稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻产量和品质的影响

徐涛 刘方平 倪才英 谢亨旺 苏甜 梁举 李娜 田威

摘要：以江西省常用的水稻品种赣晚籼40号为试验材料，在稻鳖共生体系中，研究不同施肥类型（纯无机肥、无机和有机肥配施、纯有机肥）对水稻产量、产量构成、稻米品质的影响。结果表明，相同施肥类型条件下，稻鳖共生可以改善稻米加工品质、外观品质和蒸煮品质;与稻田不养鳖相比，稻鳖共生精米率总体升高0.6%、垩白度降低10%、直链淀粉质量分数降低12.3%，稻鳖共生体系中施用有机肥可以明显改善稻米的加工品质、外观品质和蒸煮品质;有机无机肥配施和施用有机肥处理较施用无机肥处理精米率分别升高了0.2%和1.3%、垩白度降低了15.4%和23.3%、水稻直链淀粉质量分数降低了8.9%和12.8%，对黏滞性（RVA）影响表现为稻鳖共生体系中施用有机肥会明显降低峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和糊化温度;稻鳖共生可以提高水稻产量;稻鳖共生体中不同施肥类型对产量和构成因素有一定的影响，完全施用有机肥和有机无机肥配施均可提高水稻产量，稻鳖共生体系中施有机肥、无机有机肥配施较稻田不養鳖施无机肥处理产量分别提高了22.0%和14.9%，主要是通过提高有效穗和结实率达到增产效果。

关键词：稻鳖共生;施肥类型;产量;稻米品质

中图分类号： S511.06  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2021）14-0061-05

稻鳖共生模式近几年在我国已经成为大力提倡的生态种养模式之一，稻鳖共生一方面可以改良稻田土壤特性，节省化肥用量，另一方面可以为鳖提供较好的生长环境[1]。稻鳖共生是一种效益较好的农业生态循环生产模式[2]，是指在稻田里面开挖暂养池，在暂养池中养殖鳖，在稻田里面种植水稻的一种生态种养模式，利用水稻与鳖的互作关系，减少化肥施用，杜绝农药施用，有很好的推广价值。在我国稻鳖共生体系的研究中近90%文献是介绍稻鳖共生稻田改造和种养技术的报道，研究型文章较少，而其中又多是研究稻鳖共生稻田病虫害防治、经济产出和生态环境效益的，关于稻鳖共生体系和不同施肥类型对水稻产量及稻米品质的影响研究很少，缺乏深入的研究。本试验通过大田试验研究稻鳖共生体系和纯无机肥、无机肥+有机肥、纯有机肥3种不同施肥类型对水稻产量及稻米品质的影响，以期为稻鳖共生科学种养提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验条件概况

本试验在江西省灌溉试验中心站试验研究基地进行，试验基地处于江西省赣抚平原灌区南昌县向塘镇，地理位置为116°00′E、28°26′N，海拔为 22 m。江西省赣抚平原灌区为典型的亚热带湿润季风性气候区，适合多种农作物生长。灌区年平均气温可达17.5 ℃，年平均日照1 720.8 h，年平均蒸发量 1 139 mm，年平均降水量1 747 mm。但降水量全年分布不均，4—6月的降雨较多，占全年降水量的48%，7—9月降雨较少，仅占全年降水量的20%。供试土壤基础性状如下：pH值6.06，有机质含量14.09 g/kg，碱解氮含量151.35 mg/kg，有效磷含量12.80 mg/kg，速效钾含量35.16 mg/kg，土壤全氮含量3.20 g/kg，土壤全磷含量0.18 g/kg，土壤全钾含量0.81 g/kg。

供试水稻品种名称为赣晚籼40号（品种审定编号：赣审稻2015048），在江西省作中稻种植，省肥高效，全生育期160.0 d左右，产量500 kg/667 m2，群体表现整齐稳定，株叶形态好，分蘖力较强，株高112.8 cm，有效穗数19.5万穗/667 m2，每穗总粒数128.8粒，实粒数118.9粒，结实率92.3%，千粒质量30.2 g，抗性强，抗稻飞虱等级为3级，属抗虫品种。

供试鳖为中华鳖，别称水鱼、甲鱼、团鱼，是常见的养殖鳖种。野生中华鳖在中国、日本、越南北部、韩国、俄罗斯东部都可见;水栖性，常栖息于沙泥底质的淡水水域，有上岸进行日光浴的习性;肉食性，以鱼、虾、软体动物等为食，多于夜间觅食。

