,, 程爽, 田晋钰, 陶钰, 刘秋员, 邢志鹏,*, 窦志, 徐强, 胡雅杰, 郭保卫, 魏海燕, 高辉, 张洪程,*扬州大学 / 江苏省作物栽培生理重点实验室 / 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心 / 水稻产业工程技术研究院, 江苏扬州 225009Characteristics and differences of rice yield, quality, and economic benefits under different modes of comprehensive planting-breeding in paddy fields
CHE Yang,, CHENG Shuang, TIAN Jin-Yu, TAO Yu, LIU Qiou-Yuan, XING Zhi-Peng,*, DOU Zhi, XU Qiang, HU Ya-Jie, GUO Bao-Wei, WEI Hai-Yan, GAO Hui, ZHANG Hong-Cheng,*Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze Valley, Ministry of Agriculture / Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology / Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China通讯作者: *张洪程, E-mail:hczhang@yzu.edu.cn;邢志鹏, E-mail:zpxing@yzu.edu.cn
收稿日期:2020-10-17接受日期:2021-03-19网络出版日期:2021-03-31
| 基金资助: |
Corresponding authors: *hczhang@yzu.edu.cn;zpxing@yzu.edu.cn
Received:2020-10-17Accepted:2021-03-19Published online:2021-03-31
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作者简介 About authors
E-mail:cheyangde@foxmail.com
摘要
为探明不同稻田综合种养模式下水稻产量、光合物质生产、品质和经济效益特征及差异, 本研究于2018年和2019年以当地代表性优质水稻南粳9108为材料, 设置稻虾(rice crayfish, RC)、稻鳖(rice turtle, RT)、稻鳅(rice loach, RL)、稻鲶鱼(rice catfish, RF)、稻锦鲤(rice koi, RK)和稻鸭(rice duck, RD)等6种主流和当地特色的稻田综合种养模式, 与稻麦两熟模式下水稻生产(CK)进行对比, 系统研究多种类型稻田综合种养模式对水稻产量及其构成、光合物质生产特征、稻米品质与经济效益的影响。结果表明: 与CK相比, 稻田综合种养模式水稻产量显著降低3.66%~7.54%, 其中稻鸭模式减产最少, 稻锦鲤模式减少最多。稻田综合种养水稻产量降低主要由于穗数和每穗粒数的减少导致群体颖花量显著减少, 并且主要生育时期干物质积累量较低和叶面积指数偏小, 主要生育阶段光合势、群体生长率和净同化率较低, 导致成熟期干物质积累量较少。稻田综合种养模式较CK显著降低稻米整精米率2.40%~4.37%, 显著降低垩白度8.14%~11.14%, 增加直链淀粉含量9.35%~13.80%, 降低蛋白质含量6.29%~10.01%, 显著提高食味值评分3.91%~11.69%, 其中稻鲶鱼、稻虾、稻鳅模式在提升稻米食味品质上的作用更明显。稻田综合种养模式下稻米淀粉RVA谱特征值峰值黏度、热浆黏度、最终黏度以及崩解值较对照升高2.75%~12.65%、3.24%~19.63%和2.47%~14.79%、1.67%~5.78%, 消减值降低2.54%~15.15%, 稻米品质变优。稻田综合种养模式经济效益较CK提高80.93%~511.52%, 其效益增加主要源于水产(禽)养殖产品增收和稻米优质加价增收。综上所述, 稻田综合种养是一种稳产提质增效的稻作生产方式。
关键词：
Abstract
To explore the characteristics and differences in yield, photosynthetic matter production, quality and economic benefits of rice under different modes of comprehensive planting-breeding in paddy fields, six modes including rice crayfish (RC), rice turtle (RT), rice loach (RL), rice catfish (RF), rice koi (RK), and rice duck (RD) were arranged using Nanjing 9108 (a high-quality rice variety) as the experimental material in 2018 and 2019. Comparing these modes with rice cultivation under rice-wheat rotation (CK), the effects of different modes of comprehensive planting-breeding in paddy fields on quality, yield and yield component of rice, characteristics of photosynthetic matter production, and economic benefits were systematically investigated in this study. The results showed that, compared with CK, the rice yield of different modes of comprehensive planting-breeding in paddy fields was significantly decreased by 3.66%-7.54%, and the RD mode reduced the least, and the RK mode reduced the most. Compared with CK, the reduction of rice yield in different modes of comprehensive planting-breeding in paddy fields was mainly due to lower dry matter accumulation at maturity stage, which was resulted from the smaller leaf area index, lower photosynthetic potential, crop growth rate, and net assimilation rate in main growth stages; and due to less total number of spikelets, which was caused by significant decreasing in panicle number per hectare and number of spikelets per panicle. Compared with CK, the different modes of comprehensive planting-breeding in paddy fields significantly reduced the head milled rice rate by 2.40%-4.37%, decreased the chalkiness by 8.14%-11.14%, increased the amylose content by 9.35%-13.80%, reduced the protein content by 6.29%-10.01%, and raised the taste value by 3.91%-11.69%. Compared with CK, the peak viscosity, hot viscosity, final viscosity, and breakdown of RVA parameters of rice starch were increased by 2.75%-12.65%, 3.24%-19.63%, 2.47%-14.79%, and 1.67%-5.78%, respectively, while the setback was decreased by 2.54%-15.15%. The economic benefits of different modes of comprehensive planting-breeding in paddy fields were 80.93%-511.52% higher than CK, which was mainly due to the increase in the income of aquatic (poultry) breeding products and the increase in the price of rice quality. In conclusion, comprehensive planting-breeding in paddy fields was an alternative rice planting mode, that could guarantee a stable rice yield, improve rice quality, and increase the comprehensive benefits.
Keywords：
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车阳, 程爽, 田晋钰, 陶钰, 刘秋员, 邢志鹏, 窦志, 徐强, 胡雅杰, 郭保卫, 魏海燕, 高辉, 张洪程. 不同稻田综合种养模式下水稻产量形成特点及其稻米品质和经济效益差异[J]. 作物学报, 2021, 47(10): 1953-1965 DOI:10.3724/SP.J.1006.2021.02068
CHE Yang, CHENG Shuang, TIAN Jin-Yu, TAO Yu, LIU Qiou-Yuan, XING Zhi-Peng, DOU Zhi, XU Qiang, HU Ya-Jie, GUO Bao-Wei, WEI Hai-Yan, GAO Hui, ZHANG Hong-Cheng.
