辽粳401 稻蟹生态种养模式产量和品质构成因素分析
2020-06-23于凤泉董立强郭晶晶李建国姜秀英孙富余
马 亮，于凤泉，张 悦，张 睿，董立强，郭晶晶，李建国，姜秀英，孙富余*
(1 辽宁省水稻研究所，沈阳 110101 ;2 辽宁省农业科学院 植物保护研究所，沈阳 110161)
稻蟹种养是一种典型的水稻和水产相结合的农业模式，在我国北方已有40 多年的历史［1］。 稻蟹种养面积不断扩大， 辽宁省盘山县经过多年的稻蟹种养实践已经形成了具有特色的“盘山模式”［2］。 稻蟹种养在增加经济效益的同时还能保护生态环境［3-5］，在水稻的生育期可以为螃蟹活动提供场所，同时螃蟹活动可以灭杀害虫幼体，减少农药的使用［6］，螃蟹的排泄物又可以为水稻生长提供营养物质， 是一个水稻和螃蟹互惠互利的生态模式。辽粳401 是辽宁省近年来育成的高产品种，本研究以辽粳401 为材料， 分析稻蟹生态种养模式对产量和品质构成因素的影响， 为品种的稻蟹种养推广提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
水稻：辽粳401，由辽宁省水稻研究所提供，生育期155 d，分蘖力中等。
螃 蟹： 中 华 绒 螯 蟹 （Eriocheir japonica sinensis），由辽宁省盘山县河蟹研究所提供。
1.2 试验地点与试验设计
大田试验地点设在辽宁省盘锦市盘山县坝墙子镇姜家村北方稻蟹种养示范基地（北纬40°40′～41°27′、东经121°31～122°28′），试验地多年来一直进行稻蟹生态种植模式管理，田间土壤肥力一致。
试验设置了稻蟹生态种养模式（ERC）和常规水稻单一种植（RM）两个处理。 水稻于2019 年4月20 日播种，5 月27 日移栽， 行株距为30 cm×20 cm，每穴3～5 苗。 每个处理设置3 次重复，每个重复面积为200 m2，旋地前一次性施用稻蟹田专用肥900 kg／hm2（含N14%、P5%、K6%），其他时间不再施肥。生育期间不使用任何农药，害虫采用引诱剂诱杀为主。螃蟹苗为每667 m2350 只（80只／kg），水稻返青后（6 月10 日）投放稻田。 投放第二天开始投喂螃蟹专用饲料， 投放量为螃蟹体重的3%～5%。 螃蟹于9 月15 日起捕，水稻于10月15 日收获。
1.3 叶绿素值的测定
生育期内每隔7 天调查一次生长发育情况，于分蘖期、 抽穗期和灌浆期使用SPAD-502 型便携式叶绿素计 （日本Konica Minolta 公司） 进行SPAD 值测定， 每个处理随机选择长势一致的10株，每株选择上1 叶（L1）、上2 叶（L2）和上3 叶（L3），每片叶片测上中下3 处，取平均值。
1.4 产量构成因素测定
水稻成熟期选择长势一致的进行取样， 每个处理5 点取样，每点5 穴。测定产量性状包括有效穗数、一次枝梗数、实粒数、结实率、千粒重，同时估算理论产量。收获时进行田间实际产量的测定。
1.5 稻米品质性状测定
采用凯氏定氮法测定蛋白质含量［7］，采用国标法（620 nm 比色法）测定直链淀粉含量［8］。 同时测定粒长和粒宽，并计算长宽比、糙米率、精米率、整精米率和垩白率。
1.6 统计分析
运用Excel2013 和SPSS20.0 进行数据统计计算和方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理上3 叶叶片SPAD 分析