1.2 试验设计与试验方案

本试验于2019年5—10月进行，试验设计稻鳖共生体系中不同施肥类型F1（纯无机肥）、F2（无机肥+有机肥纯）和F3（纯有机肥）3个处理，3种施肥类型均设置不养甲鱼作对照（D0），共6个处理（表1）。每个处理对应小区面积均为99 m2，每个小区灌水口挖1个面积为10 m2、深度为80 cm的暂养池，于2019年6月10日投入平均质量为300 g的中华鳖，适应环境后在暂养池开始投放专用饲料，按照鳖质量的2%进行投食。

试验用无机肥采用鄂中复合肥（N、P、K含量分别为30%、8%、14%），有机肥采用江西省土肥站授权使用的木薯沼渣发酵成的有机肥（有机质含量为45%，总养分含量为5%），施肥量和追肥方式见表1。

1.3 观测项目及方法

于水稻成熟收割前，每小区随机取3蔸进行考种，每小区随机取3个点，每个点收割面积为6 m2，去杂质晒干后称质量测产。

于水稻成熟、收获晒干后，每个处理随机取 500 g 稻谷，储藏3个月后，用于测定稻米品质。

参照GB/T 17891—2017《优质稻谷》测定糙米率、精米率、整精米率、粒长、长宽比、垩白粒率、垩白度、胶稠度、直链淀粉质量分数和碱消值。

采用Excel 2016软件进行数据分析并作图，采用SPSS 22.0软件进行方差分析和相关分析，采用邓肯氏新复极差法进行处理间多重比较。

2 结果与分析

2.1 稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻加工品质的影响

由表2可知，稻鳖共生体系中，F1、F2、F3之间整精米率均具有显著性差异，F2和F3处理糙米率较F1处理分别降低了2.1%和2.0%，精米率较F1处理分别升高了0.2%和1.2%，整精米率较F1处理分别升高了3.6%和7.2%;稻田不养鳖对照中，F1与F2处理间精米率和整精米率差异不显著，F1、F2、F3糙米率均具有显著性差异，F2和F3处理糙米率较F1处理分别降低了0.4%和2.6%，精米率较F1处理分别升高了0.5%和2.2%，整精米率较F1处理分别降低0.5%和升高3.0%。稻鳖共生较不养鳖处理糙米率总体降低，精米率和整精米率总体升高（F3除外）。以上结果表明，稻鳖共生体系中不同施肥类型对加工品质有一定影响，施用有机肥会明显降低糙米率，明显增加精米率和整精米率，稻鳖共生、施用有机肥和有机无机肥配施均能提高稻米加工品质。

2.2 稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻外观品质的影响

由表3可知，稻鳖共生体系中，F3处理垩白粒率较F1处理显著下降，F2和F3处理垩白度较F1处理均显著下降，各处理间长宽比无显著差异，F2和F3处理粒长较F1处理均显著升高;稻田不养鳖对照中，F3处理垩白粒率较F1处理显著下降，F2和F3处理垩白度较F1处理均显著下降，各处理间长宽比无显著差异，F2和F3处理粒长较F1处理均明显升高;同一施肥类型，稻鳖共生较不养鳖处理垩白粒率、垩白度和粒长均总体降低。以上结果表明，稻鳖共生体系中不同施肥类型对外观品质影响较大，施用有机肥会显著降低垩白粒率和垩白度，稻鳖共生和施用有机肥均能提高水稻的外观品质。

2.3 稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻蒸煮品质的影响

由表4可知，稻鳖共生体系中，F3处理胶稠度较F1、F2处理显著下降，F2和F3处理直链淀粉质量分数较F1处理均显著升高，各处理间碱消值无显著差异;稻田不养鳖对照中，F2和F3处理直链淀粉质量分数与F1处理相比明显升高，F1、F2处理胶稠度与F3处理相比均显著升高，各处理间碱消值无显著差异;稻鳖共生较不养鳖处理直链淀粉质量分数总体升高，胶稠度（F3处理除外）和碱消值均无显著差异。以上结果表明，稻鳖共生对提高稻米蒸煮品质效果不显著，但稻鳖共生体系中不同施肥类型对蒸煮品质影响较大，施用有机肥会显著升高直链淀粉质量分数，能明显提高稻米的蒸煮品质，有机无机肥配施对改善稻米蒸煮品质效果不显著。

2.4 稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻黏滞性（RVA）的影响

由表5可知，稻鳖共生体系中，F2和F3处理峰值黏度较F1处理显著下降，F3处理热浆黏度较F1和F2处理均显著下降，F3处理冷浆黏度较F1和F2处理均显著下降，各处理间崩解值、峰值时间差异均不显著，F3处理糊化温度较F1处理显著下降。

