不同浸种剂对稻草还田条件下油菜发芽出苗的影响

郭 东，洪 栎，张梦蝶，周可金

（安徽农业大学，合肥 230036）

0 引言

中国是传统的农业大国，每年秸秆的产出量超10亿t[1-2]，中国秸秆综合利用率约83.7%，其中秸秆肥料化和秸秆燃料化的比重在71.69%。以秸秆还田为主的秸秆肥料化成为秸秆综合利用的主要方式[3-6]，秸秆还田有利也有弊，一方面秸秆还田可以提高土壤的有机质含量，增加土壤的透气性、保水和保肥的能力，同时还可以提高土壤中微生物的活性，从而改善土壤的结构，提高作物对土壤中氮、磷、钾等养分的吸收利用，显著提高作物的产量。另一方面秸秆还田会在一定程度上影响下茬作物的出苗。李少昆等[7]研究认为秸秆还田后会导致部分种子被架空，无法正常吸水膨胀，从而影响出苗，前茬作物的土传病害还会造成种子霉变，导致后茬作物的缺苗。秸秆还田还会影响后茬作物苗期的生长发育，会导致弱苗的出现。近年来，水稻秸秆还田对油菜出苗和壮苗的不利影响在一定程度上限制了产业发展[8-13]。

前人研究表明[14-15]一定浓度的赤霉素、油菜素内酯、细胞分裂素浸种处理后可以提高种子发芽率，幼苗的活力。冯梁杰等[16]发现褪黑素浸种后可以缩短油菜的发芽时间提高发芽率。刘仕翔等[17]指出施用褪黑素可以提高水稻在重金属镉胁迫下的发芽率，可以促进镉胁迫下水稻根系的生长和活力，显著的缓解镉对水稻的影响。将烯效唑应用于大豆、黄瓜、玉米生产中发现可以延缓作物幼苗的生长，控制作物幼苗的高度，提高作物的根冠比和叶绿素含量[18-20]。前人报道[21-22,23-28]钼酸铵浸种可以促进整个营养阶段的物质积累，与N、P、K等肥料表现为协同作用促进植物对肥料的吸收利用，硼元素影响着油菜各个器官的生长发育、磷酸二氢钾一定程度上可以提高植物逆境下的发芽率，生长调节剂浸种可以提高种子的萌发率和萌发期间的抗逆能力，提高出苗率，在同等播种量下有望促进全苗。但是，目前关于浸种剂在缓解秸秆还田对直播油菜出苗的负面影响研究还少有报道。研究水稻秸秆还田条件下直播油菜的全苗壮苗技术，为缓解秸秆还田对直播油菜出苗和生长发育的负面影响，促进秸秆还田下直播油菜全苗壮苗，实现秸秆还田下直播油高产稳产，指导田间生产具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验设计与材料

单一浸种剂筛选试验于2020年9月9号在安徽农业大学农翠园进行。试验材料选用‘沣油737’，选用7个试剂和4个浓度（见表1），分别浸种12 h，清水处理作对照。对效果明显的试剂和浓度进行复配浸种。育苗盘(12 cm×12 cm×6 cm)装满育苗基质（育湘正农科通用性育苗基质，pH 5.5～7.0，有机质含量＞20%）备用，将浸种处理后的种子播在准备好的育苗盘上，每盘播种100粒，每个浸种处理设置3次重复。播种7天后调查出苗率和下胚轴长度。

表1 试剂及处理浓度

大田试验开展于2020年10月11在安徽省合肥市肥东县农科所进行，试验材料选用‘沣油737’。采用人工撒播，播种量为3.75 kg/hm2，试验设2因素6处理，裂区设计，主区设水稻秸秆全量还田和不还田两水平（记为A1、A2），裂区内设2种复合浸种剂处理，C1（40 mg/L赤霉素+200 mg/L钼酸铵+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L的硼酸）和C2（200 mol/L褪黑素+200 mg/L钼酸铵+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L的硼酸），水作空白对照，浸种12 h。小区面积20 m2，采用常规水肥管理，底肥施硫酸钾复合肥(N-P2O5-K2O=14-16-15)750 kg/hm2。

1.2 测定指标与方法

于播种后15天一叶期测定出苗数和下胚轴长，于三叶期测定株高、根茎粗、根长、第一片真叶的叶长和叶宽、叶柄长、地上部分鲜重和干重、地下部分干重和鲜重、冻害指数（元旦后发生冻害）、越冬后苗数。

