不同基质组合对水稻秧苗素质及理论产量品质的影响

赵婷婷，姜玉伟，郑桂萍*，张丽微，仲维君，陈立强，赵海成，牛同旭，李 猛，周 健，潘世驹

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆 163319；2.黑龙江翁福股份有限公司，黑龙江佳木斯 154007）

不同基质组合对水稻秧苗素质及理论产量品质的影响

赵婷婷1，姜玉伟1，郑桂萍1*，张丽微1，仲维君1，陈立强1，赵海成1，牛同旭1，李 猛1，周 健1，潘世驹2

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆 163319；2.黑龙江翁福股份有限公司，黑龙江佳木斯 154007）

【目的】基于水稻生产对基质育苗的迫切需求，进行不同基质、专用肥及不同秧盘的组合效果研究。【方法】试验采用完全随机区组设计，共9个处理（含CK），探讨了不同处理组合对垦粳5号秧苗素质及产量品质的影响。【结果】基质粉+平盘+2号营养液处理组合秧苗素质及产量表现最佳，叶龄、根数、百株地上干重较常规土提高了8.5%、20%、5.8%；穗数、穗粒数率、千粒重、产量分别提高8.1%、1.7%、1.5%、3.4%；其次基质板+平盘+2号营养液；基质粉+平盘+2号营养液组合在品质方面表现均较好，糙米率与CK相比分别提高0.12%～3.7%；在改善了稻米的加工品质和食味评分上，基质粉组合优于基质板组合且提高幅度值在0.2～1.9。【结论】基质粉+平盘+2号营养液处理组合产量最高（10 740 kg/hm2），其次是基质板+平盘+2号营养液处理组合。

基质；水稻；产量；品质

目前，黑龙江水稻育苗主要以土壤基质为主，随水稻面积不断增加，育苗土需求量越来越大。水稻集中育苗需要的营养土数量较多，高品质的育苗土随每年的取用越来越稀少，很难有合适的取土场所，工厂化育苗是目前最先进的育苗生产模式，因具有节能、生产效率高、秧苗素质好、缓苗快、成活率高等优点而日益受到重视[1-3]。但是，这些育苗技术普遍存在着取土难的问题，尤其在北方旱育苗，连年取土导致耕层土壤破坏严重，春季回暖较晚时，不能及时播种，致使生育期延后；育苗、工序复杂、人工、运输费用也较高[4]、机械作业负荷和损耗大等一系列问题，严重影响到水稻生产安全[5]。为了水稻生产的可持续发展，许多专家学者研究不同类型无土育秧基质在水稻种植中的应用效果，这种无土基质育苗不仅解决了传统旱育苗取土难的问题，而且具有质量轻、通透性强、根系发达、不板结、节约成本、环保等优点，是未来实现无土工厂化育苗的关键所在[6-7]，对于提高水稻现代化栽培水平具有重要作用。

在育秧基质研究中，在基质原料选择上，除了土壤、炭化谷壳和菌渣，研制出了以粉碎秸秆、蔗渣、粉煤灰、草炭、木屑、椰壳、沼渣、水葫芦、蛙石、珍珠岩、有机肥等多种原料及部分混配的育秧基质，降低了基质成本[8-10]，基质的理化性质逐渐得到改善。以生物质资源秸秆、牛粪、菇渣等农业废弃物制成基质育苗，能促进秧苗生长，提高干物质积累[11]。邵文奇等研究表明，采用草木灰基质进行水稻机插秧育苗，虽然育出的秧苗偏高且偏弱，但仍符合水稻机插秧的要求，而且出苗数、成苗率、产量及其性状均未受到影响[12-13]。前人研究结果证实稻壳、菌糠可以作为水稻育秧基质，同时可实现稻壳的有效利用，变废弃物为资源，增加农业收入，实现秸秆还田、改善生态环境、节省秧土30%～40%，减轻对土壤资源的破坏[14-16]。近年来，有研究报道将草炭进一步加工变成基质板，不仅孔隙度大、持水性好、而且营养元素丰富、轻便环保，对水稻苗期的形成以及壮苗起到很大的促进作用[17]，并且育秧基质板在使用过程中具有操作简单、省时省工等特点，这一研究的应用受到越来越多研究人员的关注。采用基质板和营养液配合进行水稻育苗带来便利环保的同时提高了水稻的秧苗素质，但是此项研究在寒地的相关研究极少，针对基质板、基质板粉与不同类型秧盘和不同专用肥营养液的配套研究尚未见报道。黑龙江省为水稻主产区，本试验以基质组合育苗对水稻产量及品质的影响为研究目标，为实现水稻在寒地的工厂化育苗以及水稻产业化发展提供理论基础和技术支持，具有非常重要的理论意义和商业价值。

