播种量对水稻机插秧苗成毯性及素质的影响

2015-05-28陈惠哲朱德峰蔡雪青徐一成张正凯

江西农业大学学报 2015年3期

滕飞，陈惠哲，朱德峰*，蔡雪青，向镜，徐一成，张正凯

(1．中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室，浙江杭州 310006;2．江西农业大学农学院，江西南昌 330045)

水稻插秧机械化是未来我国农业规模化、机械化、现代化发展的重要方向之一，而机插秧盘育秧则是发展水稻机插秧技术中至关重要的一个环节［1-2］。秧盘育秧具有播种密度较大、秧龄弹性较小、秧苗苗高较矮等特点，因此对苗期的管理要求较高［3-7］。理想的秧盘育秧除了秧苗素质较优之外，还要求秧苗出苗整齐、根系盘结，起秧时做到秧苗成毯，不易松散［8-12］。

近年来，针对秧盘育秧播种量的研究不断增多，对于最适播种量不同地区间研究结果相差较大，但普遍认为秧苗素质与播种量显著相关，随着秧盘播种量的增加，秧苗素质呈下降趋势;低播种量条件下，虽然秧苗素质较好，但成毯性差，运输中易松散断裂［11-17］。然而，目前国内对于秧盘育秧成毯性及其相关影响因素的研究较少，尤其是不同水稻品种育秧成毯所需播种量尚未明确。为此，本研究通过设置不同的秧盘播种量，并选取大面积种植的籼型、粳型杂交稻各一种，对其不同播种量条件下秧苗素质、秧苗均匀度、单位叶面积等性状进行全面的分析比较，研究不同播种量对秧苗成毯各项指标的具体影响，以得出秧盘育秧成毯所需的适宜播种量，为水稻机插育秧技术的发展提供技术支持和理论依据。

1 材料与方法

1．1 试验地点与材料

试验于2014年5—7月在中国水稻科学研究所富阳试验基地进行。年平均气温16℃，降雨量1 388 mm，日照时数1 763 h，无霜期231 d。供试品种为杂交稻甬优12与中浙优1号。

1．2 试验设计

试验采用裂区设计，播种量为主区，品种为副区，主区播种量设置为每盘干种35 g(D1)、50 g(D2)、65 g(D3)、80 g(D4)、95 g(D5)、110 g(D6)共6个处理;副区为甬优12(V1)和中浙优1号(V2)2个不同品种。试验采用普通机插秧盘基质育秧，秧盘长580 mm，宽280 mm，高28 mm。所有处理种子均于2014年5月27日浸种、催芽，5月30日播种，每播种量处理均匀播种6盘，播后采用人工喷水方式保持秧盘基质湿润不开裂。

1．3 测定项目与方法

1．3．1 秧苗形态调查播后18 d调查各处理平均叶龄，按平均叶龄各处理取20株秧苗，3个重复，测量苗高、根长、根数、黄叶数及苗基粗度，并于105℃下杀青，80℃烘干至恒质量后称量。

1．3．2 秧苗整齐度播后18 d每处理秧盘切取6 cm×6 cm秧块3个，测量每秧块内所有秧苗苗高，统计秧块内秧苗总数。按苗高将各处理秧苗分为0～5 cm、＞5～10 cm、＞10～15 cm、＞15～20 cm 4部分，并计算各部分所占比例，以推算不同播种量处理秧苗生长均匀度。

1．3．3 叶面积及SPAD值播后19 d每处理秧盘切取6 cm×6 cm秧块3个，采用日本产SPAD-502型叶绿素仪测定各秧块内秧苗完全展开叶绿色度(soil and plant analyzer development，SPAD)值，以分析各播种量对秧苗叶绿素相对含量的影响。其后剪下秧块内所有秧苗叶片(叶长2 cm以上)，用LI-COR公司的LI-3000A叶面积仪测定其叶面积，换算秧盘全盘叶面积指数。

1．3．4 秧盘盘结力于3．5叶龄期各处理取出整块秧苗，固定一端，以大夹板夹牢另一端，使用电子测力计水平拉动秧苗，至整块秧苗断裂松散，记录所需最大拉力为盘结力，3次重复。

