不同稻、鴨、魚共生模式對土壤質(zhì)量及水稻生長發(fā)育的影響

張琴　孟祥杰　陳燦　黃璜

摘要：稻-鴨-魚共生模式是我國獨特的稻田生態(tài)種養(yǎng)模式。為探究不同稻、鴨、魚共生模式對土壤質(zhì)量、水稻生物量積累、水稻群體生長特性及產(chǎn)量的影響，設(shè)計稻田-綠頭鴨（R-WD）、稻田-番鴨（R-MD）、稻田-丁[XCZ26.tif]魚-番鴨（R-MDT）、稻田-丁[XCZ26.tif]魚（R-T）模式與水稻單作（CK）的田間對比試驗。結(jié)果表明，與 CK處理相比，R-WD、R-MD、R-MDT處理在整個生育期土壤 pH值均降低，R-WD、R-MD處理的水稻有機質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷含量均有所提高。與CK處理相比，R-WD、R-MD、R-MDT、R-T處理在孕穗期至成熟期水稻的葉面積指數(shù)提高了14.68%～39.79%、5.11%～26.23%、7.75%～64.60%、8.84%～31.29%；在成熟期的SPAD 值分別提高28.55%、11.88%、22.94%、17.79%；從分蘗期到成熟期的光合勢提高了1.53%～22.67%、9.36%～27.57%、11.84%～40.61%、11.79%～50.24%；收獲指數(shù)提高了 8.53%、23.30%、11.05%、15.49%；水稻產(chǎn)量提高了 5.24%、8.74%、12.61%、11.99%。綜上所述，稻田-綠頭鴨、稻田-番鴨、稻田-丁[XCZ26.tif]魚-番鴨、稻田-丁[XCZ26.tif]魚模式均可提高土壤養(yǎng)分含量，延緩水稻葉片衰老，促進水稻生物量的積累，提高水稻群體生長速率、凈同化率、光合勢，并表現(xiàn)出較高的水稻產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：稻-鴨-魚共生模式；土壤質(zhì)量；水稻生長特性；水稻產(chǎn)量

中圖分類號：S964.2；S181 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）20-0058-09

水稻是我國重要的糧食作物，推動水稻穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、綠色生產(chǎn)、提質(zhì)增效是當前研究的重點內(nèi)容；提高稻田生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，是實現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)的重要手段；減少農(nóng)藥化肥的施用，是實現(xiàn)水稻綠色生產(chǎn)的重要途徑；補充生態(tài)位，實現(xiàn)“一水多用、一田多收”，是提質(zhì)增效的重要方式［1］。研究表明，稻田生態(tài)種養(yǎng)可減少施用農(nóng)藥化肥，實現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)，提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、資源利用率和稻田生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，并可繼承和發(fā)揚我國的優(yōu)秀傳統(tǒng)農(nóng)耕文化［2-4］。研究證實，水稻產(chǎn)量形成與群體生長關(guān)系密切，抽穗期到成熟期較高的光合效率及物質(zhì)生產(chǎn)力是保證群體質(zhì)量的本質(zhì)特征；抽穗后群體光合生產(chǎn)力決定水稻的經(jīng)濟產(chǎn)量，群體葉面積、凈同化率、干物質(zhì)積累是描述水稻產(chǎn)量的重要特征；較高的群體生長率、凈同化率、光合勢可以促進水稻高產(chǎn)量的形成［5-6］。劉桃菊等研究表明，水稻根系數(shù)量較少時，根長、根質(zhì)量的增加可以促進產(chǎn)量提高；但根長和根質(zhì)量增加到一定程度后，水稻產(chǎn)量反而會隨根系數(shù)量的增加而下降［7］。水稻的葉面積指數(shù)、光合勢也與產(chǎn)量具有相關(guān)性［8］。因此，探究水稻群體生長特性的變化，對穩(wěn)定水稻產(chǎn)量具有重要意義。

