基質含水量對機插水稻秧苗素質及產量的影響

黎星 胡啟星 成臣 王盛亮 汪建軍 程慧煌 王琪 曾勇軍

（江西農業(yè)大學作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點實驗室/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點實驗室/雙季稻現(xiàn)代化生產協(xié)同創(chuàng)新中心/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，南昌 330045；第一作者：15079084801@163.com；*通訊作者：zengyj2002@163.com）

水稻機插技術可以提高農業(yè)生產效率和加快農業(yè)現(xiàn)代化進程，已成為我國水稻栽培的主要方式[1-4]。機插育秧技術主要包括流水線育秧環(huán)節(jié)和機械移栽過程[5]。隨著我國經(jīng)濟技術的迅速發(fā)展，對水稻流水線育秧有了更高的要求[6]。不僅需要培育標準化壯秧，還要能有效降低成本，減輕勞動強度等[7-8]。流水線育秧過程中育秧盤內基質理化性質和水分含量對秧苗質量有著重要影響，直接關系到機插稻的產量[9-11]。

前人對于機插育秧技術有很多研究[12-15]。但對機插育秧過程中每一葉齡期精準水分管理還鮮有報道。因此，本文在機械化流水線播種育秧條件下，通過設置育秧基質不同含水量處理，探討苗期水分管理對機插稻秧苗素質和產量的影響，為機插稻的高產栽培提供理論指導和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及試驗材料

試驗于2017年在江西省上高縣泗溪鎮(zhèn)曾家村江西農業(yè)大學試驗基地（28°31′N，115°09′E）進行。供試土壤類型為沙質壤土，試驗前土壤基本理化性質：pH值6.2、有機質21.3 g/kg、有效磷47.5 mg/kg、速效鉀69.9 mg/kg、堿解氮91.2 mg/kg。早晚稻均采用常規(guī)水稻品種江早361。供試育秧基質為“中錦”牌基質。

1.2 試驗設計

選取發(fā)芽一致的種子進行播種，每盤播種量120 g，前期為大棚試驗。試驗根據(jù)基質含水量的不同在早晚稻各設4個處理：EW1，早稻，基質含水量40%；EW2，早稻，基質含水量60%；EW3，早稻，基質含水量80%；EW4，早稻，基質含水量 100%；LW1，晚稻，基質含水量40%；LW2，晚稻，基質含水量60%；LW3，晚稻，基質含水量80%；LW4，晚稻，基質含水量100%。各處理利用ZYWL-A-2014-01-A1農情田間檢測專用設備對苗床含水量進行動態(tài)監(jiān)測，并在每天12∶00根據(jù)監(jiān)測的含水量結果進行人工均勻灑水，使苗床含水量保持在設計的數(shù)值，每個處理播20盤，3次重復。各處理溫度變化如圖1所示。移栽后為大田試驗，每個處理3次重復，每個重復面積100 m2。

早稻施肥量：純氮 165 kg/hm2，其中，基肥∶蘗肥∶穗肥=5∶2∶3；鉀肥用量為 165 kg/hm2，分基肥和穗肥 2 次施用，基肥∶穗肥=7∶3；磷肥用量為 90 kg/hm2，作基肥一次性施用。晚稻施肥量：純氮195 kg/hm2，其中，基肥∶蘗肥∶穗肥=4∶2∶4；鉀肥用量為 180 kg/hm2，分基肥和穗肥2 次施用，基肥∶穗肥=6∶4；磷肥用量為 105 kg/hm2，作基肥一次性施用。早晚稻氮、磷、鉀肥分別為尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀；行株距均為25 cm×14 cm。移栽秧齡分別為3葉1心和4葉1心。

圖1 1葉1心后各處理基質溫度變化

圖2 不同基質含水量對秧苗生長速度的影響

圖3 不同基質含水量對秧苗根系性狀的影響

1.3 測定項目及方法

1.3.1 濕度和溫度

1葉1心至移栽每天12∶00利用ZYWL-A-2014-01-A1農情田間檢測專用設備對每個處理定點（每個重復5個點）嚴密監(jiān)控基質濕度、溫度。

1.3.2 秧苗素質

在移栽前每個重復選取有代表性秧苗30株，測其葉齡、苗高、根長、根數(shù)、莖基寬和單株莖葉質量等。

1.3.3 產量及產量構成

在水稻成熟期，在未取樣的區(qū)域實收100株水稻（10行10列）裝入尼龍網(wǎng)袋，在陽光下曬干后人工脫粒，然后將谷粒放入塑料盆中水選，對下沉的飽滿谷粒進行烘干稱重，即實際產量。在收割前各小區(qū)調查150株的水稻有效穗數(shù)，按平均數(shù)法從各小區(qū)取5株，考察穗粒結構。計算壯苗指數(shù)，壯苗指數(shù)=（莖基寬/苗高）×莖葉干質量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Origin8.5軟件制圖，用DPS軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 基質含水量對水稻秧苗生長速度的影響

由圖2可知，隨著基質含水量的增加，早晚稻葉齡和苗高均呈先增后減的趨勢，均以EW2、LW2處理最大，EW4、LW4處理最小。早稻2個指標最高值比最低值分別增加7.1%和12.3%，晚稻分別增加7.4%和13.3%。EW2處理葉齡與EW1和EW4處理差異顯著。LW2處理葉齡與LW1、LW4處理差異顯著，與LW3處理差異不顯著。EW2處理苗高顯著高于EW3和EW4處理。

