托盘育苗方法中不同育苗介质及出苗方式对机插水稻秧苗素质的影响

2019-10-08邵文奇孙春梅董玉兵

西南农业学报 2019年8期

钟平，邵文奇，孙春梅，纪力，董玉兵，庄春，陈川

(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所,江苏淮安 223001)

【研究意义】中国水稻种植方式正逐步向规模化、轻简化、机械化转型，水稻机械移栽技术成为重要方向之一[1-2]。托盘育苗方法为机插水稻育苗提供了新的思路与途径，它是利用多层支架作为苗床并在其上铺放托盘，然后在托盘内搁置育苗盘进行秧苗培育的一种新型育苗方法[3]，具有标准化、轻简化、节约资源等特点，能有效解决常规育苗方法存在的劳动强度大、资源利用率低等问题[4-5]。研究与托盘育苗方法相适应的农艺措施有利于培育更健壮的机插秧苗，更好的应用于农业生产。【前人研究进展】在目前生产中常规育苗方法是在土质苗床上直接铺放育苗盘进行机插水稻秧苗培育，也可以利用育苗硬盘叠放暗化出苗后再移入苗床进行秧苗管理，与此育苗方式相适应的农艺措施也已经得到大量的研究[5-8]，可以培育出适合机插的健壮秧苗。但较多使用肥沃表土配制营养土作为育苗介质，又受到取土困难、破坏土壤耕层等问题的制约，使育苗基质的研究得到了较多探讨，如使用草炭、炭化稻壳、秸秆草木灰、淤泥等材料制作育苗基质等[9-12]。另外前人对育秧方式也进行了深入研究，如张国良[13]、于林惠[14]等比较了旱育秧、水育秧、湿润育秧3种方式对机插秧苗素质的影响。托盘育苗方法此前较多应用于蔬菜[14]烟草[15]等经济作物，在机插水稻育苗上的研究还鲜有相关报道。托盘育苗方法是一种新型的机插水稻秧苗培育方法，与常规方法相比，因其具有的托盘装置使育苗环境存在较大差异，如其育苗介质的水分大部分时间内都处于饱和状态，又如因降低了水分管理带来的淋洗效应而使养分利用率提高等，这都需要托盘育苗方法的农艺措施作出相适应的调整。【本研究切入点】本研究以江苏地区主栽水稻品种南粳9108为供试材料，研究营养土与草木灰育苗基质2种育苗介质及3种不同出苗方式对托盘育苗方式所育秧苗素质的影响。【拟解决的关键问题】以期获得适合托盘育苗方法的育苗介质，并筛选适宜的水稻出苗方式，研究结果可为托盘育苗方法的应用提供技术参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验条件

试验于2018年在淮阴农科所育苗场进行，地处江苏淮安，属北温带半湿润季风气候。所用水稻品种为南粳9108，育秧所用肥料含量为N:9.0 %，P2O5:4.5 %，K2O:1.5 %，拌种剂为3.5 %咪鲜·甲霜灵[8]，育苗硬盘规格为内径58 cm×28 cm，育苗托盘规格为内径65 cm×30 cm，内深4 cm，育苗遮阳物为淮安市创亿包装有限公司生产的反光薄膜(遮光率95 %)，育苗介质分别有细土和草木灰育苗基质[12]，具体性状见表1。使用上述肥料与细土按质量比1∶200制作育苗营养土。

