营养配比对壤土育秧秧苗素质及营养吸收的影响

唐志强，王昌华，蒋洪波，姚继攀，刘 军，董立强，马 亮，李跃东

(辽宁省水稻研究所，辽宁 沈阳 110101)

水稻机械插秧可减轻农民劳动强度，节约成本，提高生产效率，机插秧已成为我国大部分地区水稻种植的主要方式[1]。育秧是机插秧能否顺利推广的重要环节，生产上机插秧苗存在秧苗株高整齐度不好、秧苗素质差、秧龄弹性小、育秧成本高和病虫害易发等问题[2]。因此，培育出健壮、高素质且符合机插的秧苗，才能从根本上解决水稻机插秧技术大面积推广的难题。

育秧基质培肥是培育水稻旱育壮秧的关键技术环节[3]。育秧基质养分施入量的高低直接关系到秧苗素质好坏和育苗成败[4-5]。施肥量过低或者过高，均会影响秧苗的正常生长，适当增加土壤养分可以使秧苗干物质含量增多，提高秧苗的发根力和抗逆性，促进根系生长[6-7]，从而促进地上部器官的生长发育，提高水稻的产量、品质等[8]。苗期是氮、磷、钾等养分吸收的高峰期，苗期的养分管理是影响秧苗素质的主要因素[9-10]。以往研究多集中于本田肥料筹划与产量、品质范畴，对苗期养分与秧苗素质的研究相对较少[11]。

各地区育秧基质中基础肥力及养分施入量不同[12]。因此，研究育秧基质的养分组配对水稻秧苗素质、根系形态指标的影响，阐明秧苗对氮肥、磷肥、钾肥养分吸收特性，筛选最佳肥料配比，对机插育秧技术的推广应用具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验中秧盘土：壤质土取自辽宁省水稻研究所试验基地水稻田，有机质含量1.79 mg/kg，pH6.2，速效氮含量99.00 mg/kg，速效磷含量32.85 mg/kg，速效钾含量128.63 mg/kg。秧苗试验于2015、2016年4-6月在辽宁省水稻研究所试验基地育秧温室进行。

供试材料为辽宁省水稻品种辽粳401：株高102～106 cm，生育期156～158 d，穗粒数127粒左右，千粒重25.5 g，适宜在沈阳以南中晚熟稻区种植。

1.2 试验方法

4月15日播种，根据氮肥、磷肥、钾肥的不同含量配比设计随机区组试验。氮肥4个水平，N1(纯氮0 g/盘)；N2(纯氮2 g/盘)；N3(纯氮4 g/盘)；N4(纯氮6 g/盘)；磷肥2个水平，P1(P2O50.5 g/盘)；P2(P2O52.5 g/盘)；钾肥2个水平，K1(K2O 0.5 g/盘)；K2(K2O 3.5 g/盘) ，共计48个处理，每个处理6盘，重复3次。播种后第25天取样。将不同水平配比的氮肥、磷肥、钾肥均匀混入壤质土装入育秧盘，各盘土壤重量相等。使用久保田播种机将等量的稻种均匀播于秧盘中，播种后覆盖等量的普通育秧土。采用旱育秧方式，秧田期水分、温度管理等同于生产上正常育秧。

1.3 测定项目

秧苗形态：播种后第25天在秧田测定SPAD值，每个处理选取20株考察秧苗的株高、叶龄、茎基宽，将秧苗地上部与根系分开，装入纸袋，105 ℃杀青30 min后80 ℃烘至恒重，用1/10000天平称干物质质量。

根系形态：播种后25 d取样，每个处理取植株根系鲜样5株，利用植物根系扫描仪测定秧苗植株根系鲜样的根长、根表面积、根体积、根直径及根尖数等植物根系形态指标。

氮、磷、钾吸收特性：秧苗播种第30天采集植株样品装入纸袋105 ℃杀青处理0.5 h后，再将温度调至80 ℃烘至恒重，样品研磨，测定秧苗根系和地上部分的氮、磷、钾养分含量。植株样品用H2SO4和H2O2消煮，全氮含量采用国际GB2905-82方法，用半微量凯氏定氮法测定，全磷和全钾含量分别用钼蓝比色法和火焰光度法测定。