1 材料和方法

1.1 试验品种

供试品种：垦粳5号，黑龙江八一农垦大学选育，主茎12片叶，活动积温2 450℃左右，黑龙江省农垦区第二积温带主栽品种之一。

1.2 试验设计

试验采用完全随机区组设计，共9个处理，育秧基质、基质育苗专用肥及秧盘组合设计如表1所示，共3次重复，每个小区面积为0.33 m2。育秧基质主要成分为草炭、作物秸秆等，按一定比例配制，由黑龙江稻乐农业科技有限公司提供。基质育苗专用肥主要是氮、磷、钾以及中微量元素按照一定比例配置而成，黑龙江八一农垦大学水稻中心研制；育秧盘为市场采购，对照为常规土育苗。4月进行播种、播种量芽种130 g/盘。播种7 d后，各基质处理浇3次营养液。三叶一心时考察秧苗素质，并进行人工插秧，插秧规格 30 cm×12 cm，每个处理 24 m2，3次重复，田间管理同当地常规生产。成熟期收获前调查每小区除边行外长势均匀的1行的穗数，每小区按平均穗数取有代表性的中等植株6穴，考察穗数、穗粒数、结实率及千粒重，然后将各处理进行自然阴干，进行品质测定。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 生物性状与干物质量的调查

当幼苗长到三叶一心时，从秧盘内选取有代表性的植株样品300株，每100株考察20株的株高、叶龄、根长、根数，每5株用直尺测量茎基部得到茎基宽。并将植株分成地上部和根系两部分，用清水洗干净后，于105℃杀青30 min，然后保持80℃烘干至恒重后，称取干物质重量。平均单株地上部干物重/平均株高即为充实度。

表1 不同处理及营养液的组合Table 1 Combination of different treatment with nutrient solution

1.3.2 产量及产量构成因素

于成熟期收获并选取每个处理有代表性的植株8穴，置于阴凉处至安全水分时测产量。同时考察穗重、穗长、穗数。样品脱粒后用FJ-I型种子风选净度仪定时、定风量分离实粒与空秕粒，分别调查穗粒数、结实率、千粒重，记录并计算产量。通过以下公式获得稻谷理论产量：理论产量（kg）＝每平方米有效穗（穗）×穗粒数（粒）×结实率（%）×千粒重（g）×10-6。

1.3.3 品质测定

稻谷收获后，存放1个月左右，将待测样品放于干燥通风处1周左右，使样品的水分含量为将为13%±1%，按《中国农业标准汇编－粮油作物卷》[18]的标准进行品质分析。

①碾磨品质的测定：糙米率、精米率、整精米率等。采用FC-2K型实验砻谷机（YAMAMOTO，离心式）加工成糙米，称重糙米记为W1，并按公式计算糙米率：糙米率=W1/W0×100%；用日本公司生产的VP-32型实验碾米机加工精米，用浙江台州生产的CPC96-3型稻米精白机加工精米。从W1中称取一定量的糙米W2（21 g，3次重复）精碾，除去糠粉并称重记为W3，再挑拣出整精米粒，称重记为W4，并按下列公式计算其精米率和整精米率：

②外观品质：垩白率、垩白度外观品质用日本静冈机械株式会社生产的ES-1000便携式品质分析仪进行测定。

③营养品质：用FOSS 1241近红外仪测定籽粒中的直链淀粉含量、蛋白质含量。

④食味品质：用日本佐竹公司（SATAKE）生产的米饭食味计（STA1A）进行食味评分的测定。

1.4 数据处理

利用Microsoft Excel 2003和DPS7.05统计软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对秧苗素质的影响