稻-鴨-魚共生模式可有效減少農(nóng)藥的施用，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)，具有較高的經(jīng)濟效益。番鴨（Cairina moschata），體型大，行動速度緩慢，活動范圍廣泛，可適應(yīng)多種環(huán)境，對稻田雜草具有極好的控制效果。研究表明，稻田養(yǎng)鴨可降低溫室效應(yīng)［9-10］、控制病蟲草害、提高土壤質(zhì)量［11-12］、改善水體環(huán)境、穩(wěn)定水稻產(chǎn)量和提高稻米品質(zhì)［9］等，具有良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益［13］。丁魚（Tinca tinca），是典型的底棲魚類，其肉質(zhì)鮮美，價格較高，市場需求相對穩(wěn)定。本研究通過不同稻田、鴨、魚共生模式的田間試驗對比，調(diào)查水稻生長各個時期土壤養(yǎng)分的變化及水稻根部、葉部、群體生長特性等相關(guān)指標，從一定程度上解釋稻-鴨-魚共生模式對水稻生長特性變化的影響規(guī)律，旨在為稻田綠色豐產(chǎn)、增效生產(chǎn)提供技術(shù)補充，為保障國家糧食安全和水稻高質(zhì)高效生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于 2022年 5—10 月在湖南省長沙市長沙縣路口鎮(zhèn)明月村（28°40′38″N，113°29′48″E）稻田生態(tài)種養(yǎng)示范基地開展，該地屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，土地肥沃，無霜期長，降水量大，主要以雙季稻種植為主。稻田翻耕前，在稻-鴨-魚種養(yǎng)模式的田塊進行五點取樣，土壤的pH值為 5.1，有機質(zhì)、全氮、全磷、速效磷、堿解氮含量分別為 17.49 g/kg、0.98 g/kg、0.56 g/kg、26.30 mg/kg、77.58 mg/kg，全鉀、速效鉀含量分別為36.53、8.67 mg/kg。水稻品種為農(nóng)香 32，魚品種為丁魚，鴨品種為綠頭鴨、番鴨。

1.2 試驗設(shè)計與管理

1.2.1 試驗設(shè)計 采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置常規(guī)水稻種植（CK）、稻田養(yǎng)殖丁魚（R-T）、稻田養(yǎng)殖番鴨（R-MD）、稻田養(yǎng)殖丁魚和番鴨（R-MDT）、稻田養(yǎng)殖綠頭鴨（R-WD）5 個處理，每個處理重復(fù)3 次，每個小區(qū)面積 40 m2。移栽前1周左右，劃分小區(qū)，挖掘田埂，并在田埂內(nèi)側(cè)挖掘魚溝（寬、深分別為50、60 cm）和魚凼（長、寬、深分別為 200、150、150 cm），魚凼上方安裝遮陽網(wǎng)（圖1）。

1.2.2 試驗管理

水稻于5月18日播種，6月20日移栽，移栽規(guī)格為24 cm×24 cm，每大區(qū)共移栽 2 083 穴。插秧前7 d施用基肥，氮肥施用量占總氮量的50%，磷鉀肥占總生育期的70%；分蘗期施用的氮肥占總氮的30%；在水稻孕穗初期，施用剩下的20%氮及30%磷鉀肥。在水稻整個生育期，N、P2O5、K2O施用量分別為150、105、105 kg/hm2。稻田施用肥料為復(fù)合肥及尿素，復(fù)合肥中N、P2O5、K2O含量均為15%，總養(yǎng)分含量≥45%；尿素中含氮量≥46.40%。放魚前，保證魚溝內(nèi)有深40～50 cm 的水；放魚后，依水稻的生長提升水位，使得魚在食物匱乏時可進入田面覓食。丁魚為底棲性魚類，以腐殖質(zhì)及雜食性餌料為主，能與番鴨互利共生。水稻插秧后15 d，R-WD處理放500 g綠頭鴨1羽（鴨齡30 d），放養(yǎng)密度為250羽/hm2；R-MD、R-MDT處理各放養(yǎng)600 g番鴨1羽（鴨齡30 d），放養(yǎng)密度為250羽/hm2；R-MDT、R-T處理各放養(yǎng)5～8 cm的丁魚30尾，放養(yǎng)密度為 7 500尾/hm2。

