不同育秧盘对机插双季稻株型与产量的影响

叶春 李艳大 曹中盛 黄俊宝 孙滨峰 舒时富 吴罗发

(江西省农业科学院 农业工程研究所 / 江西省智能农机装备工程研究中心 / 江西省农业信息化工程技术研究中心，南昌 330200；*通信联系人，E-mail: liyanda2008@126.com)

水稻是中国重要的粮食作物，担负着保障国家粮食安全与社会稳定的重任。机插是稻作方式的巨大技术革新，而育秧是水稻机插的重点和难点[1-3]，培育适龄壮秧是机插稻大田早发争足穗、壮秆促大穗的基础。目前，南方机插双季稻普遍存在秧苗素质差、生育期延长、生长季节紧等问题[4]。江西、湖南等地机插双季稻育秧主要有毯状盘育秧、钵体盘育秧和钵体毯状盘育秧3 种方式。毯状盘育秧栽插较深、秧苗植伤大，直接影响秧苗的返青及早生快发[5]。钵体盘育秧机插技术打破了水稻机械化栽培长期以毯苗机插为主的现状[6-7]，该技术无缓苗现象，分蘖发生早，但钵体盘育秧秧苗需要配套特定插秧机完成秧苗移栽，存在一次性投入成本高、育秧技术难掌握等问题[8]。钵体毯状盘育秧机插融合了毯状盘育秧和钵体盘育秧的优点，便于插秧机有序取秧和插秧，具有秧苗植伤小、返青快、成本低和产量高等优点[9-14]。许多学者在水稻机械化育插秧技术及其对株型和产量的影响方面开展了大量的研究，指出通过适当减氮密植可有效提高产量[15]；采用机插侧深施肥方式可节本增效[16]；采用大苗机插可有效利用农时，缓解早、晚稻茬口时间紧的问题[12]。以往研究大多集中在不同播种量，或不同秧龄及不同插秧技术的对比试验方面，有关不同育秧盘对机插双季稻株型与产量影响鲜有报道。毯状盘育秧、钵体盘育秧和钵体毯状盘育秧等育秧方式的优选是探索双季稻种植机械化农机农艺融合的关键。为此，本研究选用4 个早、晚稻品种，设置毯状盘、钵体盘和钵体毯状盘3 种育秧盘试验，系统测定早、晚稻品种植株形态特征和产量结构，以期为江西机插双季稻丰产高效栽培及培育机插壮秧提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

于2019 年在江西省高安市渡埠农场(115°12'E，28°25' N)进行不同早、晚品种和不同育秧盘的田间试验。试验田耕作层土壤含有机质38.80 g/kg,全氮 2.53 g/kg,铵态氮 42.4 mg/kg,硝态氮 1.04 mg/kg，有效磷16.78 mg/kg，速效钾120.1 mg/kg，pH 值5.5。采用裂区设计，主区为品种，副区为不同育秧盘。早、晚稻均设2 个品种和3 种育秧盘，重复3 次，南北行向，小区面积80 m2。早、晚稻3 个育秧盘分别为毯状盘(CK)、钵体盘(D1)和钵体毯状盘(D2)；供试早稻品种为长两优173(C1)和中嘉早17(C2)，3 月25 日播种，4 月25 日移栽，播种量为每盘80 g；供试晚稻品种为富美占(C3)和泰优航1573(C4)，6 月28 日播种，7 月23 日移栽，播种量为每盘110 g。毯状盘秧苗采用井关乘坐式插秧机栽插，钵体盘和钵体毯状盘秧苗采用久保田乘坐式插秧机栽插，行株距为30 cm×14 cm，基本苗为21.6 万株/hm2。氮肥用尿素，用量折合纯氮120 kg/hm2，分3 次施用(基肥50%，分蘖肥30%，穗肥20%)。磷、钾肥(过磷酸钙，以P2O515%计；氯化钾，以K2O 60%计)施用量分别为60 kg/hm2和120 kg/hm2。其他管理措施同当地高产栽培。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 秧苗素质测定

于移栽前1 d 进行秧苗素质测定。各处理连续调查20 个钵孔测定均匀度合格率，即实际合格小秧块数除以测定总小秧块数；各处理选取代表性秧苗20 株测定出苗率、株高、根长、根数和茎基宽。

