稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

徐濤 劉方平 倪才英 謝亨旺 蘇甜 梁舉 李娜 田威

摘要：以江西省常用的水稻品種贛晚秈40號為試驗(yàn)材料，在稻鱉共生體系中，研究不同施肥類型（純無機(jī)肥、無機(jī)和有機(jī)肥配施、純有機(jī)肥）對水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成、稻米品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，相同施肥類型條件下，稻鱉共生可以改善稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì);與稻田不養(yǎng)鱉相比，稻鱉共生精米率總體升高0.6%、堊白度降低10%、直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低12.3%，稻鱉共生體系中施用有機(jī)肥可以明顯改善稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì);有機(jī)無機(jī)肥配施和施用有機(jī)肥處理較施用無機(jī)肥處理精米率分別升高了0.2%和1.3%、堊白度降低了15.4%和23.3%、水稻直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了8.9%和12.8%，對黏滯性（RVA）影響表現(xiàn)為稻鱉共生體系中施用有機(jī)肥會明顯降低峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和糊化溫度;稻鱉共生可以提高水稻產(chǎn)量;稻鱉共生體中不同施肥類型對產(chǎn)量和構(gòu)成因素有一定的影響，完全施用有機(jī)肥和有機(jī)無機(jī)肥配施均可提高水稻產(chǎn)量，稻鱉共生體系中施有機(jī)肥、無機(jī)有機(jī)肥配施較稻田不養(yǎng)鱉施無機(jī)肥處理產(chǎn)量分別提高了22.0%和14.9%，主要是通過提高有效穗和結(jié)實(shí)率達(dá)到增產(chǎn)效果。

關(guān)鍵詞：稻鱉共生;施肥類型;產(chǎn)量;稻米品質(zhì)

中圖分類號： S511.06 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）14-0061-05

稻鱉共生模式近幾年在我國已經(jīng)成為大力提倡的生態(tài)種養(yǎng)模式之一，稻鱉共生一方面可以改良稻田土壤特性，節(jié)省化肥用量，另一方面可以為鱉提供較好的生長環(huán)境[1]。稻鱉共生是一種效益較好的農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)生產(chǎn)模式[2]，是指在稻田里面開挖暫養(yǎng)池，在暫養(yǎng)池中養(yǎng)殖鱉，在稻田里面種植水稻的一種生態(tài)種養(yǎng)模式，利用水稻與鱉的互作關(guān)系，減少化肥施用，杜絕農(nóng)藥施用，有很好的推廣價值。在我國稻鱉共生體系的研究中近90%文獻(xiàn)是介紹稻鱉共生稻田改造和種養(yǎng)技術(shù)的報道，研究型文章較少，而其中又多是研究稻鱉共生稻田病蟲害防治、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和生態(tài)環(huán)境效益的，關(guān)于稻鱉共生體系和不同施肥類型對水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響研究很少，缺乏深入的研究。本試驗(yàn)通過大田試驗(yàn)研究稻鱉共生體系和純無機(jī)肥、無機(jī)肥+有機(jī)肥、純有機(jī)肥3種不同施肥類型對水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響，以期為稻鱉共生科學(xué)種養(yǎng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)條件概況

本試驗(yàn)在江西省灌溉試驗(yàn)中心站試驗(yàn)研究基地進(jìn)行，試驗(yàn)基地處于江西省贛撫平原灌區(qū)南昌縣向塘鎮(zhèn)，地理位置為116°00′E、28°26′N，海拔為 22 m。江西省贛撫平原灌區(qū)為典型的亞熱帶濕潤季風(fēng)性氣候區(qū)，適合多種農(nóng)作物生長。灌區(qū)年平均氣溫可達(dá)17.5 ℃，年平均日照1 720.8 h，年平均蒸發(fā)量 1 139 mm，年平均降水量1 747 mm。但降水量全年分布不均，4—6月的降雨較多，占全年降水量的48%，7—9月降雨較少，僅占全年降水量的20%。供試土壤基礎(chǔ)性狀如下：pH值6.06，有機(jī)質(zhì)含量14.09 g/kg，堿解氮含量151.35 mg/kg，有效磷含量12.80 mg/kg，速效鉀含量35.16 mg/kg，土壤全氮含量3.20 g/kg，土壤全磷含量0.18 g/kg，土壤全鉀含量0.81 g/kg。

