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针对当前水稻（Oryza sativa L.）大面积单一化种植,以及生产过程中农药、化肥的高投入等造成的粮食安全和生态环境安全问题,为满足消费者对绿色健康稻米和高品质稻米的多元化需求,本研究拟组合水稻品种遗传多样性栽培技术和鸭稻共作复合种养技术,通过盆栽和田间小区试验,探明不同水稻品种混作与鸭稻复合种养系统的生态效应及作用机制。主要研究如下:1、不同水稻品种混作较优组合盆栽筛选试验研究。以常规籼稻粤农丝苗（A）、美香占2号（B）、黄广油占（C）、黄华占（D）和华航31（E）为研究材料,进行自由组合形成26种组合。再根据水稻品种的生育期、株高、产量、品质及抗性,筛选出其中10个组合作为10个处理进行室内盆栽试验,分别是BC、BE、AB、BCE、ACD、BDE、ABD、BCDE、ABDE和ABCDE,且各组合内的不同水稻品种均按1:1的种子重量进行充分混合;5个品种分别进行单作作为对照,研究了不同水稻品种混作对水稻生长特性、产量及其稻米品质的影响。结果发现,不同水稻品种混作处理更有利于提高水稻SPAD值、叶片光合速率、植株地上部干物重、稻米产量及改善稻米品质。其中,混作处理早、晚稻的稻米产量比单作处理分别高8.31%和4.61%,而其稻米垩白粒率和垩白度分别降低了33.26%和30.11%,43.42%和48.13%。综合各指标表现较佳的组合是BC、ACD、BDE和ABDE。2、基于试验1筛选出的较优组合的不同水稻品种混作和养鸭复合种养模式的田间小区试验研究。研究材料与试验1相同。试验设计混作处理和混作养鸭处理,且均包含了BC、ACD、BDE和ABDE组合,另外5个品种分别设计进行单作作为对照,研究不同水稻品种混作和混作养鸭对水稻生长特性、产量、稻米品质、稻田杂草多样性、水稻植株卷叶率、稻田土壤养分特性、稻田水体理化特性以及水稻冠层温湿度的影响。结果表明:（1）相比水稻单作处理而言,不同水稻品种混作处理和混作养鸭处理均不同程度地提高了水稻叶片的SPAD值,增强水稻叶片的光合作用,积累更多地上部干物重,提高水稻产量和改善稻米品质,其中不同水稻品种混作养鸭处理的改善效果更突出,其早、晚稻的水稻产量比水稻单作处理分别提高了16.16%和20.54%。（2）早、晚稻生长期间,调查到12种杂草物种,共2739株杂草。不同水稻品种混作处理和混作养鸭处理在早、晚稻生长期间的田间杂草Shannon-Wiener多样性指数均低于其相对应的单作处理,其pielou指数在晚稻生长期间低于单作处理,其中表现较为突出的是混作养鸭处理。早稻期间,Pistia stratiotes占杂草总数的70%以上,而晚稻期间表现较强的杂草是Pistia stratiotes和Sphenoclea zeylanica（占杂草总数的30%以上）。在主成分分析前两个主轴上,早、晚稻混作养鸭处理的杂草群落组成与混作和单作之间存在显著差异。同时,与单作处理相比,不同水稻品种混作处理和混作养鸭处理均降低了早、晚水稻卷叶率,尤其是混作养鸭处理效果显著,其降幅指数分别达到了75.93%和75.20%。（3）相比单作处理,不同水稻品种混作养鸭处理显著提高了稻田土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷、土壤全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量,分别高达14.85%,8.76%、5.40%、8.90%、15.15%、13.73%和28.28%。混作养鸭处理改善了稻田的水体电导率、氧化还原电位、溶解氧,且促进了稻田水体活性养分的增加,减少养分流失,且该处理下的稻田水体硝态氮和铵态氮含量比单作处理分别高出33.40%和51.63%;同时,混作处理和混作养鸭处理更有效地减低了稻田水稻冠层温湿度,减少虫害的繁衍,进一步控制稻田虫害的发生。3、鸭稻共作香稻栽培模式对香稻稻米中香气形成机理研究。以常规香稻美香占2号为实验材料,设计鸭稻共作和香稻单作处理的田间小区实验,研究鸭稻共作种养模式对香稻稻米香气2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP）含量的影响及其形成的机理。结果发现:与香稻单作处理相比,鸭稻共作处理不仅提高香稻稻米产量和改善稻米品质,同时也显著增加了早、晚稻稻米中的香气2-AP含量,提高指数分别达到9.60%和20.81%。且鸭稻共作处理的早、晚季香稻叶片中用于合成2-AP的脯氨酸和吡咯啉-5-羧酸（P5C）含量、以及脯氨酸脱氢酶（Pro DH）、鸟氨酸转氨酶（OAT）和Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）活性比香稻单作处理分别提高了10.15%-12.99%、32.91%-47.75%、17.81%-26.71%、6.25%-21.78%和10.58%-38.87%。此外,鸭稻共作处理的早、晚季香稻的稻米收获指数比单作处理分别高出10.47%和13.43%,且该处理显著降低了稻米中的垩白粒率和垩白度。以上研究表明,不同水稻品种混作和混作养鸭处理均有利于减轻稻田虫草害、改善稻田土壤养分和水体理化特性以及水稻群体冠层小气候,从而促进水稻生长,提高水稻叶片光合作用,达到增产和改善稻米品质的目的,且混作养鸭处理效果更明显。同时,本研究还发现鸭稻共作种养模式可促进香稻稻米籽粒中2-AP的形成和积累。综上所述,本研究针对现有水稻生产过程中存在的问题,不同水稻品种混作养鸭复合种养模式叠加了“遗传多样性和物种多样性”的综合效应,实现了水稻生产中化肥农药的零施用,并提高了稻米产量、改善了稻米品质。研究结果为田间原位生产生态配方米提供技术支撑与科学指导。