1．4 数据处理

所测数据采用SAS软件和Excel软件进行分析处理，方差分析采用LSD多重比较。

2 结果与分析

2．1 不同播种量对秧苗外观形态的影响

对不同处理下秧苗素质相关形态指标进行比较分析(表1)，可以看出，播种量对秧苗外观形态及每盘秧苗数量影响显著，随着播种量的增加，每盘秧苗数也有所增加，且播种量较低条件下，秧苗数量受播种量影响显著，当播种量高于80 g后，继续增加播种量，秧苗数量差异不显著，继续增加播种量会造成种子浪费。且随着播种量增加，两品种秧苗高度、基部粗度、叶龄、根数均呈下降趋势，而黄叶数则随之增加。在低播种量条件下(35～50 g)，秧苗生长较快，基部较粗，根系也较为发达，而高播种量条件下(95～110 g)，秧苗素质显著降低，其苗高、叶龄、苗基粗度、根数均大幅降低，差异显著。播种量的增加导致秧苗生长减缓，最低播种量与最高播种量间的相差近1叶龄，差异十分明显，而从黄叶数可以直观看出，播种量较高的处理，其秧苗枯死叶较多，秧苗素质较差。对两品种进行比较发现，甬优12在播种量达到80 g/盘时，秧苗素质显著下降，黄叶数增多，而中浙优1号在播种量为65 g/盘时，其秧苗各项外观指标便显著下降，说明籼型水稻对播种量变化较为敏感。

表1 不同播种量对秧苗各项形态指标的影响Tab．1 Effects of different sow ing rates on morphological index of rice seedling

2．2 不同播种量对秧苗干物质积累量的影响

比较各播种量条件下秧苗地上部干物质量(图1)发现，秧盘播种量的增大会导致秧苗地上部干物质量减小，当播种量增加至某一临界值时，会引起秧苗地上部干物质积累量显著降低，而后下降趋势逐渐平缓。由图1可知，两品种的临界值有所不同，甬优12播种量增至80 g/盘时，秧苗地上部干物质积累量显著下降，而中浙优1号在播种量增至65 g/盘时秧苗地上部干物质积累量便发生显著下降，说明籼型水稻对播种量较为敏感，而粳型水稻播种量弹性则相对较大。

2．3 不同播种量对秧苗整齐度的影响

根据苗高将单位面积(6 cm×6 cm)内秧苗分为4部分，统计各部分所占比例，如图2所示，在播种量较低的条件下，秧苗生长较为整齐，苗高比例较为集中，而播种量较高时，小苗明显增多，秧苗生长整齐度受到较大影响。甬优12在播种量小于65 g/盘时，苗高15 cm以上的秧苗比例都达到了80%以上，当播种量达到80 g/盘后，15 cm以上秧苗明显较少，＞10～15 cm秧苗数显著增加，随着播种量的继续增大，＞10～15 cm秧苗比例持续升高，且10 cm以下小苗也明显增多，在播种量增加至95 g/盘时出现苗高在5 cm以下的弱苗。而中浙优1号整体整齐度不如甬优12，播种量在50 g/盘时，15 cm以上秧苗比例尚能维持在60%左右，当播种量增加至65 g/盘后15 cm以上秧苗比例已不足50%，降幅显著，且开始出现5 cm以下的弱苗。随着播种量的继续增大，15 cm以上秧苗比例随之降低，而10～15 cm秧苗比例相对稳定，10 cm以下秧苗比例则逐步升高。

图1 不同播种量对秧苗地上部干物质积累量的影响Fig．1 Effects of different sowing rates on dry matter accumulation of rice seedling

图2 不同播种量条件下的秧苗整齐度Fig．2 Seedling uniformity with different sowing rates

2．4 不同播种量对秧苗SPAD值的影响

由图3可以看出，秧盘播种量对水稻秧苗SPAD值影响十分明显，随着播种量的增加，甬优12与中浙优1号秧苗SPAD值均呈下降趋势，甬优12、中浙优1号最低播种量(35 g/盘)秧苗SPAD值相对于最高播种量(110 g/盘)而言，分别增加了16．43% 和 18．53%，差异明显。对两品种秧苗SPAD值与其播种量进行回归分析发现，甬优12与中浙优1号SPAD值与其播种量间存在显著对数相关，相关系数分别达到了0．996 8和0．981 5，说明籼型杂交稻与粳型杂交稻秧苗SPAD值与其播种量之间均存在显著的负相关关系，且在较低播种量条件下，播种量变化对秧苗SPAD值影响较大，而高播种量时，播种量变化对SPAD值的影响则显著减小。

图3 不同播种量与秧苗SAPD值的关系Fig．3 Relationship between sowing rate and SPAD

2．5 不同播种量对秧盘育秧全盘叶面积指数的影响

播种量不同必然导致播种密度发现变化，而成毯性较好的秧苗除了生长整齐外，还应保证秧苗紧密、不透光，即全盘叶面积指数较大。由图4可以看出，随着每盘播种量的增大，秧盘叶面积指数呈现先上升后下降的趋势，且在低播种量条件下，增大播种量对于其叶面积指数的增加具有十分显著的效果，而高播种量条件下继续增大播种量对其叶面积指数的影响较小，降幅平缓。播种量较低时，由于稻谷未能铺满秧盘，导致秧苗密度较小，单位面积秧苗数较少，是导致其叶面积指数较低的主要原因。随着播种量的增大，秧苗密度提高，叶面积指数也随之增加，当播种量增至65 g/盘时，两品种叶面积指数均达到最高峰。继续增加播种量，叶面积指数反而下降，主要原因是由于秧苗密度较大，引起秧苗素质逐渐降低，叶面积随之减少，此时秧苗素质(即叶长与叶宽)已取代单位面积秧苗数，成为影响叶面积指数的主因。

