水稻幼苗根葉伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)觀(guān)察

李小萍，趙雅靜，李義珍，姜照偉

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，福建福州 350018）

水稻幼苗根葉伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)觀(guān)察

李小萍，趙雅靜，李義珍，姜照偉*

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，福建福州 350018）

為培育合格的機(jī)插秧苗，觀(guān)察了水稻幼苗根葉伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。結(jié)果表明，N節(jié)葉片、N-1節(jié)葉鞘、N-3節(jié)節(jié)根同步伸長(zhǎng)；1葉1心期，第一層節(jié)根—胚芽鞘節(jié)節(jié)根萌發(fā)伸長(zhǎng)，至4葉1心期，共有4節(jié)節(jié)根及其分枝根萌發(fā)，在秧盤(pán)底部纏結(jié)成網(wǎng)，確保秧苗連片不散，便于帶土機(jī)插。

水稻；秧苗；根葉生長(zhǎng)；機(jī)械插秧

在水稻生產(chǎn)系列機(jī)械化中，最后解決的是插秧機(jī)械化。近年隨著農(nóng)業(yè)勞力緊缺現(xiàn)象的出現(xiàn)和國(guó)家支農(nóng)力量的加強(qiáng)，插秧機(jī)械化正在各地推進(jìn)。適應(yīng)機(jī)插的秧苗為盤(pán)育小苗。為了育成符合機(jī)插規(guī)格的小苗，必須掌握小苗生育規(guī)律。為此，2013年在福州觀(guān)察幼苗從浸種至4葉期的根葉伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

供試水稻品種為佳輻占，在福州2013年10月9日浸種，11日播于塑盤(pán)沙培和淺層水培，置自然日光下生育，10月31日達(dá)4.3葉齡。育苗期間日平均氣溫變幅為21～24℃。

1.2 觀(guān)察項(xiàng)目及方法

葉片及葉鞘伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的觀(guān)測(cè) 在塑盤(pán)沙培苗中固定10株生長(zhǎng)一致的幼苗，逐日觀(guān)測(cè)胚芽鞘和各節(jié)葉片、葉鞘距地表的自然高度。葉片的自然高度包括葉片長(zhǎng)度和同節(jié)位葉鞘的長(zhǎng)度，待葉鞘抽出時(shí)，測(cè)定葉鞘的實(shí)際長(zhǎng)度及葉片已定型的長(zhǎng)度（簡(jiǎn)稱(chēng)定長(zhǎng)）。當(dāng)葉片定長(zhǎng)前測(cè)得的自然高度大于其后測(cè)得的葉片定長(zhǎng)時(shí)，自然高度減去定長(zhǎng)，即得該日該節(jié)位葉鞘長(zhǎng)度；當(dāng)測(cè)得的葉片自然高度小于葉片定長(zhǎng)時(shí)，該日同節(jié)位葉鞘長(zhǎng)度為0，葉片自然高度即為葉片實(shí)際長(zhǎng)度。但在葉片尚未露尖而未能測(cè)得其自然高度時(shí)，則由下述挖取觀(guān)測(cè)節(jié)根的樣株，在體視顯微鏡下解剖觀(guān)測(cè)幼葉的實(shí)際長(zhǎng)度。

葉齡的觀(guān)測(cè) 依據(jù)葉片伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，逐日計(jì)算出標(biāo)志葉片外觀(guān)出生進(jìn)度的葉齡，以第1完全葉為第1葉計(jì)算，整數(shù)是最上展開(kāi)葉的節(jié)位數(shù)，0下小數(shù)是心葉高于下位葉鞘的長(zhǎng)度占該葉定長(zhǎng)的比率。

胚根及各節(jié)節(jié)根伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的觀(guān)測(cè) 在秧苗2葉齡之前，逐日從淺層水培苗中選取10株與定點(diǎn)株葉齡相近的秧苗，在2葉齡之后，逐日從沙培苗中挖取10株與定點(diǎn)株葉齡相近的秧苗，觀(guān)測(cè)胚根長(zhǎng)度，并在體視顯微鏡下鑒定根葉節(jié)位、觀(guān)測(cè)各節(jié)節(jié)根的條數(shù)和長(zhǎng)度。

