。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與土壤

試驗(yàn)于2017—2018年在常熟市古里鎮(zhèn)塢坵村江蘇?。ǔＪ欤┑钧溈萍季C合示范基地進(jìn)行，其中稻蝦生態(tài)種養(yǎng)稻田于2016年開始實(shí)施一稻兩蝦模式，稻蝦種養(yǎng)前稻蝦田與常規(guī)稻田屬于相鄰的丘塊，基礎(chǔ)地力一致。因兩年趨勢(shì)一致，本研究中列出了兩年的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，稻米品質(zhì)以2018年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用三因素裂區(qū)試驗(yàn)，其中稻作模式(T)為主區(qū)，栽插密度(D)為裂區(qū)，品種(V)為小裂區(qū)，每種處理2個(gè)重復(fù)。稻作模式設(shè)置稻蝦種養(yǎng)(T1)和大田常規(guī)高產(chǎn)栽培(T2)，機(jī)插密度分別為株行距14 cm×30 cm(D1)和株行距12 cm×30 cm(D2)。選用當(dāng)?shù)刂髟缘闹械椭辨湹矸酆康膬?yōu)質(zhì)食用粳稻品種（品系）‘南粳46’(V1)、‘ 嘉 58’(V2)、‘ 蘇 1785’(V3)、‘ 蘇 1716’(V4)、‘ 滬 軟1212’(V5)為材料，V1～V5全生育期分別為165、160、143、152天和158天。稻蝦共作田小區(qū)面積為675 m2(15 m×45 m)，大田常規(guī)高產(chǎn)栽培小區(qū)面積為200 m2(10 m×20 m)。

兩種模式稻作試驗(yàn)田施氮量均為240 kg/hm2，按照基蘗肥：穗肥7:3比例施用，其中25%為有機(jī)肥作基肥一次性施用，追肥以復(fù)合肥或尿素，其中基肥:蘗肥=7:3，基肥于移栽前1～2天施用，蘗肥分兩次按5:5比例施用；穗肥分兩次按7:3比例施用。磷肥用量折合成P2O5為90 kg/hm2，作基肥一次施用。鉀肥按基肥:穗肥=6:4施用，鉀肥總用量折合成K2O為180 kg/hm2。每處理3次重復(fù)。

試驗(yàn)材料兩年均于5月25日育秧，2017、2018年分別于6月18日、20日移栽。小龍蝦放養(yǎng)初期，田水宜淺。插秧后15～20天開始擱田，應(yīng)輕擱，水位降低到田面露出即可。復(fù)水后水深控制在12～15 cm，一般每3～5天加注新水1次；盛夏季節(jié)每1～2天加注1次新水。成熟期及時(shí)落水干田，以便收割。一稻兩蝦模式中稻前蝦蝦苗按照90000尾/hm2密度于4月中上旬投放稻田環(huán)溝，5月底6月初捕獲龍蝦；稻中蝦蝦苗按照60000尾/hm2密度于水稻移栽前7天左右投放到暫養(yǎng)溝，待秧苗活棵后提高水位，保持水層，8月份中下旬捕獲。

水稻成熟后測(cè)定產(chǎn)量并收獲稻谷待品質(zhì)分析。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與品質(zhì) 將各樣本統(tǒng)一用NP-4350型風(fēng)選機(jī)等風(fēng)量風(fēng)選，在自然條件下風(fēng)干2-3個(gè)月后測(cè)定粒重及米質(zhì)。隨機(jī)數(shù)500粒稱重，重復(fù)3次，計(jì)算千粒重；參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 17891—1999優(yōu)質(zhì)稻谷》測(cè)定稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。采用RVA-4型快速黏度分析儀（Newport Scientific儀器公司生產(chǎn)，澳大利亞）測(cè)定RVA特征譜值，用TCW(Thermal Cycle for Windows）配套軟件進(jìn)行分析。

