不同種養(yǎng)模式對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

中圖分類(lèi)號(hào) S511;S966.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1000-2421（2025）03-0001-07

稻-蝦模式和稻-鴨模式是自前運(yùn)用最廣泛的稻田生態(tài)種養(yǎng)模式。稻-蝦模式能夠改變稻田生態(tài)過(guò)程和土壤理化性質(zhì)，提升土壤肥力，并且能顯著提高土壤微生物多樣性[1-2]。稻-鴨模式除了能夠改善土壤性質(zhì)外，還由于鴨在田間擾動(dòng)、捕食、排泄等活動(dòng)，對(duì)水稻產(chǎn)量及生長(zhǎng)特性產(chǎn)生諸多影響[3]。稻-鴨-蝦生態(tài)種養(yǎng)模式是稻-鴨共作和稻-蝦輪作的結(jié)合，在減少化肥農(nóng)藥投入的同時(shí)，還能夠緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題并且增加農(nóng)民收入，這種生態(tài)種養(yǎng)模式應(yīng)用前景和效益潛力巨大[4]，但由于不同地區(qū)在模式結(jié)構(gòu)、品種選擇、田塊規(guī)模、配套技術(shù)措施等方面缺乏相對(duì)統(tǒng)一的操作技術(shù)規(guī)程，該模式并沒(méi)有大面積應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)稻田種養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低耗、高效、可持續(xù)生產(chǎn)，本研究以水稻品種華墨香5號(hào)、武禽10號(hào)鴨和克氏原螯蝦為材料，設(shè)置稻-鴨-蝦大田塊、稻-鴨-蝦單元格投放、稻-鴨-蝦\"游牧鴨”稻-蝦4種種養(yǎng)模式，探討不同種養(yǎng)模式對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的影響，以期為實(shí)現(xiàn)稻田“雙水雙綠”目標(biāo)提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)置

試驗(yàn)地位于湖北省荊州市監(jiān)利市橫臺(tái)村華中農(nóng)業(yè)大學(xué)雙水雙綠研究基地，屬江漢平原腹地，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，臨近長(zhǎng)江，水源充足。試驗(yàn)時(shí)間為2022年4月至2022年11月。土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)14.71g/kg ，全氮 1.36g/kg ，速效磷 4.94mg/kg ，速效鉀 160.80mg/kg，pH7.23 。

供試水稻品種為華墨香5號(hào)，該品種高產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)、抗病性好。供試蝦為克氏原螯蝦（Procambarusclarkii），該品種生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)能力強(qiáng)。供試?guó)喥贩N為武禽10號(hào)（白羽鴨），該品種生存率高、肉質(zhì)鮮美是肉鴨深加工主選原料品種，雌雄鴨之比為1：1。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)4種種養(yǎng)模式，每種模式設(shè)3個(gè)重復(fù)。以農(nóng)戶(hù)模式即不養(yǎng)蝦不放鴨水稻單作（monoculture，

CK）作為對(duì)照，株行距 16cm×30cm ，水稻施氮肥量150kg/hm² ，按基肥追肥質(zhì)量比7：3的比例進(jìn)行施肥。稻-蝦模式（rice-crayfish coculture，RX）：小區(qū)周?chē)_(kāi)挖圍溝，于3一6月養(yǎng)蝦，6月捕撈完畢，未成熟的幼蝦移至蝦溝中，待水稻移栽復(fù)水后再次進(jìn)入稻田活動(dòng)。水稻施氮量 75kg/hm² ，整個(gè)生育期內(nèi)不使用農(nóng)藥。稻-鴨-蝦單元格投放模式（rice-duck-cray-fishunitreleasemodel，CRXD）：采用單元模式，每單元開(kāi)挖圍溝，各田塊留有單獨(dú)鴨棚。在水稻移栽14d后將雛鴨以180只/ hm² 的密度放入稻田實(shí)行鴨稻共作，其余管理與稻-蝦模式（RX）一致。稻-鴨-蝦\"游牧鴨\"模式（rice-duck-crayfish“nomadicduck\"model，NRXD）：在水稻插秧后10d左右將雛鴨以90只/ hm² 的密度放入稻田，鴨棚設(shè)置于相鄰2塊田間且留有通道，其余田間管理措施與稻-鴨共育單元格投放模式一致。稻-鴨-蝦大田塊模式（rice-duck-crayfish largefieldblockmodel，BRXD）：按照180只/ ?^′hm² 的密度于6月30日放鴨，田塊面積為 1.65hm² ，田邊設(shè)置1個(gè)可容納3O0只鴨的鴨棚，其余田間管理措施與CRXD模式一致。