1.4 数据计算和数据分析

总吸氮量=含氮量×生物量

总吸磷量=含磷量×生物量

总吸钾量=含钾量×生物量

使用Microsoft Excel 2003处理数据，采用SPSS 17.0软件进行显著分析。2015、2016年试验相关指标变化趋势基本一致，文中以两年数据的平均值为准。

2 结果与分析

2.1 营养配比对秧苗素质的影响

表1可知，在16种不同养分配比中，N4P2K2处理的秧苗株高最高，为15.67 cm，显著高于其他处理，与未施氮肥株高最小的N1P2K2处理相比增加了47.4 %，与N3P2K2处理秧苗的株高差异不显著。N4P1K2和 N4P2K1处理秧苗的叶龄最大，均为3.39，显著大于其他处理。N3P2K2和 N4P2K1处理的秧苗茎基宽最大，均为2.13 mm，显著大于其他处理，与茎基宽最小N1P2K1处理相比增加了21.0 %。N4P2K1处理秧苗的SPAD值最大，为36.9，显著大于N1、N2所组成的养分配比，而N3、N4所组成的养分配比之间的SPAD值差异不显著。

不同氮肥水平下，对秧苗的株高、叶龄、茎基宽、SPAD值进行比较分析，随着氮肥施用量的增加秧苗的株高显著增大，N3与N4处理的株高、叶龄、茎基宽、SPAD值显著大于其他处理，但二者差异并不显著。不施氮肥条件下，秧苗在P2处理下的株高、叶龄、茎基宽、SPAD值与P1处理相比差异不显著，其他施氮条件下，秧苗在P2处理下的株高、叶龄、茎基宽、SPAD值显著大于P1处理。不同氮肥水平下，秧苗在K2处理下的株高、叶龄、SPAD值与K1处理相比差异不显著，K2处理的茎基宽显著大于K1处理。

2.2 营养配比对秧苗根系的影响

表2可知，在16种不同养分配比中，N3P2K2处理的秧苗根长最长，为125.50 cm，显著高于其他处理，与未施氮肥根系最短的N1P1K2处理相比增加了66.6 %。N4P1K1处理秧苗根表面积最大，为18.40 cm2，大于N3P2K1、N3P2K2、N4P2K2处理，但差异不显著，而显著大于其他处理。N3P2K1处理的秧苗根体积最大，为0.25 cm3，显著大于其他处理。N2P1K2和N3P2K1处理的秧苗根直径最大，同为0.17 mm，显著大于其他处理。N4P1K2处理的秧苗根尖数最大，为407.37，显著大于其他处理。

不同氮肥水平下，对秧苗的根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数进行分析，不施氮肥时，根长、根表面积显著低于其他处理，且其他各处理间无显著差异，秧苗的根体积、根平均直径N2处理显著大于N1处理，与其他处理间无显著差异，秧苗的根尖数随着氮肥施用量的增加曾上升趋势，N3与N4处理差异并不显著。不同磷肥水平下，对秧苗根尖数的影响达到显著水平，而对秧苗的根长、根表面积、根体积、根平均直径进行分析，各处理间无显著差异。不同钾肥水平下，对秧苗的根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数进行分析，秧苗在K2处理下的根长显著长于K1处理，秧苗在K2处理下的根尖数显著多于K1处理，而秧苗根表面积、根体积、根平均直径不同钾肥处理并无显著差异。

表1 壤土条件下不同营养元素配比对秧苗素质的影响

注:数字后字母相同表示不显著，小写字母不同表示显著(P﹤5 % )。下同。

Note:The figures followed by same letters are not significantly different; significant at the 5 % level with small letter, different normal letters indicate significant difference (P< 5 %).The same as below.

