水卷苗育秧方法對水稻秧苗素質(zhì)的影響

李玉祥，劉揚，閆飛宇，丁艷鋒，王紹華，劉正輝，唐設(shè)，李剛?cè)A*

(1 石河子大學農(nóng)學院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室，新疆 石河子 832003；2 江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/南京農(nóng)業(yè)大學，國家信息農(nóng)業(yè)工程技術(shù)中心/農(nóng)業(yè)部南方作物生理生態(tài)重點開放實驗室，南京 210095)

水稻秧苗素質(zhì)的好壞直接影響著秧苗移栽后返青活棵、大田群體生長及產(chǎn)量的形成。適宜的播種量及適期移栽為充分發(fā)揮插秧機的優(yōu)越性能及培育本田高質(zhì)量群體奠定了良好的基礎(chǔ)，對提高機插質(zhì)量與產(chǎn)量均具有重要意義。針對常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，前人大量的研究[1-8]已明確了播種量和移栽秧齡以及二者互作效應(yīng)對秧苗素質(zhì)的影響。對于水稻機插育秧新方法——水卷苗育秧方法而言，前期研究[9-15]已表明其產(chǎn)量能夠達到常規(guī)營養(yǎng)土和基質(zhì)育秧水平，能夠?qū)崿F(xiàn)育秧清潔化、輕量化和高效化。在此基礎(chǔ)上，分析了播種量及移栽秧齡對水卷苗秧苗素質(zhì)及產(chǎn)量形成的影響，初步確定了適宜的播種量及移栽秧齡[16-17]，但有關(guān)播種量和移栽秧齡二者互作效應(yīng)對水卷苗育秧方法秧苗素質(zhì)的影響仍未有報道。鑒于此，本文以長江中下游地區(qū)主栽水稻品種武運粳24號和雜交秈稻6兩優(yōu)9368為供試材料，以常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法為對照，探討不同播種量和移栽秧齡及其互作效應(yīng)對水卷苗秧苗素質(zhì)的影響，研究結(jié)果為機插水稻育秧方法選擇及壯秧的培育提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

以常規(guī)粳稻武運粳24號和雜交秈稻6兩優(yōu)9368為供試品種。武運粳24號播種量設(shè)置為芽谷重554.2、738.9、923.6和1108.4 g/m2，分別用A1、A2、A3、A4表示；6兩優(yōu)9368播種量設(shè)置為芽谷重307.9、431.0、554.2和677.3 g/m2，分別用B1、B2、B3、B4表示。水卷苗育秧方法(HLMS)每個處理播種3個育秧槽(0.28 m×4 m)。以常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法為對照(CMSS)，CMSS每個播量處理播種12盤(0.28 m×0.58 m)，于2015年5月23號播種；其中，芽谷重量為稻谷的1.3倍。試驗在玻璃溫室內(nèi)進行。

水卷苗育秧以20 g白色紡黏無紡布(南通康達復(fù)合材料有限公司)+1 cm稻殼(大米加工廠的下腳料)為育秧介質(zhì)[15]，采用“水稻水培育秧苗床”[14]進行秧苗培育，苗床長4 m，每個苗床由4個育秧槽(0.28 m×4 m)組成，采用“水稻水培育秧營養(yǎng)液及其制備方法”配方為秧苗供給養(yǎng)分[11]，用HCl和NaOH調(diào)節(jié)營養(yǎng)液pH值，使其維持為4.5～5.5。播種后采用黑色40 g無紡布覆蓋育苗，從秧苗1葉1心期開始適時煉苗[12]。播種后至秧苗2葉期(播種后第6天)用清水噴施澆灌秧苗，從2葉期開始用營養(yǎng)液用水泵循環(huán)澆灌秧苗。于播種后第7天用15%多效唑可濕性粉劑(750 g/hm2)兌水均勻噴施秧苗。常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法按照南方水稻肥床旱育操作規(guī)程進行。

1.2 測定項目及方法

分別于播種后第13、20、27及34天，每處理隨機取20株秧苗觀測葉齡，并測定葉片數(shù)、黃葉數(shù)、株高、苗基寬等，量取秧苗葉片長寬，用于計算秧苗單株葉面積；每處理取100株秧苗取地上部稱鮮重后置于105 ℃烘箱中烘30 min殺青，之后在80 ℃下烘至恒重，記錄干重，并計算重高比(重高比=地上部干重/苗高)。切取8 cm×8 cm板面的秧苗1塊，計數(shù)苗數(shù)，考察成苗率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