稻田综合种养是我国生态循环农业的典型模式, 具有悠久的历史[1,2]。近年来在国家政策引领、市场导向和种养技术快速发展的影响下, 稻田综合种养有了较快的推广与应用, 不仅有效缓解了当前农业用地和养殖用地的矛盾, 而且有效解决了当前稻田集约化生产中的诸多问题, 如氮肥施用量大或过度施用, 氮素等养分利用率低, 养分流失严重造成面源污染增加, 生产成本升高而综合收益低等问题[3,4,5]。这种种养模式既能产出稻谷供给口粮, 又能产出安全的水产(禽)动物产品满足多元化消费, 同时具有显著的生态、经济、社会效益[6,7]。
由于各稻区资源禀赋、市场消费需求、历史文化等差异, 生产上因地制宜形成了稻虾、稻鱼、稻鳅、稻鳖、稻鸭等多种类型的稻田综合种养模式, 全国总面积已突破233万公顷, 占据水稻种植面积的7%以上[8]。前人关于不同稻田综合种养模式综合效益的评价进行了大量的研究。杨志辉等[9]与佀国涵等[10]研究发现, 采用稻田综合种养改善了土壤结构, 增加了土壤养分, 有效促进了水稻的生长发育。禹盛苗等[11]发现与对照相比, 采用稻鸭种养模式提高了水稻产量, 改善了植株的群体质量, 叶面积指数与成穗率以及根系活力等方面得到优化。罗衡[12]研究认为采用稻鳖种养模式在水稻生长中后期水体中营养物质浓度提升, 土壤中有机质、全氮等含量提高, 总生物量积累增加, 产量水平显著大于对照田。但寇祥明等[13]发现, 采用稻虾和稻鱼等模式在一定程度上影响了水稻分蘖发生, 使产量有不同程度地降低。在稻米品质方面, 王强盛等[14]研究认为采用稻鸭共作改善了稻米的外观、营养与食味品质, 尤其以降低垩白最为明显。陈灿等[15]研究认为稻鳅综合种养模式能显著降低稻米垩白, 改善稻米外观并提高了碱消值与蛋白质含量。在经济效益方面, 郑华斌等[16]与张苗苗等[17]研究发现, 稻田综合种养相比水稻单作在劳动力及资金上投入增大, 但田间产出相应增加, 稻田的综合经济效益提高, 有利调动了稻农的生产积极性。综合前人研究, 较为一致地认为稻田综合种养具有美化稻田环境, 改善稻米品质, 提升收益的作用。而关于不同类型稻田综合种养模式水稻产量和品质形成特征及差异, 经济效益特征及差异, 特别是水稻光合物质生产形成特征及差异的研究相对较少, 更缺乏系统的比较研究。因此, 本研究在同一地点集中开展主要类型和地方特色稻田综合种养模式的试验研究, 与稻麦两熟模式水稻生产为对照, 系统比较研究不同类型稻田综合种养模式产量、光合物质生产、品质和经济效益的特征及差异。其中稻虾综合种养模式在全国范围内应用面积最大, 占比达49.67%, 具有强劲的发展势头, 小龙虾市场热销; 稻鸭综合种养模式是典型的传统模式, 发展较为成熟, 具有田间工程简单, 易于推广复制等特点; 稻鳖、稻鳅和稻锦鲤综合种养模式具有较强的市场潜力, 可满足多元化消费需求。稻鲶鱼综合种养模式是当地特色, 并且鲶鱼活动量大,较容易存活, 对水稻生长具有良好的促进作用。本试验旨在为不同类型稻田综合种养模式集成创新水稻提质丰产增效栽培技术提供数据支撑。
1 材料与方法
1.1 试验地点与供试材料
供试材料为优质水稻迟熟中粳南粳9108。于2018—2019年, 在扬州大学校外试验基地江苏省泰州市姜堰区沈高镇试验基地进行, 该地属亚热带季风气候, 光照充足, 雨水充沛, 土壤为潴育型水稻土, 质地黏性。0~20 cm土壤含有机质含量31.72~40.13 g kg-1、全氮1.96~2.34 g kg-1、速效钾163.02~175.26 mg kg-1、速效磷6.25~7.02 mg kg-1。1.2 试验设计
试验设置稻虾(rice crayfish, RC)、稻鸭(rice duck, RD)、稻鳖(rice turtle, RT)、稻鳅(rice loach, RL)、稻鲶鱼(rice catfish, RF)和稻锦鲤(rice koi, RK)六种稻田综合种养模式, 同时设置稻麦两熟模式下水稻精确定量栽培为对照(CK)。根据农业农村部《SC/T 1135.12017稻渔综合种养技术规范通则》要求及不同稻田综合种养模式需求, 对稻虾、稻鳖、稻鳅和稻锦鲤4种稻田综合模式进行田间工程改造, 开挖养殖沟, 沟深1.5 m, 其中稻锦鲤沟深0.8 m。稻鲶鱼综合种养模式不进行稻田改造, 将稻田的进排水渠作为暂养区。稻鸭综合种养模式不进行稻田改造, 稻田边建立鸭舍。各稻田综合种养模式的防逃等其他设施按高标准要求进行。对照田前茬小麦品种为镇麦88, 产量为7.32 t hm-2。各模式水稻均采用盘式塑料软盘播种, 旱育壮秧, 于5月20日播种, 6月7日机插。机插行株距30 cm×10 cm, 基本苗为133.4×104 hm-2。各模式处理下定5个点, 各点30 m2, 各小区于栽后定苗至每穴4株苗。
稻田综合种养模式总施氮量为226.5 kg hm-2, 基肥施商品有机肥2250 kg hm-2 (氮含量1%)和复合肥(氮含量28%) 300 kg hm-2, 计纯氮106.5 kg hm-2; 分蘖肥分2次等量施用, 间隔7 d, 各施尿素56.25 kg hm-2, 计纯氮51.75 kg hm-2; 穗肥施用复合肥(氮含量15%) 225 kg hm-2和75 kg hm-2尿素, 计纯氮68.25 kg hm-2。对照田总施氮量为311.25 kg hm-2, 基肥施复合肥(氮含量28%) 375 kg hm-2, 纯氮105 kg hm-2; 分蘖肥施用2次, 间隔7 d, 分别用150 kg hm-2和112.5 kg hm-2尿素, 计纯氮120.75 kg hm-2; 穗肥施用复合肥(氮含量15%) 225 kg hm-2和112.5 kg hm-2尿素, 计纯氮86.3 kg hm-2。
各模式均于水稻返青后放苗(雏)。稻虾模式每公顷放5~10 g 每只的克氏原螯虾450 kg; 稻泥鳅模式每公顷放3~5 cm每尾的台湾红90,000尾; 稻鲶鱼每公顷投150~200 g每尾的革胡子鲶鱼苗4500尾。稻锦鲤每公顷放150~200 g每尾的鱼苗1200尾, 稻鳖模式每公顷放350~400 g每只的中华鳖苗750只, 上述模式根据各水稻生育阶段植株高度保持田面以上10~30 cm水深, 至成熟前10 d田面落水。稻鸭每公顷放高邮雏鸭270只, 稻田水分管理在兼顾鸭生长的情况下参照对照以当地水稻高产栽培要求统一进行。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 产量及其构成因素 成熟期每小区普查100穴, 计算每公顷有效穗数; 各小区按平均有效穗数取10穴调查每穗粒数、结实率; 取各处理实粒样本(稻谷)进行千粒重称重, 各重复3次, 误差在0.05 g以内。成熟期各小区去除边行确定10 m², 收割测产, 以14.5%含水量折算实际产量。1.3.2 干物质重 各小区分别于栽后25 d、拔节期、抽穗期、成熟期, 根据平均茎蘖数取代表性植株5穴, 采用比重法进行叶面积指数测定, 样本于105℃下杀青30 min, 80℃下烘干至恒重后, 测定干物质积累量。
1.3.3 稻米品质 各小区水稻收获后进行脱粒, 自然晒干至含水量14%以下, 采用NP-4350型风选机进行风选, 按照国标《GB/T17891-2017优质稻谷》进行稻米的糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度等的测定。采用半微量凯氏定氮法测定稻米蛋白质含量, 采用碘蓝比色法测定稻米直链淀粉含量。食味值及相关指标采用米饭食味仪(STA1A, 日本佐竹公司生产), 自动测定米饭的硬度、外观、平衡度等相关指标及综合评分值。