供試水稻品種名稱為贛晚秈40號（品種審定編號：贛審稻2015048），在江西省作中稻種植，省肥高效，全生育期160.0 d左右，產(chǎn)量500 kg/667 m2，群體表現(xiàn)整齊穩(wěn)定，株葉形態(tài)好，分蘗力較強(qiáng)，株高112.8 cm，有效穗數(shù)19.5萬穗/667 m2，每穗總粒數(shù)128.8粒，實(shí)粒數(shù)118.9粒，結(jié)實(shí)率92.3%，千粒質(zhì)量30.2 g，抗性強(qiáng)，抗稻飛虱等級為3級，屬抗蟲品種。

供試鱉為中華鱉，別稱水魚、甲魚、團(tuán)魚，是常見的養(yǎng)殖鱉種。野生中華鱉在中國、日本、越南北部、韓國、俄羅斯東部都可見;水棲性，常棲息于沙泥底質(zhì)的淡水水域，有上岸進(jìn)行日光浴的習(xí)性;肉食性，以魚、蝦、軟體動物等為食，多于夜間覓食。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)于2019年5—10月進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)計(jì)稻鱉共生體系中不同施肥類型F1（純無機(jī)肥）、F2（無機(jī)肥+有機(jī)肥純）和F3（純有機(jī)肥）3個處理，3種施肥類型均設(shè)置不養(yǎng)甲魚作對照（D0），共6個處理（表1）。每個處理對應(yīng)小區(qū)面積均為99 m2，每個小區(qū)灌水口挖1個面積為10 m2、深度為80 cm的暫養(yǎng)池，于2019年6月10日投入平均質(zhì)量為300 g的中華鱉，適應(yīng)環(huán)境后在暫養(yǎng)池開始投放專用飼料，按照鱉質(zhì)量的2%進(jìn)行投食。

試驗(yàn)用無機(jī)肥采用鄂中復(fù)合肥（N、P、K含量分別為30%、8%、14%），有機(jī)肥采用江西省土肥站授權(quán)使用的木薯沼渣發(fā)酵成的有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)含量為45%，總養(yǎng)分含量為5%），施肥量和追肥方式見表1。

1.3 觀測項(xiàng)目及方法

于水稻成熟收割前，每小區(qū)隨機(jī)取3蔸進(jìn)行考種，每小區(qū)隨機(jī)取3個點(diǎn)，每個點(diǎn)收割面積為6 m2，去雜質(zhì)曬干后稱質(zhì)量測產(chǎn)。

于水稻成熟、收獲曬干后，每個處理隨機(jī)取 500 g 稻谷，儲藏3個月后，用于測定稻米品質(zhì)。

參照GB/T 17891—2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》測定糙米率、精米率、整精米率、粒長、長寬比、堊白粒率、堊白度、膠稠度、直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和堿消值。

采用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并作圖，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)分析，采用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行處理間多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻加工品質(zhì)的影響

由表2可知，稻鱉共生體系中，F(xiàn)1、F2、F3之間整精米率均具有顯著性差異，F(xiàn)2和F3處理糙米率較F1處理分別降低了2.1%和2.0%，精米率較F1處理分別升高了0.2%和1.2%，整精米率較F1處理分別升高了3.6%和7.2%;稻田不養(yǎng)鱉對照中，F(xiàn)1與F2處理間精米率和整精米率差異不顯著，F(xiàn)1、F2、F3糙米率均具有顯著性差異，F(xiàn)2和F3處理糙米率較F1處理分別降低了0.4%和2.6%，精米率較F1處理分別升高了0.5%和2.2%，整精米率較F1處理分別降低0.5%和升高3.0%。稻鱉共生較不養(yǎng)鱉處理糙米率總體降低，精米率和整精米率總體升高（F3除外）。以上結(jié)果表明，稻鱉共生體系中不同施肥類型對加工品質(zhì)有一定影響，施用有機(jī)肥會明顯降低糙米率，明顯增加精米率和整精米率，稻鱉共生、施用有機(jī)肥和有機(jī)無機(jī)肥配施均能提高稻米加工品質(zhì)。

2.2 稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻外觀品質(zhì)的影響

由表3可知，稻鱉共生體系中，F(xiàn)3處理堊白粒率較F1處理顯著下降，F(xiàn)2和F3處理堊白度較F1處理均顯著下降，各處理間長寬比無顯著差異，F(xiàn)2和F3處理粒長較F1處理均顯著升高;稻田不養(yǎng)鱉對照中，F(xiàn)3處理堊白粒率較F1處理顯著下降，F(xiàn)2和F3處理堊白度較F1處理均顯著下降，各處理間長寬比無顯著差異，F(xiàn)2和F3處理粒長較F1處理均明顯升高;同一施肥類型，稻鱉共生較不養(yǎng)鱉處理堊白粒率、堊白度和粒長均總體降低。以上結(jié)果表明，稻鱉共生體系中不同施肥類型對外觀品質(zhì)影響較大，施用有機(jī)肥會顯著降低堊白粒率和堊白度，稻鱉共生和施用有機(jī)肥均能提高水稻的外觀品質(zhì)。