1.3.2 土壤理化分析 于2017年水稻移栽前進(jìn)行土壤樣品的采集，在兩個(gè)稻作模式的稻田耕作層采集土樣，采樣方式采取S形采樣法，每個(gè)處理3次重復(fù)；采集土樣去除物殘根和石塊并混勻，風(fēng)干土樣一部分過20目和100目，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。

土壤pH采用土:水=1:5酸度計(jì)法，土壤全氮采用半微量凱法測(cè)定，全磷采用H2SO4-HClO4消煮鉬銻抗比色法，全鉀含量采用NaOH熔融-火焰光度法，土壤堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，速效磷含量采用Olsen法測(cè)定，速效鉀用中性NH4Ac浸提-火焰光度法測(cè)定，銨態(tài)氮采用氯化鉀浸提-靛酚藍(lán)比色法測(cè)定，硝態(tài)氮采用酚二磺酸比色法測(cè)定。

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2007和DPS(Data Processing System)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同稻作模式下稻田土壤理化性狀的差異

兩種不同稻作方式稻田土壤試樣分析列于表1，經(jīng)過稻蝦種養(yǎng)方式處理后，稻田中土壤有機(jī)質(zhì)和全氮、全磷、全鉀含量均高于常規(guī)稻田，前者比后者分別提高了83.7%、23.4%、7.9%和6.3%，除全磷含量無顯著差異外，有機(jī)質(zhì)和全氮、全鉀均達(dá)顯著差異。稻蝦共作增加了土壤pH，但差異不顯著。與常規(guī)稻田比較，稻蝦共作稻田中NH4+-N含量降低了5.0%，未達(dá)顯著水平，NO3--N和堿解氮的含量則顯著增加，分別提高了9.2%和94.8%；有效磷和速效鉀的含量也顯著增加，分別提高了22.6%和141.0%。

表1 稻蝦種養(yǎng)模式對(duì)土壤理化性狀的影響

2.2 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

兩種稻作方式對(duì)供試品種（系）籽粒產(chǎn)量及構(gòu)成因素有較大的影響（表2），2017和2018年稻蝦種養(yǎng)模式下水稻產(chǎn)量較大田常規(guī)栽培分別降低5.74%和3.71%。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素，稻蝦種養(yǎng)模式下顯著增加了有效穗數(shù)，兩年分別提高了2.14%和2.89%；但各品種的每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重均顯著地降低，兩年分別降低了1.79%、3.87%、2.22%和1.84%、3.83%、2.30%?？傮w上來講，品種V1、V4和V5的產(chǎn)量無論是在大田種植模式還是稻蝦種養(yǎng)模式下均較其他品種要高，其中均以品種V1最高。

表2 不同稻作模式和栽插密度對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

續(xù)表2

栽插密度對(duì)供試品種（系）的產(chǎn)量及構(gòu)成因素影響也較大，低密度D1處理比高密度D2處理的產(chǎn)量極顯著降低，前者比后者兩年分別降低9.80%和9.48%。各產(chǎn)量因素中除千粒重沒有差異外，與D2相比，兩年D1處理有效穗數(shù)分別降低了15.0%和14.58%，但每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率兩年分別增加了5.90%、5.74%和0.34%、0.45%，均達(dá)極顯著水平。

通過進(jìn)一步方差分析表明（表3），種植模式×栽插密度、種植模式×栽插密度×品種間的互作對(duì)每穗粒數(shù)的影響達(dá)到極顯著和顯著水平；而密度×品種互作極顯著地影響了穗數(shù)與產(chǎn)量水平。一方面說明不同的稻作模式下或不同品種類型，通過調(diào)節(jié)種植密度可以調(diào)控每穗粒數(shù)；同時(shí)也說明根據(jù)品種的特性，可通過不同的種植模式和栽插密度，調(diào)節(jié)有效穗數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)量。