不同处理对秧苗的影响如表2所示，叶龄以处理3最大，较CK提高了8.5%，差异达到极显著水平，处理8的叶龄最小，与CK相比降低了6.6%差异显著，其他各处理均与CK无差异；株高以CK最大，其次是处理5、处理3、处理8分别比CK小2.4%、3.3%、6.8%差异不显著，其他处理株高均小于CK，差异显著；根长方面，处理8、处理1分别比CK提高了17.5%、6%差异不显著，其他处理与CK差异不显著；根数以处理3最多，比CK提高了20%差异显著，处理8最少，较CK降低了7.6%差异不显著；其他处理与CK差异均不显著；茎基宽方面处理1最宽，较CK高0.1差异显著，处理7最窄，比对照少0.2差异达到极显著。百株地上、地下干重以处理3最好，与CK差异不显著，处理2最差，比CK少0.4且差异达到显著水平。在充实度方面，各处理与CK差异均不显著。

2.2 不同处理对水稻理论产量及其构成因素的影响

不同处理对水稻理论产量及其构成因素的影响如表3所示，穗数CK＜处理8＜处理3＜处理5＜处理2＜处理1，分别比CK提高了2.9%、3.3%、8.1%、11.3%、13.1%其中处理1和处理2与CK差异达到显著或极显著水平；穗粒数各处理与CK差异不显著；结实率、千粒重方面各处理与CK差异不显著；理论产量处理 CK＜处理8＜处理2＜处理1＜处理 4＜处理 5分别比CK提高0.3%、0.6%、1.3%、2.0%、3.4%且差异不显著。

表2 不同处理对秧苗素质的影响Table 2 Effects of different treatments on seedling quality

2.3 秧苗素质指标与理论产量及其构成因素的相关分析

不同处理对水稻秧苗素质与理论产量及其构成因素的影响如表4所示，茎基宽与根长呈极显著正相关，说明茎基宽越宽水稻的根越长；同时，百株地上干重与根长、茎基宽显著正相关，表明根长越长、茎基宽越宽，百株干重就越大，地下百株干重与茎基宽呈显著负相关，平方米穗数、穗粒数、结实率与产量呈显著或极显著正相关。

2.4 不同处理对稻米碾磨品质的影响

不同处理对稻米碾磨影响如表5所示，处理3、处理4在糙米率方面与CK相比分别提高0.12%、3.7%，差异不显著；处理7的糙米率比CK降低了5.1%，且差异达到极显著水平，其余各处理均与CK无明显差异；精米率方处理5、处理7、处理8与CK差异达到显著水平；整精米率处理3、处理4比CK提高了7.6%和6.5%差异不显著，处理7、处理8分别比CK降低了11.1%、12.3%，且差异达到显著水平；其余各处理与CK无差异。

2.5 不同处理对稻米外观品质的影响

不同处理对稻米垩白粒率的影响如图1所示，垩白粒率处理1和处理3最小，较对CK低了17%、12.2%，差异不显著；不同基质处理的垩白粒率表现为处理3＜处理1＜处理4＜处理7＜处理2＜处理8＜CK＜处理6＜处理5，各处理与对照差异均不显著。

表3 不同处理对水稻产量及产量构成的影响Table 3 Effects of different substrate treatments on yield and yield components of rice

不同处理对稻米垩白度的影响如图2所示，垩白度处理1和处理3最小，较对CK低了14.1%、13.3%，差异不显著；不同基质处理的垩白度表现为处理3＜处理1＜处理4＜处理7＜处理2＜CK＜处理8处理6＜处理5，各处理与对照差异均不显著。

表4 秧苗素质指标与产量及产量构成的相关分析Table 4 Correlation analysis of seedling quality index and yield and yield components

表5 不同处理对水稻碾磨品质的影响Table 5 Effect of different treatments on rice milling quality %