在水稻管理期間，及時修補田埂并覆膜，避免竄水竄肥。在每個大區(qū)中搭設(shè)鴨棚和圍欄，堅持每日巡田，觀察魚鴨的生長狀況并檢查田間設(shè)施，防止天敵傷害和魚鴨外逃。水稻齊穗時將鴨收回，稻鴨共育時長為60 d；稻魚在水稻成熟期收獲，稻魚共育時長93 d。水稻種植期間不施用任何除草劑及殺蟲劑。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 土壤肥力的測定 于水稻分蘗期（7月12日）、孕穗期（8月2日）、齊穗期（8月17日）、成熟期（9月12日），在小區(qū)內(nèi)采用五點法取樣，采集3個重復(fù)土樣并混合均勻，自然風(fēng)干后研磨過篩，測定土壤養(yǎng)分指標。其中，pH值采用電位法測定，全鉀、速效鉀含量采用火焰光度法測定，堿解氮含量采用堿解擴散法測定，速效磷含量采用分光光度計測定，土壤有機質(zhì)含量采用稀釋熱法測定。

1.3.2 水稻根部、葉部特征、地上部生物量的測定 于水稻分蘗期、孕穗期、齊穗期、齊穗后11 d、成熟期，在每個小區(qū)選擇6株具有代表性的植株，在距離田面10 cm的位置將整株水稻剪斷，放到密封袋中用棉花覆蓋剪短的橫截面，測定棉花覆蓋前后的質(zhì)量變化，差值即為根系傷流液質(zhì)量。于水稻分蘗期、孕穗期、齊穗期、齊穗后11 d、成熟期，在每個小區(qū)選取具有平均分蘗數(shù)的水稻植株3穴，盡量取全根部，帶回實驗室后，將水稻根、莖、葉、穗分離，仔細清理根部泥土，調(diào)查根系總數(shù)，用排水法測定根系體積；水稻葉面積指數(shù)（LAI）、單位面積上三葉葉面積采用LI-3000C便攜葉面積測定儀進行測定，處理好后裝進信封，105 ℃殺青0.5 h，后將溫度降低至80 ℃，烘干，測定其生物量。測定后，計算群體生長速率、光合勢、凈同化率、收獲指數(shù)、根冠比等指標。

群體生長速率=（m2-m1）/（t2-t1）；

光合勢=1/2（LAI1+LAI2）（t2-t1）；

凈同化率=（lnLAI2-lnLAI1）（m2-m1）/［（LAI2-LAI1）（t2-t1）］。

式中：LAI1、LAI2分別為前后2次測定的葉面積指數(shù)；t1、t2分別為前后2次測定的時間；m2、m1分別為前后2次測定的生物量。

收獲指數(shù)=水稻籽粒實粒質(zhì)量/成熟期水稻地上部生物量；

根冠比=地下部生物量/地上部生物量。

1.3.3 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定 每個處理選取具有代表性的水稻植株3穴，取回實驗室進行室內(nèi)考種，主要考察結(jié)實率、千粒質(zhì)量、有效穗，同時計算其理論產(chǎn)量。在每個處理選取3點，收割5 m2的樣方，脫粒后自然風(fēng)干，測定谷物含水量，計算實際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010整理數(shù)據(jù)并制作表格，運用PASW Statistics 18.0，采用單因素ANOVA和Duncans新復(fù)極差法進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同稻、鴨、魚共生模式對土壤質(zhì)量的影響

