稻鸭复合种养模式对水稻产量及其构成因素的影响

吴 涛，黄 璜，谷 婕，王 忍，伍 佳

（湖南农业大学农学院／南方粮油作物协同创新中心，长沙 410128）

水稻是世界上种植面积最广泛的粮食作物之一，为缓解世界性的粮食安全问题做出了突出贡献。我国是世界主要产粮国之一，每年种植面积约3000万公顷［1］，解决了我国60%以上人口的主食需求。在农业发展方式转型的关键阶段，面临耕地减少、土壤恶化、环境污染加重等一系列难题，如何实现水稻的稳产增收，是一个亟需解决的问题。在当前的种质资源条件下，改变种植方式以提高水稻单产是一条途径。稻鸭共生模式下，鸭子的田间活动能控制田间杂草，起着“翻耕”作用，促进水稻根系生长和分蘖的发育成穗［2，3］；稻鸭共作能够改变水稻的生长性状，增加每穴穗数和每穗粒数［4］，提高水稻分蘖成穗率和结实率［5］，提高有效穗数和千粒重［6，7］。前人研究表明，每穗总粒数、结实率以及千粒重与产量有显著关系［8］。鉴此，笔者拟通过对以稻鸭共作为基础的稻鸭复合种养模式的研究，比较不同复合种养模式下水稻产量与产量构成因素的差异，以期找到最理想的增产模式，为缓解粮食紧张问题提供依据。

1 试验材料与方法

1.1 供试地点与材料

试验于2017年5～10月在湖南省浏阳市北圣镇乌龙社区科研试验基地进行。该地属于亚热带季风性湿润气候，年平均气温15～18℃，≥10℃年活动积温5000～5800℃，无霜期260～320 d，年降雨量1300～1500 mm。试验地前茬作物是紫云英。土壤类型为第四纪红色黏土发育的红黄泥水稻土，土壤有机质含量 29.68 g／kg，全氮 1.21 g／kg，全磷0.61 g／kg，全钾 6.36 g／kg，碱解氮 114.07 mg／kg，有效磷 20.54 mg／kg，速效钾 80.56 mg／kg。

供试材料：中稻品种“黄华占”，绿头野鸭，三黄鸡，鲤鱼，大鳞副泥鳅。

1.2 试验设计

试验田总面积840 m2，设6个处理和1个对照（表1），每个处理3次重复，共21个小区。每个处理面积为120 m2，用田埂分为3个小区，小区面积为40 m2。田埂高出水面30 cm，并用塑料膜包被以防止肥水串灌。

每小区开挖围沟，沟宽40 cm，深30 cm。稻田四周用尼龙网搭建围栏，每隔2 m用木桩固定，木桩插入土中20 cm，高出地面1.8～2.0 m，围栏向内倾斜。在每个小区的任一角落搭建一个鸭棚，供鸭（或鸡）休憩、喂食用，避免饲料进入稻田土壤和水体，饲料以稻田自然饲料为主，根据稻田饲料实际情况酌情喂食早稻谷粒。严格控制红萍的面积不超过小区面积的1／3，以保障水中供氧均衡。各小区设置独立的进水口和出水口，保证试验田水环境一致且又相互独立，并用80目网过滤，防止鱼和泥鳅逃逸。

表1 试验处理Table 1 General situation of test treatment

中稻于5月26日浸种催芽，6月22日移栽插秧，各小区均采用人工插秧方式移栽，株行距20 cm×20 cm。结合水生动物活动所需水位，前期浅水灌溉，高于田面6～8 cm，利于秧苗扎根、分蘖，中期抽穗时加深田面水位至12～15 cm，后期水稻灌浆成熟时采用间歇灌溉，一般保持10 cm左右。待水产品全部收获后将田水放干为收割做准备。

鱼苗、鳅苗宜在插秧后10 d左右放入稻田，用2%～3%的食盐水浸泡3～5 min，投放前对鱼苗、鳅苗进行消毒处理。注意放养前的水温与稻田的水温相差不超过3℃。一般在水稻插秧后7～12 d，待秧苗长出新根系，叶片返青后，放养2周龄多的雏鸭，每个小区放养2只。放养后，保持厢面水位刚好在鸭的脚能够触碰到泥土的高度，随着鸭的生长适当加深。待水稻长至20 cm左右放养雏鸡。一般雏鸡以体重大于500 g为最佳，最低不少于200 g，每小区放养2只。试验期间，以田间浮游生物、杂草、红萍为食，不投饲料。水稻齐穗期收获鸡、鸭，水稻收割前10 d收获鱼、鳅，9月28日收获水稻。收获时测得鸭平均重1.43 kg，鸡平均重0.94 kg，鱼平均长度达到15 cm，重100 g左右，最长可达20 cm，重150 g；泥鳅平均长度达到9.6 cm。

1.3 测定项目与方法

（1）水稻产量及构成因素。理论产量：水稻成熟后，每个小区随机选取3穴具有代表性的水稻（边3行不取），人工将穗、茎、叶分离，统计有效穗数，然后进行脱粒，装于小网袋中晒干，然后水选出实粒和秕粒，再分开晒干，统计实粒数与总粒数并计算结实率，最后将实粒于70℃恒温烘箱烘3 d，然后随机取1000粒实粒样本3份，得出千粒重。实际产量：每小区选取3个1 m2作为测产区（边3行不取），人工脱粒后晒干，测量样品重量和含水量，再按标准含水量计算实际产量（本研究计算的是水稻净面积的产量）。