1.3.4 淀粉RVA特征谱 稻米淀粉黏滞特性采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的Super 3型RVA快速黏度分析仪测定, 采用配套软件TWC进行分析测定。称取含水量为12%的待测米粉样品3.00 g, 置于与仪器配套的样品桶中, 加蒸馏水25 mL, 搅动混匀, 使样品分散。使样品于50℃保持1 min, 以11.84℃ min-1的速度上升至95℃ (3.8 min)保持2.5 min, 再以11.84℃ min-1的速度下降至50℃并保持1.4 min。搅拌器的转动速度在起始10 s内为960转 min-1, 之后保持在160转 min-1。用配套软件TCW分析RVA谱特征参数。稻米RVA谱特性用最高黏度、热浆黏度、最终黏度3个一级参数和崩解值(最高黏度与热浆黏度之差)、消减值(最终黏度与最高黏度之差) 2个二级参数表示, 单位为cP (centiPoise)。
1.4 数据计算及统计分析
群体颖花量(×104 hm-2) = 穗数×穗粒数。结实期叶面积衰减率(LAI d-1) = |LAI2-LAI1| (t2-t1)-1。式中, LAI1和LAI2为抽穗期和成熟期2次测定的叶面积指数, t1和t2为前后2次测定的时间。
光合势(m2 d m-2) =$\frac{1}{2}$(L1+L2) × (t2-t1)。式中, L1和L2为前后2次测定的叶面积, t1和t2为前后2次测定的时间。
群体生长率[g (m2 d) -1] = (W2-W1) (t2-t1)-1。式中, W1和W2为前后2次测定的干物质量, t1和t2为前后2次测定的时间。
净同化率[g (m2 d) -1] = [(ln LAI2-ln LAI1) (LAI2- LAI1)-1] × (W2-W1) (t2-t1)-1。式中, W1和W2为前后2次测定的干物质量, t1和t2为前后2次测定的时间, LAI1和LAI2为前后2次测定的叶面积指数。
采用Microsoft Excel 2013进行数据录入计算, 用SPSS 16.0软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 产量及其构成因素
由表1可知, 2年间水稻产量均表现为CK>稻鸭>稻鲶鱼>稻鳖>稻虾>稻鳅>稻锦鲤。与对照相比, 水稻产量在稻虾模式下降低4.95%~5.80%, 在稻锦鲤模式下降低7.11%~7.54%, 在稻鳖模式下降低4.71%~4.80%, 在稻鳅模式下降低5.23%~6.60%, 在稻鲶鱼模式下降低4.34%~4.98%, 在稻鸭模式下降低3.66%~4.02%。稻锦鲤、稻鳖、稻虾、稻鳅4种模式稻田开挖养殖沟比例在10%左右, 将产量进行折算, 4种模式的水稻产量也均超过了7500 kg hm-2。Table 1
表1
表1不同稻田综合种养模式下水稻产量及其构成因素
Table 1
| 年度 Year | 模式 Type | 穗数 Number of panicles (×104 m-2) | 每穗粒数 Number of spikelets per panicle | 群体颖花量 Total number of spikelets (×104 hm-2) | 结实率 Filled grain percentage (%) | 千粒重 1000-grain weight (g) | 实产 Actual yield (t hm-2) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2018 | 稻虾 RC | 356.60 bc | 108.13 b | 3855.93 c | 92.48 a | 26.61 a | 9.05 c |
| 稻锦鲤 RK | 350.04 c | 106.20 b | 3717.41 c | 91.82 a | 26.14 a | 8.84 c | |
| 稻鳖 RT | 360.39 bc | 108.30 b | 3903.06 bc | 92.60 a | 26.28 a | 9.16 bc | |
| 稻鳅 RL | 353.60 c | 108.32 b | 3830.21 c | 92.12 a | 26.35 a | 8.96 c | |
| 稻鲶鱼 RF | 359.70 bc | 107.27 b | 3894.49 b | 92.77 a | 26.10 a | 9.25 b | |
| 稻鸭 RD | 364.71 b | 110.21 b | 4019.43 b | 92.80 a | 26.47 a | 9.52 b | |
| 对照 CK | 378.57 a | 117.02 a | 4430.02 a | 91.26 a | 25.42 b | 9.83 a | |
| 2019 | 稻虾 RC | 360.49 bc | 109.40 b | 3943.71 bc | 91.58 a | 26.58 a | 9.24 bc |
| 稻锦鲤 RK | 352.31 c | 107.22 b | 3781.17 c | 91.18 a | 26.51 a | 9.04 c | |
| 稻鳖 RT | 361.41 bc | 109.47 b | 3956.26 bc | 91.67 a | 26.30 a | 9.35 bc | |
| 稻鳅 RL | 359.44 c | 108.90 b | 3914.25 c | 91.68 a | 26.66 a | 9.18 c | |
| 稻鲶鱼 RF | 362.83 bc | 109.68 b | 3979.36 b | 91.77 a | 26.07 a | 9.43 b | |
| 稻鸭 RD | 364.04 b | 112.41 b | 4092.37 b | 91.87 a | 26.44 a | 9.73 b | |
| 对照 CK | 379.28 a | 118.26 a | 4485.42 a | 90.53 a | 25.19 b | 10.01 a |
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水稻产量构成上, 6种稻田综合种养模式下水稻的结实率均高于CK, 差异不显著; 千粒重较CK显著提高3.49%~5.84%; 群体颖花量较CK显著降低8.76%~16.09%。进一步分析水稻群体颖花量构成发现, 与CK相比, 6种稻田综合种养模式下水稻的穗数和每穗粒数均显著降低3.66%~7.54%和4.95%~9.34%。说明稻田综合种养模式水稻产量降低与其穗数和每穗粒数减少导致群体颖花量显著降低关系密切。各稻田综合种养模式间水稻的结实率和千粒重无显著差异, 群体颖花量表现为稻鸭最高, 稻锦鲤最低, 稻鲶鱼、稻鳖、稻虾、稻鳅模式居中。稻鸭模式下水稻的穗数和每穗粒数均高于其他模式, 其中每穗粒数于6种稻田综合种养模式间差异不显著。说明稻田综合种养模式间水稻产量差异形成的原因可能主要由于穗数的不同。
2.2 叶面积指数及叶面积衰减率
由表2可知, 稻田综合种养模式下水稻在栽后25 d、拔节期、抽穗期、成熟期的叶面积指数均显著低于CK。6种稻田综合种养模式在栽后 25 d、拔节期、抽穗期、成熟期的叶面积指数分别比CK降低3.5%~9.6%、3.3%~8.6%、1.6%~8.0%和4.1%~11.3%。各稻田综合种养模式间相比, 稻鸭模式下的水稻叶面积指数最高、稻锦鲤最低, 其他模式居中。CK处理从抽穗至成熟期的叶面积衰减率大于6种稻田种养模式, 衰减幅度提高1.5%~ 6.7%。稻田综合种养模式间, 稻鸭各主要时期的叶面积指数和抽穗至成熟期叶面积衰减率均高于其他综合种养模式。抽穗期稻鸭和稻鲶鱼模式的叶面积指数差异不显著, 显著高于其他模式, 成熟期稻锦鲤的叶面积指数显著低于其他稻田综合种养模式。Table 2