不同處理對稻田土壤質(zhì)量有顯著影響（表1）。不同稻、鴨、魚處理下土壤均呈酸性，pH值呈先升后降的趨勢；在水稻齊穗期，pH值達到最高。與CK相比，各處理在水稻分蘗期、孕穗期、成熟期的pH值分別降低了3.86%～8.27%、1.33%～4.94%、3.55%～5.23%。在水稻齊穗期，R-WD、R-MD、R-MDT處理的pH值均顯著低于CK處理，R-T處理與CK處理間不存在顯著性差異。在水稻齊穗后11 d，R-MD、R-MDT處理的pH值均顯著低于CK處理。

土壤有機質(zhì)含量整體呈先降后升的趨勢。與CK處理相比，在水稻分蘗期及孕穗期，R-WD、R-MD處理的有機質(zhì)含量顯著提高；R-MDT、R-T處理的有機質(zhì)含量與CK處理間不存在顯著性差異；在齊穗期，R-WD、R-MD、R-MDT處理的有機質(zhì)含量比CK處理顯著提高。在水稻成熟期，有機質(zhì)含量差異并不顯著。

在水稻生育期內(nèi)，土壤中全氮及堿解氮含量具有顯著性差異。土壤全氮含量呈先增后降的趨勢。與CK處理相比，分蘗期R-WD、R-MD、R-MDT、R-T處理的全氮含量顯著提高了59.15%、32.39%、35.21%、29.58%；孕穗期各個處理的全氮含量不存在顯著性差異；齊穗期各處理的全氮含量均有顯著提高；齊穗后11 d，R-WD、R-MD、R-MDT 處理的全氮含量顯著提高；成熟期R-WD處理的全氮含量顯著提高。與CK處理相比，分蘗期、孕穗期、齊穗期、成熟期其余各處理的堿解氮含量顯著提高6.24%～30.16%、11.05%～24.71%、48.59%～108.96%、21.12%～34.79%。

齊穗后11 d和成熟期，土壤的全磷含量有所下降；與CK處理相比，其余各處理的土壤全磷含量分別提高了14.29%～40.82%和8.33%～22.92%。水稻各個生育期內(nèi)，各處理的土壤速效磷含量均有顯著性差異。除齊穗后11 d外，均以R-WD處理的速效磷含量最高。在分蘗期、齊穗期、齊穗后 11 d、成熟期，其余各處理的速效磷含量分別比CK處理提高了23.62%～48.38%、0.44%～51.59%、11.22%～114.84%、5.60%～54.93%。

在水稻生育期內(nèi)，土壤全鉀含量主要集中在 29～37 mg/L。土壤速效鉀含量呈先降后升的趨勢。在齊穗后11 d，各處理的速效鉀含量最低。與 CK處理相比，分蘗期R-WD、R-MDT、R-T處理的速效鉀含量顯著提高；孕穗期、齊穗期 R-WD、R-MD、R-MDT處理的速效鉀含量顯著提高；齊穗期后11 d、成熟期R-WD、R-MD處理的速效鉀含量顯著提高；但 R-MDT處理的速效鉀含量在齊穗期后11 d差異不顯著，在成熟期顯著下降；R-T處理的速效鉀含量在齊穗期后11 d顯著下降，在成熟期差異不顯著。

綜上可知，不同稻-鴨-魚共生模式下的pH值均有所下降。R-WD、R-MD處理的有機質(zhì)、堿解氮、全磷、速效磷、速效鉀含量均有所提高。R-T處理的土壤質(zhì)量改善最差，可能是由于丁魚活動在圍溝及魚凼內(nèi)，代謝物及分泌物很少在田面表層土壤分解。R-MDT處理對水稻速效養(yǎng)分、全量養(yǎng)分、有機質(zhì)的改善狀況優(yōu)于R-T處理，可能是因為鴨在田中活動范圍廣，代謝產(chǎn)物在土壤中分解，進而提高田間養(yǎng)分含量。R-MD處理對水稻速效養(yǎng)分、全量養(yǎng)分、有機質(zhì)的改善狀況弱于R-WD、R-MD 處理，可能是因為田中養(yǎng)魚，鴨喜水，鴨的代謝產(chǎn)物排泄于魚溝及魚凼中，對土壤質(zhì)量的影響弱于R-WD、R-MD處理。