（2）成熟期地上部分干物质量。利用成熟期测产的材料，将茎、叶、穗分离后，置于信封袋中，于80℃恒温烘箱烘3 d后，取出称重，得出地上部分干物质重。

1.4 数据整理与分析

采用Microsoft Excel 2013以及SPSS19.0数据统计软件对数据进行分析，用 Duncan法进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻产量及产量构成因素的影响

由表2可知，稻鸭复合种养模式下的水稻产量均高于CK，平均增幅达到9.80%，说明稻鸭复合种养能够提供一定的养分，促进水稻生长发育，提高水稻产量。各处理中，F、D、B以及C处理的水稻产量与CK相比增幅较大，其中以F处理增幅最大，达到18.11%，达到显著性差异（p＜0.05）；A处理增幅最小，为4.96%。

在产量构成因素方面，单株有效穗数除了A处理低于CK外，其他稻鸭复合种养的处理均高于CK，增幅为6.21%～28.57%，尤以D处理的有效穗数增幅最大，与CK比较达到显著性差异（p＜0.05）。单株总粒数方面，与CK相比，各稻鸭复合种养模式均呈现上升趋势，平均增幅为8.79%～26.36%，以F处理最高，A处理次之，最低为B处理，且F处理与CK达到显著性差异（p＜0.05）。相比于CK，除了A处理外，其他处理的结实率均增加，以C处理增幅最高，为4.79%，而A处理则减少3.06%。该项指标中，B、C、E处理均与A处理达到显著性差异（p＜0.05）。千粒重方面，稻鸭复合种养模式下不同处理均低于CK，平均减幅为2.02%～5.60%，C处理最低，D处理次之，且两者均与CK达到显著性差异（p＜0.05）。

表2 不同处理的水稻产量及产量构成因素比较Table 2 Effect of different treatments on rice yield and yield component

2.2 不同处理水稻成熟期地上部分生物量

由表3可知，水稻成熟期各个处理地上部分生物量存在明显差异。与CK相比，茎秆和叶片的生物量在稻鸭复合种养模式的不同处理下普遍增高，茎秆部分平均增幅为5.15%～16.64%，增幅最大的是D处理，且与CK达到显著性差异（p＜0.05）。叶片部分平均增幅为5.31%～36.44%，增幅最大的是B处理，最小的是E处理，B处理与CK达到显著性差异（p＜0.05）。不同处理稻穗的生物量不同，C、F、B处理比CK均有所提高，具体为：C＞F＞B＞CK，平均增幅为3.63%～7.33%，而A、D以及E处理相比较于CK，存在下降现象，稻穗生物量平均减少9.90%～11.60%，减幅最大的是A处理，但是各处理与CK均未达到显著性差异（p＞0.05）。水稻成熟期地上部分生物量总和与CK相比，除了E处理外，其余处理的生物量总和均呈现增加趋势，平均增加0.62%～8.96%，但与CK均未达到显著性差异（p＞0.05）。

表3 各处理的水稻成熟期地上部分生物量Table 3 Biomass of rice atm aturity of different treatm ents on aboveground

3 结论与讨论

3.1 稻鸭复合种养模式对水稻产量的影响

稻鸭复合种养模式下的各处理产量比CK均有所提高，表明常规水稻单作情况下，不施肥不打农药，效果不如稻鸭或稻鱼共作，这与前人研究结果一致［4～8］。稻鸭、稻鱼共作模式下，由于鸭、鱼等生物的田间活动翻耕泥土，促进水稻根系生长发育，排泄粪便为稻田提供养分，起到壮茎、肥叶的作用，致使产量得到提高。在6个处理中，以F处理产量最高，且F＞E，B＞A，D＞C，说明稻鸭复合种养模式下套养红萍能促进水稻增产［9，10］。这是因为萍类不仅可作为鸭、鱼的饲料，其养分经过动物排泄回馈给原系统，而且其有效抑制了杂草生长，减少了与水稻的竞争，从而促进水稻产量提高。不同处理对水稻产量的构成因素影响也有差异。稻鸭复合系统下，除了千粒重呈现降低趋势外，其他因素基本上呈现上升趋势。这可能是因为水稻在鸭子活动的刺激下产生的稻穗的适应性反应，为减少落粒而偏向穗梗发育，相应地减少了穗粒的营养分配，从而导致千粒重降低，穗梗发育加强，结实率增加。

3.2 稻鸭复合种养模式对水稻成熟期地上部分生物量的影响

水稻干物质积累量的多少在一定程度上与水稻产量有着密切联系，提高水稻干物质积累量，特别是后期干物质积累量，可达到增产效果［11～13］。本试验结果表明，稻鸭复合种养模式下，水稻地上部分的生物量上，茎和叶部分均高于常规稻作，穗部分却参差不齐，仅E处理地上部分生物量总和低于CK，其余模式则均高于常规稻作。成熟期地上部分生物量总和由高到低分别为：C＞B＞F＞A＞D＞CK＞E，表明稻鸭复合种养模式下，鸭、鸡、鱼以及泥鳅在田间的活动发挥了“中耕肥田”的作用，为水稻的充分发育提供了养分和物质，达到“壮茎、肥叶、重穗”的效果，在一定程度增加了水稻干物质积累量，有利于水稻产量提高。