1.3 節(jié)位劃分標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)禾谷類(lèi)胚結(jié)構(gòu)的解釋?zhuān)瑢⒐?jié)部上方的葉片、葉鞘及蘗芽，節(jié)部下方的節(jié)間及節(jié)根，劃為同一個(gè)節(jié)位。由于秧苗基部節(jié)間密集，遵照上述節(jié)位劃分標(biāo)準(zhǔn)，采用葉位法確定節(jié)根的節(jié)位，即將緊貼N節(jié)葉鞘基部萌發(fā)的節(jié)根，劃為N節(jié)節(jié)根，將穿破N節(jié)葉鞘的節(jié)根，劃為N+1節(jié)節(jié)根。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼苗生育進(jìn)程

在供試條件下，稻谷浸種后24 h幼胚吸脹，36 h外稃基部受脹縱裂，48 h胚芽鞘破殼而出，俗稱(chēng)“破胸”。此時(shí)播種便于操作，根芽損傷也少。播種后1 d胚根萌發(fā)，2～3 d不完全葉露尖（見(jiàn)青），3～4 d第1葉露尖，4～5 d第1葉展開(kāi)，第2葉露尖，達(dá)1葉1心期。此后每隔4～5 d抽出一片新葉，順次達(dá)到2葉1心期、3葉1心期和可供機(jī)插的4葉1心期。從播種至4葉1心期歷20 d。

2.2 胚芽鞘、葉片和葉鞘的伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

表1顯示，葉片、葉鞘按由下而上的節(jié)位順次伸長(zhǎng)，相鄰節(jié)位葉片、葉鞘的伸長(zhǎng)期首尾銜接，同一節(jié)位的葉片先伸長(zhǎng)，定長(zhǎng)后再葉鞘伸長(zhǎng)。由此在一個(gè)時(shí)間斷面，呈現(xiàn)N節(jié)葉片與N-1節(jié)葉鞘同步伸長(zhǎng)的現(xiàn)象。由于不完全葉只有葉鞘，葉片萎縮退化（長(zhǎng)僅1 mm），遵循上述同伸規(guī)則，不完全葉與第1葉同步伸長(zhǎng)：在不完全葉露尖前，第1葉略短，在不完全葉露尖后，第1葉伸長(zhǎng)速度較大，但二者同時(shí)定長(zhǎng)。

外觀(guān)上，當(dāng)N節(jié)葉片抽出十分之二、三時(shí)（記N節(jié)葉片的葉齡為0.2、0.3），N節(jié)葉片已伸長(zhǎng)達(dá)最終定長(zhǎng)的一半左右；當(dāng)N節(jié)葉片抽出十分之六、七時(shí)（記N節(jié)葉片的葉齡為0.6、0.7），N節(jié)葉片已經(jīng)定長(zhǎng)，而N+1節(jié)葉片開(kāi)始伸長(zhǎng)。據(jù)此，可以葉齡為指標(biāo)，診斷各節(jié)葉片、葉鞘伸長(zhǎng)進(jìn)程。

表1 水稻幼苗胚芽鞘和各節(jié)位葉片、葉鞘的伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

2.3 胚根和節(jié)根的伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

表2顯示，水稻幼苗有1條胚根，各節(jié)都萌發(fā)多條節(jié)根。在供試條件下，至可供機(jī)插的4.3葉齡，胚根平均長(zhǎng)度達(dá)15.3 cm；胚芽鞘節(jié)萌發(fā)節(jié)根3條，平均長(zhǎng)度9.5 cm；不完全葉節(jié)萌發(fā)節(jié)根3.8條，平均長(zhǎng)度6.5 cm；1葉節(jié)萌發(fā)節(jié)根5.4條，平均長(zhǎng)度4.6 cm；2葉節(jié)萌發(fā)節(jié)根5.6條，平均長(zhǎng)度1.5 cm。合計(jì)18.8條，總長(zhǎng)102 cm，此外還有眾多的一、二次分枝根。根系在秧盤(pán)底部纏結(jié)成網(wǎng)，確保秧苗連片不散，便于帶土機(jī)插。