2.2 不同稻、鴨、魚共生模式對水稻根系的影響

隨著水稻生長，傷流液質(zhì)量、根體積均整體表現(xiàn)為先增后降（表2）。與CK處理相比，分蘗期 R-MD、R-T處理的傷流液質(zhì)量分別提高了123.43%、101.86%；孕穗期、齊穗期、齊穗后11 d各處理傷流液質(zhì)量差異不顯著。水稻生育期內(nèi)，根數(shù)先增后減再增，變化沒有明顯規(guī)律，可能與植株樣品的選擇有關(guān)，由此推測，水稻根系受外界環(huán)境影響較為劇烈。水稻根體積在齊穗期達到最大值；齊穗后11 d，R-WD處理的根體積顯著高于其他處理，其他各處理間的根體積差異不顯著。

2.3 不同稻、鴨、魚共生模式對水稻葉片的影響

葉面積指數(shù)（LAI）在水稻生育期呈先升后降的趨勢，在齊穗期達到最高值（表3）。水稻分蘗期，R-MDT、R-T處理的葉面積指數(shù)顯著低于CK處理。與CK處理相比，孕穗期、齊穗期后11 d各處理的葉面積指數(shù)分別提高了14.68%～39.79%、7.75%～64.60%。各處理間SPAD值的變化規(guī)律不顯著。水稻孕穗期，劍葉開始抽出，劍葉及以下2片葉為水稻上三葉，即為水稻功能葉。水稻生育期內(nèi)，R-WD處理的單位面積上三葉葉面積顯著高于CK處理；齊穗期、齊穗后11 d、成熟期，R-MD、R-MDT、R-T處理的單位面積上三葉葉面積與CK處理差異不顯著；在孕穗期、齊穗期、齊穗后11 d、成熟期，其余各處理的單位面積上三葉葉面積較CK處理的增幅分別為30.72%～88.86%、0～39.30%、14.10%～63.88%、25.23%～61.21%。

2.4 不同稻、鴨、魚共生模式對水稻各器官生物量的影響

由表4可知，水稻根、莖、葉生物量呈先增后降趨勢，水稻穗部生物量逐步提高。根、莖、葉的生物量均在孕穗期快速積累。在水稻齊穗期，根、莖、葉生物量達到最大值。由于營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，在水稻成熟期，根、莖、葉的生物量均有下降，而穗部生物量逐步提高，水稻根冠比整體呈逐步下降的趨勢。分蘗期、孕穗期、成熟期，各處理水稻根部生物量差異不顯著。在齊穗期，R-WD處理的根系生物量顯著高于CK處理，R-MD、R-MDT、R-T處理與CK處理間差異不顯著。在分蘗期，R-MD處理的葉生物量顯著高于CK處理。在孕穗期、齊穗期及成熟期，其余各處理的葉部生物量比CK處理分別提高16.51%～46.85%、7.21%～31.77%、6.71%～25.07%。在成熟期，與CK處理相比，R-WD、R-MD、R-MDT、R-T處理的穗部生物量分別顯著提高52.98%、89.66%、30.48%、61.05%。