在Excel2007軟件中進行數(shù)據(jù)常規(guī)處理和作圖，在SPSS20.0 For Windows中進行方差分析。

2 結(jié)果分析

2.1 育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗葉齡的影響

由圖1可知，葉齡隨著播種量的增加呈下降趨勢，隨著移栽秧齡的增加呈增加趨勢，水卷苗育秧方法秧苗葉齡顯著大于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法(表1)，兩品種表現(xiàn)一致。其中，移栽秧齡為13 d，武運粳24號播種量由A1增加到A4時，水卷苗育秧方法葉齡比常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法分別高26.8%、45%、30%和33.3%，隨著移栽秧齡的增加，處理間趨勢一致。對于6兩優(yōu)9368而言，移栽秧齡為13 d，播種量由B1增加到B4時，2種育秧方法間葉齡差異較?。划斠圃匝睚g為20 d，播種量由B1增加到B4時，水卷苗育秧方法葉齡分別比常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法高18.5%、3.7%、17.4%和12.5%。播種量、移栽秧齡及育秧方法間互作效應(yīng)對秧苗葉齡均存在極顯著影響，品種間表現(xiàn)一致(表1)。

圖1 育秧方法、移栽秧齡及播種量對秧苗葉齡的影響Fig.1 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the number of appeared leaves of rice seedlings for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.2 育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗株高的影響

育秧方法、移栽秧齡和播種量均會影響秧苗的株高，但影響程度有差異(圖2)。對于不同育秧方法而言，水卷苗育秧方法秧苗株高小于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，兩品種表現(xiàn)一致；對于播種量而言，整體表現(xiàn)為小播量處理秧苗株高大于大播量處理，兩品種表現(xiàn)一致；隨著移栽秧齡的增加，秧苗株高顯著增加，但移栽秧齡為34 d時，株高增加幅度減小。方差分析表明，育秧方法、移栽秧齡和播種量及其互作對秧苗株高的影響均達顯著或極顯著水平，兩品種表現(xiàn)一致。武運粳24號顯著性表現(xiàn)為育秧方法>移栽秧齡>播種量，互作效應(yīng)中以育秧方法和移栽秧齡效應(yīng)影響最大；6兩優(yōu)9368顯著性表現(xiàn)為移栽秧齡>育秧方法>播種量，互作效應(yīng)中以移栽秧齡和播種量效應(yīng)影響最大。

圖2 育秧方法、移栽秧齡及播種量對秧苗株高的影響Fig.2 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the seedling height of rice seedlings for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.3 育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗苗基寬的影響

苗基寬是衡量秧苗素質(zhì)的一個重要指標。苗基寬越大，秧苗素質(zhì)越好，穗子大。由圖3可知，隨著播種量增加苗基寬呈下降趨勢，且隨著移栽秧齡增加，處理間差異增大。隨著移栽秧齡增加，苗基寬呈增加趨勢，當移栽秧齡超過34 d時，苗基寬增加幅度減小，武運粳24號有下降趨勢。育秧方法對苗基寬的影響在品種間存在一定差異，其中不同育秧方法對武運粳24號苗基寬無顯著影響，而對6兩優(yōu)9368為有極顯著影響。對于不同處理間互作效應(yīng)對苗基寬的影響，除育秧方法和播種量二者間互作效應(yīng)對武運粳24號秧苗苗基寬無顯著影響外，其他處理間互作效應(yīng)對兩品種苗基寬均產(chǎn)生顯著或極顯著影響(表1)。

圖3 育秧方法、移栽秧齡及播種量對秧苗苗基寬的影響Fig.3 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the seedling stem width of rice seedlings for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.4 育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗干物重的影響