1.2 试验设计

设置2种育苗介质TJ和HJ，分别为营养土和草木灰育苗基质，出苗方式设置3个方式，记作C1、C2、C3，分别为托盘内露天出苗、托盘内覆膜出苗、暗化叠放出苗，试验处理设3次重复。播种量均为90 g/盘(0.055 g·cm2，以干种子质量计)，营养土每盘用量4 kg(铺盘2.5 kg，盖种1.5 kg)，草木灰基质每盘用量2 kg(铺盘1.3 kg，盖种0.7 kg)，水稻种子使用3.5 % 咪鲜·甲霜灵按药种质量比1︰100均匀拌种，于6月1日播种。C1(托盘内露天出苗方式)为播种后将育苗盘放置于托盘内，保持托盘内水分能浸透育苗盘内营养土，露天出苗；C2(托盘内覆膜出苗方式)为播种后将育苗盘放置于托盘内，保持托盘内水分能浸透育苗盘内营养土，并覆盖反光膜，至6月8日(秧苗立针后)揭去；C3(暗化叠放出苗方式)为目前生产上硬盘育苗常用出苗方式，具体为播种浇水后将育苗盘堆叠并覆盖反光膜，6月6日(秧苗立针后)揭去反光膜，并移放于托盘内。秧苗生长期间各处理育苗硬盘均放置于托盘内，托盘内每2 d加1次水，使托盘内水分能浸入育苗盘内1/2高度。所有处理不追施肥料，并且不作病虫害防治及其他药剂处理。

1.3 测定项目

1.3.1 出苗率及成苗率在播种后第7天计数10 cm×10 cm板面内出苗数，并计算出苗率[出苗率=(总苗数/种子数)×100 %]；在第20天切取10 cm×10 cm板面的秧苗，剔除其中弱苗死苗(叶片数不足正常秧苗1/2，茎秆瘦弱)，记录苗数，并计算成苗率[成苗率=(总苗数/种子数)×100 %]。

1.3.2 秧苗形态在适栽期(播后第20天)，每处理选取有代表性秧苗，测定其株高、叶龄、茎基宽和第1、2、3叶的叶鞘高度及叶片长度，使用叶绿素测定仪 (型号：KONICA SPAD 502 PLUS)测量秧苗倒1完全展开叶的叶片中部SPAD值。并取100 株秧苗分地上部与地下部2部分，洗净后经杀青、烘干后，记录干质量，并计算根冠比(根冠比=根系干质量/地上部干质量)。

1.3.3 株高叶龄比K值在播后第15、20、25天每处理选取有代表性秧苗，测定其株高、叶龄，根据公式K=(0.9n-2)×h/N(2≤N≤5.5，h= 株高，N= 叶龄，n=[N])计算秧苗在不同时期的株高叶龄比K值[17]。

表1 育苗介质所用材料的基本性状

表2 不同育苗介质及出苗方式对出苗率及成苗率的影响

注：NM表示育苗介质；EM表示出苗方式；TJ表示营养土；HJ表示草木灰育苗基质；C1、C2、C3分别表示本试验设计中的3种出苗方式；J表示育苗介质；C表示出苗方式；同列不同小写字母表示相同育苗介质中不同处理间差异达到5 %显著水平；*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著；ns表示在0.05水平上差异不显著，下同。

Note: NM mean nursery media；EM mean emergence methods；TJ mean nutrition soil；HJ mean plant ash substrate；C1，C2，C3 mean three methods of emergence methods；J means nursery medium；C means emergence method； Different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level among different treatments. * and ** mean significant differences at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. ns mean no significant differences at 0.05 levels. The same as below.

1.4 数据处理

使用Excel 2010和SPSS Statistics 21统计软件进行数据整理及统计分析，Duncan法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对秧苗出苗率与成苗率的影响

由表2可见，营养土作为育苗介质时，托盘内覆膜出苗方式(C2)的出苗率和成苗率显著高于托盘内露天出苗方式(C1)，分别提高9.6和8.4个百分点，另外相较于暗化叠放出苗方式(C3)也有一定幅度的提高，分别提高5.5和2.5个百分点；草木灰育苗基质作为育苗介质时，出苗方式对出苗率与成苗率的影响同营养土作为土育苗介质时的表现基本一致。表明托盘内覆膜出苗方式能提高水稻秧苗出苗率及成苗率。2种育苗介质进行比较，营养土育苗出苗率和成苗率极显著高于草木灰育苗基质，分别提高6.0个和6.8个百分点。

表3 不同育苗介质及出苗方式对秧苗形态的影响(20 d)

注：DWS——地上部百株干质量；DWR——根系百株干质量； R/S——根冠比。

Note: DWS: Dry weight of shoot per 100 seedlings; DWR: Dry weight of the root per 100 seedlings; R/S: Root-shoot ratio.