表3 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子方差分析表

續(xù)表3

2.3 不同處理對(duì)稻米品質(zhì)的影響

2.3.1 不同處理對(duì)稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)的影響 供試品種的加工和外觀品質(zhì)在不同的種植模式和栽插密度下存在差異（表4）。兩種種植模式顯著地影響了稻米的外觀品質(zhì)，與大田常規(guī)種植條件比較，稻蝦種養(yǎng)模式的堊白粒率和堊白度顯著降低了10.14%和15.71%。但是兩種栽插栽插密度之間差異較大，低密度D1處理與D2比較，除了出糙率無差異外，精米率和整精米率前者均極顯著或顯著高于后者，分別增加3.95%和7.31%。該試驗(yàn)條件下，低密度種植顯著降低了稻米籽粒的堊白粒率和堊白度，分別較D2降低了12.76%和16.35%。不同品種間比較，無論是在稻蝦種養(yǎng)模式還是大田常規(guī)栽種模式下，品種V1、V5、V4、V2的整精米率較高，其中尤以品種V1最高。堊白度性狀，在稻蝦共作模式下，V1、V2外觀較好；大田種植模式下V1、V2外觀較好，其次是V4、V5。

表4 不同稻作模式和栽插密度對(duì)稻米加工與堊白性狀的影響

續(xù)表4

進(jìn)一步對(duì)上述品質(zhì)性狀進(jìn)行方差分析（表5），結(jié)果表明種植模式×品種之間存在互作效應(yīng)，其對(duì)堊白度的影響達(dá)到顯著水平。

表5 加工與堊白性狀方差分析表

續(xù)表5

2.3.2 不同處理對(duì)稻米蛋白質(zhì)含量和蒸煮食味品質(zhì)的影響 5個(gè)供試品種在不同的處理下籽粒蛋白質(zhì)含量和蒸煮食味品質(zhì)表現(xiàn)出差異（表6）。兩種種植模式下，稻蝦種養(yǎng)處理與大田常規(guī)種植比較，前者的籽粒蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量比后者分別高出3.81%和2.83%，崩解值和糊化溫度亦分別高出5.14%和0.83%，而消減值則降低11.63%。低密度栽插與高密度栽插相比，蛋白質(zhì)和直鏈淀粉分別高出1.89%和2.83%，崩解值和糊化溫度亦分別高出5.49%和1.11%，而消減值則降低2.59%。結(jié)果說明，稻蝦種養(yǎng)模式或適當(dāng)降低密度條件下蛋白質(zhì)含量略有增加，但稻米的食味性狀有所改善。

表6 不同稻作模式和栽插密度對(duì)蛋白質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)的影響

分析比較各品種蛋白質(zhì)之間的差異，數(shù)據(jù)顯示品種V1和V5蛋白質(zhì)含量較其他品種低；直鏈淀粉含量則以V2品種最高；膠稠度顯示在稻蝦種養(yǎng)模式下，以品種V1最大，V4、V5次之；崩解值在稻蝦種養(yǎng)模式下以品種V3和V1較高，大田常規(guī)種植以V3最高；消減值則是在稻蝦種養(yǎng)模式下以V3最低，V1次之，大田種植模式下則是以V5最低；糊化溫度則是兩種種植模式下均以V3最高。結(jié)果顯示品種V1的食味性狀最好、最穩(wěn)定，其蛋白質(zhì)含量也是在供試品種中最低，說明較高蛋白質(zhì)含量影響稻米的食味性狀。

對(duì)上述品質(zhì)性狀進(jìn)一步方差分析（表7），結(jié)果表明除糊化溫度外，種植模式×品種之間的互作對(duì)蒸煮食味和營養(yǎng)品質(zhì)性狀的影響達(dá)到極顯著差異，說明稻田種養(yǎng)模式下選用適宜的食味稻米能有效提高稻米的食味品質(zhì)；種植模式×密度×品種之間的互作對(duì)蛋白質(zhì)和消減值的影響分別顯現(xiàn)極顯著和顯著差異。