2.5 不同稻、鴨、魚共生模式對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表5可知，各處理的水稻結(jié)實率差異顯著（P<0.05）。與CK處理相比，R-T處理的結(jié)實率有所提高，R-WD處理的結(jié)實率顯著下降。水稻千粒質(zhì)量為27.50～27.89 g，各處理間差異不顯著。與CK處理相比，R-WD、R-MD、R-MDT、R-T處理的產(chǎn)量分別提高5.24%、8.74%、12.61%、11.99%，收獲指數(shù)分別提高8.53%、23.30%、11.05%、15.49%。由此說明，不同稻-鴨-魚模式下，產(chǎn)量的提高可能與有效穗數(shù)及穗實粒數(shù)的提高有關(guān)。

2.6 不同稻、鴨、魚共生模式對的水稻群體生長速率、凈同化率及光合勢的影響

由表6可知，各處理的群體生長速率、光合勢、凈同化率在整體生育期具有顯著性差異。群體生長速率呈先升后降的趨勢，在孕穗期—齊穗期，R-WD、R-MD、R-MDT、CK處理的群體生長速率達到最高值，R-T處理在齊穗期—齊穗后11 d達到最高值。在水稻齊穗后11 d—成熟期，與CK處理相比，R-T處理的群體生長速率提高了13.17 g/d。CK處理的光合勢呈由高到低的變化，其余處理的光合勢整體呈先增后降的趨勢，分穗期—孕穗期的光合勢達到最高值；齊穗期—齊穗后 11 d 以及齊穗后11 d—成熟期，光合勢變化基本一致。與CK處理相比，從分蘗期—孕穗期、孕穗期—齊穗期、齊穗期—齊穗后11 d、齊穗后11 d—成熟期，其余各處理的光合勢分別提高1.53%～22.67%、9.36%～27.57%、11.84%～40.61%、11.79%～50.24%。R-WD、R-MD、R-MDT、CK處理的凈同化率在孕穗期—齊穗期達到最大值，R-T處理在分蘗期—孕穗期達到最高值；在齊穗后11 d—成熟期，R-WD、R-MD、R-MDT、R-T處理的凈同化率比CK處理顯著提高。

3 討論

3.1 不同稻、鴨、魚共生模式對土壤養(yǎng)分的影響

研究表明，稻田養(yǎng)鴨可顯著提高土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷的含量［14］，稻田養(yǎng)魚也可以提高堿解氮、速效磷的含量［15］。本研究發(fā)現(xiàn)，除齊穗期、齊穗期后11 d的RT處理外，與CK處理相比，各處理的土壤pH值均有所下降，R-WD、R-MD 處理的土壤中全氮、堿解氮、全磷、速效磷、速效鉀、有機質(zhì)含量有所提高，而R-MDT、R-T處理對土壤養(yǎng)分的影響弱于R-WD、R-MD處理。這可能是因為魚主要活動在溝凼中，其排泄及活動均在溝凼中進行；而鴨活動范圍比較廣泛，通過代謝可以在全田代謝并補充有機質(zhì)，增加土壤的養(yǎng)分含量。在齊穗后11 d及成熟期，各處理的土壤全氮、全磷、堿解氮、速效磷、速效鉀含量有所提高。這主要是由于水稻處于生長后期，主要進行穗部生物量的積累，一定程度上其光合作用等生理活動有所下降，減少了對堿解氮、速效磷的吸收，進而增加土壤中速效養(yǎng)分的積累；同時，水稻生長后期稻田管理為干濕交替，也促進土壤速效養(yǎng)分的釋放［16］。在水稻齊穗期，鴨從田間收回，對土壤的攪動降低，糞物產(chǎn)生減少，而魚很少在田面活動，在成熟期表現(xiàn)出全氮、全磷含量下降。