2.2 基質含水量對水稻秧苗根系性狀的影響

從圖3可見，隨著基質含水量的增加，早稻根長呈現(xiàn)先減后增的趨勢，EW3處理比EW1、EW2和EW4處理分別少56.4%、36.4%和34.5%，差異顯著；晚稻根長隨基質含水量的增加呈先增后減再增的趨勢，以LW2處理最大，LW3處理最小，LW3處理比LW2和LW4處理分別少35.7%和33.9%，差異顯著；早晚稻秧苗的根數(shù)均隨著基質含水量的增加呈先減后增再減的趨勢，均以EW2和LW2處理最少，但同一季別中的4個處理間差異不顯著。

表1 不同基質含水量對秧苗綜合素質的影響

表2 不同基質含水量對機插稻產量及產量構成的影響

2.3 基質含水量對水稻秧苗綜合素質的影響

由表1可知，隨著基質含水量的增加，早晚稻秧苗莖基寬均呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，每個季別的4個處理間沒有顯著差異。早晚稻秧苗的單株莖葉質量均隨著基質含水量的增加先增后減，均以EW2和LW2處理最大。EW2處理比同季其他3個處理分別多12.3%、6.8%和13.3%，差異顯著；LW2處理比同季其他3個處理分別多13.6%、6.1%和12.9%，差異顯著。隨著基質含水量的增加，早晚稻壯苗指數(shù)均是先增后減，早稻各處理表現(xiàn)為 EW3＞EW2＞EW1＞EW4，晚稻各處理表現(xiàn)為LW3＞LW2＞LW1＞LW4。整體而言，晚稻的壯苗指數(shù)高于早稻。

2.4 基質含水量對水稻產量及產量構成的影響

由表2可知，隨著苗期基質含水量的增加，早稻產量呈先增后減的規(guī)律，EW2處理最高，與EW2處理相比，EW1、EW3和 EW4處理分別減產 5.9%、4.9%和5.7%，差異顯著。隨著苗期基質含水量的增加，晚稻產量呈現(xiàn)先增后減的規(guī)律，LW2處理最高，與LW2處理相比，LW1和LW4處理減產13.2%和10.4%，差異顯著，LW3處理減產5.0%，差異不顯著。

表2顯示，隨著基質含水量的增加，早稻有效穗數(shù)呈現(xiàn)先減后增的趨勢，EW2處理最少，比EW1處理少17.5%，EW1處理有效穗數(shù)與其他3個處理有顯著差異；隨著基質含水量增加，早稻每穗粒數(shù)和結實率均是先增加后減少，EW2處理最多，與EW2處理相比，EW1、EW3和EW4處理的每穗粒數(shù)分別減少14.5%、10.8%和13.0%，差異顯著。隨著苗期基質含水量的增加，晚稻有效穗數(shù)先減少后增加，LW2處理最少；每穗粒數(shù)先增后減，LW3處理最大；結實率持續(xù)減少。

由表3可知，早稻產量與每穗粒數(shù)呈顯著正相關，晚稻產量與千粒重呈顯著負相關。

3 小結與討論

前人雖有針對基質育秧水分管理的研究[16-18]，但基本屬于粗放型管理[19-20]，而關于每一葉齡期精準含水量管理還未見報導。廖莎等[21]研究表明，適宜的水分虧缺能抑制苗高，促進秧苗根系生長及提高根系的活力，提高成秧率。本研究結果表明，隨著苗期基質含水量的增加，早晚稻秧苗葉齡和苗高均呈現(xiàn)先增后減的趨勢，說明基質水分虧缺和過量均會抑制秧苗的生長。楊林等[22]研究認為，水稻機插秧水育旱管育秧是在水田里做秧床，播種至秧苗1葉1心期間床面實行旱管，需水時再在廂溝內灌水，灌水不超過床面，利用排水和灌水可以有效調節(jié)苗床內溫度和秧苗生長速度，提高秧苗素質。陳惠哲等[23]研究認為，水稻秧苗期不同灌水深度會對秧苗生長產生影響，從而實現(xiàn)水稻秧苗期的節(jié)水灌溉，提高秧苗期的水分利用效率。本研究結果表明，隨著育秧基質含水量的增加，早晚稻秧苗莖基寬、單株莖葉質量和壯苗指數(shù)均表現(xiàn)為先增后減，均以EW2和LW2處理秧苗素質最好。趙言文等[24]認為，土壤水分對秧苗根系影響最大，秧苗單株發(fā)根數(shù)與土壤含水量呈線性回歸，單株潛伏根數(shù)與土壤含水量呈單峰曲線變化關系。黃祥熙等[25]認為，土壤水分是影響水稻出苗、成秧的關鍵，只有當土壤含水量達到一定水平芽谷才能出苗，超過這個水平，隨水分增加，出苗率急增；當水分增至某一限度后，出苗率趨于平穩(wěn)。本研究結果表明，隨基質水分增加，早晚稻秧苗根數(shù)隨著含水量的增加均呈現(xiàn)出先減后增的趨勢，均以EW2和LW2處理最大。說明適宜的水分能夠促進秧苗的根系生長，提高秧苗的吸附能力。本研究立足于基質含水量對秧苗素質的表觀特征影響，而對秧苗內部生理特征的影響有待進一步探究。本試驗結果表明，機插育秧秧苗在基質含水量為60%時具有較好的秧苗素質和壯苗指數(shù)，最終獲得較高產量。

表3 水稻產量構成因子與產量的相關性