胚根在播種后1 d萌發(fā)，7 d長(zhǎng)度超10 cm。節(jié)根按由下而上的節(jié)位順次萌發(fā)伸長(zhǎng)，并與葉片伸長(zhǎng)時(shí)間存在井然有序的關(guān)系，即當(dāng)N節(jié)葉片開(kāi)始伸長(zhǎng)時(shí)（該時(shí)N-1節(jié)葉片抽出2/3），N-3節(jié)有少量節(jié)根萌發(fā)，當(dāng)N節(jié)葉片抽出2/3時(shí)（該時(shí)N節(jié)葉片定長(zhǎng)），N-3節(jié)節(jié)根全部萌發(fā)；節(jié)根萌發(fā)后逐漸伸長(zhǎng)，至N節(jié)葉片伸長(zhǎng)及半時(shí)（該時(shí)N節(jié)葉片外觀(guān)上抽出十分之二、三），N-3節(jié)節(jié)根平均長(zhǎng)度達(dá)1～3 cm），至N節(jié)葉片定長(zhǎng)時(shí)，N-3節(jié)節(jié)根平均長(zhǎng)度超3 cm。顯然，N節(jié)葉片與N-3節(jié)節(jié)根同步伸長(zhǎng)。不過(guò)節(jié)根從萌發(fā)至伸長(zhǎng)終止長(zhǎng)達(dá)2～3個(gè)出葉期。

表2 水稻幼苗胚根和各節(jié)節(jié)根的伸長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

3 討論

3.1 “雞爪根”發(fā)育問(wèn)題

從胚芽鞘節(jié)萌發(fā)的節(jié)根，俗稱(chēng)“雞爪根”，在幼苗生育中起著承前啟后的重要作用。芽鞘節(jié)節(jié)根在1葉展開(kāi)前萌發(fā)，1葉1心期顯著伸長(zhǎng)。在自然條件下育秧，在1葉1心期前實(shí)行溝灌，保持畦面濕潤(rùn)透氣狀態(tài)，促進(jìn)芽鞘根伸長(zhǎng)，可與胚根互為觭角支撐苗體，從而確保抗擊風(fēng)雨沖擊，渡過(guò)倒苗爛秧關(guān)。溫室育秧在1葉1心期前注重床土pH值，出芽期室溫和見(jiàn)青期光照的調(diào)控，促進(jìn)芽鞘根的原基充分發(fā)育和萌發(fā)伸長(zhǎng)，是確保育成強(qiáng)根壯體小苗的基礎(chǔ)。

星川清親［1］報(bào)道，“雞爪根”有5條，其中胚芽鞘節(jié)部下方3條，節(jié)部上方2條。實(shí)際上后2條穿破胚芽鞘，屬于不完全葉節(jié)節(jié)根。據(jù)本研究觀(guān)察，胚芽鞘節(jié)根在1葉抽出2/3時(shí)開(kāi)始萌發(fā)，2葉抽出后發(fā)齊并顯著伸長(zhǎng)；不完全葉節(jié)根在2葉露尖期偶見(jiàn)萌發(fā)，在2葉抽出2/3時(shí)萌發(fā)2條并開(kāi)始伸長(zhǎng)，在3葉抽出時(shí)又萌發(fā)2條新根，在供試條件下，共萌發(fā)3.8條節(jié)根。

3.2 機(jī)插秧苗培育問(wèn)題

機(jī)插秧苗有大苗（5葉齡）、中苗（3～4葉齡）、小苗（2葉齡）、乳苗（1葉齡）之分，以下暫按此分類(lèi)進(jìn)行討論。

日本在20世紀(jì)70年代研制示范動(dòng)力式插秧機(jī)，配套培育盤(pán)育大苗、中苗和小苗，以盤(pán)育小苗為主；80年代普及乘坐式動(dòng)力插秧機(jī)和盤(pán)育小苗（秧盤(pán)規(guī)格60 cm×30 cm×3 cm，每盤(pán)播種200 g，2～2.5葉齡機(jī)插，每667m2插12盤(pán)）。星川清親研究了盤(pán)育小苗的生理及育苗技術(shù)。為大幅提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，小倉(cāng)昭男近年研究了“長(zhǎng)毯水培乳苗”培育技術(shù)及配套機(jī)械。