表2 壤土条件下不同营养元素配比对秧苗根系的影响

图1 不同营养元素地上部与地下部比例Fig.1 The proportion of different nutrients to the aboveground and the underground

图1可知，在16种不同养分配比中，未施氮肥4个营养配比地上部与地下部差异不显著，磷、钾肥对秧苗的生长影响不显著，随着氮肥施入量的增加，地上部、地下部明显增大，当达到4 g/盘时，再施入氮肥秧苗地上部与地下部的生长并没有发生明显变化。当施入氮肥后，磷、钾肥对秧苗的生长起到促进作用，P2处理地上部、地下部的生长显著大于P1处理，并且N4P2K1、N4P2K2处理的秧苗出现徒长，钾肥对秧苗地上部、地下部生长影响较小。

2.3 不同营养元素配比对秧苗N、P、K吸收的影响

表3可知，在16种不同养分配比中，根系中氮含量N4P1K2最大，为2.09 %，显著大于N1P1K1、N1P1K2、N1P2K1、N1P2K2、N2P1K1、N2P1K2、N2P2K2处理，与其他处理相比差异不显著，不同氮肥水平下，未施氮肥的处理显著小于其他施入氮肥的处理。根系中磷含量N2P2K1最大，为0.67 %，显著大于其他处理，不同磷肥水平下，未施氮肥的处理含磷量差异不显著，当施入氮肥后，秧苗根系P2处理的含磷量显著大于P1处理。根系中钾含量最大N2P2K2，为2.85 %，显著大于其他处理，不同钾肥水平下，秧苗根系K2处理的含钾量与K1处理相比差异不显著。

茎叶中氮含量N4P1K1、N4P1K2、N4P2K1、N4P2K2分别为4.09 %、4.00 %、4.16 %、3.94 %，显著大于其他处理，在不同氮肥水平下，随着氮肥施入量的增加，秧苗的地上部的含氮量显著增加，N4处理秧苗的含氮量显著大于其他处理。秧苗茎叶中磷含量N4P2K1最大，为0.89 %，不同磷肥水平下，茎叶P2处理的含磷量显著大于P1处理。茎叶中钾含量最大N4P1K2，为3.23 %，不同钾肥水平下，茎叶中K2处理的含钾量显著大于K1处理。

每盘秧苗氮、磷总吸收量最大配比N4P2K1，分别为4.32和0.95 g/盘，显著大于其他处理秧苗氮、磷总吸收量。钾总吸收量最大配比N3P2K2，为2.97 g/盘，大于N2P2K2、N4P1K2、N4P2K2处理总吸钾量，差异不显著，而显著大于其他处理秧苗对钾的总吸收量。

2.4 不同营养元素配比对秧苗N、P、K积累量的影响

从表4可知，在16种不同养分配比中，根系中氮积累量N4P2K1最大，为22.58 mg，显著大于其他处理，与N4P1K2、N4P2K2其他处理相比差异不显著。根系中磷积累量N2P2K1最大，为6.14 mg，显著大于其他处理，与N4P2K1、N4P2K2其他处理相比差异不显著。根系中钾含量最大N2P1K2，为30.66 mg，显著大于其他处理。

茎叶中氮积累量N4P2K1最大，为121.50mg，显著大于其他处理。秧苗茎叶中磷积累量N4P2K1最大，为25.95mg，显著大于其他处理。茎叶中钾含量最大N3P2K2，为78.81 mg，与N4P1K2、N4P2K2相比差异不显著，但显著大于其他处理。

表3 壤土条件下不同营养元素配比对秧苗N、P、K含量的影响

每盘秧苗氮、磷总积累量最大配比为N4P2K1处理，分别为144.07和31.83 mg，显著大于其他处理秧苗氮、磷总吸收量。钾总积累量最大配比N3P2K2，为98.84 mg，与N2P1K2、N2P2K2、N4P1K2、N4P2K2相比差异不显著，但显著大于其他处理秧苗对钾的总吸收量。