表2
表2不同稻田综合种养模式下水稻主要生育时期叶面积指数及叶面积衰减率
Table 2
| 年度 Year | 模式 Type | 栽后25 d 25 days after planting | 拔节期 Jointing | 抽穗期 Heading | 成熟期 Maturity | 叶面积衰减率 Decreasing rate of leaf area (LAI d-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2018 | 稻虾 RC | 1.72 b | 3.25 c | 6.70 c | 2.73 b | 0.0662 c |
| 稻锦鲤 RK | 1.71 b | 3.23 c | 6.64 c | 2.59 c | 0.0675 b | |
| 稻鳖 RT | 1.76 b | 3.26 c | 6.81 c | 2.73 b | 0.0669 bc | |
| 稻鳅 RL | 1.78 b | 3.24 c | 6.68 c | 2.69 b | 0.0676 b | |
| 稻鲶鱼 RF | 1.74 b | 3.29 bc | 6.91 b | 2.76 b | 0.0692 b | |
| 稻鸭 RD | 1.81 b | 3.36 b | 7.07 ab | 2.80 ab | 0.0700 ab | |
| 对照 CK | 1.89 a | 3.51 a | 7.22 a | 2.92 a | 0.0717 a | |
| 2019 | 稻虾 RC | 1.77 b | 3.31 c | 6.90 bc | 2.75 b | 0.0692 b |
| 稻锦鲤 RK | 1.75 b | 3.30 c | 6.80 c | 2.66 c | 0.0690 bc | |
| 稻鳖 RT | 1.80 b | 3.35 c | 6.91 bc | 2.78 b | 0.0689 c | |
| 稻鳅 RL | 1.75 b | 3.30 c | 6.84 c | 2.73 b | 0.0685 bc | |
| 稻鲶鱼 RF | 1.81 b | 3.38 c | 7.17 ab | 2.77 b | 0.0705 b | |
| 稻鸭 RD | 1.87 b | 3.49 b | 7.19 ab | 2.88 b | 0.0712 ab | |
| 对照 CK | 1.94 a | 3.61 a | 7.30 a | 2.98 a | 0.0725 a |
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2.3 干物质积累
由表3可知, CK处理下水稻各主要生育时期干物质积累量均显著高于稻田综合种养模式, 并随生育进程的推进干物质积累之间的差异呈增大趋势。与CK相比, 稻田综合种养模式水稻干物质积累量栽后25 d、拔节期、抽穗期、成熟期分别降低了5.77%~10.58%、6.90%~12.01%、5.15%~11.53%和5.51%~13.22%。稻田综合种养模式水稻的收获指数显著高于CK处理6.64%~13.22%。稻田综合种养模式间, 稻鸭模式下水稻各主要生育时期干物质积累量高于其他模式, 且差异随生育进程推迟呈增大趋势, 拔节期、抽穗期和成熟期差异显著。在抽穗期和成熟期2年数据均表现为稻鸭>稻鲶鱼>稻鳖>稻虾>稻鳅>稻锦鲤。稻田综合种养模式间水稻收获指数无显著差异。Table 3
表3
表3不同稻田综合种养模式下水稻主要生育时期干物质积累量和收获指数
Table 3
| 年度 Year | 模式 Type | 栽后25 d 25 days after planting (t hm-2) | 拔节期 Jointing (t hm-2) | 抽穗期 Heading (t hm-2) | 成熟期 Maturity (t hm-2) | 收获指数 Harvest index (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2018 | 稻虾 RC | 1.85 b | 4.15 c | 11.13 c | 18.05 c | 50.14 a |
| 稻锦鲤 RK | 1.79 b | 4.03 c | 10.90 c | 17.52 d | 50.46 a | |
| 稻鳖 RT | 1.84 b | 4.11 c | 11.15 c | 18.13 c | 50.52 a | |
| 稻鳅 RL | 1.79 b | 4.04 c | 10.92 c | 17.61 cd | 50.88 a | |
| 稻鲶鱼 RF | 1.81 b | 4.12 c | 11.17 c | 18.27 c | 50.63 a | |
| 稻鸭 RD | 1.91 b | 4.23 b | 11.56 b | 18.85 b | 50.50 a | |
| 对照 CK | 2.00 a | 4.58 a | 12.32 a | 20.19 a | 48.69 b | |
| 2019 | 稻虾 RC | 1.93 b | 4.26 c | 11.55 c | 18.55 c | 49.81 a |
| 稻锦鲤 RK | 1.87 b | 4.11 c | 11.32 c | 18.06 d | 50.06 a | |
| 稻鳖 RT | 1.92 b | 4.21 c | 11.55 bc | 18.60 c | 50.27 a | |
| 稻鳅 RL | 1.86 b | 4.12 c | 11.35 c | 18.14 d | 50.61 a | |
| 稻鲶鱼 RF | 1.87 b | 4.14 c | 11.57 bc | 18.84 c | 50.05 a | |
| 稻鸭 RD | 1.96 b | 4.32 b | 11.96 b | 19.39 b | 50.18 a | |
| 对照 CK | 2.08 a | 4.64 a | 12.61 a | 20.52 a | 48.78 b |
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2.4 各主要生育阶段干物质积累量及其比例
由表4可知, 播种至拔节、拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段水稻干物质积累量均表现为CK显著高于6种稻田综合种养模式, 其中稻田综合种养模式水稻拔节到抽穗期的干物质积累量降低了4.26%~12.65%, 抽穗到成熟期降低了6.07%~15.35%。稻田综合种养模式间, 在抽穗到成熟阶段干物质积累量上表现为稻鸭>稻鲶鱼>稻鳖>稻虾>稻鳅>稻锦鲤, 拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段稻鸭模式水稻干物质积累量显著大于其他处理。积累比例上, 播种至拔节阶段稻鸭模式最低, 其他处理年度间规律不明显; 拔节至抽穗阶段CK和稻鳖模式相对较低, 其他处理年度间规律不明显; 抽穗到成熟阶段, CK处理最高, 稻鸭其次, 稻鲶鱼第三, 稻锦鲤最低, 稻虾和稻鳖年度间规律不明显。Table 4
表4