1.3 数据分析

试验所得数据采用Microsoft Excel整理数据，用SPSS软件分析数据，Origin 2013作图。

2 结果与分析

2.1 不同试剂浸种对秸秆还田下油菜出苗的影响

从图1可以看出，不同浓度的烯效唑浸种均抑制了油菜的出苗，且随着烯效唑浓度的增加抑制效果加重。不同浓度梯度钼酸铵、磷酸二氢钾、硼酸和PEG浸种后油菜的出苗率没有显著趋势；一定浓度的赤霉素和褪黑素浸种后出苗率高于清水浸种的出苗率，随着浸种浓度的增加有抑制种子出苗的趋势，当赤霉素在20 mg/L出苗率较高为90%，当赤霉素浓度在40 mg/L时出苗率最高为92.6%，褪黑素在100 μmol/L时油菜的出苗率在85%，当褪黑素浓度在200 μmol/L时褪黑素的浓度在86%变化不是很大。

图1 不同试剂浓度在秸秆全量还田条件下的出苗率

对筛选过程中表现优异的试剂进行复配浸种。从表2可以看出，将2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L硼酸+200 mg/L钼酸铵混合浸种后在秸秆还田条件下出苗率较单一同浓度试剂硼酸、磷酸二氢钾、钼酸铵浸种出苗率高；将5 mg/L烯效唑+2000 mg/磷酸二氢钾+400 mg/L硼酸+200 mg/L钼酸铵复配浸种出苗率较5 mg/L烯效唑提升20.0%，差异达到显著显著，且下胚轴长较2000 mg/L磷酸二氢钾、400 mg/L硼酸、200 mg/L钼酸铵浸种显著缩短，很大程度弥补了单一试剂的短板；将40 mg/L赤霉素+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L硼酸+200 mg/L钼酸铵进行复配浸种出苗率在各处理中最高，较40 mg/L赤霉素浸种下胚轴长缩短4.12%；100 μmol/L褪黑素+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L硼酸+200 mg/L钼酸铵复配浸种出苗率较100 μmol/L褪黑素提高了2.4%，较2000 mg/L磷酸二氢钾出苗率提高了5.4%、较400 mg/L硼酸出苗率6.2%、较200 mg/L钼酸铵出苗率提高了6.9%。综合比较各组数据后，选用40 mg/L赤霉素+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L硼酸+200 mg/L钼酸铵混合试剂和100 μmol/L褪黑素+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L硼酸+200 mg/L钼酸铵混合试剂应用于大田中，清水浸种对照，分别记为C1、C2和CK。

表2 不同试剂组合对秸秆还田下油菜出苗的影响

2.2 不同复合浸种剂对油菜生长发育的影响

由图2可以看出，水稻秸秆全量还田不利于油菜的出苗。秸秆还田处理的油菜密度显著小于秸秆不还田处理，且下胚轴长度显著伸长，幼苗素质较差。壮苗剂浸种显著提高了出苗数，且C2试剂缩短了下胚轴长度。秸秆还田条件下C1和C2试剂浸种分别使田间出苗数提高了23.28%和3.97%，秸秆不还田条件下C1和C2密度较CK分别高出12.76%和12.84%，且秸秆还田条件下C1试剂浸种后油菜的每平方出苗数高于秸秆不还田条件下CK处理。C2试剂浸种后秸秆还田处理油菜下胚轴较对照显著缩短，虽相较于秸秆不还田处理油菜下胚轴长略有伸长，但差异不显著。

图2 2种复合浸种剂对秸秆还田下密度和下胚轴长度的影响

由表3可以看出，水稻秸秆全量还田不利于油菜生物量的积累和壮苗的形成。秸秆不还田处理的油菜地上、下部分的鲜重和干重高于秸秆还田处理，秸秆不还田处理的油菜根茎粗较秸秆还田处理扩大了9.73%，株高增长了17.91%，且水稻秸秆全量还田显著抑制了油菜根系伸长。壮苗剂浸种后显著缓解了水稻秸秆全量还田对油菜生长发育的不利影响，一方面促进油菜生物量的积累，秸秆还田条件下C1和C2试剂浸种显著提高了油菜地上、下部分鲜重和干重，较CK组差异达到显著(P＜0.05)。另一方面壮苗剂浸种促进秸秆还田条件下油菜壮苗，C1和C2浸种处理后油菜的总根长和根茎粗显著高于CK浸种处理，C1试剂浸种后油菜株高较CK浸种处理提升显著，而C2试剂浸种后油菜的株高较CK浸种提升不显著。

表3 2种复合浸种剂对油菜生长的影响（三叶期）

2.3 不同复合浸种剂对油菜安全越冬的影响

2021年元旦肥东县发生冻害，在冻害发生后4天调查田间的冻害情况。从表4可看出，秸秆还田处理降低了油菜成苗率，但对冻害指数无显著影响。C2试剂浸种较CK浸种降低了冻害指数，C2浸种后显著提高了油菜的成苗率，在秸秆还田条件下较CK提升了14.91%，在秸秆不还田条件下较CK提升24.14%。C1试剂浸种成苗率较CK浸种在秸秆还田和不还田条件下分别提升了1.12%和1.81%。