1.2.2 机插质量测定

按GB /T6243-2017《水稻插秧机试验方法》测定不同秧盘秧苗的栽插深度、每穴株数、伤秧率、漂秧率、漏插率和相对均匀度合格率。机插后采用对角线取样法选取5 个测区(1 m×1 m)，测区距田边大于1 个工作幅宽，每个测区在全幅宽内选择30穴测定机插质量。

均匀度合格率=测定的插秧深度合格的穴数/测定的穴数；

相对均匀度合格率=均匀度合格率/插前均匀度合格率×100%。

1.2.3 分蘖动态测定

于早、晚稻关键生育期在每个小区通过连续定点测定20 株植株的茎蘖数。

1.2.4 叶绿素含量测定

于移栽期、拔节期、孕穗期和齐穗期在每小区选择长势均匀的10 株，采用SPAD-502 型叶绿素仪田间原位测定植株上部4 片完全展开叶的叶绿素含量。

1.2.5 产量和产量结构测定

于成熟期调查穗数，取样测定每穗粒数、结实率、千粒重；早、晚稻各小区收割中心4 m2测产，单独脱粒晒干并风选后，称干谷重，同时测定干谷水分含量，然后计算折合含水量为13.5%的稻谷产量。

1.3 数据处理与分析

在Microsoft Excel 软件中进行数据整理，采用SPSS 软件进行方差分析。

表1 不同品种、育秧盘育秧的早、晚稻秧苗素质Table 1.Seedling quality of different early and late rice cultivars in different nursery trays.

表2 不同品种、育秧盘育秧早晚稻机插质量Table 2.Machine-transplanting quality of different early and late rice cultivars in different nursery trays.

2 结果与分析

2.1 早、晚稻秧苗素质

统计秧苗素质得到表1，可以看出不同育秧盘对早、晚稻的出苗率、均匀度合格率、株高、根长、根数和茎基宽均有显著影响。在秧龄30 d 条件下，不同秧盘处理，平均出苗率表现为CK＞D1＞D2；出苗均匀度合格率均在90%以上，但各处理间略有差异。其中，D1 效果最佳，平均为95.95%，CK 较差，均值为92.5%，D2 均匀度合格率为95.65%，与D1 差异很小。

在秧苗农艺性状方面，如表1 所示，在同一秧龄条件下，CK 处理下秧苗比D1、D2 在株高、根长、根数、茎基宽指标方面有明显优势；且D1 处理下秧苗平均株高、根长、茎基宽均比D2 处理下秧苗好，但D2 处理秧苗根数较多。方差分析结果表明，CK 处理下秧苗综合素质表现最优，早期易发挥显著优势。

2.2 早、晚稻机插质量

以早晚稻试验情况看，同一株行距插秧机不同秧盘处理的漂秧率、伤秧率和漏插率均有差异。从插秧深度来看，对照CK 普遍比D1、D2 栽插更深，平均比D1 插秧深度深6.15%，比D2 插秧深度深11.58%；每穴株数基本保持在3 株，差异不明显；3 种处理下机插秧漂秧率均较低，但仍有差异，表现为CK ＞ D1 ＞ D2；机插伤秧率表现为CK ＞ D1 ＞D2，平均值依次为3.04%、2.45%、2.40，均小于5%；CK 处理下秧苗栽插深，且从漂秧率看比D1、D2 大；均匀度合格率是评价盘育秧苗和插秧质量的指标，表现为D2＞D1＞CK。从机插整体质量看，D2 处理机插质量最佳。

图1 不同处理下早稻(A)、晚稻(B)秧苗分蘖情况Fig.1.Tiller number of early rice (A) and late rice (B) seedlings from different nursery trays.

图2 不同处理下早稻(A)、晚稻(B)秧苗SPAD 值Fig.2.SPAD value of early rice (A) and late rice (B) seedlings from different nursery trays.