表4不同稻田综合种养模式下水稻各主要生育阶段干物质积累量及比例
Table 4
| 年度 Year | 模式 Type | 播种-拔节期 Sowing-Jointing | 拔节-抽穗期 Jointing-Heading | 抽穗-成熟期 Heading-Maturity | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 积累量 Dry matter accumulation (t hm-2) | 比例 Ratio (%) | 积累量 Dry matter accumulation (t hm-2) | 比例 Ratio (%) | 积累量 Dry matter accumulation (t hm-2) | 比例 Ratio (%) | ||
| 2018 | 稻虾 RC | 4.15 b | 22.88 | 6.96 c | 38.39 | 6.95 c | 38.48 |
| 稻锦鲤 RK | 4.03 b | 22.99 | 6.87 c | 39.15 | 6.62 d | 37.79 | |
| 稻鳖 RT | 4.11 b | 22.69 | 7.04 c | 38.82 | 6.98 c | 38.50 | |
| 稻鳅 RL | 4.04 b | 22.99 | 6.88 c | 39.12 | 6.79 cd | 38.34 | |
| 稻鲶鱼 RF | 4.12 b | 22.94 | 6.98 c | 38.84 | 7.03 c | 38.61 | |
| 稻鸭 RD | 4.23 b | 22.44 | 7.33 b | 38.86 | 7.29 b | 38.67 | |
| 对照 CK | 4.58 a | 22.74 | 7.74 a | 38.42 | 7.82 a | 38.83 | |
| 2019 | 稻虾 RC | 4.26 b | 22.71 | 7.30 c | 38.91 | 7.00 c | 37.74 |
| 稻锦鲤 RK | 4.11 b | 22.63 | 7.21 c | 39.67 | 6.84 d | 37.67 | |
| 稻鳖 RT | 4.21 b | 22.59 | 7.34 c | 39.39 | 7.05 c | 37.90 | |
| 稻鳅 RL | 4.12 b | 22.63 | 7.22 c | 39.66 | 6.90 cd | 37.81 | |
| 稻鲶鱼 RF | 4.14 b | 22.40 | 7.31 c | 39.51 | 7.10 c | 38.03 | |
| 稻鸭 RD | 4.32 b | 22.27 | 7.64 b | 39.41 | 7.43 b | 38.32 | |
| 对照 CK | 4.64 a | 22.59 | 7.98 a | 38.86 | 7.91 a | 38.55 | |
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2.5 光合势、群体生长率及净同化率
由表5可知, CK处理水稻主要生育阶段光合势、群体生长率和净同化率均高于稻田综合种养模式, 其中群体生长率和净同化率差异显著。抽穗至成熟阶段, 水稻光合势、群体生长率和净同化率均表现为CK>稻鸭>稻鲶鱼>稻鳖>稻虾>稻鳅>稻锦鲤。与CK相比, 抽穗至成熟阶段稻田综合种养模式光合势降低1.98%~8.86%, 群体生长率降低6.07%~15.93%, 净同化率降低3.30%~7.25%。稻田综合种养模式间, 稻鸭光合势较大, 与CK无显著差异; 稻锦鲤和稻鳅显著小于其他模式。群体生长率和净同化率方面, 稻鸭最高, 但显著小于CK, 稻锦鲤和稻鳅小于其他模式, 部分处理间差异显著, 年度间规律不明显。Table 5
表5
表5不同稻田综合种养模式下水稻主要生育阶段光合势、群体生长率及净同化率
Table 5
| 年份 Year | 模式 Type | 光合势 Photosynthetic potential (×104 m2 d hm-2) | 群体生长率 Crop growth rate (g m-2 d-1) | 净同化率 Net assimilation rate (g m-2 d-1) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 播种- 拔节期 Sowing- Jointing | 拔节- 抽穗期 Jointing- Heading | 抽穗- 成熟期 Heading- Maturity | 播种- 拔节期 Sowing- Jointing | 拔节- 抽穗期 Jointing- Heading | 抽穗- 成熟期 Heading- Maturity | 播种- 拔节期 Sowing- Jointing | 拔节- 抽穗期 Jointing- Heading | 抽穗- 成熟期 Heading- Maturity | ||
| 2018 | 稻虾 RC | 113.75 b | 134.33 b | 282.90 b | 5.93 b | 25.85 b | 11.53 b | 2.15 b | 5.42 b | 2.61 b |
| 稻锦鲤 RK | 113.05 b | 133.25 b | 276.42 c | 5.76 b | 25.44 c | 11.03 c | 2.09 b | 5.38 c | 2.56 c | |
| 稻鳖 RT | 114.10 b | 135.95 b | 286.20 b | 6.05 b | 26.07 b | 11.63 b | 2.19 b | 5.41 b | 2.61 b | |
| 稻鳅 RL | 103.68 b | 128.96 b | 276.90 c | 5.94 b | 25.48 c | 11.34 c | 2.16 b | 5.36 bc | 2.58 bc | |
| 稻鲶鱼 RF | 115.15 ab | 137.70 b | 290.10 b | 5.89 b | 26.11 b | 11.83 b | 2.13 b | 5.35 b | 2.62 b | |
| 稻鸭 RD | 117.60 ab | 141.35 b | 297.30 ab | 6.04 b | 27.14 b | 12.15 b | 2.18 b | 5.43 b | 2.64 b | |
| 对照 CK | 122.85 a | 149.80 a | 303.30 a | 6.54 a | 28.67 a | 13.12 a | 2.34 a | 5.59 a | 2.76 a | |
| 2019 | 稻虾 RC | 115.85 b | 137.84 b | 289.50 bc | 6.09 b | 27.00 b | 11.67 b | 2.26 b | 5.57 b | 2.59 bc |
| 稻锦鲤 RK | 115.50 b | 136.35 b | 283.79 c | 5.87 b | 26.70 c | 11.23 c | 2.12 b | 5.51 b | 2.55 c | |
| 稻鳖 RT | 117.25 ab | 138.50 b | 290.59 b | 6.19 b | 27.19 b | 11.75 b | 2.23 b | 5.53 b | 2.59 b | |
| 稻鳅 RL | 105.60 b | 131.82 b | 287.10 c | 5.97 b | 26.78 bc | 11.51 bc | 2.13 b | 5.52 b | 2.57 c | |
