膜下滴灌水稻苗期黃枯的機(jī)理研究

王培武，李治遠(yuǎn)

（新疆天源滴灌水稻研究院，烏魯木齊 830000）

用地膜下滴灌的栽培方式種植水稻，由試驗(yàn)開始至今已有11年的種植歷史了。2007年膜下滴灌水稻試驗(yàn)取得突破性進(jìn)展，2008年在3.33 hm2面積上獲得平均380 kg/667 m2的產(chǎn)量。由2009年開始實(shí)施機(jī)械化條件下膜下滴灌水稻栽培至今，曾在1.33 hm2面積上出現(xiàn)過739 kg/667 m2的高產(chǎn)例。但在膜下滴灌水稻試驗(yàn)推廣的過程中大部分地塊都出現(xiàn)過稻苗大面積黃化、成片枯死的現(xiàn)象（照片1）。特別是膜下滴灌水稻出苗至3葉1心期易發(fā)生生長(zhǎng)停滯，葉色發(fā)黃的現(xiàn)象，發(fā)黃及生長(zhǎng)停滯時(shí)間可達(dá)50天以上，嚴(yán)重時(shí)可至成片枯死，對(duì)生產(chǎn)危害極大。據(jù)田間調(diào)查，發(fā)黃的稻苗根系發(fā)育停滯（照片2），新根生長(zhǎng)緩慢，至新根出現(xiàn)后黃苗情況才逐漸改善，新根不能出現(xiàn)的將逐漸枯死。

根據(jù)田間的觀察，我們認(rèn)為黃枯苗的發(fā)生可能與苗期的低溫和土壤鹽堿含量有關(guān)。為了驗(yàn)證出苗期低溫和土壤鹽堿對(duì)膜下滴灌水稻苗期黃枯苗的影響及相互關(guān)系，我們?cè)O(shè)計(jì)了膜下滴灌水稻播期試驗(yàn)，并對(duì)黃枯苗發(fā)生區(qū)域的土壤鹽堿情況進(jìn)行了調(diào)查，以確定播種至出苗期的氣溫變化及土壤含鹽堿量與黃枯苗發(fā)生率之間的關(guān)系。

1 內(nèi)容與方法

1.1 供試品種

寧粳28號(hào)。

1.2 供試地點(diǎn)

試驗(yàn)在新疆烏魯木齊市新疆天源滴灌水稻研究院農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)地內(nèi)進(jìn)行。供試土壤類型為荒漠灰鈣土，土層平均厚度為35 cm，土層下部為卵石。pH值8～9，土壤有機(jī)質(zhì)含量小于1%。

1.3 播期試驗(yàn)內(nèi)容與調(diào)查方法

（1）播期試驗(yàn)使用6.25%亮盾懸浮種衣劑處理水稻種子，預(yù)防水稻立枯病。

（2）選擇易發(fā)生黃枯苗的試驗(yàn)地實(shí)施播期試驗(yàn)。試驗(yàn)前調(diào)查試驗(yàn)地地表5 cm土層土壤的含鹽量、電導(dǎo)率、pH值及Na、K等主要金屬元素含量。水稻播期試驗(yàn)方法：試驗(yàn)地面積0.13 hm2，上一次播種、出苗、調(diào)查完成后在原地播下一期試驗(yàn)，共3個(gè)播期。播種期分別為2013年4月15日，5月10日和6月8日。用播種機(jī)播種，播種方式為一膜4組8行兩滴灌帶，組間行距10 cm×20 cm的寬窄行，連接行45 cm，膜寬1.3 m，播幅1.45 m，穴距 9 cm。播種后即滴水 30 m3/667 m2。水稻播種至出苗后5日內(nèi)為出苗期，在出苗期后隨機(jī)定6個(gè)樣點(diǎn)調(diào)查黃枯苗數(shù)，每個(gè)樣點(diǎn)為一膜8行，長(zhǎng)度10穴，即每樣點(diǎn)調(diào)查80穴，求出黃枯苗發(fā)生率，同時(shí)記錄并比對(duì)氣象局發(fā)布的播種期到出苗后5 d內(nèi)每日最高和最低氣溫，以明確不同氣溫條件與黃枯苗發(fā)生率的關(guān)系。