稻田不养鳖对照中，F2和F3处理峰值黏度、崩解值、热浆黏度较F1处理均显著下降，F3处理冷浆黏度较F1处理显著升高;F3处理峰值时间、糊化温度较F1处理显著降低;同一施肥处理下，稻鳖共生较不养鳖处理峰值黏度、热浆黏度、崩解值和糊化温度均总体升高，峰值时间总体降低。以上结果表明，稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻RVA特性影响较大，施用有机肥会明显降低峰值黏度、热浆黏度和糊化温度。

2.5 稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻产量及其构成的影响

由表6可知，稻鳖共生体系中，F2和F3处理穗长较F1处理明显下降，F3处理有效穗数较F1和F2处理均明显升高，F1和F3处理穗粒数较F2处理均显著降低，F3处理结实率较F1和F2处理均显著升高，F2和F3处理千粒质量、实际产量较F1处理均明显升高;稻田不养鳖對照中，F2和F3处理穗长、有效穗数、结实率、实际产量较F1处理均明显升高，F1和F3处理穗粒数较F2处理均显著降低，F2和F3处理千粒质量较F1处理均显著降低。以上结果表明，稻鳖共生可以提高水稻产量，稻鳖共生体系中不同施肥类型对产量和构成因素有一定的影响，施用有机肥和有机无机肥配施可以提高水稻产量，且主要是通过提高有效穗数和结实率来达到增产效果。

3 讨论与结论

3.1 稻鳖共生体系不同施肥类型对水稻稻米品质的影响

稻米品质的优劣主要受品种本身遗传因素控制和环境因素的影响[3]。相关研究表明，稻米品质除受到品种基因型控制以外，环境因素包括气候、营养、水分状况都影响稻米的米质性状[4];稻渔综合种养模式可以有效地提高水稻产量和改善稻米品质[5-7]，同时肥料也是影响水稻产量和稻米品质的重要因素，合理的施肥类型和施肥方式不仅可以提高水稻产量，而且能显著改善稻米品质[8-10]。本试验研究表明，稻鳖共生和不同施肥类型对水稻加工品质有一定的影响，不同施肥类型对糙米率、精米率、整精米率均有显著影响，施用有机肥会显著降低糙米率，显著增加精米率和整精米率，施用有机肥和有机无机肥配施均能提高稻米加工品质，这与王元元等的研究结果[11]基本一致;同时，稻鳖共生体系的稻米加工品质总体上高于不养鳖处理，这与常培恩等的研究结果[12]基本一致;稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻的外观品质有一定影响，施用有机肥和有机无机肥配施会显著降低稻米垩白粒率和垩白度，稻鳖共生均能提高水稻的外观品质;稻鳖共生对提高稻米蒸煮品质效果不显著，但稻鳖共生体系中不同施肥类型对蒸煮品质影响较大，施用有机肥会显著升高直链淀粉质量分数，提高稻米的蒸煮品质;稻鳖共生体系中不同施肥类型对水稻RVA谱特征值影响较大，施用有机肥会显著降低峰值黏度、热浆黏度和糊化温度;以上结果说明单独的稻鳖共生模式和稻田施用有机肥均可以改善稻米加工品质、外观品质和蒸煮品质，稻鳖共生体系中配合施用有机肥可以改善稻米的加工品质、外观品质和蒸煮品质，且有机肥/无机肥配比越大效果越明显。

3.2 稻鳖共生体系不同施肥类型对水稻产量及其构成的影响

水稻产量是水稻的遗传基因与外界环境条件共同作用的结果，受品种、播期、栽培措施和气候条件等多种因素的调控[13]。关于稻鳖共生和不同施肥类型2个因素单独对水稻产量影响的研究很多，但是二者结合的研究较少。杨飞翔等研究表明，稻鳖共作模式能有效提高有效穗数、穗粒数和实粒数，并在一定程度上增加灌浆充实度，使产量增加[14];赵静研究表明，稻鳖共生体系中鳖的活动能够有效控制杂草和无效分蘖，从而避免了养分的浪费，有助于最终有效穗的形成[15];大量的研究均表明，合理地施用有机肥能有效提高水稻的产量;吴嘉彧等研究发现，施用有机肥能够提高水稻结实率，增加千粒质量，增加水稻产量[16-19]。本试验研究表明，稻鳖共生较不养鳖处理水稻穗长、有效穗数、千粒质量和实际产量均有所升高，可以促进最终产量形成;稻鳖共生体系中施有机肥、无机有机肥配施较稻田不养鳖施无机肥处理产量升高了22.0%和14.9%。而杨飞翔等研究表明，单独稻鳖共生增产效果仅为10.05%[14];高菊生等研究表明，田间施用有机肥对水稻产量提升的效果最佳也只能达到14.5%，均低于稻鳖共生体系中施用有机肥对水稻增产的效果，说明稻鳖共生体系中施用有机肥是一种有推广价值的种养模式，不但可以减少追肥次数而减少人工，还可以增加水稻产量改善品质[20]。本试验只研究了1种有机肥的增产效果，该模式下不同的有机肥类型优选还需要深入的研究。