中國(guó)在20世紀(jì)80年代從日本引進(jìn)成套育秧、插秧機(jī)械，在江浙一帶示范，其后逐步發(fā)展育秧設(shè)施和插秧機(jī)生產(chǎn)。近年隨著水稻規(guī)模經(jīng)營(yíng)的發(fā)展，機(jī)械插秧在各地悄然推進(jìn)，并探索出一套田間泥漿盤(pán)育中苗的技術(shù)（雜交稻每盤(pán)播種70～80 g，常規(guī)稻每盤(pán)播種100～140 g，4葉齡機(jī)插，每667m2插20～25盤(pán)）［2-4］。但盤(pán)育中苗花費(fèi)的勞力、成本遠(yuǎn)高于盤(pán)育小苖。

最近各地正在推進(jìn)育秧中心的建設(shè)。其難點(diǎn)是綠化煉苗階段排盤(pán)的場(chǎng)地，需比出苗見(jiàn)青階段疊盤(pán)架盤(pán)的場(chǎng)地?cái)U(kuò)大10倍以上，為大面積供秧機(jī)插不易。但現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求建立能為村鎮(zhèn)大面積供秧的大型育秧中心。為降低場(chǎng)地、勞力、設(shè)備、機(jī)械等費(fèi)用，育秧中心可能要走盤(pán)育小苗的途徑。

［1］ 星川清親. 水稻小苗的生理及其育秧技術(shù)［M］. 沈若謙譯. 北京：科學(xué)出版社，1977.

［2］ 張樹(shù)標(biāo)，吳華聰，張琳. 機(jī)插水稻的稀泥育秧技術(shù)［J］.福建稻麥科技，2012，30（4）：32-33.

［3］ 黃水龍. 水稻機(jī)插工廠(chǎng)化肓秧技術(shù)［J］. 福建稻麥科技，2012，30（4）：34-35.

［4］ 林鋒利. 優(yōu)質(zhì)稻佳輻占全程機(jī)械化豐產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.福建稻麥科技，2013，31（2）：14-15.

The Elongation Dynamic Observation of Rice Seedlings’ root-leaf

LI Xiao-ping, ZHAO Ya-jing, LI Yi-zhen, JIANG Zhao-wei*
（Rice Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350018, China）

For cultivating qualified rice seedling by mechanical transplanting, the elongation dynamic of rice seedlings’root-leaf was observed. The results showed that N node’s leaves, N-1 node’s leaf sheath and N-3 node’s nodal root elongated synchronization. At the stage of one mature leaf and one new leaf, the first layer nodal root-coleoptile nodal root were sprouting and growing. At the stage of one mature leaf and four leaves, there were 4 node’s nodal root and their branch roots germination, and their entangled into a network at the bottom of seedling plate to ensure the rice seedling contiguous lingers, in order to convenient for machine-transplanted with soil.

rice; rice seedling; leaf and root growth; machine rice transplantation

S511；S311

A

1008 - 9799（2014）01 - 0013 - 04

2014 - 01 - 16

國(guó)家科技支撐計(jì)劃子課題（2011BAD16B14）；福建省現(xiàn)化農(nóng)業(yè)水稻技術(shù)體系建設(shè)（閩財(cái)指［2009］528號(hào)）；福建省財(cái)政專(zhuān)項(xiàng)—福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（CXTD-1-1301）

李小萍（1966－），女，農(nóng)藝師，研究方向：作物栽培學(xué)

﹡通訊作者：姜照偉（1973－），男，博士，副研究員，研究方向：作物高產(chǎn)栽培與生理生態(tài)