（3）觀察膜下滴灌水稻黃枯苗發(fā)病時(shí)期，病癥，取樣鏡檢、培養(yǎng)分離鏡檢。

1.4 黃枯苗發(fā)生率與土壤鹽堿含量調(diào)查

膜下滴灌水稻田土壤含鹽堿量的調(diào)查是在30.67 hm2的大田進(jìn)行的。膜下滴灌水稻苗發(fā)生黃枯苗后，選擇不同黃枯苗發(fā)生率的田塊，定20點(diǎn)進(jìn)行土壤取樣和黃枯苗發(fā)生率調(diào)查。定點(diǎn)取樣方法為：目測(cè)選擇黃枯苗發(fā)生率差異較大的田塊，取8行（一個(gè)播幅）為一個(gè)點(diǎn)，在各播幅中心20 cm行間距的中間位置定點(diǎn)，標(biāo)注取樣號(hào)后照相留存。取樣時(shí)撥開地膜取5 cm深的土壤混合后進(jìn)行土壤分析。離取樣點(diǎn)最近的周邊4行（每側(cè)2行）每行10穴的黃枯苗發(fā)生率作為判定分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。 測(cè)定：pH 值、全鹽、電導(dǎo)率、Ca＋＋、Mg＋＋、K＋、Na＋、Cl－、HCO3－、有效硼、速效鉀、速效磷、速效氮。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期試驗(yàn)

2.1.1 取樣鏡檢、培養(yǎng)分離鏡檢 對(duì)膜下滴灌水稻黃枯苗實(shí)施觀察：黃枯苗植株矮化、葉子變黃、新根少或無新根，發(fā)生輕時(shí)，水稻苗變黃，發(fā)病中心成橘黃色，嚴(yán)重時(shí)水稻苗成片枯死。取黃枯苗根進(jìn)行顯微鏡檢查及組織培養(yǎng)，沒有發(fā)現(xiàn)病原鐮孢菌。證明了膜下滴灌水稻的黃枯苗是一種非微生物病原性病害。

2.1.2 土壤化驗(yàn) 播期試驗(yàn)地土壤化驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)地的土壤是一種高pH值的鹽漬土壤，化驗(yàn)結(jié)果見表1。

2.1.3 不同氣溫條件與黃枯苗發(fā)生率的關(guān)系 由表2、表3可以看出，在同樣的土地條件和灌水條件下，隨著播種期的延遲，日最高氣溫和日最低氣溫的增高，水稻的出苗速度加快，播種日至見苗日的時(shí)間、見苗日至出苗日（出苗80%以上）的時(shí)間也同樣縮短。隨著播種期的延后和氣溫的升高，黃枯苗的發(fā)生率也呈下降趨勢(shì)。

表1 播期試驗(yàn)地土壤含鹽堿情況分析

播期試驗(yàn)的黃枯苗發(fā)生情況如表3所示，隨著播種期的推遲，膜下滴灌水稻出苗率由第一播期的79.5%提高到第二播期的 86.3%，第三播期的出苗率為88.7%，出苗時(shí)間由第一播期的18 d，第二播期的13 d到第三播期的5 d急速變短，黃枯苗的發(fā)生率也由第一播期的90.3%到第二播期的74.5%再到第三播期的3.6%而大幅度降低。

表3所示，隨著播種時(shí)期的延遲，出苗所需日數(shù)縮短，出苗率提高，黃枯苗發(fā)生率降低的表現(xiàn)都與表2所示的播種至出苗期的日平均氣溫變化有關(guān)。隨著播種期的延遲，越遲播種的處理，播種至出苗期間的平均溫度也越高，第一播種期出苗期間最低最高氣溫的平均溫度分別是8.6℃和21.3℃，而第二播種期出苗期間最低最高氣溫的平均溫度分別是11.2℃和25.1℃，第三播種期出苗期間最低最高氣溫的平均溫度分別為17.9℃和30.1℃。其氣溫的變化趨勢(shì)與延遲播期所發(fā)生的出苗日數(shù)縮短、出苗率提高和黃枯苗發(fā)生率降低的變化有很高的相關(guān)性。

表3 膜下滴灌水稻播期試驗(yàn)黃枯苗發(fā)生率調(diào)查

我們對(duì)出苗期日氣溫變化的數(shù)據(jù)做了大于13℃的絕對(duì)積溫的處理。3個(gè)播期試驗(yàn)出苗期的日最高氣溫大于13℃的絕對(duì)積溫分別為200℃、230℃和188℃，該播期試驗(yàn)出苗期日最高氣溫大于13℃的絕對(duì)積溫的變化趨勢(shì)與膜下滴灌水稻的出苗速度、出苗率及黃枯苗的發(fā)生率的變化趨勢(shì)沒有相關(guān)性，但是日最低氣溫大于13℃的絕對(duì)積溫的變化趨勢(shì)與出苗速度、出苗率及黃枯苗的發(fā)生率的變化趨勢(shì)有很高的相關(guān)性。3個(gè)播期試驗(yàn)出苗期，日最低氣溫大于13℃的絕對(duì)積溫分別為－106℃、－34℃和54℃。數(shù)據(jù)顯示，日最低氣溫大于13℃的絕對(duì)積溫越高，其出苗率越高，出苗速度越快，發(fā)生黃枯苗的比率越小。

