置床处理对水稻秧苗素质及秧盘附土量的影响

李 睿李跃东董立强商文奇王先俱王 铮徐 凯丁世新

(1.辽宁省水稻研究所,辽宁 沈阳 110101; 2.灯塔市佟二堡东荒农场,辽宁 灯塔 111300)

水稻是我国主要粮食作物,种植面积常年稳定在3 000万hm2,占粮食作物面积约30%[1]。水稻生产全程机械化是现代稻作技术发展的必然趋势,是保障国家粮食安全的重要举措[2～4]。目前,辽宁水稻生产以机械化移栽为主,而工厂化育苗是培育符合机插标准秧苗的重要途径[5～6]。辽宁水稻育苗采用塑料硬盘旱育秧模式,移栽前起苗过程中,由于秧苗根系透过秧盘底部孔洞下扎至床面及土壤黏合附着等原因,秧盘底部易附着床土,秧盘增重且搬运及放置不便,严重影响作业效率。大量学者对旱育秧模式下营养土的替代、秧苗营养需求及水分管理等方面做了相关研究[7～12],但关于起苗环节降低秧盘附土量的措施研究报道较少。

本研究以辽宁水稻育苗生产实际情况出发,在工厂化育苗硬盘旱育秧条件下,设置3种置床处理,研究置床处理对水稻秧苗素质的影响及起苗时秧盘底部附土量的变化情况,对生产资料成本和人工投入进行分析,旨在探索一种能够有效降低秧盘附土量的方法,为提高水稻工厂化育苗作业效率提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2020年4～5月在辽宁省水稻研究所试验基地工厂化育苗温室进行,供试水稻品种为常规稻辽粳401,该品种为当前辽宁省中部稻区主栽品种。

1.2 试验设计

于2020年4月15日播种,采用塑料硬盘育秧(规格58 cm×28 cm×3 cm),育秧选用育苗基质(辽宁省水稻研究所研制)。使用久保田播种机(SR-K800CN)播种,共计2 000盘,播种量为浸泡种100 g(约4 000粒/盘)。秧盘分4个区域摆放,每区域500盘,每行10盘,共50行。试验设置3个处理,T1:置床铺垫无纺布,T2:置床铺垫水稻秸秆,T3:秧盘内铺垫麻育秧膜,播种后直接摆放在置床上,CK秧盘内无麻育秧膜,且直接摆放在置床上。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 秧苗素质

于移栽前3 d,按对角线法选择代表性秧苗3盘,每盘取代表性秧苗30株,测定秧苗叶龄、株高、根长、根数、茎基宽(距秧苗生根处1 cm),每盘另取100株秧苗测定百株地上部干质量、百株根干质量和根冠比。具体操作为将秧苗地上部分与根系分开,置于105 ℃烘箱杀青0.5 h后,80 ℃烘干至恒重,根冠比=秧苗根干质量/秧苗地上部干质量。

1.3.2 根系盘结力

于移栽前1 d,切取代表性29 cm×28 cm秧块,固定其两端,用弹簧秤钩拉任意一端,当秧块断裂时,弹簧秤显示的最大数值即为根系盘结力,每处理重复5次。

1.3.3 秧盘附土量

于移栽时,每处理选取5行,每行10盘进行起苗,对秧盘底部附着的床土进行采集,烘干称重。

1.3.4 成本计算依据

以2018～2020年生产资料市场平均价格及社会劳动力用工标准,每hm2大田需秧苗330盘计算成本。无纺布12元/kg,500盘铺垫无纺布6 kg,无纺布使用周期按2年计,每年折合36元。水稻秸秆3 000元/hm2,500盘铺垫秸秆折合27元。麻育秧膜0.30元/片,500盘增加生产资料投入150元。

各处理铺垫作业由同一批人员单独分时操作,记录用工时间。铺垫无纺布用工0.5 h·人,收取无纺布1 h·人,合计1.5 h·人;铺垫水稻秸秆用工1 h·人;铺垫麻育秧膜用工0.83 h·人。用工成本以200元/h计,折算用工投入。

1.4 数据处理

使用Execel 2010进行数据整理,SPSS 19.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 置床处理对秧苗地上部性状的影响

对各置床处理秧苗地上部性状分析可知(表1),各处理秧苗均生长至3叶1心阶段,处理间叶龄差异不显著。CK秧苗的SPAD值最大,显著高于T1处理,高于T2和T3处理但无显著差异。CK秧苗的株高最高,为17.0 cm,显著高于其他处理,T2和T3的株高显著高于T1。CK秧苗的地上部干质量最大,显著高于其他处理,T2和T3的地上部干质量显著高于T1处理。各置床处理秧苗茎基宽无显著差异。

表1 不同置床处理对秧苗地上部分的影响

各置床处理的株高和地上部干质量表现出CK ＞ T2＞ T3 ＞ T1的规律,说明对置床进行铺垫处理,对秧苗地上部生长具有影响,能够降低秧苗的株高和地上部干质量。

2.2 置床处理对秧苗根系的影响

对各置床处理秧苗的根系进行分析可知(表2),各处理秧苗根数显著高于CK,其中T2处理秧苗的根数最多,T3次之,T2和T3处理根数显著高于T1。T2处理秧苗的根长最长,显著高于其他处理,T3处理根长显著高于CK,T1处理根长高于CK但差异不显著。各处理根干质量和根冠比显著高于CK,其中T2和T3处理根干质量和根冠比显著高于T1。

