唐志偉，劉鈺祺，楊 陽(yáng)，孫 鍇，傅志強(qiáng)，黃 璜

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128）

“稻田養(yǎng)鴨”作為一種傳統(tǒng)的生態(tài)農(nóng)業(yè)類型和生物防治技術(shù)，具有悠久的歷史［1］。隨著我國(guó)稻作技術(shù)轉(zhuǎn)型與發(fā)展，全程機(jī)械化作業(yè)是我國(guó)現(xiàn)代稻作技術(shù)的發(fā)展方向，有利于降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟(jì)效益［2］。我國(guó)在農(nóng)業(yè)發(fā)展方式和稻作技術(shù)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，面臨著耕地減少、環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題［3］。稻鴨共生既能保障水稻的穩(wěn)產(chǎn)增收，又能減少農(nóng)藥的使用，同時(shí)生產(chǎn)無(wú)公害或綠色農(nóng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一［4］，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保障糧食安全等方面具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前有關(guān)稻田養(yǎng)鴨、稻鴨共生、稻鴨共育對(duì)水稻除草、除蟲、減病、減排、增產(chǎn)增收作用的研究較多［5～10］，而關(guān)于機(jī)械化條件下規(guī)?；绝喒采鷮?duì)水稻根系特性、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的研究較少?；诖?，本文擬通過(guò)在全程機(jī)械化條件下，研究稻鴨共生對(duì)水稻根系特征與產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，并分析其與常規(guī)生產(chǎn)稻田之間的差異，為稻鴨共生規(guī)模化發(fā)展和規(guī)?；瘲l件下稻鴨共生技術(shù)集成與應(yīng)用提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2019年4月至7月在湖南省瀏陽(yáng)市湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研實(shí)習(xí)基地進(jìn)行，前茬作物為紫云英。土壤類型為壤土，肥力中等。供試早稻品種為陸兩優(yōu)996，鴨子品種為瀏陽(yáng)當(dāng)?shù)芈轼啞?/p>

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)稻鴨共生模式（RD）與常規(guī)模式（CK）兩個(gè)處理，以常規(guī)處理作為對(duì)照。采用大區(qū)試驗(yàn)，將一塊田分為兩個(gè)大區(qū)，每個(gè)大區(qū)長(zhǎng)44.3 m，寬21.3 m，面積944 m2。RD即每公頃養(yǎng)鴨225只，不打除草劑與農(nóng)藥，田邊采用誘蛾燈誘殺害蟲；CK即不養(yǎng)鴨、打除草劑、及時(shí)進(jìn)行病蟲害防治。2個(gè)大區(qū)四周起壟，壟寬30 cm，高20 cm，其上覆黑色塑料薄膜；左側(cè)挖一條通溝，保證2個(gè)大區(qū)單灌單排。

稻鴨共生處理：四周采用黑色尼龍網(wǎng)搭建圍欄，沿大區(qū)四周起壟，每隔1 m插竹竿固定，入土20 cm，高出地面1.0～1.2 m，竹竿上下采用纖維繩綁扎。在大區(qū)靠近田埂一側(cè)中間位置，使用木樁搭建鴨棚框架，鴨棚長(zhǎng)2.5 m，寬1.0 m，高1.2 m，底部高出地面10 cm；除靠近水稻一面外，其余四面均采用鋼制薄片搭建，鴨棚內(nèi)部放置一個(gè)食槽，用于補(bǔ)充飼料。飼料以稻谷為主。

插秧后灌水2～3 cm，返青后保持田間水層5～8 cm。稻鴨共生模式早稻秧苗移栽7 d后，投放300 g／只的鴨子25只，鴨子每天18：00定時(shí)定點(diǎn)喂食一次，每次喂稻谷30 g／只。每天查看鴨子活動(dòng)情況，人工驅(qū)趕引導(dǎo)鴨子在田間均勻活動(dòng)、覓食，并防止外逃與天敵傷害，保證共生期60 d（至齊穗期）。齊穗期將鴨子趕上岸回收，田面無(wú)水層，以便收割機(jī)收獲。

常規(guī)處理：在插秧返青后噴施除草劑，噴施除草劑36～48 h后，灌水至2～3 cm；孕穗期噴施一次殺蟲劑與殺菌劑。水分管理模式如下：分蘗期采用濕潤(rùn)灌溉促分蘗，水層深度2～3 cm；分蘗后期莖蘗數(shù)達(dá)到有效穗數(shù)80%時(shí)，適當(dāng)曬田；抽穗揚(yáng)花期及乳熟期濕潤(rùn)灌溉，水層1 cm，水耗盡后3～4 d再灌水；黃熟期曬田。