隨著播種量的增加，秧苗干物重呈下降趨勢，且隨著移栽秧齡的增大處理間差異增大，兩品種表現(xiàn)一致(圖4)。隨著移栽秧齡的增加，秧苗干物重呈增加趨勢，但大苗移栽時增加幅度降低(秧齡34 d)，甚至有下降趨勢(6兩優(yōu)9368)。育秧方法對秧苗物質(zhì)積累量的影響表現(xiàn)為，小苗移栽時(秧齡13 d)為常規(guī)育秧方法高于水卷苗育秧方法，而大苗移栽時為(秧齡27 d、34 d)為水卷苗育秧方法高于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法。方差分析表明，移栽秧齡和播種量對武運粳24號的影響達極顯著水平，而育秧方法無顯著影響，其中顯著性表現(xiàn)為移栽秧齡>播種量；互作效應(yīng)中育秧方法和移栽秧齡及移栽秧齡和播種量對武運粳24號干物重均有極顯著影響。對于6兩優(yōu)9368而言，育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗干物重的影響均達極顯著水平，其中顯著性表現(xiàn)為移栽秧齡>播種量>育秧方法；互作效應(yīng)中除育秧方法和移栽秧齡外，其他處理間均無顯著影響。

圖4 育秧方法、移栽秧齡及播種量對秧苗物質(zhì)積累量的影響Fig.4 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the dry weight of seedling for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.5 育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗黃葉數(shù)的影響

由圖5可知，中小苗移栽時(13～20 d)，水卷苗育秧方法幾乎沒有黃葉，而常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法在秧齡20 d時已出現(xiàn)黃葉，且隨著播種量的增加而增加。隨著移栽秧齡的增加，秧苗黃葉數(shù)呈增加趨勢，且增加幅度加大，兩品種表現(xiàn)一致。不同育秧方法間，水卷苗育秧方法秧苗黃葉數(shù)少于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，兩品種表現(xiàn)一致。方差分析表明，育秧方法、移栽秧齡和播種量對武運粳24號的影響均達極顯著水平，其中顯著性表現(xiàn)為移栽秧齡>育秧方法>播種量；互作效應(yīng)中育秧方法和移栽秧齡及育秧方法和播種量對武運粳24號黃葉數(shù)均有顯著或極顯著影響。對于6兩優(yōu)9368而言，育秧方法和移栽秧齡對秧苗黃葉數(shù)的影響達極顯著水平，其中顯著性表現(xiàn)為移栽秧齡>育秧方法；互作效應(yīng)中育秧方法和移栽秧齡及育秧方法、移栽秧齡和播種量效應(yīng)對秧苗黃葉數(shù)有極顯著影響。

圖5 育秧方法、移栽秧齡及播種量對秧苗黃葉數(shù)的影響Fig.5 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the number of yellow leaves of rice seedling for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.6 育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗重高比的影響

隨著播種量增加，秧苗重高比呈下降趨勢，且隨著移栽秧齡增大，下降幅度增加，兩品種表現(xiàn)一致(圖6)。隨著移栽秧齡增加，秧苗重高比呈先增后降趨勢，中苗移栽時(秧齡20 d)增加快，但大苗移栽時增加幅度降低(秧齡27 d)，甚至有下降趨勢(秧齡34 d)，兩品種表現(xiàn)一致。不同育秧方法間，武運粳24號水卷苗育秧方法秧苗重高比高于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法；而6兩優(yōu)9368，秧齡13 d移栽時2種育秧方法處理間無顯著差異，其他秧齡移栽時均表現(xiàn)為水卷苗育秧方法高于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法。方差分析表明，育秧方法、移栽秧齡、播種量及其互作對武運粳24號秧苗重高比的影響均達極顯著水平，其中顯著性表現(xiàn)為育秧方法>移栽秧齡>播種量；互作效應(yīng)中以育秧方法和播種量效應(yīng)影響最大。對于6兩優(yōu)9368而言，育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗重高比的影響均達極顯著水平，顯著性表現(xiàn)為移栽秧齡>育秧方法>播種量；互作效應(yīng)中育秧方法和移栽秧齡及移栽秧齡和播種量效應(yīng)對秧苗重高比有極顯著影響。

圖6 育秧方法、移栽秧齡及播種量對秧苗重高比的影響Fig.6 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the dry weight-height ratio of seedling shoot for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.7 育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗成苗率的影響

隨著播種量和移栽秧齡的增加，成苗率均表現(xiàn)為下降趨勢，兩品種表現(xiàn)一致(圖7)。不同育秧方法間，小苗移栽(13 d)時水卷苗育秧方法成苗率略低于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，隨著移栽秧齡的增加，水卷苗育秧方法成苗率高于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法。方差分析表明，育秧方法、移栽秧齡和播種量對成苗率的影響均達極顯著水平，顯著性表現(xiàn)為移栽秧齡>播種量>育秧方法，兩品種表現(xiàn)一致?；プ餍?yīng)中武運粳24號除育秧方法和播種量效應(yīng)對成苗率無顯著影響外，其他處理間互作效應(yīng)均達到顯著或極顯著水平；6兩優(yōu)9368育秧方法和移栽秧齡及育秧方法和播種量效應(yīng)對成苗率影響顯著。