2.3 早、晚稻分蘖动态

各处理分蘖动态大致一致，分蘖高峰均是在插秧后60 d 左右，以后略有下降，开始无效分蘖。从不同处理来看，早稻钵苗机插和毯苗机插由于返青期节点不同，群体茎蘖动态差异显著(图1)。D1、D2 秧苗在移栽5 d 后分蘖数略高于对照CK，但均呈下降趋势；移栽14 d 后，各处理茎蘖数显著增加，钵盘秧苗整体分蘖发生较早，返青期短，表现为增幅明显大于CK 处理；移栽23 d 后所有处理分蘖数呈增加趋势且增幅逐渐减小，拔节期(45DAT)后，D1 处理茎蘖数高于对照CK，D2 处理茎蘖数增幅明显。晚稻各秧盘处理秧苗分蘖数在移栽23 d 之前基本表现一致，但拔节期前后变化迅速，平均以D2 处理秧苗分蘖优势显著。

2.4 早、晚稻叶绿素含量

叶片叶绿素状况是评价植株光合效率的重要指标[17]。在同一播种量及管理水平下，叶绿素水平可以间接反映不同处理方式下育插秧技术的优劣。测量关键生育期不同处理秧苗叶片的SPAD 值(图2)，结果显示，整体来看，水稻叶片叶绿素值含量先增后减。插秧后因为返青期作用，三种秧盘处理下秧苗叶片叶绿素值均较低，植株营养主要受植伤影响。从分蘖期开始到孕穗期，叶绿素含量先增后减，符合水稻植株生长规律。

在不同处理条件下早稻秧苗的SPAD 值显示，分蘖盛期及拔节期D1、D2 处理下的秧苗叶绿素含量显著大于CK 处理，但孕穗期及之后D1 和D2秧苗的SPAD 值则衰退明显，CK 相对衰退缓慢。其中，分蘖盛期至孕穗期D2 处理秧苗叶片SPAD值均为最高，表现为D2 ＞ D1 ＞ CK。从晚稻SPAD值来看，与早稻略有差别。移栽5 d 后，SPAD 值具体表现为D2 ＞ D1 ＞ CK，但整体增幅显著小于早稻时期，晚稻D2 处理下秧苗返青快，叶片叶绿素值高；拔节盛期，D2 处理SPAD 值达到最高，至孕穗期时稍有变化。整体来看，早晚稻孕穗期时，D2 处理下秧苗叶片SPAD 值比D1 处理平均高出3.2%，比CK 处理平均高出9.2%。

表3 不同处理早晚稻产量及其构成因素Table 3.Variation of yield and its components of double cropping rice under different treatments.

表4 产量构成参数相关系数Table 4.Correlation coefficient of yield components.

2.5 产量结构分析

不同秧盘处理下，4 个水稻品种的产量及其构成因素有显著差异(表3)。以早稻为例，D2 处理产量最高，分别比CK 和D1 增产13.04%、1.65%。从产量构成因素看，各处理下有效穗数、粒数和千粒重差异显著，结实率差异不显著。进一步比较产量构成因素对产量贡献率的大小，对试验数据进行相关分析(表4)。结果表明，有效穗数对产量的贡献率最大，其次为千粒重、结实率。

从有效穗数看，CK、D1、D2 三种处理下平均有效穗数分别为249.69、265.67、266.03 万/hm2，D2 处理平均穗数略高于其他两个处理；总粒数表现为D2 ＞ D1 ＞ CK；且D2 处理的平均结实率与千粒重也均略高于其他处理，但整体与D1 处理差异不显著。

3 讨论

提高秧苗素质是保障水稻丰产的基础[18]。前人关于不同机插方式对水稻秧苗素质的影响进行了较多的研究报道[20-22]。不同类型水稻高产对机插方式的要求亦不同，但前人较少对同一秧龄不同育秧机插方式进行比较研究。本研究结果显示，移栽前对照CK(毯状苗)育秧机插方式下秧苗素质较好，株高、根长、根数均高于D1、D2 处理；分析原因可能是钵盘穴钵内秧苗个体竞争激烈，导致秧苗素质、根系发育情况差。而对照CK 盘没有钵体，秧苗个体生长迅速。因此，在株高、根长、根数和茎基宽等指标上有显著优势。虽然移栽前D1 和D2处理下秧苗素质比对照略差，但移栽时，不同处理下D2 盘处理机插质量效果最佳，其秧苗漂秧率、伤秧率和漏插率均符合机插质量，且小于CK 和D1处理。