2.2 土壤鹽堿含量與黃枯苗發(fā)生率的關(guān)系

目測(cè)選擇黃枯苗發(fā)生率差異較大的田塊，取8行（一個(gè)播幅）為一個(gè)樣點(diǎn)，如照片3所示在各播幅中心20 cm行間距的中間位置定點(diǎn)，并標(biāo)取樣號(hào)后照相留存。根據(jù)照片統(tǒng)計(jì)黃枯苗的發(fā)生率，將黃枯苗發(fā)生程度分為4級(jí)。黃枯苗發(fā)生率不足調(diào)查總穴數(shù)的15%的為1級(jí)，黃枯苗發(fā)生率為調(diào)查總穴數(shù)的15%～50%的為2級(jí)，黃枯苗發(fā)生率為調(diào)查總穴數(shù)的51%～75%的為3級(jí)，黃枯苗發(fā)生率為調(diào)查總穴數(shù)的75%以上的為4級(jí)。經(jīng)取樣分析不同鹽堿條件下黃枯苗發(fā)生情況如表4所示。

從表4中的數(shù)據(jù)可以看出，膜下滴灌水稻黃枯苗的發(fā)生率與土壤總含鹽量，電導(dǎo)率，Cl－、Na＋含量的相關(guān)系數(shù)為0.75以上的正相關(guān)，即說明土壤總含鹽量、電導(dǎo)率及Cl－、Na＋都會(huì)引起膜下滴灌水稻苗期發(fā)生黃枯苗。土壤含鹽量越高，電導(dǎo)率越高，Cl－、Na＋濃度越高，對(duì)膜下滴灌水稻發(fā)生黃枯苗的影響也越大。特別是Cl－、Na＋的含量與膜下滴灌水稻黃枯苗的發(fā)生率的相關(guān)性在90%左右，比其他因素對(duì)膜下滴灌水稻黃枯苗發(fā)生率的影響更大。

表4 土壤鹽堿含量與黃枯苗發(fā)生率的關(guān)系

由圖 1、圖 2 可以看出，土壤含鹽（Na＋、Cl－）量與膜下滴灌水稻的黃枯苗發(fā)生率具有直線型的相關(guān)關(guān)系。

表4的數(shù)據(jù)還顯示，鎂、鉀、氮等鹽類雖然其

3 結(jié)論與討論

（1）播期試驗(yàn)的數(shù)據(jù)說明了低溫和土壤鹽分都是膜下滴灌水稻黃枯苗發(fā)生的原因，都可以促使膜下滴灌水稻的苗期產(chǎn)生黃枯苗甚至死苗。低溫和土壤高鹽分含量單獨(dú)都可以促使膜下滴灌水稻發(fā)生黃枯苗，也可以相互加成促使膜下滴灌水稻黃枯苗發(fā)生的更嚴(yán)重。

（2）在氣溫對(duì)膜下滴灌水稻黃枯苗發(fā)生率的影響中，一日中低溫的程度起著決定性的作用，而日平均氣溫的最高溫度對(duì)膜下滴灌水稻黃枯苗的發(fā)生率影響不大。當(dāng)播種至出苗期日最低氣溫大于13℃的絕對(duì)積溫提高到一定值后，即便是在有土壤鹽害因素存在的情況下，黃枯苗發(fā)生率也會(huì)大幅度降低。溫度是影響植物種子發(fā)芽、出苗速度的關(guān)鍵因素之一，當(dāng)然膜下滴灌水稻也不例外。特別是一日之中的低溫，對(duì)出苗速度和壯苗影響頗大。出苗速度越慢，受土壤中鹽分的影響就越大，土壤中鹽分會(huì)影響膜下滴灌水稻出苗率和壯苗率，會(huì)促使水稻苗期發(fā)生黃枯苗。