1.2 株高和分藥數(shù)測(cè)定

秧齡15d的秧苗移栽后各模式重復(fù)隨機(jī)選取3點(diǎn)，每點(diǎn)固定10蒐記錄基本苗，移栽后第10天開(kāi)始調(diào)查株高和分蘗數(shù)，后期每隔7d記錄1次株高和分蘗數(shù)，直至齊穗期。

1.3 水稻生育期SPAD測(cè)定

移栽后第10天開(kāi)始，用日本SPAD-502葉綠素快速測(cè)定儀測(cè)定頂1葉（頂部完全展開(kāi)的葉片）SPAD值，各模式選30片葉測(cè)定每張葉片的上、中、下3點(diǎn)，取平均值。

1.4水稻干物質(zhì)和莖藥生物量測(cè)定

每個(gè)模式重復(fù)取10穴，其中5穴植株用于測(cè)定地上部各部分（莖、葉、穗）生物量，另外5穴植株用于測(cè)定莖蘗（單個(gè)分蘗）生物量，全部裝袋后置于烘箱內(nèi)烘干，至質(zhì)量恒定后用電子天平稱(chēng)質(zhì)量。

1.5 群體生長(zhǎng)率的測(cè)定

測(cè)定水稻移栽10d、分蘗期、孕穗期、齊穗期、成熟期的生物量（干質(zhì)量），計(jì)算群體生長(zhǎng)率，計(jì)算公式如下：

R_CG 為群體生長(zhǎng)率， g/（m²?d） m₁，m₂ 分別為前后2個(gè)生育時(shí)期測(cè)定的干物質(zhì)質(zhì)量， g;t₁，t₂ 分別為前后2個(gè)生育期時(shí)間間隔，d。

1.6水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測(cè)定

水稻成熟期各小區(qū)均取 5m² 用于實(shí)際產(chǎn)量測(cè)定，人工收割，曬干后風(fēng)選，測(cè)定質(zhì)量和含水量，再折算成含水量 14% 的實(shí)際產(chǎn)量。同時(shí)各模式每小區(qū)隨機(jī)取樣5個(gè) 1m² 田塊，用于計(jì)算單位面積水稻有效穗，稻穗手工脫粒后使用YTS-5D（S）考系列水稻數(shù)字化考種機(jī)器測(cè)定結(jié)實(shí)率、千粒重和穗粒數(shù)。

1.7 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用R4.3.2作方差分析，用Python3.10.11進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 分藥及株高

由圖1A可見(jiàn)，各栽培模式下華墨香5號(hào)的分蘗動(dòng)態(tài)相似，均在移栽后30d左右達(dá)到分蘗盛期，在分蘗盛期，BRXD與其余4種模式均存在顯著差異，單株分蘗數(shù)最高的是CK，為31.8，BRXD分藥數(shù)最低，為24.2，低 23.9% ；在移栽后6Od，CK的單株分?jǐn)?shù)顯著高于4種種養(yǎng)模式。

由圖1B可見(jiàn)，移栽后BRXD模式下華墨香5號(hào)株高高于其他模式，移栽30d后，4種種養(yǎng)模式下華墨香5號(hào)株高均高于CK，平均高出 12.43% ；移栽后40d4種種養(yǎng)模式下華墨香5號(hào)的株高與CK不再有顯著差異，移栽6Od后BRXD株高顯著高于RX和CRXD模式，表現(xiàn)為BRXD gt; NRXD gt; CKgt;CRXD gt; RX。由此可見(jiàn)，稻田種養(yǎng)對(duì)華墨香5號(hào)的株高和分蘗的影響差異主要集中在生長(zhǎng)前期，并且這種影響到了生長(zhǎng)后期會(huì)被逆轉(zhuǎn)。

由圖2可見(jiàn)，BRXD和NRXD模式下華墨香成穗率顯著高于RX、CK（ .P?0.05） ，表現(xiàn)為BRXDgt;NRXD gt; CRXD gt; CK gt; RX。可見(jiàn)BRXD和NRXD模式下無(wú)效分蘗少、有效分蘗多，成穗率顯著提高，有利于最終產(chǎn)量的提高。