2.3 稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻蒸煮品質(zhì)的影響

由表4可知，稻鱉共生體系中，F(xiàn)3處理膠稠度較F1、F2處理顯著下降，F(xiàn)2和F3處理直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較F1處理均顯著升高，各處理間堿消值無顯著差異;稻田不養(yǎng)鱉對照中，F(xiàn)2和F3處理直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)與F1處理相比明顯升高，F(xiàn)1、F2處理膠稠度與F3處理相比均顯著升高，各處理間堿消值無顯著差異;稻鱉共生較不養(yǎng)鱉處理直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體升高，膠稠度（F3處理除外）和堿消值均無顯著差異。以上結(jié)果表明，稻鱉共生對提高稻米蒸煮品質(zhì)效果不顯著，但稻鱉共生體系中不同施肥類型對蒸煮品質(zhì)影響較大，施用有機(jī)肥會顯著升高直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，能明顯提高稻米的蒸煮品質(zhì)，有機(jī)無機(jī)肥配施對改善稻米蒸煮品質(zhì)效果不顯著。

2.4 稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻黏滯性（RVA）的影響

由表5可知，稻鱉共生體系中，F(xiàn)2和F3處理峰值黏度較F1處理顯著下降，F(xiàn)3處理熱漿黏度較F1和F2處理均顯著下降，F(xiàn)3處理冷漿黏度較F1和F2處理均顯著下降，各處理間崩解值、峰值時間差異均不顯著，F(xiàn)3處理糊化溫度較F1處理顯著下降。

稻田不養(yǎng)鱉對照中，F(xiàn)2和F3處理峰值黏度、崩解值、熱漿黏度較F1處理均顯著下降，F(xiàn)3處理冷漿黏度較F1處理顯著升高;F3處理峰值時間、糊化溫度較F1處理顯著降低;同一施肥處理下，稻鱉共生較不養(yǎng)鱉處理峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和糊化溫度均總體升高，峰值時間總體降低。以上結(jié)果表明，稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻RVA特性影響較大，施用有機(jī)肥會明顯降低峰值黏度、熱漿黏度和糊化溫度。

2.5 稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

由表6可知，稻鱉共生體系中，F(xiàn)2和F3處理穗長較F1處理明顯下降，F(xiàn)3處理有效穗數(shù)較F1和F2處理均明顯升高，F(xiàn)1和F3處理穗粒數(shù)較F2處理均顯著降低，F(xiàn)3處理結(jié)實(shí)率較F1和F2處理均顯著升高，F(xiàn)2和F3處理千粒質(zhì)量、實(shí)際產(chǎn)量較F1處理均明顯升高;稻田不養(yǎng)鱉對照中，F(xiàn)2和F3處理穗長、有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、實(shí)際產(chǎn)量較F1處理均明顯升高，F(xiàn)1和F3處理穗粒數(shù)較F2處理均顯著降低，F(xiàn)2和F3處理千粒質(zhì)量較F1處理均顯著降低。以上結(jié)果表明，稻鱉共生可以提高水稻產(chǎn)量，稻鱉共生體系中不同施肥類型對產(chǎn)量和構(gòu)成因素有一定的影響，施用有機(jī)肥和有機(jī)無機(jī)肥配施可以提高水稻產(chǎn)量，且主要是通過提高有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率來達(dá)到增產(chǎn)效果。