图4 不同播种量条件下的叶面积指数Fig．4 Leaf area index with different sowing rate

图5 不同播种量与秧盘盘结力的关系Fig．5 Relationship between sowing rate and root entwining force

2．6 不同播种量对秧盘盘结力的影响

秧苗盘结力是育秧成毯性的一项重要指标，成毯性好的秧苗盘结力较大，起秧不松散，根系盘结如毯状。由图5可以看出，秧盘盘结力与其播种量间存在显著的正相关关系，对数据进行回归分析发现，秧盘盘结力与其播种量之间有较好的对数回归关系，相关系数均达到了0．98以上，对数关系显著。说明播种量的增加的确可以显著提高秧盘盘结力，然而，在高播种量条件下，继续增加播种量，秧盘盘结力增量减小，增速趋于平缓。比较两品种盘结力发现，在相同播种量条件下(35～110 g)，甬优12秧盘盘结力比中浙优 1 号分别高出 9．26%、24．11%、32．6%、33．81%、34．74% 和 41．09%，可以看出，粳型水稻在各播种量条件下秧盘盘结力均较高，最低50 g/盘便可实现起秧不散、秧苗盘结，而籼型水稻则需要增加播种量来达到这一标准，最低播种量在65 g/盘左右。

3 讨论

水稻机械化栽插及配套栽培技术是我国现代化、集约化、规模化农业的发展方向之一，应用前景广阔［18］，而机插秧盘育秧是水稻机械化种植中最重要的步骤之一，培育适宜机插的健壮秧苗，是保证水稻高产的关键。不同于手工移栽，秧盘育秧要求秧苗成毯性较好，而秧苗成毯各项指标均与秧盘播种量密切相关。于林惠［19］认为播种量较低时，秧苗个体性状优势明显，但盘根性差，不利于起秧机插，而播量过高时，秧苗素质弱，不利于机插后的返青活棵。本文研究发现，在播种量较低的条件下(每盘干种小于50 g)，秧苗素质及秧苗生长整齐度均较优，但其叶面积指数及秧盘盘结力较低，说明播种量较低会导致秧盘内秧苗地上部稀疏、地下部松散，成毯性差。而较高播种量条件下(每盘干种大于110 g)，秧苗素质显著降低，秧苗细弱，叶绿素含量下降，秧苗整齐度也受到影响，小苗弱苗增多，叶面积指数也有所减少，其秧盘盘结力有所增加，但增幅较为平缓。说明高播种量虽可提高秧盘盘结力，使其不易松散断裂，但会导致秧苗个体素质下降，增加小苗弱苗比例，且增加了生产成本。

对于最适播种量，不同学者的研究结果也不尽相同。方利等［20］认为播种量为80 g/盘时，秧苗素质最佳。张卫星等［21］认为基质育秧在较低播种量条件下(每平方米芽谷300～400 g)便可培育符合机插要求的壮秧。而彭长青、李世峰［22-23］等以武香粳14为材料，对机插水稻播量进行研究发现，芽谷播量以每盘150～180 g最佳。由此可以看出，对机插秧盘育秧最适播量，目前国内尚无统一结果。本研究以秧盘成毯各项指标为重点，结合秧苗素质，对秧盘育秧播种量进行研究分析，结果表明，两品种秧苗各项指标随播种量变化趋势一致，但其秧苗成毯及秧苗素质各项指标变化的临界值之间存在明显差异。甬优12在播种量增加至80 g/盘时，地上部干物质量及秧苗外观各项指标出现显著下降，而中浙优1号在播种量为65 g/盘时便开始显著下降。同样，在秧苗整齐度方面，甬优12在80 g/盘时大苗比例明显降低，开始出现10 cm以下的小苗，而中浙优1号在播种量达到65 g/盘时已出现5 cm以下的小苗，且15 cm以上的大苗比例也降到不足50%。由此可以看出，籼型杂交稻对播种量变化较为敏感，秧苗素质受播种量影响较大，而粳型水稻播种量弹性则相对较大。两品种成毯所需最低播种量均为50 g/盘左右，但甬优12播种密度大，秧苗生长稀疏，秧盘露土较多，因此其最适播种量应为65 g/盘左右。

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