| 稻鲶鱼 RF | 118.30 ab | 142.43 b | 298.20 b | 5.91 b | 27.52 b | 12.12 b | 2.14 b | 5.54 b | 2.62 bc | |
| 稻鸭 RD | 122.15 a | 144.15 b | 300.91 ab | 6.17 b | 28.30 b | 12.38 b | 2.21 b | 5.53 b | 2.64 b | |
| 对照 CK | 126.35 a | 152.79 a | 308.60 a | 6.63 a | 29.52 a | 13.18 a | 2.36 a | 5.64 a | 2.73 a | |
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2.6 加工及外观品质
由表6可知, 与CK相比, 稻田综合种养模式下水稻糙米率显著降低2.03%~3.33%, 精米率降低2.20%~4.17%, 整精米率显著降低2.40%~4.37%, 加工品质变差。其中, 稻田综合种养模式间的糙米率和精米率差异不显著, 而整精米率以稻虾和稻鲶鱼相对较低。Table 6
表6
表6不同稻田综合种养模式下水稻加工和外观品质
Table 6
| 年度 Year | 模式 Type | 糙米率 BR (%) | 精米率 MR (%) | 整精米率 HMR (%) | 垩白粒率 CP (%) | 垩白度 CD (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2018 | 稻虾 RC | 83.38 b | 74.04 b | 63.64 c | 12.31 c | 4.19 c |
| 稻锦鲤 RK | 84.34 b | 74.77 b | 64.55 bc | 12.51 b | 4.26 b | |
| 稻鳖 RT | 83.79 b | 74.16 b | 64.43 bc | 12.50 b | 4.23 bc | |
| 稻鳅 RL | 83.40 b | 74.11 b | 64.31 bc | 12.43 bc | 4.22 bc | |
| 稻鲶鱼 RF | 83.30 b | 73.65 b | 63.49 c | 12.26 c | 4.17 c | |
| 稻鸭 RD | 84.31 b | 75.09 ab | 64.77 b | 12.54 b | 4.28 b | |
| 对照 CK | 86.17 a | 76.78 a | 66.39 a | 13.62 a | 4.63 a | |
| 2019 | 稻虾 RC | 84.78 b | 74.41 b | 63.93 c | 12.24 c | 4.14 c |
| 稻锦鲤 RK | 83.59 b | 75.34 ab | 64.84 bc | 12.47 b | 4.21 b | |
| 稻鳖 RT | 83.69 b | 74.54 b | 64.72 bc | 12.46 b | 4.20 bc | |
| 稻鳅 RL | 84.08 b | 74.48 b | 64.60 bc | 12.43 b | 4.18 bc | |
| 稻鲶鱼 RF | 83.66 b | 74.02 b | 63.78 c | 12.23 c | 4.13 c | |
| 稻鸭 RD | 84.63 b | 75.47 ab | 65.06 b | 12.51 b | 4.23 b | |
| 对照 CK | 86.38 a | 77.18 a | 66.66 a | 13.58 a | 4.58 a |
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稻田综合种养模式较CK分别降低垩白粒率和垩白度7.87%~10.19%和8.14%~11.14%, 差异显著, 外观品质变优(表6)。稻田综合种养模式间, 稻虾和稻鲶鱼的垩白粒率和垩白度较低, 与稻鸭等模式差异显著, 说明稻田综合种养有利于稻米外观品质的改善, 并且稻鲶鱼与稻虾模式下稻米外观品质更优。
2.7 食味营养品质与食味值
由表7可知, 与CK相比, 稻田综合种养模式水稻的直链淀粉含量方面显著增加9.35%~13.80%, 蛋白质含量显著降低6.29%~10.01%。与稻鳖、稻锦鲤、稻鸭模式相比, 稻鲶鱼、稻虾、稻鳅模式下稻米直链淀粉含量显著增加, 蛋白质含量显著降低。与CK处理相比, 稻田综合种养稻米食味值显著提高3.91%~11.69%, 外观提高4.17%~18.06%, 硬度降低1.61%~11.29%, 黏度、平衡度分别提高4.23%~21.13%和2.74%~19.44%。稻鲶鱼、稻虾和稻鳅模式稻米食味值显著高于稻鳖、稻锦鲤和稻鸭。Table 7
表7
表7不同稻田综合种养模式下水稻直链淀粉含量、蛋白质含量和食味值
Table 7
| 年度 Year | 模式 Type | 直链淀粉含量 AC (%) | 蛋白质含量 PC (%) | 食味值 Comprehensive | 外观 Appearance | 硬度 Hardness | 黏度 Viscosity | 平衡度 Balance degree |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2018 | 稻虾 RC | 10.58 a | 7.20 c | 79.02 a | 8.1 b | 5.7 b | 8.1 ab | 8.1 ab |
| 稻锦鲤 RK | 10.28 b | 7.41 b | 75.76 b | 7.8 b | 5.8 ab | 7.7 b | 7.8 b | |
| 稻鳖 RT | 10.34 b | 7.36 b | 76.36 b | 7.5 bc | 6.1 a | 7.6 b | 7.5 bc | |
| 稻鳅 RL | 10.51 a | 7.24 c | 78.93 a | 7.8 b | 5.9 ab | 7.8 b | 7.8 b | |
| 稻鲶鱼 RF | 10.64 a | 7.17 c | 80.80 a | 8.5 a | 5.6 b | 8.7 a | 8.6 a | |
| 稻鸭 RD | 10.25 b | 7.45 b | 75.71 b | 8.0 b | 5.8 ab | 8.2 ab | 8.1 ab | |
| 对照 CK | 9.35 c | 7.95 a | 72.34 c | 7.2 c | 6.2 a | 7.2 b | 7.2 c | |
| 2019 | 稻虾 RC | 10.74 a | 7.13 c | 78.18 a | 8.2 b | 5.8 b | 8.0 b | 8.1 b |
| 稻锦鲤 RK | 10.43 b | 7.33 b | 74.69 b | 7.8 b | 5.9 ab | 7.4 bc | 7.6 b | |
| 稻鳖 RT | 10.50 b | 7.28 b | 75.09 b | 7.7 b | 6.0 a | 7.4 bc | 7.5 bc | |
| 稻鳅 RL | 10.69 a | 7.23 bc | 78.14 a | 7.8 b | 5.9 ab | 7.7 b | 7.7 b | |
| 稻鲶鱼 RF | 10.82 a | 7.10 c | 79.94 a | 8.6 a | 5.5 c | 8.6 a | 8.6 a | |
| 稻鸭 RD | 10.41 b | 7.37 b | 74.46 b | 8.1 b | 5.8 b | 7.8 b | 7.9 b | |
