稻虾共作模式下不同栽插密度对丰优香占群体结构及产量的影响

时间：2024-05-21

姚义张明伟陈京都

摘要：为提高稻虾共作模式下水稻产量及其经济效益，以常规机插秧种植模式为对照（CK），研究稻虾共作模式下，不同栽插密度下，丰优香占群体结构、产量以及品质的差异。结果表明，稻虾共作模式的结实率和千粒质量略有提高，有效穗数、每穗粒数、理论产量、实际产量均低于常规模式，但差异均未达显著水平。稻虾共作模式生育前期的群体茎蘖数小于常规模式，生育后期茎蘖数下降速度慢于常规模式，最终穗数仍略低于常规模式，成穗率高于常规模式。稻虾共作模式各时期的叶面积指数，孕穗、齐穗、成熟期的干物质积累量以及孕穗期-成熟期群体生长率均高于常规种植，后期剑叶较常规种植模式具有更好的光合特性。DX16密度处理的干物质积累量较高;齐穗期和乳熟期具有较高的剑叶SPAD值和剑叶净光合速率。DX16处理有效穗数较多，具有最高的成穗率，穗粒结构协调，产量最高，达8 798.25 kg/hm2，显著高于DX14和DX18处理。随着栽插株距的增加，丰优香占稻米垩白度、直链淀粉含量、胶稠度均呈增加趋势，其中胶稠度在不同处理间差异显著，而密度对胶稠度影响较大，但对其他品质指标的影响较小。综合考虑，稻虾共作模式下，丰优香占适宜采用16 cm栽插株距，有利于水稻产量稳定和稻米品质提高。

关键词：稻虾共作;机插密度;产量;品质;水稻

水稻是我国主要粮食作物之一，2019 年我国水稻种植面积继续下降调减，单产再创历史新高，总产连续9年稳定在2 亿t 以上[1]，但我国水稻产业发展也面临着生产和市场稳定难度大、技术粗放化和产业竞争力下降等风险隐患，受粮食价格下跌和生产成本上升的双重挤压，农民收益得不到保障。同时在水稻种植过程中，化肥、农药的过量施用使得肥料中的养分不能被有效利用，还会对环境造成污染[2]。

稻田种养复合生态模式的出现很好地解决了粮食安全、农民增收以及环境友好等问题，该模式具有“不与人争粮、不与粮争地”的优点，实现“一地多用、一举多得、一季多收”的现代农业发展模式，有利于促进农业和农村经济结构调整与优化[3]。其中稻虾共作模式是最主要的发展模式，指在稻田里通过一定的田间工程改造，合理套养一定数量的克氏原螯虾（以下简称小龙虾）[4]，发挥小龙虾田间除草减施农药、排泄物增肥减施化肥和田间活动刺激水稻根系健壮生长等作用，实现“稻田种稻，环沟饲养小龙虾，龙虾除草，虾粪肥田，稻虾互惠”的效果[5]。

近年来稻虾共作模式发展迅猛，面积不断扩大，逐渐向规模化、集约化的方向发展[6-7]。但随着稻虾共作模式的迅速发展，盲目扩张和不规范的管理也会带来一些负面影响。稻虾共作效益可观，经济效益较常规种植水稻效益提升了5倍以上[8]。因此，重虾轻稻的现象相继出现，导致水稻栽插日期不断推迟，生育期缩短，管理措施不到位，产量大幅度下降，品质也得不到提升[2]，水稻种植甚至呈现负效益。由于全国稻虾种植面积的不断扩大，2019年龙虾价格出现大幅度下跌，最高较2018年下降50%以上。很多重虾轻稻的种养大户损失惨重;而部分稻虾并重，重点开发优质高端稻米的大户却受影响较小。因此，研究稻虾共作模式下水稻种植技术，对稻虾共作区域发展水稻生产，提高综合效益和稻米品质具有十分重要的意义。栽插密度是影响水稻产量及品质的重要因素，国内外学者对常规种植下水稻栽培措施的研究报道甚多，有关稻渔（虾、蟹）共作的生产技术也有一些研究报道，但多偏重于其中的水产品与环境生态的分析[9]，而对于稻虾共作肥水管理条件下水稻栽培技术调控的研究较少。本研究拟在稻虾共作模式中设置不同机插株距，研究栽插密度对优质杂交中籼品种丰优香占产量及其品质的影响，摸索适宜稻虾共作模式的机插密度，为该系统中水稻安全优质高产高效栽培技术的建立提供实践依据。