早稻于3月22日浸種催芽，采用塑料硬盤育秧；4月25日采用大型拖拉機(jī)旋耕與平田；4月29日機(jī)插秧，株行距為13.33 cm×23.33 cm。2個(gè)大區(qū)按全生育期施用17-17-17的復(fù)合肥525 kg／hm2，基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶3∶2，水稻返青后追施尿素180 kg／hm2。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

（1）根長(zhǎng)、白根數(shù)、根體積的測(cè)定。于分蘗盛期（移栽后30 d）與齊穗期（移栽后55 d），各選取具有代表性的植株3株，先圍繞根系將根系周圍土壤挖空，取出完整根系后洗凈，測(cè)量根長(zhǎng)并計(jì)算白根數(shù)；將根系用吸水紙吸干水分后，放入玻璃量筒內(nèi)計(jì)算根體積。

（2）根干重、根冠比的測(cè)定。于分蘗盛期與齊穗期，各選取具有代表性的植株3株，洗凈后分為根、莖、葉、穗等部分，置于烘箱內(nèi)105℃殺青30 min，80℃烘至恒重，稱量根、莖、葉、穗干重，計(jì)算根冠比。

（3）單莖傷流強(qiáng)度的測(cè)定。于水稻分蘗盛期與齊穗期，每大區(qū)按單穴平均莖蘗數(shù)選擇具有代表性的植株3株，從距離地面10 cm處橫割莖稈，用脫脂棉3 g覆蓋切口并壓實(shí)，再用4號(hào)保鮮袋從上至下包裹，橡皮筋綁扎。先天18：00放置，第二天上午6：00取回并稱重。

單莖傷流強(qiáng)度（mg／h）=單株總傷流量（mg）／（平均莖蘗數(shù)×12）。

（4）產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素。水稻成熟期，按5點(diǎn)取樣法，各大區(qū)各取5個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)1 m2，脫粒后曬干稱重，折算為含水量14%的實(shí)際產(chǎn)量。各大區(qū)按5點(diǎn)取樣法，每個(gè)點(diǎn)連續(xù)數(shù)20株，測(cè)定平均有效穗數(shù)；按平均穗數(shù)選取具有代表性的植株5株，測(cè)定每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重，并計(jì)算理論產(chǎn)量。根據(jù)每穗總枝梗數(shù)計(jì)算每穗總粒數(shù)，因非試驗(yàn)因素掉落或被鳥雀吃掉的籽粒均計(jì)入實(shí)粒。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016與SPSS 20進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

由表1可知，在水稻分蘗盛期，稻鴨共生處理根長(zhǎng)高于對(duì)照1.67%，但差異不顯著；齊穗期低于對(duì)照38.13%，差異顯著；從分蘗盛期至齊穗期，常規(guī)處理根長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，而稻鴨共生處理呈下降趨勢(shì)。分蘗盛期兩個(gè)處理白根數(shù)相同，齊穗期稻鴨共生處理白根數(shù)顯著降低，低于對(duì)照47.24%；兩個(gè)處理從分蘗盛期至齊穗期，白根數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在分蘗盛期，稻鴨共生較對(duì)照而言，根干重、根體積分別提高了181.01%、200.00%，其中根體積差異顯著，根干重差異不顯著；在齊穗期，根干重、根體積分別降低了18.29%、30.76%，其中根體積差異顯著，根干重差異不顯著。兩個(gè)處理從分蘗盛期至齊穗期，根干重呈提高趨勢(shì)，常規(guī)處理根體積呈提高趨勢(shì)，而稻鴨共生處理根體積呈降低趨勢(shì)。

表1 不同處理的水稻分蘗盛期與齊穗期根系特性Table 1 Root characteristics of rice at tillering and heading stage under different treatments

表2表明，在分蘗盛期，稻鴨共生根冠比較對(duì)照提高了6.06%，但差異不顯著；在齊穗期，稻鴨共生處理根冠比顯著低于對(duì)照，較對(duì)照降低了36.84%。兩個(gè)處理從分蘗盛期至齊穗期，根冠比均呈降低的趨勢(shì)。分蘗盛期，稻鴨共生處理單莖傷流強(qiáng)度顯著高于對(duì)照，較對(duì)照高77.58%；在齊穗期，稻鴨共生處理低于對(duì)照11.06%，但差異不顯著。兩個(gè)處理從分蘗盛期至齊穗期，單莖傷流強(qiáng)度均呈現(xiàn)提高趨勢(shì)。