表7 蛋白質(zhì)與蒸煮食味指標(biāo)方差分析

續(xù)表7

2.4 品質(zhì)性狀間的相關(guān)分析

對(duì)品質(zhì)性狀進(jìn)行相關(guān)分析，表8結(jié)果顯示，出糙率、精米率分別與堊白度呈顯著和極顯著負(fù)相關(guān)（R分別為-0.487*、-0.748**），整精米率與堊白粒率、堊白度分別呈極顯著的負(fù)相關(guān)（R分別為-0.652**、-0.855**）；出糙率和整精米率分別與蛋白質(zhì)呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)（R分別為-0.532*、-0.473*）；精米率、整精米率分別與直鏈淀粉呈顯著與極顯著負(fù)相關(guān)（R分別為-0.455*、-0.582*）；整精米率與糊化溫度呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)(-0.681**)。堊白粒率與直鏈淀粉、糊化溫度分別呈顯著與極顯著正相關(guān)（R分別為0.506*、0.570*），與消減值呈顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.470*)；堊白度則分別與直鏈淀粉、崩解值、糊化溫度呈現(xiàn)顯著與極顯著正相關(guān)（R分別為0.537*、0.463*、0.736**），與消減值呈極顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.565**)；蛋白質(zhì)與膠稠度呈顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.512)，與糊化溫度呈顯著正相關(guān)(R=0.444)；直鏈淀粉與消減值呈顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.467)；崩解值則與消減值呈極顯著的負(fù)相關(guān)。

表8 品質(zhì)性狀間的相關(guān)分析

3 討論與結(jié)論

3.1 稻蝦種養(yǎng)與水稻產(chǎn)量形成及其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)形成的關(guān)系

不同的稻作模式稻田土壤地力條件存在較大差異[1]，張艷峰等[15]提出因應(yīng)稻田土壤肥力水平采用不同的栽培技術(shù)模式實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。盡管蝦稻種養(yǎng)全國規(guī)模較大，但現(xiàn)有文獻(xiàn)中有關(guān)稻蝦種養(yǎng)水稻生長(zhǎng)特性研究報(bào)道并不多，研究的結(jié)論也不盡一致，楊勇等[16]研究稻漁共作發(fā)現(xiàn)稻株基部節(jié)問長(zhǎng)度增大，節(jié)間數(shù)增多，植株重心上移，后期根系活力降低等特征，莖蘗成穗率、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率下降，產(chǎn)量降低；張劍等[17]研究表明稻漁共作顯著增加水稻分蘗期和灌漿期的葉片氮含量，延長(zhǎng)分蘗期，顯著提高成穗率和產(chǎn)量，其結(jié)論的差異有可能與水稻品種、稻漁共作下的時(shí)間、空間等多種效應(yīng)有關(guān)。稻蝦共作下水稻表現(xiàn)什么樣的生長(zhǎng)和產(chǎn)量特性，目前沒有一致的結(jié)論。彭成林等[6]研究了長(zhǎng)期稻蝦共作模式對(duì)直播稻產(chǎn)量影響，結(jié)果表明與水稻單作相比，稻蝦共作主要通過有效穗數(shù)的增加大幅提高水稻產(chǎn)量，且氮肥利用率明顯提高；但姚義等[18]研究了4種稻作模式下，稻蝦共作的實(shí)收單產(chǎn)則要低于稻鴨共作和常規(guī)稻作方式。

稻蝦共作田除擱田（輕擱，水位降低到田面露出即可）外，長(zhǎng)期淹于水下，水稻在10～20 cm漸深的水層中生長(zhǎng)達(dá)100天以上。由于小龍蝦的個(gè)體較小，稻蝦共作的田間水分管理既不同于常規(guī)栽培和稻鴨共作水分管理[19]，也不同于稻魚、稻蟹共作深度水層的管理[16-17]。本試驗(yàn)條件下，稻蝦共作前期淺水灌溉，分蘗后期輕度擱田，水稻的分蘗能力增強(qiáng)，分蘗數(shù)明顯增加；龍蝦在稻田的活動(dòng)和新陳代謝的排泄物，提升了土壤有機(jī)質(zhì)和土壤肥力，水稻生育前期生長(zhǎng)迅速，生育期有所延長(zhǎng)（數(shù)據(jù)略），這與楊等的研究較為一致[16]。蔡晨等[20]研究表明長(zhǎng)期稻蝦輪作有助于改善耕層土壤結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)土壤緩沖能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，稻蝦共作水稻畝有效穗數(shù)顯著增加，但供試品種的莖蘗成穗率、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重則出現(xiàn)顯著降低，尤其結(jié)實(shí)率降幅最大。究其原因，可能在于長(zhǎng)期處于淹水條件之下，尤其是生育中后期，導(dǎo)致水稻根系活力下降，這與張榮萍等[21]研究得出長(zhǎng)期淹水不利于水稻根系生長(zhǎng)，根系生理活性低、易衰老的結(jié)論一致。陶龍興等[22]指出根系活力下降則導(dǎo)致籽粒灌漿不良，勢(shì)必影響到穗粒數(shù)的形成和籽粒的安全結(jié)實(shí)。

