鄭盛華,萬柯均,陳紅琳,陳尚洪,廖 武,楊澤鵬,沈?qū)W善,劉定輝

(1. 四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南山地農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室,成都 610066;2. 射洪市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,四川 射洪 629200)

【研究意義】稻漁綜合種養(yǎng)是利用稻田淺水環(huán)境將水稻和水生生物種養(yǎng)在同一稻田空間的稻作系統(tǒng)[1]。2020年全國稻漁綜合種養(yǎng)面積2.53×106hm2,四川省占3.10×105hm2[2]。成都市稻田綜合種養(yǎng)田常年約0.67×104hm2,實現(xiàn)增收約3×108元[3]。培育發(fā)展以稻漁綜合種養(yǎng)為基礎(chǔ)的優(yōu)質(zhì)糧油特色水產(chǎn)產(chǎn)業(yè),研究相關(guān)配套技術(shù)[4],對推進成都平原農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】稻蝦共作模式較傳統(tǒng)水稻單作增產(chǎn)4.6%～14.0%,并顯著降低稻米的堊白粒率和堊白度,改善了稻米外觀品質(zhì)[5]。與常規(guī)稻作相比,稻鴨共生有機栽培模式下可提高糙米率、精米率,減少堊白,增加膠稠度,降低直連淀粉和蛋白質(zhì)含量,改善稻米食味性[6]。稻漁種養(yǎng)系統(tǒng)中,由于投入的飼料未能完全被水產(chǎn)生物利用,殘留在稻田的飼料被分解后釋放出來的氮、磷養(yǎng)分可被水稻利用,因而應減少水稻肥料的投入。與常規(guī)稻作產(chǎn)量一致下,稻漁模式肥料可平均減量26.5%[7],農(nóng)藥可減量54%～71%,并減輕水稻紋枯病、稻瘟病、稻曲病、稻飛虱和稻縱卷葉螟等病蟲害[8]。【本研究切入點】以往研究集中在稻漁綜合種養(yǎng)的水稻產(chǎn)量、配套品種與技術(shù)以及病蟲害防控等方面。在稻漁綜合種養(yǎng)對水稻稻米外觀和食味品質(zhì)影響的研究報道較少,特別是稻漁綜合種養(yǎng)下配套水稻品種與稻米外觀及食味品質(zhì)提升的響應缺少研究。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過對成都市稻漁綜合種養(yǎng)大田連續(xù)2年的定位監(jiān)測,探明稻漁綜合種養(yǎng)對水稻產(chǎn)量、外觀和食味品質(zhì)的影響,為成都平原稻田綜合種養(yǎng)綠色高品質(zhì)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020—2021年在成都市崇州現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)功能區(qū)內(nèi)進行。試驗地屬四川盆地亞熱帶濕潤季風氣候,年均氣溫15.9 ℃,年均日照時數(shù)1161.5 h,年均降雨量1012.4 mm,平均無霜期285 d,土壤以水稻土為主。試驗樣點基礎(chǔ)情況見表1,種養(yǎng)類型分別為稻—魚(鯽魚)、稻—蝦(克氏原螯蝦),種養(yǎng)年限為2～6年。

表1 試驗田基本情況Table 1 Basic information of experimental fields

1.2 試驗設(shè)計

在崇州市隆興鎮(zhèn)、榿泉鎮(zhèn)、王場鎮(zhèn)和燎原鎮(zhèn),各選擇稻漁綜合種養(yǎng)大田1個,并以臨近的常規(guī)水稻田為對照(CK),每塊大田500 m2以上。水稻于當年5月育苗移栽,9月上中旬收獲。稻漁綜合種養(yǎng)大田采取減量施肥,基施水稻專用復合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=22-8-10] 480 kg/hm2,分蘗期追施尿素(46% N) 75 kg/hm2。常規(guī)水稻基施水稻專用復合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=22-8-10] 600 kg/hm2,分蘗期追施尿素(46% N) 150 kg/hm2。其他栽培管理方式稻漁綜合大田與對照大田基本一致。各樣點水稻品種與種植情況如表2所示。

表2 試驗田水稻種植情況Table 2 Rice planting information of experimental fields

1.3 測試項目與分析方法

水稻成熟后,每樣點水稻產(chǎn)量采取挖方測產(chǎn),3次重復。每小區(qū)隨機選擇長勢均勻的5穴植株風干后考種,測定水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素。而關(guān)于稻米外觀及食味品質(zhì),則在水稻成熟后,每小區(qū)隨機采樣,稻米曬干穩(wěn)定后測定稻米外觀和食味品質(zhì)指標,3次重復。參照《米質(zhì)測定方法》(NY/T83—2017)測定稻米的堊白粒率、堊白度、膠稠度,參照《稻米直鏈淀粉的測定》(NY/T2639—2014)測定直鏈淀粉含量,參照《食品中蛋白質(zhì)的測定》(GB 5009.5—2016)測定稻米蛋白質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016和SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻漁綜合種養(yǎng)對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可知,2020年A3、A4樣點稻漁綜合種養(yǎng)田水稻產(chǎn)量顯著高于CK(P<0.05),其他樣點差異不顯著。本試驗中稻漁綜合種養(yǎng)田的溝坑面積約占總面積10%,折算產(chǎn)量時為方便計算,暫未考慮溝坑面積。從水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素看,稻漁綜合種養(yǎng)田水稻產(chǎn)量與對照的差異主要體現(xiàn)在有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和結(jié)實率。

