不同播期和大棚育苗微環(huán)境對單季粳稻秧苗素質(zhì)的影響

張美玲　陳龍　陳洪利　辛明月　徐靜　于文穎

摘要：以晚熟水稻品種鹽豐47為研究對象，于2015年在遼寧省盤錦市進行了分期播種試驗，分析了不同播期和大棚育苗微環(huán)境對單季粳稻秧苗素質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著播種期推遲，粳稻秧苗生育期逐漸縮短，生育進程加快，主要體現(xiàn)在播種至出苗期和出苗至1.5葉齡期。粳稻秧苗生長速率與積溫、日照時間呈極顯著負相關(guān)，與日平均氣溫和日平均相對濕度相關(guān)性不顯著。不同播期對粳稻秧苗的最終株高影響不大。1.5葉齡至2.5葉齡期，粳稻秧苗主要發(fā)展根系，2.5葉齡至3.5葉齡期主要集中在地上部干物質(zhì)的累積，且播期晚的秧苗根系生長健壯。粳稻秧苗株高、干物質(zhì)、根冠比與日平均氣溫、積溫、日照時間、日平均相對濕度均無顯著相關(guān)性。結(jié)合本地生產(chǎn)實際，確定晚熟粳稻適宜播種期在4月18日前后。

關(guān)鍵詞：單季粳稻;分期播種;微環(huán)境;秧苗素質(zhì)

中圖分類號：S511? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）22-0023-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.22.005? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Effects of different sowing date and greenhouse seedling microenvironment on

seedling quality of single season japonica rice

ZHANG Mei-ling1，CHEN Long2，CHEN Hong-li2，XIN Ming-yue2，XU Jing3，YU Wen-ying4

（1.Panjin Dawa Meteorological Bureau，Panjin 124200，Liaoning，China;2.Panjin Meteorological Bureau，Panjin 124010，Liaoning，China;

3.Panshan County Meteorological Bureau，Panjin 124100，Liaoning，China;

4.Shenyang Institute of Atmospheric Environment，China Meteorological Administration，Shenyang 110166，China）

Abstract： Based on the late rice variety Yanfeng 47 as the research object， the experiment of sowing by stages was carried out in Panjin city in 2015. The effects of different sowing date and greenhouse seedling microenvironment on seedling quality of single season japonica rice were analyzed. The results showed that with the delay of sowing date， the growth period of japonica rice seedlings was shortened and the growth process was accelerated， which was mainly embodied in sowing-seedling stage and emergence-1.5 leaf age. The growth rate of japonica rice seedlings was significantly negatively correlated with accumulated temperature and sunshine time， and was not significantly correlated with daily mean temperature and daily average relative humidity. The different sowing date had little influence on the final plant height of japonica rice seedlings. At 1.5-leaf-age to 2.5-leaf stage， japonica rice seedlings mainly developed root system， but it mainly concentrated on the accumulation of dry matter in the ground at 2.5-leaf to 3.5-leaf-age period， and the root system of the seedling with late sowing date was strong. There were no significant correlations between rice seedling height， dry matter， root-shoot ratio， daily average temperature， accumulative temperature， sunshine time and daily mean relative humidity. Combining with local production practice， the suitable sowing date of late maturing japonica rice was determined around April 18.

Key words： the single season japonica rice; seedling by stages; micrometeorology; seedling quality

水稻秧苗的生長受到育秧環(huán)境、氣候條件和品種等多方面的影響，研究其影響因素對培育高品質(zhì)秧苗以及田間或溫室大棚育秧管理有著重要意義。國內(nèi)學者的研究主要集中在不同基質(zhì)[1，2]、施用外源物質(zhì)（氮素、肥、生物炭）[3-5]及氣孔調(diào)節(jié)[6]等方面對水稻秧苗素質(zhì)的影響，從氣候（光照、光強及根系溫度等）對水稻秧苗素質(zhì)的影響也做了一些研究，如吳丹[7]研究了LED光源光譜能量分布、播量及根系溫度對水稻秧苗的影響;劉宇倩[8]分析了調(diào)控光譜與光照時間對水稻秧苗素質(zhì)的影響;馬旭等[9]研究了不同光質(zhì)與光照度對水稻秧苗素質(zhì)的影響。對于溫室大棚水稻育秧的研究，多集中在育秧技術(shù)和棚內(nèi)氣候指標等方面[10]，而針對不同棚內(nèi)微環(huán)境特征對秧苗素質(zhì)的影響以及它們之間的關(guān)系研究相對較少。