表2 不同置床处理对秧苗根系的影响

各置床处理间秧苗的根数、根长、根干质量和根冠比均表现出T2 ＞ T3 ＞ T1 ＞ CK的趋势,说明置床处理能够促进秧苗根系生长,增加秧苗的根数、根长和根干重,增大秧苗的根冠比。

2.3 置床处理对秧苗根系盘结力的影响

各置床处理秧苗的根系盘结力如图1,T3处理秧苗的根系盘结力最大,T2处理次之,T3和T2处理秧苗的根系盘结力显著高于其他处理。T1处理秧苗的根系盘结力显著高于CK。各置床处理秧苗的根系盘结力均显著高于CK,说明对置床进行铺垫处理,有利于根系生长和盘结,增加了秧苗的根系盘结力,秧苗成毯不易松散。

图1 置床处理对秧苗根系盘结力的影响

2.4 置床处理对秧盘附土量的影响

由图2可知,起苗时CK处理秧盘的附土量最多,折合干土质量为189.4 g/盘,显著高于其他处理。T3处理秧盘的附土量为35.1 g/盘,高于T2处理秧盘附土量10.6 g/盘,两者差异未达到显著水平。T1处理能够有效隔离秧盘和床土,秧盘底部未附着床土,附土量为0 g/盘。对秧盘附土量分析可知,对置床进行铺垫处理,能够显著降低秧盘的附土量。

图2 置床处理对秧盘附土量的影响

由图3可知,T1处理秧盘底部无床土附着。T2处理秧盘附土0～5 g占46%,附土5～10 g占18%,T2处理秧盘附土较少。T3处理秧盘附土低于40 g合计为68%,其中附土30～40 g百分比最高。CK秧盘附土150～200 g百分比最高,为22%,附土200～250 g和250～300 g均为16%,附土150～300 g合计百分比达54%,CK秧盘底部附土较多。

图3 不同置床处理秧盘附土量比例

2.5 置床处理增加投入分析

3种置床处理增加生产投入表现为T3 ＞ T1 ＞ T2。T3处理增加投入最高,虽然该处理用工投入最低,但生产资料投入较高,每hm2增加生产资料投入99元,占增加投入的90%。T1处理增加用工投入最高,该处理不仅在育苗时增加了铺垫无纺布的用工,移栽后还需对无纺布进行收整,增加了用工投入。T2处理不仅生产资料增加投入最低,而且用工投入增加最低,T2处理铺垫的秸秆可在翻耙置床时进行还田处理。

表3 置床处理育增加投入分析

3 结论与讨论

试验结果表明,3种处理均能显著降低秧盘的附土量,且置床铺垫水稻秸秆和秧盘内铺垫麻育秧膜的秧苗素质都有一定提高。

前人研究结果显示,在秧盘底部铺垫麻育秧膜,能够有效控制秧苗的株高,促进秧苗根系的生长发育[13～16]。本研究中秧盘内铺垫麻育秧膜和秧盘底部铺垫水稻秸秆,秧苗均株高降低、根数增多、根长增加、根冠比增大,秧苗素质提高。水稻秧苗在3叶期以前,体内的通气组织尚未发育健全,根系向根际土壤泌氧的能力较弱[17]。在秧盘底部铺垫水稻秸秆和在秧盘内铺垫麻育秧膜后,可在秧盘底面形成一层氧气快速扩散的通道[18]。氧气充足的环境使根系保持较高的活力,有利于根系的发生和生长,根长能够显著增长[19～21]。本研究中,置床铺垫水稻秸秆和秧盘内铺垫麻育秧膜秧苗根数分别增多了24.14%和20.69%,根长分别增加了20.25%和10.13%。

秧苗的根系盘结力是评价健壮秧苗的重要指标[22～23]。王朝云认为,秧盘内铺垫麻育秧膜能够促进根系盘结成块,显著提高根系盘结力[24]。本研究发现,铺垫麻育秧膜使秧苗根系盘结力增加109.68%,置床铺垫秸秆秧苗的根系盘结力增加90.32%,两种方式均显著提高了秧苗的根系盘结力,促进秧苗成毯不易松散,提高作业效率。

生产上秧盘底部附着床土,引起秧盘增重,起苗、运输及放置不便,作业效率降低。3种处理方式均能有效解决秧盘底部附土的难题。置床铺垫水稻秸秆,阻隔了秧盘与置床接触,部分根系从秧盘底部的孔洞伸出,盘结于秸秆内而未扎根于置床上,降低了起苗时的附土量。秧盘内铺垫麻育秧膜,能够有效防止根系从秧盘底部的孔洞伸出,但秧盘放置于置床上,起盘时仍有少量床土黏合附着。置床上铺垫无纺布能够将有效隔离秧盘和置床,秧盘底部无附土,但此方法对秧苗根系生长的促进作用不明显。置床铺垫秸秆64%附土量低于10 g,最高附土量不超过40 g;秧盘内铺垫麻育秧膜68%附土量低于40 g。起苗时,在置床土壤含水量达50%的条件下,秧盘底部附土质量也未超过百克,相对于生产中每盘约5 kg营养土或2 kg基质的质量,附土质量对育苗作业的影响可忽略不计。

机插秧育苗成本约5元/盘,用量按330盘/hm2计,则1 650元/hm2[25～26]。置床铺垫无纺布、水稻秸秆和秧盘内铺垫麻育秧膜分别增加生产投入2.64%、1.88%和6.67%,增加生产投入较低,但却可以有效降低秧盘底部附土量,提高育苗作业效率。