表3 稻漁綜合種養(yǎng)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table 3 Rice yields and its constituent factors of rice-fish coculture system

2.2 稻漁綜合種養(yǎng)對稻米外觀品質(zhì)的影響

由表4可知,2021年除A1差異不顯著外,其他稻漁綜合種養(yǎng)田水稻的堊白粒率顯著低于CK(P<0.05)。2020年除A2、A4差異不顯著外,也顯著低于CK(P<0.05)。從堊白度看,2021年稻漁綜合種養(yǎng)田均顯著低于CK(P<0.05),2020年差異不顯著。由此可見,稻漁綜合種養(yǎng)下稻米的堊白粒率和堊白度總體上呈顯著降低趨勢,從而提高了稻米的外觀品質(zhì)。

表4 稻漁綜合種養(yǎng)模式對水稻外觀品質(zhì)的影響Table 1 Effects of rice-fish coculture system on rice appearance qualities

2.3 稻漁綜合種養(yǎng)對稻米食味品質(zhì)的影響

由表5可知,2021年除A1差異不顯著外,其他樣點稻漁綜合種養(yǎng)田稻米膠稠度較CK顯著減少(P<0.05,下同)。2020年A1較CK顯著減少,A4較CK顯著提高,其他樣點差異不顯著。從直鏈淀粉含量來看,2021年樣點A1,2020年A2、A4稻漁綜合種養(yǎng)田顯著高于CK,其他樣點差異不顯著。

表5 稻漁綜合種養(yǎng)模式對水稻食味品質(zhì)的影響Table 5 Effects of rice-fish coculture system on rice cooking and eating quality

從稻米蛋白質(zhì)含量看,2020年樣點A2、2021年A1顯著低于CK,其他樣點則顯著高于CK或差異不顯著。綜合來看,部分樣點稻漁綜合種養(yǎng)田顯著降低了稻米的膠稠度,提高了直鏈淀粉含量,大部分樣點蛋白質(zhì)含量有升高趨勢。

在蛋白質(zhì)含量方面,不同的水稻品種在稻漁綜合種養(yǎng)田下表現(xiàn)出較大差異。其中2021年樣點A1的水稻品種川康優(yōu)絲苗的蛋白質(zhì)含量,較CK顯著降低,表現(xiàn)品質(zhì)改善的趨勢。但是樣點A3的水稻品種錦香優(yōu)絲苗和A4的水稻品種宜香優(yōu)2115的蛋白質(zhì)含量,與CK相比均顯著增高。

3 討 論

3.1 稻漁綜合種養(yǎng)對水稻產(chǎn)量的影響

多數(shù)研究表明,與水稻單種相比,稻—魚系統(tǒng)中水稻產(chǎn)量保持不變或增加的趨勢[9]。雖然稻漁綜合種養(yǎng)田中讓出約10%的溝坑面積,但水稻的邊行效應可彌補溝坑占用面積的損失,因而未顯著降低水稻的產(chǎn)量[10]。本試驗中,稻漁綜合種養(yǎng)大田2020年A3、A4樣點顯著高于CK(P<0.05),其他差異不顯著。

作為傳統(tǒng)的種養(yǎng)循環(huán)模式,稻漁綜合種養(yǎng)已有較長的發(fā)展歷史。從大田推廣應用看,稻漁綜合種養(yǎng)需要水稻和養(yǎng)殖相互配合,才能較好地發(fā)揮稻漁生態(tài)系統(tǒng)價值。實際生產(chǎn)中,受水產(chǎn)養(yǎng)殖時間、經(jīng)濟成本、種養(yǎng)技術(shù)和政策補貼等多種因素影響,稻漁實際推廣面積受到一定限制。作為一種綜合種養(yǎng)模式,它補充了單一種植水稻的不足,具有較好的生態(tài)和經(jīng)濟效益[11]。與水稻單種相比,稻漁綜合種養(yǎng)在品種選擇、種養(yǎng)密度、肥水管理、飼料喂養(yǎng)等方面都需要技術(shù)體系支撐[9]。