2.6 不同处理对稻米营养品质蛋白质含量的影响

不同基质对蛋白质的影响如图3所示，处理1和处理3蛋白质含最低，分别为9.1、9.2与CK相比降低了3.2%、2.2%差异达到显著水平；处理6最大，较对照提高了1.1%，差异未达到显著水平；其他各处理与CK差异均不显著。

2.7 不同处理对稻米营养品质直链淀粉的影响

不同处理对直链淀粉的影响如图4所示，处理6最小，比CK降低了2.5%，差异不显著；处理3、处理4、处理5、处理7、处理8与对照相比分别降低1.8%、1.8%、1.8%、1.2%、0.6%差异不显著；其中处理1、处理2分别较对照提高了2.3%、1.1%与CK差异不显著。综上所述，基质粉可以在一定程度上降低稻米中直链淀粉的含量。

2.8 不同处理对稻米食味的影响

不同处理对稻米食味评分的影响如图5所示，处理 1＜处理 3＜处理 5＜处理 4＜处理 2＜CK＜处理 8＜处理7＜处理6。其中处理1、处理3比对照提高了2.6%、2.7%差异不显著；处理6比CK降低了4.1%差异达到显著水平，处理7比CK降低了1.8%且差异不显著。

2.9 秧苗素质指标与水稻品质间的相关分析

秧苗素质指标与水稻品质间的相关分析如表6所示，叶龄与精米率呈显著正相关，茎基宽、百株地上干重根长与根长呈显著或极显著正相关，根数与整精米率呈显著正相关，与垩白度、蛋白质含量呈负相关，精米率与整精米率呈显著极显著正相关，整精米率与蛋白质负相关，与食味评分呈显著正相关。综上所述，秧苗叶龄及根数的增加提高了水稻的加工品质及外观品质，进而提高了水稻的食味评分。

图1 不同处理对稻米垩白粒率的影响Figure 1 Effect of different substrate treatments on grain yield of rice

图2 不同处理对稻米垩白度的影响Figure 2 Effect of the same substrate treatment on the degree of rice grain

图3 不同处理对糙米粗蛋白质的影响Figure 3 Effect of different substrate treatments of crude protein content from brown rice

图4 不同处理对稻米直链淀粉的影响Figure 4 Effect of the same substrate treatments on amylose content of rice

图5 不同基质处理对稻米综合食味评分的影响Figure 5 Effect of the different matrix score on the comprehensive evolvement of taste

表6 秧苗素质指标与水稻品质间的相关分析Table 6 Correlational analyses between the quality indicators of seedlings and the quality of rice

3 讨论与结论

众所周知壮秧是水稻高产优质的基础，秧苗素质的好坏直接关系到水稻产量的形成和品质的优劣。多年来众多科研人员也从不同的角度来探索不同基质对水稻秧苗素质及产量品质的影响。萧长亮等研究表明新基质培育的水稻秧苗叶龄进程快，有利于争取积温，根数以及茎基宽的增加有助于加快秧苗移栽后的返青速度，为水稻高产打下良好的基础[18]。高继平研究认为用泥炭（草炭）、蛙石、珍珠岩等单独或混配作为育苗基质，其保水性、盘根性、养分利用效率较差，秧苗素质较弱[19]。杨振东等研究认为，基质板育苗，对水稻秧苗的根长、根数、苗高均有提高作用[20]。本试验将不同的基质材料、营养液及秧盘分别进行配套组合，改变以往只注重研究基质不同的育苗方式，可以更快地筛选出最佳处理组合，从而为加速产业推广应用奠定良好的基础。本试验研究结果表明基质粉+钵形毯式秧盘/平盘+2号营养液组合秧苗素质最好，使水稻在生长后期形成的有效穗数、结实率、千粒重等略高于土壤育苗，从而实现了水稻产量的提高。这与王春华、张亚华、毛长玲等的研究[21-24]相一致。本试验研究认为，从秧苗素质方面来看，在其他条件相同基，营养液不同时，2号营养液优于1号营养液，在其他条件相同基，秧盘类型不同时，平盘优于钵形毯式秧盘，在其他条件相同，种下基质不同时，基质粉优于基质板，在其他条件相同由此得出，基质粉和基质板均与2号营养液组及平盘组合表现较好。张忠臣研究认为，基质育苗对稻米的营养品质有提高的作用，本试验研究与前人研究内容有相似之处[25]。基质板具有操作简单、省时、省力等优点，但基质板与基质粉先相比吸水性较慢，因此秧苗时期水稻根系生长状况比基质粉稍差些，且两者对产量产生的影响相差不大，虽然基质粉秧苗素质总体好于基质板，但是基质粉操作不方便，为了便于培育壮苗、省时省力，可采用基质板+平盘+2号营养液配套组合进行育苗，为水稻秧苗提供了较好的、优于土壤基质的生长条件，不仅克服了以往的基质育苗对水稻生长发育的不利影响。而且节约土壤资源，提高了劳动效率。