圖7 育秧方法、移栽秧齡及播種量對秧苗成苗率的影響Fig.7 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the seedling emergence rate for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.8 育秧方法、移栽秧齡和播種量對秧苗葉面積指數(shù)的影響

隨著播種量的增加，葉面積指數(shù)呈增加趨勢，兩品種表現(xiàn)一致(圖8)。隨著移栽秧齡的增加，水卷苗育秧方法葉面積指數(shù)呈增加趨勢，而常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法在秧齡13～27 d移栽時呈增加趨勢，到34 d時呈下降趨勢，兩品種表現(xiàn)一致。育秧方法對葉面積指數(shù)的影響隨著移栽秧齡的增加趨勢不一致，移栽秧齡由13 d增加到27 d時，葉面積指數(shù)均為水卷苗育秧方法低于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法；當移栽秧齡為34 d時，水卷苗育秧方法葉面積指數(shù)高于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，兩品種表現(xiàn)一致。除育秧方法和播種量間互作效應(yīng)對6兩優(yōu)9368葉面積指數(shù)無顯著交互影響外，其他處理間互作效應(yīng)對兩品種葉面積指數(shù)均產(chǎn)生顯著或極顯著影響。

圖8 育秧方法、移栽秧齡及播種量對葉面積指數(shù)的影響Fig.8 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the leaf area indexof rice seedlings for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.9 育秧方法、移栽秧齡和播種量及其互作效應(yīng)對秧苗素質(zhì)性狀的方差分析

方差分析表明(表1)：育秧方法間比較，對于武運粳24號而言，苗基寬和干物重差異不顯著，葉齡、株高、黃葉數(shù)、成苗率和葉面積指數(shù)均達到極顯著水平；對于6兩優(yōu)9368而言，上述各項指標均達到極顯著水平。移栽秧齡間比較，兩品種(武運粳24號和6兩優(yōu)9368)上述各指標均達到極顯著差異。播種量間比較，武運粳24號上述各指標均達到極顯著水平；對于6兩優(yōu)9368而言，處理間黃葉數(shù)差異不顯著，其他指標均達到極顯著差異，處理間交互作用對秧苗素質(zhì)大多參數(shù)有顯著或極顯著影響。

表1 育秧方法、移栽秧齡、播種量及其互作效應(yīng)對秧苗素質(zhì)影響的方差分析(F值)Tab.1 Analysis of variance for seedling quality indexes affected by seedling raising method,seedling age,sowing density and their interactions(F value)

注：*表示在0.05水平差異顯著，**表示在0.01水平差異顯著，NS表示無顯著差異。

3 討論

水卷苗育秧方法是一種新的水稻機插無土育秧方法，對比分析其與常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法對秧苗素質(zhì)的影響，對促進我國水稻育秧方法向輕簡化、集約化、規(guī)?；较虬l(fā)展具有重要意義。壯秧的培育是水稻高產(chǎn)的基礎(chǔ)，秧苗素質(zhì)的好壞直接影響著水稻移栽大田后返青活棵、物質(zhì)積累及生長發(fā)育，進而影響最終產(chǎn)量[9-10]，而播種量和移栽秧齡是影響秧苗質(zhì)素重要的因子。適宜播種量的確定及適期移栽不僅會影響新型高速插秧機的作業(yè)性能，對高產(chǎn)群體建設(shè)也具有重要意義[18-22]。本文研究表明，隨著苗床播種量的增加及移栽秧齡的延遲，秧苗葉齡、株高、苗基寬、干物質(zhì)積累量、黃葉數(shù)、重高比及葉面積指數(shù)均呈一定的增加趨勢，當移栽秧齡延遲到34 d時，秧苗苗基寬、干物質(zhì)積累量、重高比及葉面積指增加幅度較小甚至會降低；而成苗率隨著播種量的增加及移栽秧齡的延遲顯著下降，當移栽秧齡延遲到34 d時，下降幅度增大，兩品種表現(xiàn)基本一致，本研究結(jié)果與前人研究[5-8,22-24]結(jié)果基本一致。對于不同育秧方法方法而言，兩品種(武運粳24號和6兩優(yōu)9368)秧苗葉齡、重高比、成苗率及6兩優(yōu)9368苗基寬為水卷苗育秧方法優(yōu)于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法；而秧苗黃葉數(shù)及葉面積指數(shù)(秧齡13～27 d)低于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法。