為了實現(xiàn)稻漁共生目標,養(yǎng)魚稻田的水分管理是從秧苗移栽至收獲長期處于深水狀態(tài),這對水稻生長有一定的不利影響[12],新根發(fā)生數(shù)量和根系活力、植物激素含量、莖稈形態(tài)結(jié)構(gòu)、抗倒伏能力,以及水土質(zhì)量、病蟲害發(fā)生等均發(fā)生變化,直接影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)[13]。水稻處于一定意義的逆境中,生產(chǎn)上由于控制不當,造成后期倒伏及大幅度減產(chǎn)的現(xiàn)象也時有出現(xiàn)[14]。因此,稻漁綜合種養(yǎng)下選用深水灌溉條件下適宜的抗倒伏水稻品種較為重要。

3.2 稻漁綜合種養(yǎng)對稻米外觀品質(zhì)的影響

稻米外觀和食味品質(zhì)不僅受遺傳、環(huán)境、水分管理、耕作方式和基礎(chǔ)肥力的影響,也與施肥方式有密切關(guān)系。在外觀品質(zhì)方面,稻米的堊白性狀與稻米中氮素含量呈負相關(guān),配施有機肥可以降低稻米堊白率和堊白度,提高稻米外觀品質(zhì)[15]。有機栽培方式下2種食味型粳稻的堊白粒率和堊白度均顯著低于常規(guī)栽培[16]。本試驗中,稻漁綜合種養(yǎng)總體上顯著降低了稻米的堊白粒率和堊白度,提高了稻米的外觀品質(zhì),這與前人研究一致。這可能與稻漁綜合種養(yǎng)條件下氮肥的投入減量,同時稻漁互作條件下魚類糞便增加土壤有機質(zhì)等因素有關(guān)。

3.3 稻漁綜合種養(yǎng)對稻米食味品質(zhì)的影響

稻米食味品質(zhì)是稻米在蒸煮、食用過程中表現(xiàn)出的理化和感官特性,主要由膠稠度、直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量等指標間接反映[17]。研究表明,稻米食味值與膠稠度呈正相關(guān),而與直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量呈負相關(guān)。直鏈淀粉含量主要受作物品種遺傳特性影響[18]。一般認為蛋白質(zhì)含量超過9%的品種食味往往較差。較高的蛋白質(zhì)含量會影響稻米的吸水、膨脹和糊化,從而降低了稻米蒸煮食味品質(zhì)[19]。稻米蛋白質(zhì)含量易受氮肥施用量、施肥時期及氮素形態(tài)的影響,同時持續(xù)淹水也會導致蛋白質(zhì)含量增加[20]。本試驗中,從膠稠度、直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量等指標看,稻漁綜合種養(yǎng)未明顯改善稻米蒸煮食味品質(zhì)指標。在蛋白質(zhì)含量方面,不同的水稻品種搭配表現(xiàn)出較大差異,與其他品種相反,2021年樣點A1的水稻品種川康優(yōu)絲苗的蛋白質(zhì)含量較CK顯著降低(P<0.05),表現(xiàn)出食味品質(zhì)改善的趨勢。因此,選擇搭配適宜的水稻品種可能是提升稻漁綜合種養(yǎng)下稻米食味品質(zhì)的有效途徑。

在稻漁綜合種養(yǎng)對稻米蒸煮食味品質(zhì)的影響方面,由于品質(zhì)各指標間關(guān)系的復雜性,有些指標之間還表現(xiàn)出負作用,加上生態(tài)環(huán)境、稻作熟制類型、種植制度的差異等因素,研究結(jié)論尚不一致[21]。研究表明,高施肥水平對稻米的整精米率、堊白度、直鏈淀粉含量等主要品質(zhì)性狀均不利[22]。考慮稻漁綜合種養(yǎng)下稻米外觀及食味品質(zhì)的提升,稻漁綜合種養(yǎng)下的選擇適宜的水稻品種和控制氮肥投入量等措施較為重要。

4 結(jié) 論

成都市2020—2021年大田試驗研究表明,稻漁綜合種養(yǎng)大田水稻產(chǎn)量2020年A3、A4樣點顯著高于CK(P<0.05),其他樣點差異不顯著。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看,水稻產(chǎn)量差異主要體現(xiàn)在有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和結(jié)實率。與常規(guī)稻作相比,稻漁綜合種養(yǎng)下稻米的堊白粒率和堊白度顯著降低,提高了稻米的外觀品質(zhì)。部分樣點稻漁綜合種養(yǎng)田顯著降低了稻米的膠稠度,提高了直鏈淀粉含量,大部分樣點稻米蛋白質(zhì)含量有升高趨勢,未明顯提高稻米食味品質(zhì)。選擇搭配適宜的水稻品種,并優(yōu)化肥水管理可能是提升稻漁綜合種養(yǎng)下稻米食味品質(zhì)的有效途徑。