表4 壤土条件下不同营养元素配比对秧苗N、P、K积累量的影响

3 结 论

在壤质土条件下，16种营养配比中，N3P2K1、N3P2K2、N4P1K1、N4P1K2、N4P2K1、N4P2K2配比的株高、叶龄、茎基宽和SPAD值显著大于其他营养配比，秧苗素质最好，有利于秧苗生长。在16种营养配比中，N3P2K2、N4P1K1、N4P1K2、N4P2K1、N4P2K2配比的根长、根表面积、根尖数显著大于其他营养配比，随着氮肥施入量的增加，秧苗根系的侧生根数(根尖数)数量增加，影响秧苗的根平均直径减小，根体积的变小。在16种不同养分配比中，随着氮肥施入量的增加，地上部、地下部明显增大，当达到4 g/盘时，再施入氮肥秧苗地上部与地下部的生长并没有发生明显变化，并且N4P2K1、N4P2K2配比的秧苗出现徒长，磷肥中，2.5 g/盘处理地上部、地下部的生长显著大于0.5 g/盘处理，钾肥对秧苗地上部、地下部生长影响较小。16种营养配比秧苗的养分吸收数据表明，纯氮的最大吸收量每盘4.32 g，其他处理均在3.49 g以下，纯磷的最大吸收量为每盘0.95 g，纯钾的最大吸收量为每盘2.97 g，养分配比4∶2.5∶3.5可以满足秧苗的养分需求。

综上所述，养分配比4∶2.5∶3.5的秧苗素质最好，根系形态指标最佳，可以满足秧苗对氮、磷、钾养分的需求，有利于秧苗生长，促进生物量积累，培育健壮的秧苗。因此，生产上建议用氮、磷、钾为4∶2.5∶3.5的养分配比。

4 讨 论

秧苗素质的优良与否是保证机插水稻能否顺利进行的重要基础，秧苗的株高、叶龄、茎基宽及根系形态指标等是衡量秧苗素质好坏的重要依据。李刚华等研究表明，施用适量的氮肥能够促进秧苗干物质的积累，增加叶面积指数，使秧苗的含氮量升高[13]。任万军等研究表明提高秧苗的含氮量及氮累积量有助于秧苗移栽后早生快发[14]。与本研究结果基本一致，水稻秧苗在缺氮时，幼苗的株高、茎基宽、SPAD值均下降，根系少而长，即使增加磷、钾肥的施入，秧苗素质未得到提高。而苗期施用适量氮肥能促进秧苗的生长，茎基宽变大，根系发达，发根势强，有利于插秧后返青，随着氮肥施入量的增加株高、叶龄、茎基宽、秧苗根长、根表面积等增加，当达到一定量时，再增施氮肥使秧苗徒长。当氮肥施入量达到一定量时，继续增施氮肥，秧苗的株高、叶龄、茎基宽、SPAD值、根长、根表面积等呈下降趋势[15]。与本研究结果有所不同，本试验中秧苗施氮量为4 g/盘的株高、叶龄、茎基宽、SPAD值均达到最大值，再增施氮肥，当达到6 g/盘时，叶龄、茎基宽、SPAD值、根长、根表面积、根尖数等并未随着增加，株高未出现下降趋势，而是发生徒长现象。

苏雅乐其其格等研究表明，低磷处理对水稻幼苗各生物学性状影响很大，低磷条件下水稻幼苗株高、鲜重、干重均低于对照处理，根长伸长，根冠比增大[16]。就本试验研究而言，增施磷肥对秧苗地上部生长、干物质积累量影响较显著。水稻根系形态的变化随着供P量的降低，根系干物质量降幅不显著，而根系形态的改变非常显著。随着供P浓度的降低不定根的数目减少，种子根与不定根上的侧根的密度降低[17-18]。与本研究结果略有不同，本试验中磷肥施入量2.5 g/盘时，根尖数大于0.5 g/盘，而其他根系指标未发生变化，说明施入磷肥仅对地上部分影响较大，而对地下部分影响较小。高钾处理的秧苗茎基宽显著大于低钾处理，茎基宽是衡量秧苗健壮和抗逆性的指标，茎基宽大，说明高钾处理培育秧苗更加健壮，抗逆性强，而缺钾对植物根系生长有一定的抑制作，适量的钾肥可以增加根系的总根长、总根表面积和根尖数。与Liu等研究秧苗缺钾不会影响地上部和根系干物质量的研究结果相一致[19]。

目前，研究水稻育秧是我国发展机械化插秧亟需解决的问题，而培育适合机插的健壮秧苗，是提高栽插质量、是保证水稻高产的关键，从而改变传统劳作模式的费时、费工、费力等缺点，解决目前农村劳动力缺乏问题[20-21]。本试验对不同肥力水平下水稻秧苗素质及秧苗根系形态指标、氮、磷、钾养分吸收特性进行研究，筛选最佳养分配比，以期为水稻育秧技术的发展提供参考。