選用生育期短的品種，用延遲播種的方法提高播種出苗期間最低氣溫的絕對(duì)積溫，或可有效地降低鹽堿地黃枯苗的發(fā)生率。

根據(jù)表3，第三播期試驗(yàn)的日最低氣溫大于13℃的絕對(duì)積溫值在54℃時(shí)，黃枯苗發(fā)生率顯著降低。據(jù)此我們?cè)O(shè)想能否在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)于不同品種的膜下滴灌水稻，用播種出苗階段日最低氣溫大于13℃的絕對(duì)積溫這個(gè)值來預(yù)測(cè)黃枯相關(guān)性不是很高，但都對(duì)黃枯苗的發(fā)生有影響。土壤pH值和硫酸根，碳酸氫根以及其他鈣、磷等元素含量與膜下滴灌水稻的黃枯苗發(fā)生率沒有相關(guān)性。苗的發(fā)生率，并據(jù)此來確定某個(gè)水稻品種的膜下滴灌栽培方式的最適宜播種期。

（3）土壤鹽堿含量對(duì)膜下滴灌水稻黃枯苗發(fā)生率的影響很大，從表4可以看出起主要作用的并不是pH值，而是鹽的濃度和電導(dǎo)率。雖然鎂、鉀、氮等鹽類都對(duì)黃枯苗的發(fā)生具有一定的相關(guān)性，但土壤中Na＋和Cl－的含量對(duì)膜下滴灌水稻黃枯苗的影響最大。

物理化學(xué)常識(shí)告訴我們土壤鹽（鈉、氯、鎂、鉀、氮等）類，就是土壤總鹽濃度的構(gòu)成物，也與土壤電導(dǎo)率有著直接的相關(guān)關(guān)系，所以土壤總鹽濃度及土壤電導(dǎo)率的高低與膜下滴灌水稻黃枯苗的發(fā)生率有相關(guān)關(guān)系也就很好理解了。表4及圖1、圖2的數(shù)據(jù)告訴我們土壤中Na＋和Cl－的含量即氯化鈉鹽的含量是影響膜下滴灌水稻發(fā)生黃枯苗的關(guān)鍵因素。

表4所示，土壤pH值的變化對(duì)膜下滴灌水稻初期生育以及黃枯苗的發(fā)生率影響不大，這個(gè)結(jié)果與其他學(xué)者對(duì)水田水稻的研究結(jié)果很不一致。水田水稻對(duì)pH值的變化十分敏感，水田水稻喜歡弱酸性的生長(zhǎng)條件，pH值大于7時(shí)對(duì)水稻幼苗的生長(zhǎng)就有明顯的影響，但本試驗(yàn)表4的數(shù)據(jù)不支持這樣的結(jié)論。這是否是因?yàn)樵诤醚鯒l件下栽培的膜下滴灌水稻與在厭氧條件下栽培的水田水稻的差異呢？雖然僅由本試驗(yàn)還不能下這個(gè)結(jié)論，但本試驗(yàn)中膜下滴灌水稻表現(xiàn)出的這個(gè)現(xiàn)象值得更深入地去研究。

（4）綜上所述，膜下滴灌水稻苗期黃枯苗的發(fā)生率與以氯離子和鈉離子為中心的鹽的含量有直接的高度相關(guān)關(guān)系。土壤鹽分是造成膜下滴灌水稻苗期出現(xiàn)黃枯苗的元兇之一的這個(gè)結(jié)論已經(jīng)由本試驗(yàn)得到證明。由于測(cè)定土壤電導(dǎo)率比測(cè)定土壤鹽分濃度容易，因此可以考慮在進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)上明確不同土壤條件，不同品種的膜下滴灌水稻苗期黃枯苗發(fā)生的土壤電導(dǎo)率的臨界值，并以此作為膜下滴灌水稻地的土壤改良的目標(biāo)值之一。

表4的數(shù)據(jù)中表示鎂離子、鉀離子和速效氮的濃度與膜下滴灌水稻苗期的黃枯苗發(fā)生率也有67%左右的相關(guān)性存在，但考慮到其相關(guān)性比總鹽，電導(dǎo)率，氯離子和鈉離子等因素的相關(guān)性低，同時(shí)鉀離子和速效氮是作物所需的肥料，肥料對(duì)膜下滴灌水稻苗期的黃枯苗的發(fā)生率是否有負(fù)面影響，尚不能根據(jù)本試驗(yàn)就下結(jié)論，應(yīng)該有更多更細(xì)致的試驗(yàn)來證明。但上述數(shù)據(jù)至少可以說明在鹽堿地的條件下，膜下滴灌水稻出苗時(shí)期大量施用氮肥和鉀肥不能起到促進(jìn)水稻壯苗的積極意義。