分蘖期、 抽穗期和灌浆期对辽粳401 稻蟹生态种养模式 （ERC） 和辽粳401 单一种植模式（RM）的上3 叶SPAD 值进行测定，图1 表明，分蘖期倒3 叶的SPAD 值大于倒1 叶和倒2 叶，抽穗期倒1 叶（L1）SPAD 值最大，达到46.44。 除分蘖期倒2 叶之外其余的处理ERC 模式的SPAD值均大于RM。 与RM 相比，ERC 模式抽穗期倒1叶的SPAD 值显著增加了9.32%、倒2 叶显著增加了11.30%，倒3 叶显著增加了11.11%。 灌浆期倒1 叶的SPAD 值增加了5.73%。
2.2 稻蟹生态种养对辽粳401 枝梗数的影响
对辽粳401 稻蟹生态种养模式（ERC）和辽粳401 单一种植模式（RM）的每穴枝梗数进行调查，结果表明，RM 的每穗枝梗数从6 到17 个，ERC的每穗枝梗数从8 到17 个。 RM 和ERC 模式的辽粳401 枝梗数最大值均出现在14 个枝梗，ERC模 式 每 穴14 个 枝 梗 的 有15.6 穗，RM 模 式 每 穴14 个 枝 梗 的 有13.2 穗。 ERC 每 穴 枝 梗 数 为289.13 个，RM 每穴枝梗数为257.93 个。这一结果说明ERC 枝梗数更加集中，而RM 较分散。
2.3 不同种植模式对辽粳401 产量及产量性状的影响
对辽粳401 的稻蟹生态种养模式（ERC）和辽粳401 单一种植（RM）模式的产量及产量构成因素进行分析，结果表明（表1），与RM 相比，ERC模式增加了有效穗数、实粒数和结实率，分别增加9.27%、5.43%和6.18%， 其中有效穗数增加显著。ERC 模式降低了7.77%的千粒重， 增加了6.43%的理论产量和6.25%的实际产量，增加不显著。分析原因可能是辽粳401 稻蟹生态种养虽然现在增加了有效穗数，但千粒重降低，所以最终产量差距不显著。
表1 不同种植模式对辽粳401 产量构成因素影响
2.4 稻蟹种养不同栽培位置碾米品质和外观品质分析
对不同处理碾磨品质、 外观品质和食味品质进行测定，结果表明（表2），与辽粳401 单一种植相比， 稻蟹生态种养模式下的辽粳401 稻粒的粒长、粒宽和长宽比没有显著变化，辽粳401 稻蟹生态种养显著增加了3.94%的糙米率。 精米率和整精米率没有显著变化，可能是千粒重下降，籽粒充实度不佳，籽粒易碎造成的。稻蟹生态种养模式下的辽粳401 蛋白质含量显著减低了6.11%， 增加了稻米的营养品质。
表2 辽粳401 不同栽培位置对稻米碾米品质和外观品质影响
3 结论与讨论
氮素是水稻生产必需的营养元素［9］，SPAD 值可以用来诊断叶片氮素营养状况［10-11］，本研究表明，与辽粳401 单一种植相比，辽粳401 稻蟹生态种养模式抽穗期上三叶SPAD 值显著增加了8.34%、10.03%和9.84%。 说明辽粳401 稻蟹生态种养抽穗期有充足的N 元素供给水稻的生殖生长，许多研究证明［12-14］稻蟹生态种养对水稻产量和品质有正面作用，本研究结果表明，辽粳401 稻蟹生态种养显著增加9.27%的有效穗数， 这一结果与徐梅等［6］研究蟹稻田可以增加约0.17 个有效蘖／穴的结果相一致。王国强等［15］研究表明水稻单位面积有效穗数随化肥施氮量的增加而增加，而水稻的千粒重和结实率却不断降低。 辽粳401稻蟹生态种养增加有效穗数和增加SPAD 值推测原因可能和螃蟹活动增加了土壤中有效N 分解以及增加了施用肥料的有效释放有关。但是，稻蟹生态种养对辽粳401 稻米产量没有显著增产作用， 可能是稻蟹种养为水稻前期分蘖和穗分化时期的颖花数提供足够的营养成分，增加了成粒数，水稻生长灌浆期无肥料的补充籽粒灌浆不好，千粒重降低，造成了产量没有显著增产效果。稻米蛋白质是理想的植物蛋白，易被人体吸收［16］，辽粳401 稻蟹生态种养糙米率显著增加3.94%， 蛋白质含量显著减低了6.11%， 说明辽粳401 稻穗生态种养在一定程度上提高稻米的营养品质。 综合以上结果表明， 辽粳401 是适合稻蟹生态种养的品种。