3 討論與結(jié)論

3.1 稻鱉共生體系不同施肥類型對水稻稻米品質(zhì)的影響

稻米品質(zhì)的優(yōu)劣主要受品種本身遺傳因素控制和環(huán)境因素的影響[3]。相關(guān)研究表明，稻米品質(zhì)除受到品種基因型控制以外，環(huán)境因素包括氣候、營養(yǎng)、水分狀況都影響稻米的米質(zhì)性狀[4];稻漁綜合種養(yǎng)模式可以有效地提高水稻產(chǎn)量和改善稻米品質(zhì)[5-7]，同時肥料也是影響水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的重要因素，合理的施肥類型和施肥方式不僅可以提高水稻產(chǎn)量，而且能顯著改善稻米品質(zhì)[8-10]。本試驗(yàn)研究表明，稻鱉共生和不同施肥類型對水稻加工品質(zhì)有一定的影響，不同施肥類型對糙米率、精米率、整精米率均有顯著影響，施用有機(jī)肥會顯著降低糙米率，顯著增加精米率和整精米率，施用有機(jī)肥和有機(jī)無機(jī)肥配施均能提高稻米加工品質(zhì)，這與王元元等的研究結(jié)果[11]基本一致;同時，稻鱉共生體系的稻米加工品質(zhì)總體上高于不養(yǎng)鱉處理，這與常培恩等的研究結(jié)果[12]基本一致;稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻的外觀品質(zhì)有一定影響，施用有機(jī)肥和有機(jī)無機(jī)肥配施會顯著降低稻米堊白粒率和堊白度，稻鱉共生均能提高水稻的外觀品質(zhì);稻鱉共生對提高稻米蒸煮品質(zhì)效果不顯著，但稻鱉共生體系中不同施肥類型對蒸煮品質(zhì)影響較大，施用有機(jī)肥會顯著升高直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高稻米的蒸煮品質(zhì);稻鱉共生體系中不同施肥類型對水稻RVA譜特征值影響較大，施用有機(jī)肥會顯著降低峰值黏度、熱漿黏度和糊化溫度;以上結(jié)果說明單獨(dú)的稻鱉共生模式和稻田施用有機(jī)肥均可以改善稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)，稻鱉共生體系中配合施用有機(jī)肥可以改善稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)，且有機(jī)肥/無機(jī)肥配比越大效果越明顯。

3.2 稻鱉共生體系不同施肥類型對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

水稻產(chǎn)量是水稻的遺傳基因與外界環(huán)境條件共同作用的結(jié)果，受品種、播期、栽培措施和氣候條件等多種因素的調(diào)控[13]。關(guān)于稻鱉共生和不同施肥類型2個因素單獨(dú)對水稻產(chǎn)量影響的研究很多，但是二者結(jié)合的研究較少。楊飛翔等研究表明，稻鱉共作模式能有效提高有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)，并在一定程度上增加灌漿充實(shí)度，使產(chǎn)量增加[14];趙靜研究表明，稻鱉共生體系中鱉的活動能夠有效控制雜草和無效分蘗，從而避免了養(yǎng)分的浪費(fèi)，有助于最終有效穗的形成[15];大量的研究均表明，合理地施用有機(jī)肥能有效提高水稻的產(chǎn)量;吳嘉彧等研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥能夠提高水稻結(jié)實(shí)率，增加千粒質(zhì)量，增加水稻產(chǎn)量[16-19]。本試驗(yàn)研究表明，稻鱉共生較不養(yǎng)鱉處理水稻穗長、有效穗數(shù)、千粒質(zhì)量和實(shí)際產(chǎn)量均有所升高，可以促進(jìn)最終產(chǎn)量形成;稻鱉共生體系中施有機(jī)肥、無機(jī)有機(jī)肥配施較稻田不養(yǎng)鱉施無機(jī)肥處理產(chǎn)量升高了22.0%和14.9%。而楊飛翔等研究表明，單獨(dú)稻鱉共生增產(chǎn)效果僅為10.05%[14];高菊生等研究表明，田間施用有機(jī)肥對水稻產(chǎn)量提升的效果最佳也只能達(dá)到14.5%，均低于稻鱉共生體系中施用有機(jī)肥對水稻增產(chǎn)的效果，說明稻鱉共生體系中施用有機(jī)肥是一種有推廣價值的種養(yǎng)模式，不但可以減少追肥次數(shù)而減少人工，還可以增加水稻產(chǎn)量改善品質(zhì)[20]。本試驗(yàn)只研究了1種有機(jī)肥的增產(chǎn)效果，該模式下不同的有機(jī)肥類型優(yōu)選還需要深入的研究。

3.3 結(jié)論

稻鱉共生模式和稻田施用有機(jī)肥均可以改善稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)，稻鱉共生體系中配合施用有機(jī)肥可以更顯著改善稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)，且有機(jī)肥/無機(jī)肥配比越大效果越明顯。

相同施肥類型條件下，稻鱉共生模式較稻田不養(yǎng)鱉處理水稻穗長、有效穗、千粒質(zhì)量總體升高，可以提高水稻產(chǎn)量，稻鱉共生體系中施有機(jī)肥、無機(jī)有機(jī)肥配施較稻田不養(yǎng)鱉施無機(jī)肥處理產(chǎn)量提升分別達(dá)到22.0%和14.9%。

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