2.2 SPAD值

SPAD值用于評(píng)估水稻葉片葉綠素含量，如圖3A所示，華墨香5號(hào)齊穗期后，葉片SPAD值先居于一個(gè)平穩(wěn)狀態(tài)，齊穗14d后，4種種養(yǎng)模式的葉片SPAD值開(kāi)始下降，CK在齊穗28d后開(kāi)始下降。整個(gè)生育期CK模式的SPAD均高于其他模式，這可能是由于CK施肥量高于其他模式。齊穗7d后除BRXD外，其余3個(gè)模式SPAD值均顯著小于CK，4種種養(yǎng)模式間無(wú)顯著差異。齊穗后14d，SPAD值表現(xiàn)類(lèi)似，表現(xiàn)為CKgt;BRXD gt; RX gt; CRXD gt; NRXD（圖3B）。這表明相比稻-蝦模式，稻-鴨-蝦大田塊模式更能夠促進(jìn)華墨香5號(hào)葉片葉綠素含量的提高。

2.3 生物量

由圖4可見(jiàn)，成熟期穗的生物量占比最高，各模式之間莖、葉、穗生物量存在差異。4種種養(yǎng)模式莖生物量均顯著低于CK，平均低 21.19% ；各模式中葉的生物量也表現(xiàn)出相似的規(guī)律，表現(xiàn)為 CKgt;RXgt;

CRXD gt; BRXD gt; NRXD；4種種養(yǎng)模式的穗生物量均低于CK，NRXD與CK穗生物量差異顯著，比CK低 13.50% ，其余3種模式與CK相比差異均不顯著。這說(shuō)明這3種種養(yǎng)模式在一定程度上可以緩解減肥少藥對(duì)華墨香5號(hào)穗部位生物量的影響。

2.4 群體生長(zhǎng)率

由圖5可見(jiàn)，各種養(yǎng)模式群體生長(zhǎng)率呈現(xiàn)出先增后降的趨勢(shì)，分蘗期-孕穗期群體生長(zhǎng)率達(dá)到最大，而后開(kāi)始逐漸降低；BRXD和CRXD在移栽期-分期的群體生長(zhǎng)率顯著高于CK，分別高出 61.08% ）41.38% ;在分蘗期-孕穗期4種種養(yǎng)模式群體生長(zhǎng)率與CK相比均有顯著差異，其中BRXD增幅最高為25.1% ；孕穗期-齊穗期的群體生長(zhǎng)率也有著類(lèi)似的規(guī)律，BRXD、CRXD、NRXD和RX比CK依次高出12.99%.12.23%.14.51% 和 8.43% ；在齊穗期-成熟期4種種養(yǎng)模式的群體生長(zhǎng)率與CK均有差異，但只有BRXD和CRXD與CK差異顯著，表現(xiàn)為BRXD gt; CRXD gt; NRXD gt; CKgt;RX。由此可見(jiàn)，與

CK相比，4種種養(yǎng)模式均能顯著提高華墨香5號(hào)分蘗期-齊穗期的群體生長(zhǎng)率，使得華墨香5號(hào)能夠積累更多的干物質(zhì)，進(jìn)而奠定水稻豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。

2.5 莖蘗生物量

由表1可見(jiàn)，在華墨香5號(hào)的各個(gè)生育階段不同種養(yǎng)模式對(duì)華墨香5號(hào)莖蘗生物量影響顯著，在分蘗盛期，4種種養(yǎng)模式的華墨香5號(hào)莖糵生物量均高于CK，且BRXD和CRXD達(dá)顯著水平，分別高出94.11%32.35% ；孕穗期除CRXD莖生物量比CK降低了 1.91% 外，其余3個(gè)模式均顯著高于CK;各種養(yǎng)模式莖藥生物量在齊穗期均升高，稻-鴨-蝦模式（BRXD、CRXD、NRXD）莖藥生物量比CK顯著升高，分別高 20.29%.12.83%.11.34% ；各模式成熟期的莖蘗生物量表現(xiàn)為BRXD gt; CK gt; RXgt;CRXDgt;NRXD，BRXD最高，比CK高 11.11% ，莖蘗生物量最小的是NRXD，比CK低 10.90% ；華墨香5號(hào)整個(gè)生育進(jìn)程中BRXD的莖藥生物量都是最高的。由此可見(jiàn)，鴨在田間活動(dòng)利于莖蘗生長(zhǎng)，具有“壯桿\"效應(yīng)。