葉齡常用來表示水稻秧齡的大小[25]，而葉齡進程與積溫關(guān)系密切[26-27]；除此之外，葉齡也受外界栽培管理條件的影響[28]。鐘代彬等[29]研究表明主莖葉片數(shù)受2個QTL控制，而主莖總?cè)~片數(shù)多有利于高產(chǎn)。采用水卷苗育秧方法培育秧苗時，會加快秧苗的出葉速度而增加主莖葉片數(shù)，這可能是水卷苗育秧方法獲得高產(chǎn)的一種表現(xiàn)[9]。秧苗重高比是移栽前檢驗秧苗素質(zhì)的重要指標之一[30]。研究[31]表明，水卷苗育秧方法秧苗重高比顯著低于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法；本研究表明，除6兩優(yōu)9368在秧齡13 d移栽時表現(xiàn)為水卷苗育秧方法秧苗重高比略低于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法外，其他時期均為水卷苗育秧方法高于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法。主要原因可能是水卷苗育秧方法優(yōu)化了營養(yǎng)液配方[11]和苗期管理方法[12]。適宜的成苗數(shù)一方面能夠促使壯秧的培育，另一方面也能夠保證機插質(zhì)量[18]。秧齡13 d移栽時，水卷苗育秧方法成苗率略低于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，但處理間無顯著差異；隨著移栽秧齡的延遲，水卷苗育秧方法成苗率優(yōu)于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，其主要原因可能是水卷苗育秧方法水肥管理是根據(jù)秧苗長勢進行配施，摒棄了常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法床土配肥方法(一次性施肥)，水肥管理更科學。水稻秧苗素質(zhì)的優(yōu)劣，可從秧苗地上部綠葉數(shù)直觀的反映，低播種量處理時秧苗生長發(fā)育良好、苗床群體遮陰輕，綠葉數(shù)多，秧苗個體素質(zhì)強[7-8,23]；相反，播種量過大時，苗床群體遮陰嚴重，秧苗生長環(huán)境惡劣，黃葉數(shù)增多，秧苗個體素質(zhì)下降，且隨著移栽秧齡的增加播種量對綠葉數(shù)的影響增大。本研究中，隨著播種量的增加及移栽秧齡的推遲，秧苗黃葉數(shù)顯著增加；水卷苗育秧方法秧苗黃葉數(shù)顯著少于常規(guī)營養(yǎng)土育秧，表明水卷苗育秧方法秧苗生長環(huán)境優(yōu)于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，易培育壯秧。葉面積指數(shù)是判斷秧苗群體生長環(huán)境優(yōu)劣的重要指標，適宜的葉面積指數(shù)對培育健壯秧苗具有重要意義[19,32]。本研究中，隨著播種量的增加，秧苗葉面積指數(shù)顯著增加；隨著移栽秧齡的延遲，水卷苗育秧方法葉面積指數(shù)呈增加趨勢，而常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法呈先增后降趨勢；對不同育秧方法而言，秧齡13～27 d移栽時水卷苗育秧方法葉面積指數(shù)小于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，34 d移栽時表現(xiàn)相反。表明水卷苗育秧方法在中小苗移栽時群體生長環(huán)境優(yōu)于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，秧苗個體生長有優(yōu)勢，大苗移栽時水卷苗仍能維持一定的生長。

4 結(jié)論

與常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法相比，水卷苗育秧方法葉齡大、黃葉數(shù)少、重高比大、葉面積適宜；小苗移栽時(13 d)育秧方法間成苗率無顯著差異，隨著移栽秧齡的增加，水卷苗育秧方法成苗率優(yōu)于常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法，水卷苗育秧方法秧苗素質(zhì)能夠達到常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法的水平，甚至有一定優(yōu)勢，是一種潛在的替代常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法的選擇。在生產(chǎn)上，水卷苗育秧方法中小苗(13～20 d)移栽時應(yīng)適當加大播種量，大苗(27 d)移栽時應(yīng)減小播種量，且移栽秧齡不宜延遲到34 d。