盤錦市是遼寧省單季粳稻主產(chǎn)區(qū)，其粳稻種植面積近10萬hm2，年產(chǎn)量93.7萬t，是遼寧省商品糧和優(yōu)質(zhì)米出口基地之一[11]。水稻育秧是水稻全程機械化的重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響插秧后的秧苗長勢、抗病能力及產(chǎn)量[12，13]，而溫室大棚育秧能夠適當控制秧苗的生長，成苗快，成活率高，比田間苗床育秧更易調(diào)控[14]。隨著全球氣候變暖，異常低溫天氣頻繁發(fā)生，水稻育苗期間出現(xiàn)低溫、寒潮、倒春寒天氣會對培育壯秧造成嚴重影響，主要表現(xiàn)在出苗慢，秧苗素質(zhì)下降，青枯病和立枯病發(fā)生嚴重等方面，導(dǎo)致成苗率低[15，16]。分期播種法在自然氣候環(huán)境條件下定量分析溫度等條件的影響，結(jié)果實用，研究成本低[17]。本研究在滿足水稻正常生長的溫光條件下設(shè)置合理的播期，通過分期播種試驗，研究了不同播期和大棚育苗微環(huán)境對單季粳稻秧苗素質(zhì)的影響，旨在為東北地區(qū)單季粳稻適宜播種期、適宜氣候條件的選擇及合理種植提供科學依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 研究區(qū)概況

盤錦市位于遼寧省西部，是遼寧省水稻主產(chǎn)區(qū)之一。該區(qū)屬溫帶大陸性半濕潤季風氣候區(qū)，年平均氣溫9.5 ℃，年降水量655.2 mm，年日照時間為2 648.8 h，無霜期190 d。4月平均氣溫10.3 ℃，極端最低氣溫-7.3 ℃，極端最高氣溫26.5 ℃，月降水量33.9 mm，月日照時間為245.5 h;5月平均氣溫17.0 ℃，極端最低氣溫2.8 ℃，極端最高氣溫30.7 ℃，月降水量54.1 mm，月日照時間258.2 h（資料來自1981—2010年大洼縣國家基本氣象站）。該地水稻的主栽品種為鹽豐47。

1.2? 試驗觀測與數(shù)據(jù)處理

試驗區(qū)選在遼寧省鹽堿地利用研究所（盤錦市東經(jīng)122.07°，北緯41.12°）玻璃溫室內(nèi)進行。試驗于2015年觀測。供試水稻品種為鹽豐47，屬晚熟品種。設(shè)置3期播種（分別是S1、S2、S3），播種期間隔5～6 d，分別為4月13、18、24日，S2播期處于當?shù)爻Ｄ瓴テ诜秶鷥?nèi)。觀測水稻播種期、出苗期、1.5葉齡期、2.5葉齡期、3.5葉齡期出現(xiàn)的日期（普遍期）、生物量等。水稻發(fā)育期觀測方法按《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范（上）》進行[18]。

棚內(nèi)小氣候觀測儀器是錦州陽光氣象科技有限公司生產(chǎn)的PC-4型便攜式小氣候自動觀測站，設(shè)在日光溫室內(nèi)的中間位置，傳感器離地面1.5 m，觀測要素有氣溫、濕度、地溫。每10 min采集1次數(shù)據(jù)，傳輸方式為本地存儲和無線存儲。利用24 h數(shù)據(jù)計算日平均氣溫、日平均相對濕度。分生育期計算積溫。日照數(shù)據(jù)來源于大洼縣國家基本氣象站。

采用Excel 2003及SPSS 12.0.1軟件分析處理數(shù)據(jù)。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同播期粳稻育苗棚內(nèi)小氣候?qū)Ρ确治?/p>

2.1.1? 日平均氣溫? 粳稻秧苗隨著平均氣溫升高，生育期天數(shù)縮短，生長速率加快。從圖1可以看出，播種到出苗期，S1、S2和S3 3個播期的日平均氣溫S3>S2>S1，與S1處理相比，S2處理升高1.3 ℃，S3處理升高2.9 ℃，生育期分別縮短了2、3 d。出苗至1.5葉齡期，S1、S2和S3處理的日平均氣溫S1>S2>S3，此階段由于粳稻秧苗在1.5葉齡左右通風造成育苗棚內(nèi)氣溫下降，生產(chǎn)管理影響了氣溫與生長速率的關(guān)系。3個播期1.5葉齡至2.5葉齡期和2.5葉齡至3.5葉齡期的日平均氣溫均相差小，生育時間基本一致。