表4 2种复合浸种剂对秸秆还田条件下油菜安全越冬的影响

3 讨论

秸秆还田后影响直播油菜的出苗整齐度和出苗率。一方面阻碍机械下爪造成直播油菜的播种深度不一，出苗参差不齐；另一方面油菜播到秸秆上无法正常吸水撑破种皮发芽，且不利于出苗后油菜的根系下扎和幼苗的生长发育。秸秆还田对下茬作物的出苗和生长发育有抑制作用，前人为了缓解秸秆还田对下茬作物的不良影响做了很多的探索，如李辉信等[29]提出在秸秆还田条件下每平方接种20条蚯蚓接种蚯蚓可以缓解秸秆还田对作物的影响，对提高作物生长发育和促进作物增产效果明显，该方法应用于指导秸秆还田下直播油菜的生产困难很大；翼保毅等[30]深耕配合秸秆还田可以改善土壤结构，提高土壤中有益菌的数量和土壤酶的活性显著提高作物的产量，深耕可以将秸秆翻埋在土中且减少了土传病害的发生，但增加了机械成本；还有学者指出在秸秆还田下通过肥料运筹的方式达到培育壮苗提高产量的目的，肥料运筹对提高苗情有一定的帮助，但对出苗的影响较小。马超等[31]研究发现通过喷施秸秆腐熟剂的方式可以显著加快秸秆腐熟的效率，增加土壤中有机质含量，一定程度上缓解秸秆还田对油菜苗情的影响，提高作物产量。安俊朋[32]认为将秸秆进行条带还田，将秸秆与玉米种子分离开，避免了秸秆对玉米生长的影响，显著提高了玉米的产量，人工成本高大面积应用于大田难度较大。由于秸秆还田对作物出苗抑制显著，有学者提出提高播种量的方法，适宜增加播种量可以显著提高秸秆还田下直播油菜的密度和产量，提高播种量无疑加剧了作物对温光水土的竞争，对油菜个体的生长发育有一定的影响[33]。前人对缓解秸秆还田做出不同探索，取得了巨大进展，但也有缺陷，本研究通过浸种的方式，提高了油菜出苗率及幼苗素质，在苗期时，C1（40 mg/L赤霉素+200 mg/L钼酸铵+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L的硼酸，下同）、C2（100 μmol/L褪黑素+200 mg/L钼酸铵+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L的硼酸，下同）浸种后一定程度缓解了秸秆还田对油菜出苗的影响。试剂C1、C2浸种提高秸秆还田条件下每平方的出苗数，C1浸种试剂较CK提升显著，结果和陆子梅等[34]研究类似，发现用40 mg/L的赤霉素混合液浸种后油菜萌发速度快，出苗齐；C1处理下油菜的下胚轴较长可能原因是赤霉素影响，C2试剂浸种后油菜的下胚长较CK浸种略微缩短，褪黑素有促进植物根系发育和提高植物的抗逆性的作用[35]。

在三叶期时，秸秆还田不利于油菜生物量的积累和油菜壮苗的形成，试剂浸种显著促进了秸秆还田下油菜的生长发育。C1、C2试剂浸种提高了油菜生物量的积累，可能原因是试剂中加入了钼酸铵和磷酸二氢钾以及硼的原因，常连生等[24]认为钼肥有促进植物对营养物质的吸收，钼酸铵浸种后可以提高油菜在营养生长的鲜重和干重；秸秆还田下C1、C2浸种处理的总根长和根茎粗显著高于CK浸种处理后油菜的总根长和根茎粗，原因是赤霉素有促进细胞伸长的作用，褪黑素能促进植物的根系发育。

4 结论

秸秆还田抑制了油菜出苗且导致油菜下胚轴的伸长，自制的两种油菜复合壮苗试剂C1（40 mg/L赤霉素+200 mg/L钼酸铵+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L的硼酸，下同）、C2（100 μmol/L褪黑素+200 mg/L钼酸铵+2000 mg/L磷酸二氢钾+400 mg/L的硼酸，下同）浸种可以显著提高秸秆还田下油菜成苗，较对照组分别使田间出苗数提高了23.28%和3.97%。C2试剂在一定程度上可以抑制秸秆还田条件下的下胚轴伸长，提高幼苗素质。秸秆还田抑制了油菜生物量的积累，不利于油菜壮苗的形成。C1和C2试剂浸种显著提高了油菜地上、下部分鲜重和干重，促进油菜根系的发育。秸秆还田对油菜冻害指数和成苗率影响不显著，C2试剂浸种可以显著提高秸秆还田条件下的成苗率，较CK提高26.5%。