表2 不同處理的水稻分蘗盛期與齊穗期根冠比與單莖傷流強(qiáng)度Table 2 Root-shoot ratio and single-stem wound flow intensity at rice tillering and heading stage under different treatments

由表3可知，相比對(duì)照，稻鴨共生處理實(shí)際產(chǎn)量高9.53%，但差異不顯著。主要原因是稻鴨共生處理顯著增加了水稻單株有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)與結(jié)實(shí)率，相比對(duì)照，單株有效穗、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率分別提高了17.37%、19.59%、3.19%。但稻鴨共生處理顯著降低了千粒重，較對(duì)照降低了9.40%。

表3 不同處理的水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 3 Yield components and yield components of rice under different treatments

3 討論與結(jié)論

3.1 稻鴨共生對(duì)水稻根系特性的影響

根系是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，水稻對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分和水分的吸收能力以及產(chǎn)量的構(gòu)成與根系的發(fā)育和特性及其分布有關(guān)［11～13］。本研究結(jié)果表明，在分蘗盛期，相比對(duì)照，稻鴨共生提高了白根數(shù)、根干重、根體積、根冠比和單莖傷流強(qiáng)度，這與梁玉剛、全國(guó)民等［17～19］的研究結(jié)果基本一致。在齊穗期，相比對(duì)照，稻鴨共生降低了根長(zhǎng)、白根數(shù)、根干重、根體積、根冠比和單莖傷流強(qiáng)度。此結(jié)果與梁玉剛、全國(guó)民等［17～19］研究結(jié)果相反，一方面可能是因本試驗(yàn)在機(jī)插秧?xiàng)l件下投放的鴨子個(gè)體過(guò)大所致；另一方面，對(duì)照與稻鴨共生處理返青后至分蘗盛期田間持水量大，水分管理基本相同，因此兩個(gè)處理根長(zhǎng)、白根數(shù)、根干重和根冠比均無(wú)顯著差異。但分蘗盛期后對(duì)照及時(shí)進(jìn)行了曬田，而稻鴨共生處理田間依舊保持較高的水層，適當(dāng)曬田促進(jìn)了對(duì)照根系的發(fā)育。稻鴨共生處理齊穗期根冠比的顯著降低，原因是稻鴨共生處理顯著促進(jìn)了地上部分莖、葉、穗的干物質(zhì)積累，從而為產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)。相比對(duì)照，稻鴨共生顯著降低了齊穗期的根長(zhǎng)、白根數(shù)；提高了分蘗盛期的根干重、根體積、根冠比和單莖傷流強(qiáng)度，降低了齊穗期根干重、根體積、根冠比和單莖傷流強(qiáng)度。

3.2 稻鴨共生對(duì)水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

本研究表明，相比對(duì)照，稻鴨共生提高了單株有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率。此結(jié)果同張志東、禹盛苗等［20，21］的研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果表明，稻鴨共生降低了水稻千粒重，此結(jié)果與馮尚宗、何勇等［3，22，23］的研究結(jié)論一致。千粒重降低可能是因?yàn)樗驹邙喿踊顒?dòng)的刺激下產(chǎn)生的稻穗的適應(yīng)性反應(yīng)，為減少落粒而偏向穗梗發(fā)育，相應(yīng)地減少了穗粒的營(yíng)養(yǎng)分配，從而導(dǎo)致千粒重降低，穗梗發(fā)育加強(qiáng)，結(jié)實(shí)率增加［3］。但本研究?jī)蓚€(gè)處理結(jié)實(shí)率均偏低，其原因主要是湖南2019年上半年陰雨天氣多，從而導(dǎo)致早稻結(jié)實(shí)率降低。此外，附近稻田實(shí)行休耕，所以試驗(yàn)田鳥雀較多，從而導(dǎo)致了本試驗(yàn)理論產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量存在一定差距。相比對(duì)照，稻鴨共生提高了水稻產(chǎn)量，但差異不顯著；從產(chǎn)量構(gòu)成因素來(lái)看，稻鴨共生顯著提高了單株有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，但顯著降低了千粒重。