| 对照 CK | 9.52 c | 7.88 a | 71.66 c | 7.3 c | 6.2 a | 7.1 c | 7.2 c |
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2.8 稻米淀粉RVA谱特征
与CK处理相比, 稻田综合种养模式下稻米淀粉峰值黏度、热浆黏度、最终黏度分别显著提高2.75%~12.65%、3.24%~19.63%和2.47%~14.79%, 崩解值提高1.67%~5.78%, 消减值显著降低2.54%~ 15.15%, 糊化温度差异不显著(表8)。说明稻田综合种养模式下稻米蒸煮食味品质呈变优趋势。年度间稻米淀粉峰值黏度均表现为稻鲶鱼>稻虾>稻鳅>稻鳖>稻锦鲤>稻鸭, 崩解值均表现为稻鳅>稻锦鲤>稻鳖>稻虾>稻鲶鱼>稻鸭, 消减值表现为稻虾、稻鲶鱼、稻鸭大于稻鳖、稻鳅、稻锦鲤的趋势。Table 8
表8
表8不同稻田综合种养模式下稻米淀粉RVA谱特征值
Table 8
| 年度 Year | 模式 Type | 峰值黏度 Peak viscosity (cP) | 热浆黏度 Through viscosity (cP) | 崩解值 Break-down (cP) | 最终黏度 Final viscosity (cP) | 消减值 Setback (cP) | 糊化温度 Pasting temperature (℃) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2018 | 稻虾 RC | 2568 a | 1538 a | 1030 ab | 2100 a | -467 a | 72.58 a |
| 稻锦鲤 RK | 2460 b | 1411 b | 1050 a | 1963 b | -497 b | 73.32 a | |
| 稻鳖 RT | 2469 b | 1429 b | 1040 a | 1975 b | -494 b | 73.01 a | |
| 稻鳅 RL | 2491 b | 1439 b | 1052 a | 1993 ab | -498 b | 72.87 a | |
| 稻鲶鱼 RF | 2582 a | 1553 a | 1029 ab | 2111 a | -472 a | 72.34 a | |
| 稻鸭 RD | 2359 c | 1340 c | 1019 ab | 1894 b | -465 a | 73.67 a | |
| 对照 CK | 2292 c | 1298 c | 994 b | 1839 c | -454 a | 73.90 a | |
| 2019 | 稻虾 RC | 2541 a | 1519 a | 1022 a | 2122 a | -419 a | 72.64 a |
| 稻锦鲤 RK | 2435 b | 1396 bc | 1039 a | 1987 b | -449 b | 73.41 a | |
| 稻鳖 RT | 2444 b | 1410 bc | 1035 a | 1995 b | -450 b | 73.03 a | |
| 稻鳅 RL | 2525 a | 1470 b | 1055 a | 2090 b | -435 ab | 72.80 a | |
| 稻鲶鱼 RF | 2556 a | 1537 a | 1019 ab | 2148 a | -408 a | 72.42 a | |
| 稻鸭 RD | 2345 c | 1331 c | 1014 ab | 1939 b | -406 a | 73.86 a | |
| 对照 CK | 2283 c | 1285 c | 997 b | 1892 c | -390 a | 74.01 a |
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2.9 经济效益
由表9可知, 稻田综合种养模式经济效益高于CK, 表现为稻鳖>稻虾>稻鲶鱼>稻鳅>稻鸭>稻锦鲤>CK。与CK相比, 稻鳖、稻虾、稻鲶鱼、稻鳅、稻鸭和稻锦鲤经济效益, 分别提高511.52%、429.73%、223.41%、192.76%、126.43%和80.93%。稻田综合种养模式投入品消耗明显大于CK, 其成本增加主要来源于水产(禽)苗种费、饲料费、田间设施工程建设、田间管理劳工费等, 在化肥农药方面由于使用量及使用次数的减少使其相对CK投入降低。与对照相比, 稻田综合种养模式下稻米收益更高, 同时水产(禽)也可产生额外产值。产投比上, 稻田综合种养模式较CK提高了14.30%~98.89%, 表现为稻虾>稻鳖>稻鲶鱼>稻鸭>稻鳅>稻锦鲤>CK。Table 9
表9
表9不同稻田综合种养模式的经济效益
Table 9
| 模式 Type | 产值 Production value | 投入 Investment | 利润 Profit | 产投比 Ratio of production to investment | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 稻谷 Paddy | 水产(禽) Aquatic products (poultry) | 种子 Seed | 苗雏 Fry | 肥料 Fertilizer | 农药 Pesticide | 饲料 Forage | 机械 Machinery | 劳动力 Labor | 其他 Other | |||
| 稻虾 RC | 36,822 | 79,800 | 540 | 25,950 | 1950 | 2205 | 750 | 2565 | 3000 | 1088 | 78,574 | 2.33 |
| 稻锦鲤 RK | 36,084 | 22,500 | 540 | 19,500 | 1950 | 2205 | 900 | 2565 | 3000 | 1088 | 26,836 | 1.34 |
| 稻鳖 RT | 35,604 | 108,000 | 540 | 40,350 | 1950 | 2205 | 1200 | 2565 | 3000 | 1088 | 90,706 | 2.21 |
| 稻鳅 RL | 35,407 | 87,000 | 540 | 66,300 | 1950 | 2205 | 900 | 2400 | 3600 | 1088 | 43,424 | 1.35 |
| 稻鲶鱼 RF | 36,504 | 36,750 | 540 | 13,500 | 1950 | 2205 | 900 | 2100 | 3000 | 1088 | 47,972 | 1.96 |
| 稻鸭 RD | 38,018 | 13,500 | 540 | 6750 | 1950 | 2205 | 300 | 2100 | 3000 | 1088 | 38,416 | 1.88 |
| 对照 CK | 25,483 | 600 | 2325 | 2400 | 1650 | 2100 | 675 | 15,733 | 1.17 | |||
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3 讨论
3.1 产量