前人研究表明，促进机插前期分蘖是水稻获得高产的关键[23]，孕穗期较高分蘖数以及抽穗至成熟期的分蘖数是机插稻高产的基础。增加双季稻抽穗至成熟期的分蘖数以及提高生育后期的群体分蘖势，可促进增产[24]。本研究中水稻移栽后各处理分蘖数结果表明，3 种处理下秧苗移栽14 d 后分蘖发生迅猛，整体孕穗期分蘖数达到高峰期，但对比发现，CK 处理和D1 处理下秧苗在拔节期后分蘖数增幅显著小于D2 处理。且与CK 机插方式相比，D2处理下秧苗返青快、后期分蘖强，说明后期特别是返青期后D2 处理秧苗群体分蘖势强，之后迅速达到高峰期，这个过程促进茎蘖成穗，直接影响产量。

通常叶绿素含量高的水稻叶片拥有更高的绿叶面积指数，且叶绿素含量多的上层叶片拥有更强的光合同化能力[25]，从而可以提高光合速率，促进干物质的产生与积累，为千粒重和结实率的增加提供物质保障[26]。本研究结果显示，D2 处理下秧苗叶绿素含量平均值最高，比CK 处理平均高出9.2%，说明D2 处理下秧苗分蘖早发，钵盘营养供应及时，为水稻籽粒乳熟及提高千粒重和结实率提供了有力保障。

有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重是保证水稻高产的关键[27]。Chen 等[28]指出，在机插条件下，提高千粒重和冠层辐射利用效率是双季稻高产的关键。本研究比较了同一大类条件下不同小类的栽植方式及对应效果。前人针对钵苗机插开展了大量研究，杨玲[29]指出钵体苗的每穴穗数和千粒重少于毯状苗，但每穗粒数、结实率、单株粒重、谷草比等均大于毯状苗，适当增加每穗粒数和结实率更有利于实现超高产。本研究结果显示，不同秧盘处理下，产量构成指标中穗数对产量的贡献率最大，其次是千粒重、结实率。早晚稻产量构成参数均表明D2 处理产量最高，早稻D2 处理分别比CK 和D1 增产13.04%和1.65%，晚稻分别增产30%和19%。进一步分析D2 处理增产原因，CK 处理移栽后受缓苗期长影响，大田分蘖迟，有效分蘖节位少，难以达到高产适宜穗数，最终影响稻谷产量。反之，D2 处理缓苗期短，有效分蘖多，平均有效穗数比对照CK 多，成穗率高，且粒数和千粒重均比对照CK 处理更好，穗数和千粒重协同增加提高了群体产量。进一步，叶绿素含量提高了叶片光合速率，为D2 处理千粒重和结实率提供营养保障，是单位面积水稻增产的主要原因。当前，南方双季晚稻机插育秧，由于气温高，秧苗生长过快，但适宜机插的天数短，秧龄弹性小，对水稻机插推广带来很大困难。He 等[19]研究表明，可以在机插育秧时通过选取适当秧盘，培育适宜机插并且综合指数较好的秧苗，解决双季稻机插秧苗及产量问题。本研究结果表明，钵体毯状盘秧苗在同一秧龄条件下可适当延长秧龄，有效解决南方双季稻返青慢、争抢农时等突出问题，还可以保持增产潜力。

当然，因参考文献资料有限，本研究实验方案存在不够完善、并未深入挖掘插秧机等装备对本研究的影响，后期将进一步完善。

4 结论

单位面积有效穗数对水稻产量的贡献率最大，双季稻增产应注重有效穗数，同时保证一定的结实率和千粒重，而每穗粒数可适当放宽。在统一播种量及管理水平下，水稻钵体毯状苗秧龄可适当放宽至30 d，能有效解决南方双季稻返青慢、争抢农时等突出问题。同时，该秧盘配套机插技术可实现水稻高产，平均增产20%，增产表现为茎蘖数多，有效穗数多，结实率高，成熟度好。可以在双季稻地区推广应用水稻钵体毯状苗育插秧技术，构建合理产量结构，发挥较大产量潜力。