3.3 结论

稻鳖共生模式和稻田施用有机肥均可以改善稻米加工品质、外观品质和蒸煮品质，稻鳖共生体系中配合施用有机肥可以更显著改善稻米的加工品质、外观品质和蒸煮品质，且有机肥/无机肥配比越大效果越明显。

相同施肥类型条件下，稻鳖共生模式较稻田不养鳖处理水稻穗长、有效穗、千粒质量总体升高，可以提高水稻产量，稻鳖共生体系中施有机肥、无机有机肥配施较稻田不养鳖施无机肥处理产量提升分别达到22.0%和14.9%。

参考文献：

[1]刘才高，周爱珠，徐刚勇. 稻鳖共生效益试验[J]. 安徽农业科学，2015，43（7）：157-159.

[2]邓成方. “稻鳖共生”种养结合技术[J]. 中国水产，2015（1）：57-58.

[3]游晴如，黄庭旭，马宏敏. 环境生态因子对稻米品质影响的研究进展[J]. 江西农业学报，2006，18（3）：155-158.

[4]王 丰，杨 娟，张国平. 稻米品质的遗传、生理研究进展[J]. 中国粮油学报，2005，20（5）：5-9.

[5]林传政，吕泽林. 不同稻鱼共生方式对水稻性状及稻鱼产量的影响[J]. 耕作与栽培，2015（6）：19-21，43.

[6]王强盛，黄丕生. 稻鸭共作对稻田营养生态及稻米品质的影响[J]. 应用生态学报，2004，15（4）：639-645.

[7]侯立刚，赵国臣，刘 亮，等. 有机水稻生产环境下稻鸭共作对产量构成因素的影响[J]. 吉林农业科学，2009，34（6）：10-12.

[8]刘立军，吴长付，张 耗，等. 實地氮肥管理对稻米品质的影响[J]. 中国水稻科学，2007，21（6）：625-630.

[9]蒙秀菲，曾 涛，彭 菊，等. 氮素肥料施用对稻米品质及产量影响[J]. 耕作与栽培，2019，39（2）：7-9，12.

[10]袁继超，刘丛军，俄胜哲，等. 施氮量和穗粒肥比例对稻米营养品质及中微量元素含量的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2006，12（2）：2183-2187，2200.

[11]王元元，李 超，刘思超，等. 有机肥对水稻产量、品质及土壤特性的影响研究进展[J]. 中国稻米，2019，25（1）：15-20.

[12]常培恩，陈 灿，黄 璜，等. 稻田养鳖对水稻产量形成及稻米品质的影响[J]. 作物研究，2019，33（5）：388-391.

[13]陈庆川. 稻米加工特性研究与品质评价技术[D]. 长沙：中南林业科技大学，2012：11-12.

[14]杨飞翔，黄 璜，陈 灿，等. 稻鳖共作模式中的土壤养分动态变化及产量形成[J]. 作物研究，2019，33（5）：402-407.

[15]赵 静. 鳖稻综合种养模式生态学效应及其机理研究[D]. 杭州：浙江大学，2018：22.

[16]吴嘉彧，孙 龙，万广超，等. 施用生物有机肥对寒区水稻生长发育和产量性状的影响[J]. 现代化农业，2019（7）：22-23.

[17]怀宝东，隋文志，闫凤超，等. 施用有机肥对寒区水稻生长发育和产量的影响[J]. 现代化农业，2018（8）：17-19.

[18]李 超. 不同有机肥对湘东双季稻区水稻产量及土壤特性的影响研究[D]. 长沙：湖南农业大学，2018：17-18.

[19]高 飞，汪志鹏，赵 贺，等. 低地力条件下有机肥部分替代化肥对作物产量和土壤性状的影响[J]. 江苏农业学报，2020，36（1）：83-91.

[20]高菊生，秦道珠，刘更另，等. 长期施用有机肥对水稻生长发育及产量的影响[J]. 耕作与栽培，2002（2）：31-33，38.