表4 不同育苗介质及出苗方式对秧苗叶片性状的影响(20 d)

注：1、2、3H分别表示第1、2、3叶鞘高度；1、2、3L分别表示第1、2、3叶片长度。

Note：1, 2, 3H mean height of 1st leaf, height of 2st leaf, height of 3st leaf; 1, 2, 3L mean length of 1st leaf, length of 2st leaf, length of 3st leaf.

2.2 不同处理对秧苗形态性状的影响

由表3可见，无论育苗介质是营养土还是草木灰育苗基质，3种出苗方式对秧苗的叶龄、株高、茎基宽、根冠比等性状均无显著影响，表明不同的出苗方式不影响秧苗形态。2种育苗介质之间比较，除叶龄外的其他性状均存在极显著差异，营养土所育秧苗株高显著降低(-19.4 %)、茎秆增粗(+11.5 %)、秧苗干物质积累增多(地上部干质量+12.0 %、根系干质量+29.2 %)、根冠比提高(+15.8 %)，株型矮壮，根系发达，秧苗素质优于草木灰育苗基质所育秧苗。

2.3 不同处理对秧苗叶片性状的影响

如表4所示，叶片SPAD值的大小可在一定程度上反映植株的叶绿素含量，反映叶片的浓淡程度[18-19]，可以使用叶片SPAD值来进行叶色比较。叶片的出叶高度及其长度可以反映秧苗株型的紧凑度，为培育壮苗应合理降低叶片的叶鞘高度及叶片长度。在营养土作为育苗介质时，3种出苗方式的秧苗叶片形态之间无显著差异，叶色一致，各叶鞘高度及叶片长度也基本一致；在草木灰育苗基质作为育苗介质时，除秧苗第1张叶片外，3种出苗方式在其它叶片形态及叶色之间也没有显著差异。表明3种出苗方式并不影响秧苗的叶片性状，所育秧苗株型较为一致。2种育苗介质之间比较，在叶片的各个性状之间均存在极显著差异，营养土所育秧苗叶色浓绿，叶片SPAD值极显著高于草木灰基质处理。从叶鞘高度及叶片长度来看，以托盘内露天出苗方式(C1)为例，营养土处理在第1、2叶及第2、3叶叶鞘高度差分别为1.8和2.8 m，第1、2叶及第2、3叶叶片长度差分别为3.4和2.8 cm；草木灰基质处理的第1、2叶及第2、3叶叶鞘高度差分别为3.9和2.8 cm，第1、2叶及第2、3叶片长度差分别为2.7和5.5 cm，可以看出营养土处理秧苗的第2、3叶鞘高度显著降低，叶鞘高度排列更紧凑，第1、2叶片长度增加，第3叶片长度减少，叶片更集中，说明营养土作为育苗介质，所育秧苗株型结构更紧凑，更有利于构建高质量秧苗群体。

不同小写字母表示不同处理间差异达到5 %显著水平Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments at 0.05 level图1 不同处理对秧苗株高叶龄比K值的影响Fig.1 Effects of different treatments on K value of seedling

表5 不同处理对秧苗株高叶龄比K值影响的双因素分析

2.4 不同处理对秧苗株高叶龄比K值的影响

由图1可见，株高叶龄比K值与秧苗整体素质关系呈负相关，它可以横向比较不同处理秧苗的素质差异，也可以在时间纵向上反映秧苗的素质变化情况[17]。无论育苗介质是营养土还是草木灰育苗基质，3种出苗方式对秧苗各个时期K值的影响均无显著差异，表明出苗方式未显著影响秧苗素质。2种育苗介质之间比较(表5)，在秧龄15、20、25 d时营养土处理秧苗的K值均极显著低于草木灰基质处理，表明营养土作为育苗介质更有利于培育素质健壮的秧苗。