1 材料与方法

1.1 供试地点与材料

试验于2019年在江苏省高邮市送桥镇黄圩村安定家庭农场进行，位于江苏里下河地区，属亚热带湿润季风气候。试验地土壤类型为勤泥土，质地黏性。试验品种为杂交中籼品种丰优香占。

1.2 试验设计

试验采用单因素区组设计，设置3种不同株距，分别为14、16、18 cm（分别简称为处理DX14、DX16、DX18），栽插行距为 30 cm;设常规种植模式（前茬为小麦）为对照（简称为处理CK16），栽插行距为 30 cm，株距为16 cm。于5月31日播种，6月22日移栽，种植面积0.2 hm2，重复2次。不同处理间做埂隔离，保证单独灌溉、单独施肥。肥料运筹：常规种植模式，施氮量为225 kg/hm2，基蘖肥 ∶ 穗肥=7 ∶ 3;稻虾共作模式，施氮量为 180 kg/hm2，基蘖肥 ∶ 穗肥=7 ∶ 3。水浆管理：常规种植模式采用常规大田灌溉方式，稻虾共作模式下施用穗肥前与常规种植模式相同，施穗肥后灌15～20 cm深度的水，直至成熟前10 d，中间自然落干再灌深水，如此反复。病虫害防治均采用对龙虾无害的生物或低毒农药防治。

1.3 測定项目与方法

茎蘖数：移栽后调查基本苗，每隔7 d调查1次茎蘖数，重复2次。

干物质积累量：于孕穗期、齐穗期、乳熟期、成熟期，取3穴代表性植株，105 ℃下杀青30 min，80 ℃ 下烘干至恒质量，测定各器官干物质量。

叶面积指数：于孕穗期、齐穗期、乳熟期取3穴代表性植株，采用比重法测定叶面积指数。

于齐穗期和乳熟期分别采用SPAD仪和LI-6400（licorn 美国）光合仪测定剑叶SPAD值和净光合速率，每处理重复5次。成熟期采用五点法每小区普查 50穴，计算有效穗数，并调查每穗粒数、结实率，测定千粒质量，计算理论产量，并实收测产。

稻米品质测定：水稻收获脱粒，晒干，用风选机风选后，参考国家标准GB/T17891—1999《优质稻谷》测定稻米的加工品质、外观品质、胶稠度等主要品质指标。采用瑞典Foss Tecator公司生产的近红外谷物分析仪（Infrared 1241 Grain Analyzer）测定精米的蛋白质含量和直链淀粉含量。采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的Super3型RVA仪（RapidViscosity-Analyzer）快速测定淀粉谱黏滞特性，用TCW（Thermal Cycle for Windows）配套软件分析淀粉黏滞性。

1.4 数据分析与计算

采用Excel 2013建立数据库，用DPS 705软件进行数据计算、统计分析。

叶面积衰减率=（齐穗期叶面积指数-乳熟期叶面积指数）/2次测定相隔天数×100%;

群体生长率=（成熟期干物质量-孕穗期干物质量）/2次测定相隔天数×100%;

收获指数=经济产量/成熟期总干物质量。

2 结果与分析

2.1 群体茎蘖动态与成穗率

由表1可知，与常规种植模式（CK16）相比，稻虾共作模式（DX16）生育前期的群体茎蘖数小于常规模式，水稻栽插后幼苗分蘖能力受到抑制。但生育后期茎蘖数下降速度慢于常规模式，但最终有效穗数仍略低于常规模式，差异未达显著水平。稻虾共作模式（DX16）的成穗率高于常規模式，差异未达显著水平。

在稻虾共作模式下，丰优香占不同处理的群体茎蘖数呈先增加后下降的趋势，均于7月20日达到最大茎蘖数，随后逐渐下降。在稻虾共作模式下，随着栽插株距的增加，栽插穴数呈下降趋势，各时期的群体茎蘖数均呈下降趋势，表现为DX14>DX16>DX18。DX14处理7月20日茎蘖数达到448.80万个/hm2，较DX16处理与DX18处理分别增加1057%、18.40%。各时期不同栽插株距处理的茎蘖数差异均达显著水平。成熟期有效穗数以DX14处理最高，达247.80万穗/hm2，其次为DX16处理，有效穗数为241.20万穗/hm2，较DX18处理提高902%，差异显著。DX16处理的成穗率最高，其次为DX18处理，均显著高于DX14处理。