本研究還表明在稻蝦共作模式下，與常規(guī)栽插密度比較，寬窄行低密度機(jī)插雖然降低了有效穗數(shù)和產(chǎn)量，但籽粒的結(jié)實(shí)率和每穗粒數(shù)則顯著增加，且種植模式、栽插密度和品種之間存在互作效應(yīng)，說明在稻蝦模式下可以根據(jù)品種的特性，適當(dāng)減少栽插密度，平衡好穗數(shù)和穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率的關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)水稻的安全穩(wěn)產(chǎn)。試驗(yàn)表明稻蝦種養(yǎng)結(jié)合提升了稻田土壤地力，這與張艷峰等[15]提出在稻田肥力水平高時(shí)，超級(jí)稻宜采用“大寬行窄株”栽培模式，主攻大穗優(yōu)勢(shì)；肥力水平中低時(shí)，以“寬窄行”栽培產(chǎn)量表現(xiàn)更佳的結(jié)論不謀而合。

3.2 稻蝦種養(yǎng)與稻米品質(zhì)形成的關(guān)系

稻米品質(zhì)的形成除了遺傳因素外，主要受氣候生態(tài)條件、土壤生態(tài)條件以及栽培技術(shù)等多重因素的影響[23-24]。大量研究表明，稻田綜合種養(yǎng)有利于改善稻米的品質(zhì)[8,12-13]，但相關(guān)機(jī)理則缺少研究。從現(xiàn)有關(guān)于稻蝦共作模式下稻田土壤理化特性研究報(bào)道來看，研究結(jié)果略顯不同。朱杰等[25]研究認(rèn)為稻蝦共作模式顯著提升水稻抽穗期稻田土壤中硝態(tài)氮、全氮及全碳的含量，但對(duì)土壤碳氮比、堿解氮和銨態(tài)氮含量沒有顯著影響；并認(rèn)為對(duì)微生物多樣性指數(shù)沒有顯著影響，但顯著增加了微生物豐富度指數(shù)，改變了稻田土壤nirK反硝化微生物在目、科、屬、種的群落結(jié)構(gòu)。而蔡晨等[20]研究指出，土壤全氮含量與速效養(yǎng)分隨著輪作年限延長(zhǎng)均表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)，表明長(zhǎng)期稻蝦輪作有利提高土壤速效養(yǎng)分，有助于改善土壤通透性、提高土壤肥力和增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益。本研究表明，在稻蝦連作下稻田耕作層土壤除NH4+-N降低外，NO3--N、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均顯著高于常規(guī)稻田，這與蔡晨的研究是一致的。