2.1.2? 積溫? 積溫是影響粳稻生長發(fā)育的重要因子。不同播期，粳稻秧苗所需的積溫不同，就整個苗期而言，其中S1處理最大，為681.1 ℃，比S2處理多37.9 ℃，比S3處理多121.9 ℃。隨著播期推遲，播種至出苗期和出苗至1.5葉齡期所需積溫分別逐漸減小，而1.5葉齡至2.5葉齡期和2.5葉齡至3.5葉齡期所需積溫逐漸增加。S1和S2處理均是出苗至1.5葉齡期所需積溫最多，占整個苗期積溫的37.2%～41.1%;晚播種的S3處理，播種至出苗期和出苗至1.5葉齡期所需積溫相當，兩者占整個苗期積溫的55.6%（圖2）。

2.1.3? 日平均相對濕度? 低溫、陰雨、光照不足是誘發(fā)水稻青枯病的重要條件，因此濕度也是影響水稻秧苗生長發(fā)育的重要因子。圖3表明，不同播期，粳稻秧苗均在播種至出苗期日平均相對濕度最大，在73.8%～79.9%，其他3個階段日平均相對濕度小且相差小，在59.9%～66.3%。3個播期各發(fā)育期日最小相對濕度在26.1%～42.4%。播種至出苗期和1.5葉齡至2.5葉齡期日平均相對濕度S2最大，S1次之，S3最小;出苗至1.5葉齡期和2.5葉齡至3.5葉齡期日平均相對濕度S1最大，S2次之，S3最小。

2.1.4? 日照時間? 日照時間影響植物的光合作用，直接決定植物的生長發(fā)育[19]。從圖4可以看出，不同播期，粳稻秧苗期總?cè)照諘r間不同，與積溫一致，其中S1處理最大，為358.6 h，比S2處理多28.9 h，比S3處理多58.4 h。隨著播期推遲，出苗至1.5葉齡期日照時間分別逐漸減小，減小的幅度較大，為27.0～57.2 h;而1.5葉齡至2.5葉齡期和2.5葉齡至3.5葉齡期日照時間分別逐漸增加，增加的幅度小，為4.7～10.6 h。4個不同播期中，S1和S2處理均在出苗至1.5葉齡期日照時間最多，占整個苗期日照時間的38.6%～42.9%;晚播種的S3處理，播種至出苗期日照時間最多，與其他3個時期相差不大。

2.2? 不同播期對粳稻秧苗素質(zhì)的影響

2.2.1? 生育進程? 對不同播期的水稻播種至出苗期、出苗至1.5葉齡期、1.5葉齡至2.5葉齡期和2.5葉齡至3.5葉齡期4個生長發(fā)育階段進行了分析（表1）。隨著播期的推遲，水稻秧苗期的生育進程也相應(yīng)順延，水稻秧苗期全生育天數(shù)縮短。隨著播期的推遲，播種至出苗期和出苗至1.5葉齡期時間均呈明顯減少趨勢，1.5葉齡至2.5葉齡期和2.5葉齡至3.5葉齡期時間變化幅度小或基本一致。全生育期時間的縮短主要體現(xiàn)在出苗期至1.5葉齡期，縮短2～4 d，其次在播種至出苗期，縮短2～3 d，充分表明在同一品種，相同栽培模式條件下，不同氣象條件對水稻秧苗期影響最大的是出苗至1.5葉齡期。

2.2.2? 株高? 不同播期粳稻秧苗的株高均隨生育進程呈逐漸增加的趨勢（圖5）。由圖5可知，1.5葉齡至2.5葉齡期，S1處理株高11.6 cm，比S2處理株高高0.3 cm，比S3處理高1.9 cm。2.5葉齡至3.5葉齡期，3個播期的株高基本一致，約14.6 cm。不同播期中，S3處理株高增長的幅度最大，為4.8 cm;其次為S1和S2處理，均為3.3 cm。

