基质含水量对机插水稻秧苗素质及产量的影响

黎星 胡启星 成臣 王盛亮 汪建军 程慧煌 王琪 曾勇军

（江西农业大学作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室/双季稻现代化生产协同创新中心/南方粮油作物协同创新中心，南昌 330045；第一作者：15079084801@163.com；*通讯作者：zengyj2002@163.com）

水稻机插技术可以提高农业生产效率和加快农业现代化进程，已成为我国水稻栽培的主要方式[1-4]。机插育秧技术主要包括流水线育秧环节和机械移栽过程[5]。随着我国经济技术的迅速发展，对水稻流水线育秧有了更高的要求[6]。不仅需要培育标准化壮秧，还要能有效降低成本，减轻劳动强度等[7-8]。流水线育秧过程中育秧盘内基质理化性质和水分含量对秧苗质量有着重要影响，直接关系到机插稻的产量[9-11]。

前人对于机插育秧技术有很多研究[12-15]。但对机插育秧过程中每一叶龄期精准水分管理还鲜有报道。因此，本文在机械化流水线播种育秧条件下，通过设置育秧基质不同含水量处理，探讨苗期水分管理对机插稻秧苗素质和产量的影响，为机插稻的高产栽培提供理论指导和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点及试验材料

试验于2017年在江西省上高县泗溪镇曾家村江西农业大学试验基地（28°31′N，115°09′E）进行。供试土壤类型为沙质壤土，试验前土壤基本理化性质：pH值6.2、有机质21.3 g/kg、有效磷47.5 mg/kg、速效钾69.9 mg/kg、碱解氮91.2 mg/kg。早晚稻均采用常规水稻品种江早361。供试育秧基质为“中锦”牌基质。

1.2 试验设计

选取发芽一致的种子进行播种，每盘播种量120 g，前期为大棚试验。试验根据基质含水量的不同在早晚稻各设4个处理：EW1，早稻，基质含水量40%；EW2，早稻，基质含水量60%；EW3，早稻，基质含水量80%；EW4，早稻，基质含水量 100%；LW1，晚稻，基质含水量40%；LW2，晚稻，基质含水量60%；LW3，晚稻，基质含水量80%；LW4，晚稻，基质含水量100%。各处理利用ZYWL-A-2014-01-A1农情田间检测专用设备对苗床含水量进行动态监测，并在每天12∶00根据监测的含水量结果进行人工均匀洒水，使苗床含水量保持在设计的数值，每个处理播20盘，3次重复。各处理温度变化如图1所示。移栽后为大田试验，每个处理3次重复，每个重复面积100 m2。

早稻施肥量：纯氮 165 kg/hm2，其中，基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶2∶3；钾肥用量为 165 kg/hm2，分基肥和穗肥 2 次施用，基肥∶穗肥=7∶3；磷肥用量为 90 kg/hm2，作基肥一次性施用。晚稻施肥量：纯氮195 kg/hm2，其中，基肥∶蘖肥∶穗肥=4∶2∶4；钾肥用量为 180 kg/hm2，分基肥和穗肥2 次施用，基肥∶穗肥=6∶4；磷肥用量为 105 kg/hm2，作基肥一次性施用。早晚稻氮、磷、钾肥分别为尿素、钙镁磷肥和氯化钾；行株距均为25 cm×14 cm。移栽秧龄分别为3叶1心和4叶1心。

图1 1叶1心后各处理基质温度变化

图2 不同基质含水量对秧苗生长速度的影响

图3 不同基质含水量对秧苗根系性状的影响

1.3 测定项目及方法

1.3.1 湿度和温度

1叶1心至移栽每天12∶00利用ZYWL-A-2014-01-A1农情田间检测专用设备对每个处理定点（每个重复5个点）严密监控基质湿度、温度。

1.3.2 秧苗素质

在移栽前每个重复选取有代表性秧苗30株，测其叶龄、苗高、根长、根数、茎基宽和单株茎叶质量等。

1.3.3 产量及产量构成

在水稻成熟期，在未取样的区域实收100株水稻（10行10列）装入尼龙网袋，在阳光下晒干后人工脱粒，然后将谷粒放入塑料盆中水选，对下沉的饱满谷粒进行烘干称重，即实际产量。在收割前各小区调查150株的水稻有效穗数，按平均数法从各小区取5株，考察穗粒结构。计算壮苗指数，壮苗指数=（茎基宽/苗高）×茎叶干质量。

1.4 数据分析

用Origin8.5软件制图，用DPS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 基质含水量对水稻秧苗生长速度的影响

由图2可知，随着基质含水量的增加，早晚稻叶龄和苗高均呈先增后减的趋势，均以EW2、LW2处理最大，EW4、LW4处理最小。早稻2个指标最高值比最低值分别增加7.1%和12.3%，晚稻分别增加7.4%和13.3%。EW2处理叶龄与EW1和EW4处理差异显著。LW2处理叶龄与LW1、LW4处理差异显著，与LW3处理差异不显著。EW2处理苗高显著高于EW3和EW4处理。