關(guān)于土壤理化性狀與稻米品質(zhì)的關(guān)系，有研究表明土壤速效磷和有效鉀增加有利于堊白粒率和堊白度的降低[22]，在本試驗(yàn)稻蝦種養(yǎng)條件下稻米的堊白粒率和堊白度降低，其原因可能與土壤中有機(jī)質(zhì)和速效磷、有效鉀含量的增加密切相關(guān)，這與曹湊貴等[26]的研究較為一致。同時(shí)，小龍蝦在稻田的活動(dòng)，增加了稻田微生物的種類和數(shù)量，微生物的加入不僅增加了土壤酶的數(shù)量，其活動(dòng)也可以促進(jìn)腐枝敗葉分解、提高土壤酶活性，有利于水稻根系生長(zhǎng)和根系活力的提高，從而使更多的氮磷轉(zhuǎn)化成可以被水稻直接吸收利用的有效態(tài)，利于水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，減少堊白形成[27]。通過相關(guān)分析表明蛋白質(zhì)含量與膠稠度呈顯著負(fù)相關(guān)，與糊化溫度呈顯著正相關(guān)，說明蛋白質(zhì)含量增加稻米食味性變差。因此，長(zhǎng)期稻蝦共作稻田土壤理化性狀大幅改善前提下，水稻生長(zhǎng)期應(yīng)適當(dāng)減少肥料的投入，降低蛋白質(zhì)含量，改善稻米食味品質(zhì)。稻蝦共作下稻米直鏈淀粉含量、崩解值增加，消減值降低，可能在于長(zhǎng)期淹水根系分泌乳酸過多導(dǎo)致[28]；但也有研究認(rèn)為，稻蝦輪作期間，小龍蝦排泄物在一定程度上增加了表層土壤易氧化有機(jī)碳的來源[26]；其次小龍蝦活動(dòng)對(duì)稻田起到中耕的效果，促進(jìn)水稻根系正常生長(zhǎng)，進(jìn)而增加根系有機(jī)分泌物量和土壤穩(wěn)定態(tài)腐殖質(zhì)向易分解態(tài)轉(zhuǎn)化[29]。根系分泌的有機(jī)酸和氨基酸濃度通過調(diào)節(jié)灌漿的時(shí)間或調(diào)節(jié)子粒中蔗糖-淀粉代謝途徑關(guān)鍵酶活性，實(shí)現(xiàn)對(duì)稻米品質(zhì)的調(diào)控[30]。但是根系分泌的有機(jī)物質(zhì)與根際土壤中微生物之間也存在較為復(fù)雜的關(guān)系，兩者均對(duì)水稻米質(zhì)形成有調(diào)控作用，其機(jī)理不甚清晰，有待進(jìn)一步的研究。

在稻蝦種養(yǎng)模式下，寬窄行栽插有效降低了稻米的堊白粒率和堊白度，改善了外觀品質(zhì)；提高了精米率和整精米率，究其原因一方面可能與低密度栽插改善了田間的通風(fēng)透光狀況，另一方面增加了小龍蝦在稻田的活動(dòng)空間，小龍蝦在稻田的掘穴行為改變了土壤的通氣特性，加快了有機(jī)物質(zhì)在有氧和厭氧界面的交換過程，從而使土壤深層中相對(duì)難降解的有機(jī)物逐漸被好氧微生物降解，促進(jìn)土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化[31]，進(jìn)而改善稻米的米質(zhì)。

4 結(jié)論

稻蝦種養(yǎng)有效地改善了稻田土壤生態(tài)和土壤理化特性，明顯提高稻田土壤有機(jī)質(zhì)和全氮、全磷、全鉀含量，降低了稻田中銨態(tài)氮含量，顯著增加了硝態(tài)氮、堿解氮和有效磷和速效鉀的含量。稻蝦種養(yǎng)對(duì)水稻的產(chǎn)量性狀和米質(zhì)均具有較大調(diào)控作用，但因不同品種、不同栽插密度等栽培方式不同而異，其增加了有效穗數(shù)，但穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率降幅大，導(dǎo)致產(chǎn)量降低；稻蝦種養(yǎng)改善了稻米外觀品質(zhì)，稻米的食味性狀得到改善。稻蝦共作與品種、密度之間存在互作效應(yīng)。采用稻蝦種養(yǎng)模式宜選用適宜的優(yōu)良食味品種，適當(dāng)減少氮肥用量和栽插密度能友好協(xié)調(diào)稻谷穩(wěn)產(chǎn)與食味品質(zhì)的關(guān)系。