本试验中，基质粉+平盘+2号营养液处理组合的秧苗素质表现最佳，其中叶龄、根数及百株地上干重比CK分别提高了8.5%、20%、5.8%；且产量最高，穗数、结实率、千粒重、产量分别较常规土提高了8.1%、1.7%、1.5%、3.4%；其次是基质板+平盘+2号营养液处理组合。基质粉+平盘+2号营养液组合育苗品质最好，糙米率较常规土提高0.12%～3.7%，提高了稻米的碾磨品质，直链淀粉含量降低了1.8%，提升了水稻的营养品质；食味评分上，基质粉组合优于基质板组合提高幅度在0.2～1.9分，优于常规土。通过相关性分析表明通过增加秧苗叶龄及根数可以提高了水稻的加工品质及食味评分。

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The Effects of Different Matrix Combination on Rice Seedling Quality and Production Quality

ZHAO Ting-ting1，JIANG Yu-wei1，ZHENG Gui-ping1*，ZHANG Li-wei1，ZHONG Wei-jun1，CHEN Li-qiang1，ZHAO Hai-cheng1，NIU Tong-xu1，LI Meng1，ZHOU Jian1，PAN Shi-ju2
（1.College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，Heilongjiang，China；2.Wengfu Limited Company，Jiamusi 154007，Heilongjiang，China）

【Objective】The aim of the study on effect of grouping with different seedling substrates，the special fertilizers and different trays with artificial media for rice breeding seedling and production.【Method】The experiment was evaluated by completely random block design with nine treatments including CK and the influence of different treatments combination on quality of rice seedling and yield in Kenjing5.【Results】The matrix powder+flat plate+nutrient solution No.2，there were significance difference in the combination of seedling quality and production，the leaf age，the root number，the dry weight of ground，increased by 8.5%，20%and 5.8%than the conventional soil，respectively；The number of spike，the rate of spike number，the weight of thousand seed and yield increased by 8.1%，1.7%，1.5%and 3.4%，respectively；The second one was the matrix board+Flat plate+nutrient solution No.2；For the powder of matrix powder+flat plate/bowl shape carpet type seedling tray+nutrient solution No.2，there was significantly higher in the aspect of quality，the rate of brown rice compared with CK increased by 0.12%～3.7%respectively.For improving the processing quality of the rice and comprehensive evolvement of taste，matrix powder combination was better than matrix plate combination，scores increased 0.2 to 1.9 points on the rice grading respectively.【Conclusion】The results showed that Matrix powder+flat plate+nutrient solution No.2 combination treatment had the highest yield（10 740 kg/hm2），followed by the matrix board+flat plate+nutrient solution No.2.

matrix；rice；yield；quality

S 5-33 文献标志码：A 文章编号：1000-2650（2017）02-0151-08

10.16036/j.issn.1000-2650.2017.02.003

2016-09-08

国家重点研发计划“粮食作物产量层次差异及其增效机理”（2016YFD0300104）；粮食主产区作物丰产节水节肥技术集成与示范项目-水稻叶龄诊断施肥技术研究与示范（项目编号：2013BAD07B01-04）。

赵婷婷，在读硕士研究生。*责任作者：郑桂萍，博士，教授，硕士生导师，主要从事水稻栽培生理研究，E-mail：byndzgp@163.com。

（本文审稿：段红平；责任编辑：刘诗航；英文编辑：刘诗航）