2.2 基质含水量对水稻秧苗根系性状的影响

从图3可见，随着基质含水量的增加，早稻根长呈现先减后增的趋势，EW3处理比EW1、EW2和EW4处理分别少56.4%、36.4%和34.5%，差异显著；晚稻根长随基质含水量的增加呈先增后减再增的趋势，以LW2处理最大，LW3处理最小，LW3处理比LW2和LW4处理分别少35.7%和33.9%，差异显著；早晚稻秧苗的根数均随着基质含水量的增加呈先减后增再减的趋势，均以EW2和LW2处理最少，但同一季别中的4个处理间差异不显著。

表1 不同基质含水量对秧苗综合素质的影响

表2 不同基质含水量对机插稻产量及产量构成的影响

2.3 基质含水量对水稻秧苗综合素质的影响

由表1可知，随着基质含水量的增加，早晚稻秧苗茎基宽均呈现出先增后减的趋势，每个季别的4个处理间没有显著差异。早晚稻秧苗的单株茎叶质量均随着基质含水量的增加先增后减，均以EW2和LW2处理最大。EW2处理比同季其他3个处理分别多12.3%、6.8%和13.3%，差异显著；LW2处理比同季其他3个处理分别多13.6%、6.1%和12.9%，差异显著。随着基质含水量的增加，早晚稻壮苗指数均是先增后减，早稻各处理表现为 EW3＞EW2＞EW1＞EW4，晚稻各处理表现为LW3＞LW2＞LW1＞LW4。整体而言，晚稻的壮苗指数高于早稻。

2.4 基质含水量对水稻产量及产量构成的影响

由表2可知，随着苗期基质含水量的增加，早稻产量呈先增后减的规律，EW2处理最高，与EW2处理相比，EW1、EW3和 EW4处理分别减产 5.9%、4.9%和5.7%，差异显著。随着苗期基质含水量的增加，晚稻产量呈现先增后减的规律，LW2处理最高，与LW2处理相比，LW1和LW4处理减产13.2%和10.4%，差异显著，LW3处理减产5.0%，差异不显著。

表2显示，随着基质含水量的增加，早稻有效穗数呈现先减后增的趋势，EW2处理最少，比EW1处理少17.5%，EW1处理有效穗数与其他3个处理有显著差异；随着基质含水量增加，早稻每穗粒数和结实率均是先增加后减少，EW2处理最多，与EW2处理相比，EW1、EW3和EW4处理的每穗粒数分别减少14.5%、10.8%和13.0%，差异显著。随着苗期基质含水量的增加，晚稻有效穗数先减少后增加，LW2处理最少；每穗粒数先增后减，LW3处理最大；结实率持续减少。

由表3可知，早稻产量与每穗粒数呈显著正相关，晚稻产量与千粒重呈显著负相关。

3 小结与讨论

前人虽有针对基质育秧水分管理的研究[16-18]，但基本属于粗放型管理[19-20]，而关于每一叶龄期精准含水量管理还未见报导。廖莎等[21]研究表明，适宜的水分亏缺能抑制苗高，促进秧苗根系生长及提高根系的活力，提高成秧率。本研究结果表明，随着苗期基质含水量的增加，早晚稻秧苗叶龄和苗高均呈现先增后减的趋势，说明基质水分亏缺和过量均会抑制秧苗的生长。杨林等[22]研究认为，水稻机插秧水育旱管育秧是在水田里做秧床，播种至秧苗1叶1心期间床面实行旱管，需水时再在厢沟内灌水，灌水不超过床面，利用排水和灌水可以有效调节苗床内温度和秧苗生长速度，提高秧苗素质。陈惠哲等[23]研究认为，水稻秧苗期不同灌水深度会对秧苗生长产生影响，从而实现水稻秧苗期的节水灌溉，提高秧苗期的水分利用效率。本研究结果表明，随着育秧基质含水量的增加，早晚稻秧苗茎基宽、单株茎叶质量和壮苗指数均表现为先增后减，均以EW2和LW2处理秧苗素质最好。赵言文等[24]认为，土壤水分对秧苗根系影响最大，秧苗单株发根数与土壤含水量呈线性回归，单株潜伏根数与土壤含水量呈单峰曲线变化关系。黄祥熙等[25]认为，土壤水分是影响水稻出苗、成秧的关键，只有当土壤含水量达到一定水平芽谷才能出苗，超过这个水平，随水分增加，出苗率急增；当水分增至某一限度后，出苗率趋于平稳。本研究结果表明，随基质水分增加，早晚稻秧苗根数随着含水量的增加均呈现出先减后增的趋势，均以EW2和LW2处理最大。说明适宜的水分能够促进秧苗的根系生长，提高秧苗的吸附能力。本研究立足于基质含水量对秧苗素质的表观特征影响，而对秧苗内部生理特征的影响有待进一步探究。本试验结果表明，机插育秧秧苗在基质含水量为60%时具有较好的秧苗素质和壮苗指数，最终获得较高产量。

表3 水稻产量构成因子与产量的相关性