青田稻-鱼共生模式优化-水稻栽培密度对稻、鱼和土壤肥力的影响

发布时间：2020-08-28 06:02

【摘要】：稻渔综合种养是一种将作物栽培与水产养殖相结合的农业-水产复合生产体系(Integrated agri-aquaculture system,IAAS),利用改造后的稻田进行种养殖活动,使之形成稻-鱼共生系统。通过稻-鱼共生互利,可以在有效减少农药、化肥施用量的前提下,生产绿色生态的农产品,从而达到稳粮增收的目的,是一种可持续的农业发展模式。该模式为提高稻田经济效益和农民收入、提升农产品质量及安全水平和改善稻田的生态环境提供了契机。位于浙江省青田县的传统的稻-鱼共生系统历史悠久,底蕴深厚,始于唐景云二年,距今已有1300多年的历史,是一种原生态的古老的农业生产方式。2005年,联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)将青田稻-鱼共生系统确立为首个全球重要农业文化遗产系统(Global Important Agriculture Heritage System,GIAHS)试点保护项目,该系统倡导对农业文化遗产的“动态保护”,即允许在保护的前提下开展创新和优化,基于该理念,为了提高其生产效益和农民的生产积极性,有利于该模式更好地传承和保留,经科学研究后对其进行合理优化是可行也是必要的。目前对这种传统模式的研究大多集中在调查层面,关于该模式水稻密度的报道较少,已报道的研究评价了不同水稻栽培密度下的稻鱼产量,而对不同水稻栽培密度下的稻鱼生长、鱼营养价值和土壤肥力的定量等研究鲜见,这使青田稻-鱼共生系统中水稻栽培密度的研究缺乏系统和全面的科学依据。我们的研究从稻、鱼(青田田鱼,Cyprinus carpio var.color,硬骨鱼纲、鲤形目、鲤科)和土壤养分的角度,跟踪观察了不同水稻栽培密度下青田稻-鱼共生系统中水稻的生长、茎秆性状和产量,比较了不同水稻密度下田鱼的存活率SR、特定生长率SGR和肌肉营养成分的差异,探索了不同水稻密度下土壤养分含量的变化规律,旨在综合评价不同的水稻栽培密度,探寻最佳值。试验设置3个密度处理组,以水稻栽培株行距来调控:20 cm×30 cm、30 cm×30 cm和40 cm×30 cm,分别记作高、中和低密度,每组设3个平行,栽插方式均为单穴双株。水稻移栽20天后按9000尾/hm~2的密度投放田鱼,规格50 g/尾,大小均匀。田鱼投放3天后开始投喂饲料,日投喂量为田鱼体重的2~5%,分早晚两次投喂,并根据田鱼生长和摄食情况同步增加饲料投喂量。主要研究结果如下:1.低密度(40 cm×30 cm)条件下的水稻分蘖数和生物量在拔节期后均显著高于高密度;在3种密度中,低密度(40 cm×30 cm)下的水稻茎秆构成性状优势明显;栽培密度对水稻产量影响不显著,但高密度组水稻产量最高,低密度组有效穗数显著高于高密度组,低密度组成穗率显著高于中、高密度组。灰色关联度分析表明,与水稻产量关联度最大的茎秆构成因子是穗长、关联度最大的产量构成因子是千粒重。基于水稻生长和生产效益考虑,青田稻-鱼共生系统采用低密度(40 cm×30 cm)栽培方式可以在保证水稻不减产的同时节约劳动成本。2.水稻中密度(30 cm×30 cm)栽培时田鱼的特定生长率(specific growth rate,SGR)达到最高值4.54±0.03,极显著高于高密度(20 cm×30 cm)时的3.62±0.04。各水稻密度下的田鱼的存活率(survival rate,SR)无显著差异。田鱼的营养价值总体较高,其中粗脂肪(crude fat,CF)、粗蛋白(crude protein,CP)、氨基酸(amino acid,AA)和脂肪酸(fatty acid,FA)的含量在各处理组间均未产生显著差异。水稻高、中、低密度下鱼肉的必需氨基酸(essential amino acid,EAA)含量分别为(37.35±1.07)%、(37.35±0.27)%、(32.20±1.29)%;第一限制性氨基酸均为Met,中、高密度处理组的EAA总量、必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI)略高于低密度组。中、低密度组的多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)含量略高于高密度组。3.调查区域稻田土壤的pH变幅为5.50~6.13,呈弱酸性;土壤养分(全氮、有机质、有效磷和速效钾)含量随水稻生长均呈先减少后增加趋势,且在拔节期-抽穗期达到最低值,但在水稻收割前的成熟期均能恢复至不低于初始的较高水平,表明田鱼的活动有助于维持土壤肥力。根据水稻产量与土壤养分的关联度分析结果,发现与水稻产量关系最密切的是土壤pH和速效钾;相比于含量丰富的全氮、有效磷和有机质,轻度缺乏的速效钾和较低的pH限制了水稻的生长和最终产量。综合来看,在本季运用青田稻-鱼共生模式进行种养殖的试验中,最优的水稻密度为30 cm×30 cm。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S964.2;S158

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本文编号：2807209