2.2 叶面积指数

由表2可知，稻虾共作模式（DX16）各时期的叶面积指数均高于常规种植模式（CK16），孕穗期和齐穗期差异均未达显著水平，乳熟期差异显著。稻虾共作模式的齐穗期-乳熟期叶面积衰减率小于常规种植，说明稻虾共作模式能够延缓水稻后期衰老，有利于干物质的积累。

稻虾共作模式下，丰优香占不同处理孕穗期的叶面积指数最高，随后逐渐下降。随着栽插株距的增加，孕穗期和齐穗期的叶面积指数呈下降趋势，表现为DX14>DX16>DX18，DX14处理显著高于DX16和DX18处理。乳熟期由于DX14处理群体结构恶化，叶面积指数快速下降，DX16处理的叶面积指数最高，为4.35，其次为DX18处理，均显著高于DX14处理。比较齐穗期-乳熟期叶面积衰减率可以看出，DX14处理较DX16、DX18处理分别高31.43%和37.31%，差异达显著水平，主要是由于DX14处理密度过大，后期群体结构恶化，叶面积指数下降较快。

2.3 主要生育阶段干物积累质量与转运量

从表3可以看出，稻虾共作模式（DX16）孕穗期、齐穗期、成熟期的干物质积累量以及孕穗期—成熟期群体生长率均高于常规种植（CK16），但差异未达显著水平。DX16处理孕穗期—齐穗期干物质积累量和齐穗期—成熟期干物质积累量均显著高于CK16处理。CK16处理齐穗期—成熟期茎叶干物质转运量为1 446.0 kg/hm2，收获指数为4915%，均显著高于DX16处理，说明常规种植更有利于丰优香占后期茎叶中的干物质向籽粒中转运。

丰优香占在稻虾共作模式下，孕穗期、齐穗期和成熟期DX14和DX16密度处理的干物质积累量均无显著差异，但均显著高于DX18处理。孕穗期—成熟期群体生长率及齐穗期—成熟期干物质积累量均表现为DX16>DX14>DX18，差异显著。DX14和DX16密度处理的齐穗期和成熟期茎叶干物质量均显著高于DX18密度处理。齐穗期—成熟期茎叶干物质转运量则表现为DX16>DX18>DX14。随着栽插株距的增加，丰优香占收获指数呈增加趋势。

2.4 剑叶SPAD值与净光合速率

从表4可以看出，稻虾共作模式（DX16）齐穗期剑叶SPAD值和净光合速率均低于常规种植模式（CK16），但差异未达显著水平。而乳熟期稻虾共作模式（DX16）剑叶SPAD值和净光合速率均显著高于常规种植模式（CK16）。总体来看，稻虾共作模式下后期剑叶较常规种植模式具有更好的光合特性。

稻虾共作模式下，随栽插株距的增加，齐穗期和乳熟期剑叶SPAD值均呈增加趋势，各处理间差异显著。齐穗期不同株距处理间剑叶净光合速率无显著差异，乳熟期DX16处理最高，其次为DX18处理，均显著高于DX14处理。

2.5 产量及其构成因素

由表5可知，与常规种植模式（CK16）相比，稻虾共作模式（DX16）结实率和千粒质量略有提高，有效穗数、每穗粒数、理论产量、实际产量均低于常规模式，但差异均未达显著水平。稻虾共作模式成熟期有所推迟，生育期较常规模式多5 d。

分析不同密度对丰优香占产量和产量结构的影响可以看出，随着栽插株距的增加，理论与实际产量呈先增加后下降的趋势，DX16密度处理的理论与实际产量分别为9 229.93、8 798.25 kg/hm2，实际产量显著高于DX14和DX18处理。DX14和DX16处理的有效穗数显著高于DX18处理;每穗粒数和结实率则表现为DX18>DX16>DX14;不同处理间的千粒质量无显著差异。

2.6 主要稻米品质

分析稻米加工品质、外观品质、营养品质和食味品质（表6）可以看出，稻虾共作模式（DX16）的糙米率、精米率和整精米率均高于常规种植模式（CK16），其中糙米率差异达显著水平;DX16处理垩白粒率和垩白度低于CK16，胶稠度与蛋白质含量相比于CK16处理显著增加。可见稻虾共作模式有利于稻米品质的提高。

在稻虾共作模式下，随着栽插株距的增加，丰优香占稻米垩白度、直链淀粉含量、胶稠度均呈增加趋势，其中胶稠度在不同处理间差异显著;垩白粒率呈下降趋势，不同处理间差异不显著;糙米率、精米率和整精米率在不同处理间差异均未达显著水平。

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