3.2 不同稻、鴨、魚共生模式對水稻根系及葉片的影響

根系是吸收營養(yǎng)、物質(zhì)轉(zhuǎn)運、固定防倒的重要器官，對水稻地上部干物質(zhì)積累及產(chǎn)量形成有著重要影響。研究表明，壟作稻魚雞、壟作稻雞可提高水稻的根系體積、根數(shù)及最長根系等相關(guān)指標，齊穗期的根系活力顯著提高［17］。全國明等的研究表明，稻田養(yǎng)鴨明顯改善水稻根系的生長質(zhì)量，水稻的根系活力、根系干物質(zhì)量、根系總吸收面積和活躍吸收面積均有一定提高［18］。本研究發(fā)現(xiàn)，傷流液質(zhì)量及根體積在水稻齊穗期達到最高。在齊穗期及成熟期，R-T處理的根體積低于CK處理，可能是因為R-T處理處于淹水狀態(tài)［19］，不利于水稻根系生長，總根數(shù)也表現(xiàn)出低于CK處理。成熟期，各處理根部生物量均有提高，總體表現(xiàn)出稻田養(yǎng)魚根系生物量的提高程度低于稻田養(yǎng)鴨，主要原因可能是鴨在田間穿梭、攪動土壤，增加土壤的含氧量，促進水稻根系的發(fā)育，延緩水稻的衰老；丁魚作為底棲魚類，到田面活動較少，且田塊處于淹水狀態(tài)，土壤含氧量較低，土壤中速效磷、速效鉀含量下降［20］，對水稻根系的生長有一定的抑制作用。

葉部承擔(dān)著進行光合作用的重要功能，葉片對水稻生長發(fā)育及后期產(chǎn)量的形成有著重要影響。研究表明，在水稻生長后期，延緩水稻葉片衰老，可以延長籽粒的灌漿時間，增加水稻產(chǎn)量［21-22］。梁玉剛等研究發(fā)現(xiàn)，在水稻生長發(fā)育后期，稻田養(yǎng)鴨可以提高水稻劍葉的SPAD值，延緩葉片衰老，促進水稻產(chǎn)量的形成［23］。本研究發(fā)現(xiàn)，在孕穗期、齊穗期、成熟期，水稻葉部生物量也均有提高。由此可知，稻-綠頭鴨、稻-番鴨、稻-丁魚、稻-丁魚-番鴨模式的葉面積指數(shù)、單位面積上三葉葉面積、SPAD值均有提高；在水稻齊穗后11 d—成熟期，水稻的葉面積指數(shù)、單位面積上三葉葉面積、SPAD值的下降速度減緩，說明稻-綠頭鴨、稻-番鴨、稻-丁魚、稻-丁魚-番鴨模式均可延緩水稻葉片衰老，維持水稻光合面積，對于水稻產(chǎn)量的提高有著一定的積極意義。

3.3 不同稻、鴨、魚共生模式有利于水稻產(chǎn)量的形成

車陽等研究發(fā)現(xiàn)，稻田生態(tài)種養(yǎng)模式的產(chǎn)量均有所下降［24］。但王強勝等研究發(fā)現(xiàn)，稻田養(yǎng)鴨具有顯著增產(chǎn)的效果［25］。王華等也發(fā)現(xiàn)，稻田養(yǎng)魚也具有一定的增產(chǎn)效果［26］。當前，關(guān)于稻田養(yǎng)鴨、稻田養(yǎng)魚是否提高產(chǎn)量的討論較多，但還未有具體的結(jié)論。本研究發(fā)現(xiàn)，與CK處理相比，其他各處理的有效穗數(shù)、穗實粒數(shù)、產(chǎn)量、收獲指數(shù)均有所提高。但在成熟期，R-WD、R-MD、R-MDT、R-T處理的穗部生物量分別比CK處理提高52.98%、89.66%、30.48%、61.05%，與產(chǎn)量增加具有一定差異，主要原因可能是受水稻實粒數(shù)及結(jié)實率的影響。R-WD、R-MD、R-MDT、R-T、CK處理的結(jié)實率分別為70.12%、76.98%、78.14%、85.77%、82.85%，結(jié)實率越低，空粒數(shù)越多，產(chǎn)量則越低。本研究發(fā)現(xiàn)，在水稻生長發(fā)育前期，R-WD、R-MD處理的土壤肥力、根系、葉片發(fā)育優(yōu)于R-T處理，為水稻總粒數(shù)的形成打下良好的基礎(chǔ)；但由于籽粒較多，隨著生長發(fā)育，葉面積指數(shù)下降，影響了光合產(chǎn)物的運輸，導(dǎo)致籽粒灌漿不飽滿，產(chǎn)量略低于 R-T 處理。