3 讨论

3.1 育苗介质对托盘育苗方法秧苗素质的影响

健壮的适龄秧苗为培育大田高质量群体奠定了良好基础，是水稻机插秧高产稳产的关键，而优良的育苗介质则是培育健壮秧苗的前提条件[20-21]，育苗介质主要有营养土、无土基质、混合基质等。前人对不同类型的营养土、不同材料的育苗基质以及其他相关问题对机插水稻育苗效果的影响作了较多研究[12,20-24]，认为营养土作为育苗介质具有养分齐全、通透性好、育苗效果好等优点，但存在取土难、破坏耕层、容重大等缺点；育苗基质可以为秧苗提供较好的生长条件，有利于水稻秧苗根系发育，培育出壮苗，但保水保肥能力差，育苗效果不稳定。李刚华等[6,25]以无纺布和稻壳为育秧介质，配以育苗营养液培育的水卷苗根系盘结力强，育苗效果好，初步实现了育秧轻量化、清洁化和高效化。托盘育苗方法为秧苗提供的生长环境与常规方法存在较大差异，其具有的托盘装置能使秧苗根系水分充足，养分流失减少，利用率提高，从而对育苗介质的特性要求也会有所不同。本研究中，比较了营养土和草木灰育苗基质作为育苗介质时在托盘育苗方法中的育苗效果，发现相较于草木灰育苗基质，营养土育苗能显著提高出苗率和成苗率，降低第2、3叶叶鞘高度及第3叶的叶片长度，缩小叶鞘叶片间的长度差，使所育秧苗株型结构更紧凑，更有利于构建高质量秧苗群体，另外株高、茎基宽、干物质积累、根系生长等性状都得到显著改善，所育秧苗株型矮壮，根系发达，秧苗素质健壮。在托盘育苗方法中营养土作为育苗介质更有利于培育优质秧苗，但考虑到生长上存在的取土难等现实问题，应对育苗基质展开积极的适应性研究，如利用有机物料调制基质，添加生长调节物质调节秧苗株型等措施来改良秧苗素质[12,24]，达到可以替代营养土应用于水稻育秧生产的目的。

3.2 出苗方式对托盘育苗方法秧苗素质的影响

机插水稻苗床管理是一个非常重要的过程，在生产实践中，出苗不齐不全的现象时有发生，提高出苗率成苗率是培育合格机插壮秧重要的前提。前人比较了旱育秧、水育秧等几种方式对机插秧苗素质的影响[13-14, 26-28]，发现旱育方式更有利于水稻种子的萌发、出苗和成活，并且在其他指标上都较水育秧有一定的优势。托盘育苗方法的秧盘内水分含量大部分时间内都处于饱和状态，本研究的3种出苗方式中，托盘内露天出苗和托盘内覆膜出苗属于水育方式出苗，暗化叠放出苗是旱育方式出苗。研究发现3种出苗方式对秧苗的叶龄、株高、茎基宽、叶片等性状均无显著影响，所育秧苗形态及素质较为一致，但对出苗率和成苗率有显著影响。无论是营养土还是草木灰育苗基质作为育苗介质，托盘内覆膜出苗方式和暗化叠放出苗方式都能提高水稻出苗率和成苗率，显著优于托盘内露天出苗的方式。这与前人研究结果基本一致，为秧盘内提供适宜的温度及水分含量是保证水稻安全出苗提高成苗率的关键因素[26-30]，通过覆盖薄膜、反光膜、无纺布等覆盖物及育秧盘暗化叠放方式都可以保持恒温恒湿育秧，提高育秧效率，保障水稻种子出苗与成苗，特别是较低温度育苗时显得尤为重要。