2.6產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表2可見(jiàn)，各模式下華墨香5號(hào)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素均有差異，其中結(jié)實(shí)率、穗粒數(shù)、有效穗、理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量存在顯著差異。BRXD、CRXD、NRXD、CK和RX模式下華墨香5號(hào)產(chǎn)量均值分別為5.00、4.85、4.73、5.04和 4.72t/hm² ，4種種養(yǎng)模式下華墨香5號(hào)產(chǎn)量均低于CK，其中NRXD和RX分別比CK低 6.15%6.34% ；除RX模式下有效穗數(shù)略高于CK外，BRXD、CRXD和NRXD模式下的華墨香5號(hào)有效穗數(shù)顯著低于CK，分別低 7.42%.20.11% 、3.38% ;RX和NRXD模式下的華墨香5號(hào)每穗粒數(shù)相比CK顯著降低，NRXD最小，比CK少 9.04% BRXD和CRXD模式比CK分別多 4.47%.0.14% ，其中BRXD模式與CK差異顯著;稻-鴨-蝦模式（BRXD、CRXD和NRXD）下華墨香5號(hào)的結(jié)實(shí)率均顯著高于RX和CK，相較于CK，分別高出 8.28%.8.90% 7.96%.2.53% 。這可能是由于鴨在田間不間斷的活動(dòng)刺激華墨香5號(hào)生長(zhǎng)，促進(jìn)穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率提高。

3討論

在稻-鴨-蝦生態(tài)系統(tǒng)中，對(duì)水稻起主要作用的是鴨，鴨對(duì)水稻的影響主要集中在兩方面：其一是間接作用，鴨通過(guò)改變水稻生長(zhǎng)的環(huán)境進(jìn)而影響水稻生長(zhǎng)，鴨在田間捕蟲(chóng)、吃草和踩踏田塊，產(chǎn)生類(lèi)似中耕渾水的效果，加快土壤和水體的氣體交換，可以有效控制水稻病蟲(chóng)草害，同時(shí)鴨糞便可作有機(jī)肥還田，減少肥料用量，保護(hù)稻田生態(tài)環(huán)境的同時(shí)提高稻米的品質(zhì)[5-7];其二是直接作用，鴨踐踏和啄食水稻能夠減少水稻的無(wú)效分蘗促進(jìn)壯蘗形成，提高水稻植株強(qiáng)莖藥比例[8，此外鴨與稻接觸給水稻造成了機(jī)械刺激，從而提高水稻的穗長(zhǎng)和結(jié)實(shí)率[9]。蝦在水稻移栽前養(yǎng)殖，對(duì)水稻的直接影響非常小，更多的是通過(guò)影響土壤和水體的酶活性、微生物群落、全氮、全磷等[10]從而間接影響水稻的生長(zhǎng)。

水稻劍葉SPAD值是用于衡量葉片葉綠素含量的重要指標(biāo)，研究表明稻-蝦模式可提高水稻葉片SPAD值[10-11]，本研究發(fā)現(xiàn)稻-蝦模式葉片SPAD值在齊穗期后處于較低水平且顯著低于水稻單作，這說(shuō)明僅依靠蝦前期的活動(dòng)不足以抵消減施氮肥對(duì)水稻葉綠素合成的損失。

曹湊貴等[12]指出稻-蝦模式相較于水稻單作可提高產(chǎn)量 4.6%～14.0% ，王金華[13研究表明稻-蝦模式通過(guò)提高水稻分蘗數(shù)、有效穗數(shù)以及穗粒數(shù)進(jìn)而提高產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明稻-蝦模式可顯著提高結(jié)實(shí)率但降低了穗粒數(shù)和千粒重因而降低了產(chǎn)量，與上述的研究存在差異。

稻-鴨共作能夠降低水稻分藥數(shù)14和株高[9，15-16]，隨著鴨的生長(zhǎng)，鴨對(duì)水稻的機(jī)械碰撞、啄食和踩踏強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)，鴨對(duì)水稻株高和分蘗的影響更盛，抑制了水稻中后期部分無(wú)效分蘗的形成，降低了最高分藥數(shù)和株高，本研究結(jié)果顯示3個(gè)稻-鴨-蝦模式的分藥數(shù)均低于CK，除BRXD株高高于CK外，其余2個(gè)模式的株高均低于水稻單作，這與前人的研究結(jié)果基本一致，這可能是由于鴨的啄食和機(jī)械碰撞刺激作用使得水稻植株變矮、變粗。