水稻群體生長速率規(guī)律是前期低、中期高、后期次之，是水稻高產(chǎn)特征的體現(xiàn)［27］。本研究中，孕穗期—齊穗期，R-WD、R-MD、R-MDT處理的群體生長速率最快，R-T處理在齊穗期—齊穗后11 d達到最高值，CK處理的群體生長速率低于其他處理，進一步說明R-WD、R-MD、R-MDT處理有形成較高產(chǎn)量的基礎(chǔ)。在水稻齊穗后11 d—成熟期，CK處理的群體生長速率及凈同化率呈負增長，可能是在水稻生長過程中，CK處理前期營養(yǎng)生長相對較差，莖稈及葉片中大部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到穗部，導(dǎo)致部分葉片、無效分蘗萎蔫死亡，使地上部干物質(zhì)出現(xiàn)下降導(dǎo)致。水稻的凈同化率越高，越有利于植株干物質(zhì)的積累［28］，作物群體光合勢由葉面積指數(shù)及光合時間共同決定［29］。研究表明，稻田養(yǎng)鴨可以促進地上部干物質(zhì)量提高29.88%［14］。本研究表明，稻-魚、稻-鴨-魚共生模式均可以提高地上部干物質(zhì)量，提高水稻葉面積指數(shù)。從分蘗期—孕穗期、孕穗期—齊穗期、齊穗期—齊穗后 11 d、齊穗后11 d—成熟期，各處理的光合勢均有提高，因此，R-WD、R-MD、R-MDT、R-T處理表現(xiàn)出增產(chǎn)的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

稻田生態(tài)種養(yǎng)模式是勞動人民不斷探索、適應(yīng)自然的智慧結(jié)晶。本研究通過對不同稻、鴨、魚共生模式下水稻生長發(fā)育及土壤質(zhì)量的探究，發(fā)現(xiàn)稻-鴨模式可提高土壤全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷的含量；在水稻生長發(fā)育中后期，稻-鴨、稻-鴨-魚模式水稻總根數(shù)及根體積均有所提高；從孕穗期—成熟期，稻-綠頭鴨、稻-番鴨、稻-丁魚-番鴨、稻-番鴨模式的水稻葉面積指數(shù)分別比CK處理提高14.68%～39.79%、5.11%～26.23%、7.75%～64.60%、8.84%～31.29%；在成熟期有較高的SPAD值；從分蘗期—孕穗期、孕穗期—齊穗期、齊穗期—齊穗后11 d、齊穗后11 d—成熟期，其余各處理的光合勢分別比CK處理提高1.53%～22.63%、9.36%～27.57%、11.84%～27.57%、11.79%～50.24%，水稻的產(chǎn)量分別提高5.24%、8.74%、12.61%、11.99%，收獲指數(shù)分別提高8.53%、23.30%、11.05%、15.49%。由此可知，稻田生態(tài)種養(yǎng)具有提高土壤肥力、促進水稻生長、提高水稻產(chǎn)量的特點，在生產(chǎn)上值得肯定。

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收稿日期：2022-12-08

基金項目：湖南省科技計劃項目（編號：2017NK2281）。

作者簡介：張 琴（1998—），女，貴州納雍人，碩士研究生，主要研究方向為稻田生態(tài)種養(yǎng)。E-mail：1172554346@qq.com。

通信作者：陳 燦，博士，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)研究，E-mail：CC973@126.com；黃 璜，博士，教授，主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)研究，E-mail：hh863@126.com。