关于稻田综合种养模式是否能提高水稻产量, 前人已有较多研究。禹盛苗等[18]研究表明, 采用稻鸭综合种养由于鸭的“役禽”效应刺激了水稻的健壮生育, 使稻田后期无效分蘖减少, 穗型增大, 实粒数与千粒重增加, 使得最终产量较对照增加, 但较常规高产稻作田产量降低。寇祥明等[13]研究表明, 采用稻虾、稻鸭、稻鱼三种稻田综合种养模式一定程度上影响了水稻分蘖, 使得产量较对照有不同程度降低, 这与本研究结果基本一致。Frei和Becker[19]研究发现稻鱼综合种养中鱼类的存在抑制了藻类的生长, 降低了水稻与水生杂草生物间的竞争, 最终提高了水稻的产量。这也被认为是水稻产量得到提高的机制之一[20]。章家恩等[21]研究表明, 采用稻田综合种养提高了水稻中后期的光合作用效率, 增加了每穗粒数, 使得产量提高。常培恩等[22]研究认为,稻鳖综合种养由于鳖不间断的排泄物以及多余饵料为水稻提供了充足的氮素供应, 有利于有效穗数及每穗粒数的增加。本研究中稻田综合种养模式下水稻产量低于稻麦两熟模式下水稻产量, 其产量降低的原因是穗数与每穗粒数的降低致群体颖花量显著降低, 其主要生育时期叶面积指数和干物质积累量均显著下降, 主要生育阶段光合势、群体生长率和净同化率显著降低。这可能与稻田综合种养模式要兼顾水产(禽)养殖和生态安全, 其全生育期肥料投入少于稻麦两熟模式, 且多采用有机肥代替化肥基施, 减少了水稻干物质生产与积累有关。并且其水分管理不同于稻麦两熟模式, 长期的淹水、少搁田或不搁田虽有利于水产(禽)养殖, 但不利于水稻生长发育, 致使水稻成熟期穗数减少、穗型减小。但稻田综合种养模式水稻的千粒重更大, 说明稻谷的充实更好, 有利于稻米品质改善。试验中6种稻田综合种养模式水稻产量均超过了8250 kg hm-2, 多数模式水稻产量超过9000 kg hm-2, 说明稻田综合种养模式是可以保持水稻稳产的。若进行开挖养殖沟折算来看, 各模式水稻产量也超过了7500 kg hm-2。因此, 笔者认为稻田综合种养是一种能够实现稻谷稳产的生产方式。试验周期内, 稻鸭模式水稻产量较高, 更接近稻麦两熟模式水稻产量, 可能由于其在水分管理上更接近稻麦两熟模式下水分管理, 并且鸭子在稻田内的活动改善了稻田小气候利于促进水稻生长, 鸭粪留田也可通过多道工序转化供水稻利用, 还可培肥地力, 因而减少了穗数和每穗粒数因肥料施用少和偏重养殖水分管理产生的损失, 同时可提高结实率与千粒重。稻鲶鱼模式下不需对稻田进行工程改造, 除鱼类排泄物及剩余饲料为水稻生长提供了养分外, 田间观测到鲶鱼在稻田内活动量较大, 可提高水体溶氧量并对根系发育及活力具有促进作用, 利于水稻产量形成。稻虾、稻锦鲤、稻鳖和稻鳅模式要兼顾水产养殖, 对水稻穗数和每穗粒数的影响较大。其中稻锦鲤模式可能由于锦鲤对水分、温度等环境条件的变化相对敏感, 稻田需保持一定水位以维持其稳定生活环境, 这样的水分管理对水稻生长是不利的, 这可能是其产量偏低的原因。3.2 稻米品质
稻米品质除受水稻品种遗传因素调控外, 其生育过程中的耕作、栽培、生态等措施均会对稻米品质产生较大影响, 稻米品质的评价指标主要有加工品质、外观品质、营养品质、蒸煮与食味品质等。其中垩白、整精米率、直链淀粉等性状都易受环境影响[23]。全国明等[24]研究表明, 采用稻鸭综合种养相比对照提高了整精米率, 降低了垩白粒率与垩白度, 促进蛋白质含量下降, 但对糙米率、精米率等无明显影响, 在一定程度上改善了稻米品质。陈灿等[25]研究表明, 采用稻鳅、稻鳖、稻蛙、稻鸭均显著较低垩白粒率与垩白度, 同时蛋白质含量也不同程度降低。甄若宏等[26]研究表明, 稻鸭共作虽有效改善了稻米的整精米率, 垩白粒率等品质性状, 但RVA谱特征值中崩解值、回复值改善不明显。本研究中, 与稻麦两熟模式相比, 稻田综合种养模式降低了糙米率、精米率、整精米率, 加工品质趋劣; 减少了垩白粒率和垩白度, 外观品质改善; 蛋白质含量降低, 营养品质下降; 直链淀粉含量升高, 米饭外观变优, 硬度降低, 黏度和平衡度提升, 综合食味评分显著提高。这与前人研究有相似之处, 即稻田综合种养模式可以优化部分稻米品质性状, 特别是在改善稻米外观品质和蒸煮与食味品质上研究的结果基本一致。其中稻鲶鱼、稻虾、稻鳅模式在提升稻米食味评分上的作用更明显。前人较为一致的研究认为稻米淀粉具有较高的峰值黏度, 较大的崩解值和较低的消减值, 通常认为符合这些特征的稻米食味品质较好[27,28]。试验中, 稻田综合种养模式稻米淀粉RVA谱特征值峰值黏度高、崩解值大、消减值低, 说明采用稻田综合种养模式能够改善了稻米的食味品质, 与米饭食味值评分趋势类似。由此来看, 稻田综合种养是一种能提升稻米品质的稻米生产方式, 但仍需要配套栽培技术的改进, 在保证外观品质和蒸煮与食味品质变优的情况下, 集成创新协同提升稻米加工和营养品质的栽培技术。3.3 经济效益
多数研究认为稻田综合种养通过水产(禽)的养殖可以实现经济效益的显著提升。Berg[29]认为稻田综合种养是一种可增收的替代水稻单作的方法。袁伟玲等[30]、刘小燕等[31]研究也表明, 采用稻鸭、稻鱼等不同类型稻田综合种养虽然增加了田间设施工程、饲养等投入, 但最终产出大于水稻单作, 经济效益得到提高。也有研究认为稻田综合种养能够节约农药化肥成本实现经济效益显著提升。王华等[32]表明采用稻田综合种养节约了化肥农药的用量, 从而降低了生产成本, 使最终收益增加。谢乐强等[33]研究表明, 稻鸭模式下不施农药具有较高的纯收入, 且病虫害与杂草防治效果较好, 是节本增效的好方法。本研究中, 稻田综合种养经济效益显著提高主要源于水产(禽)养殖产品获得的经济利益, 还有优质稻米加价出售获得的经济利益, 生产中选用了商品有机肥和生物农药, 增加了成本投入。稻田综合种养是劳动密集型产业, 生产中多道生产工序如追肥、投喂、捕捞等尚需投入大量的人工劳动, 无形中增加了成本投入, 特别是随着经济社会的发展和城镇化的推进, 优质劳动力更少, 雇工成本更高, 无形中降低了生产效益。因此稻田综合种养生产急需机械化轻简化生产技术的集成创新以节本增效。但笔者也进行了调查, 并非所有的稻田综合种养从业者能赚到钱, 很大一部分是平收或欠收, 这可能与技术掌握程度、投入成本高低、市场是否畅销等关系密切。试验中, 稻鳖具有最高的经济效益, 但是鳖的销售时间长, 当地市场需求量并没有小龙虾和鸭大, 因此仍存在如何延长成鳖养殖等问题, 同时受市场行情影响, 也存在是否能赚钱的风险。小龙虾、鳅、鸭、鲶鱼在当地通常具有较好的销路, 市场接受度较好, 因此“货架期”易实现较高的经济效益。锦鲤作为观赏鱼类受市场需求的影响更大, 如何能通过营销手段将锦鲤变成更大的经济利益值得深入探索。因此发展稻田综合种养一定要因资源禀赋制宜, 因市场需求制宜方可有增收的前提。试验中采用了优质稻米, 稻田综合种养模式更是改善了部分稻米品质性状, 再加上稻田综合种养的生态效应, 因此稻谷实现了加价销售和增收。并且试验地所在家庭农场, 开发稻田综合种养稻谷, 形成品牌大米, 亦实现进一步增收。4 结论
与稻麦两熟模式下水稻种植相比, 稻田综合种养模水稻产量下降, 但可实现7500 kg hm-2以上的稳产产量, 主要是由于稻田综合种养减少了穗数和每穗粒数致群体颖花量降低, 并且与稻田综合种养模式水稻主要生育时期干物质积累量少、叶面积指数偏小, 主要生育阶段光合势、群体生长率和净同化率较低有关; 稻田综合种养模式稻米加工品质趋劣, 外观品质显著变优, 营养品质降低, 蒸煮与食味品质显著提升, 其中稻鲶鱼、稻虾、稻鳅模式稻米食味品质更优。同时稻田综合种养模式能够明显增加稻田综合效益, 其中以稻鳖效益最高, 稻虾其次。但发展稻田综合种养仍需要因资源禀赋制宜, 因市场需求制宜。综上所述, 稻田综合种养是一种稳产提质增效的稻作生产方式。参考文献 原文顺序
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