王忍等[17]研究發(fā)現(xiàn)，稻-鴨共作區(qū)水稻地上部分生物量高于水稻單作，馬學(xué)虎等18的研究結(jié)果顯示常規(guī)水稻生長(zhǎng)區(qū)地上部分生物量在成熟期與稻-鴨共作區(qū)沒(méi)有顯著差異，但本研究稻-鴨-蝦模式下水稻地上部分生物量顯著低于水稻單作但莖蘗生物量顯著高于水稻單作，這可能是由于施肥量的減少降低了地上生物量，而鴨的機(jī)械碰撞刺激作用減少了無(wú)效分蘗，使光合同化物更多地在有效分蘗上積累。生物量降低的部分主要集中在莖和葉，穗部位的生物量差異不顯著，說(shuō)明稻-鴨-蝦模式一定程度上可以緩解減肥少藥對(duì)水稻穗部位生物量的不利影響。

研究表明，稻-鴨共作可促進(jìn)水稻生長(zhǎng)、提高水稻產(chǎn)量[15.19]，本研究中3種稻-鴨-蝦模式僅NRXD水稻產(chǎn)量顯著減少，BRXD和NRXD降低了有效穗但提高了結(jié)實(shí)率和穗粒數(shù)因而并未表現(xiàn)減產(chǎn)。該結(jié)果與王強(qiáng)盛等[20]和盛鋒[21]的研究中稻-鴨共作提高水稻有效穗和結(jié)實(shí)率的結(jié)果不完全一致，與梁玉剛等[22]的研究中稻-鴨共作可顯著提高水稻的穗粒數(shù)以及結(jié)實(shí)率的結(jié)果一致。

綜上，稻-鴨-蝦模式，尤其是BRXD和CRXD能夠有效緩解減肥少藥對(duì)產(chǎn)量的不利影響，BRXD對(duì)水稻莖蘗生物量和群體生長(zhǎng)率等生長(zhǎng)指標(biāo)表現(xiàn)為正向作用，表明BRXD模式更加符合“雙水雙綠”目標(biāo)，是值得繼續(xù)深人研究的一種模式。

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Effects of different farming models on growth and yield of rice

LU Wangbin， WANG Xiaodong，WANG Jinping，CAO Cougui，LI Chengfang， JIANG Yang College of Plant Science and Technology/Shuangshui Shuanglii Institute， Huazhong Agricultural University，Wuhan 43OO7O，China

AbstractHuamoxiang 5 rice，Wuqin 1O duck，and crayfish were used to set up four farming modes including rice-duck-crayfish large field block model（BRXD），rice-duck-crayfish unit release model （CRXD），rice-duck-crayfish“nomadic duck\"model（NRXD） and rice-crayfish coculture （RX），with the traditional rice monoculture（CK）as the control.The efects of different farming models on the growth and yield formation of rice were studied to achieve the goal of high yield，high quality and high eficiency under the ecological farming mode in paddy field.The results showed that the population growth rate at different stages of rice growth and the biomass of tiller at the stage of full heading under farming models of BRXD， CRXD，and NRXD significantly increased compared with CK，with biomass of tiller increased by 20.29% ， 12.83% ，and 11.34% ，respectively.The biomass of stem and tiller under farming model of BRXD increased significantlyat diferent stages.In terms of yield and its components，the number of panicles under farming models of BRXD， CRXD，and NRXD decreased，but the seed seting rate increased by an average of 7.97% .The grain number per panicle under farming models of BRXD and CRXD increased. The yield of rice under farming models of BRXD and NRXD had no decrease.It is indicated that the ecological farming of rice-duck-crayfish，especially farming models of BRXD and CRXD，can still achieve high yield while reducing inputs of fertilizer and pesticides compared with the traditional monoculture of rice.The ecological farming of rice-duck-crayfish can promote the growth and yield formation of rice.

Keywordsecological farming of rice-duck-crayfish；integrated farming in paddy field；tillring; yield ；population growth rate

（責(zé)任編輯：張志鈺）