2.2.3? 根數(shù)和根長? 從表2可以看出，S1和S3處理粳稻秧苗根數(shù)從1.5葉齡至2.5葉齡期到2.5葉齡至3.5葉齡期增長幅度基本一致，增多2.1～2.2條，而S2處理粳稻秧苗根數(shù)增幅比前兩者小，增多1.6條。播期越早，粳稻秧苗的根數(shù)越多，2.5葉齡至3.5葉齡期秧苗根數(shù)變化大小順序為S1處理（9.5條）>S2處理（9.0條）>S3處理（8.2條）。播期越晚，粳稻秧苗根長越長，2.5葉齡至3.5葉齡期秧苗根長大小順序為S3處理（5.8 cm）>S2處理（5.7 cm）>S1處理（5.3 cm）。

2.2.4? 根冠比? 根冠比是反映根系與地上部分生長協(xié)調(diào)性的重要指標。表3表明，隨著水稻秧苗生長發(fā)育，根冠比逐漸減小。1.5葉齡至2.5葉齡期，水稻秧苗根冠比大于1或接近于1，即地下部干重大于地上部干重，說明水稻秧苗在此階段主要發(fā)展根系。2.5葉齡至3.5葉齡期，地上部干重的比例增大，水稻秧苗根冠比小于1，此階段主要集中在地上部干物質(zhì)的累積。播期晚的水稻秧苗根冠比大于播期早的，說明播期晚的秧苗根系生長健壯。

2.2.5? 干物質(zhì)積累? 干物質(zhì)的積累與分配是水稻產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)[20]。從圖6可以看出，不同播期粳稻秧苗的總干物質(zhì)積累量均隨生育進程呈逐漸增加的趨勢。干物質(zhì)積累集中在1.5葉齡至2.5葉齡期，占整個苗期干物質(zhì)總量的80%左右。不同播期中，S2的干物質(zhì)累積速率最大，其次是S3，S1最?。骋簧诟晌镔|(zhì)積累速率=干物質(zhì)總量/所需天數(shù)）。

2.3? 水稻秧苗素質(zhì)對棚內(nèi)微環(huán)境的響應(yīng)

相關(guān)分析表明（表4），粳稻秧苗生長速率與積溫呈極顯著負相關(guān)，線性方程為Y=-0.94x+318.594（R2=0.884，P<0.01）;與日照時間也呈極顯著負相關(guān)，線性方程為Y=-0.87x+167.393（R2=0.756，P<0.01）;與日平均氣溫和日平均相對濕度的相關(guān)性不顯著。粳稻秧苗株高、根數(shù)、干物質(zhì)、根冠比與日平均氣溫、積溫、日照時間、日平均相對濕度的相關(guān)性均不顯著。

3? 結(jié)論與討論

3.1? 不同播期水稻育苗棚內(nèi)小氣候?qū)Ρ确治?/p>

播種到出苗期，日平均氣溫S3>S2>S1，與S1處理的相比，S2處理升高1.3 ℃，S3處理升高2.9 ℃，生育期分別縮短了2、3 d。出苗至1.5葉齡期，日平均氣溫S1>S2>S3。1.5葉齡至2.5葉齡期和2.5葉齡至3.5葉齡期3個播期的平均氣溫均相差小。不同播期，粳稻秧苗所需的積溫不同，積溫大小順序為S1>S2>S3。S1和S2處理均是出苗至1.5葉齡期所需積溫最多，晚播種的S3處理，播種至出苗期和出苗至1.5葉齡期所需積溫相當。分期播種，粳稻秧苗整個秧苗期日平均相對濕度變化不大，在59.9%～79.9%。不同播期，粳稻秧苗期總?cè)照諘r間不同，變化規(guī)律與積溫大體一致。

3.2? 不同播期對粳稻秧苗素質(zhì)的影響

隨著播種期推遲，粳稻秧苗生育期逐漸縮短，生育進程加快，主要體現(xiàn)在播種至出苗期和出苗至1.5葉齡期。李秀芬等[21]、艾磊[22]分析結(jié)果表明，隨播期推遲，粳稻全生育期逐漸減小，主要體現(xiàn)在營養(yǎng)生長階段（播種至拔節(jié)期）。不同播期對粳稻秧苗的最終株高影響不大。1.5葉齡至2.5葉齡期，粳稻秧苗主要發(fā)展根系，而到了2.5葉齡至3.5葉齡期，主要集中在地上部干物質(zhì)的累積，播期晚的秧苗根系生長健壯。

3.3? 粳稻秧苗素質(zhì)對棚內(nèi)微環(huán)境的響應(yīng)

趙敏等[14]研究了秧苗葉面積、干物質(zhì)與溫度、光強呈顯著正相關(guān)，與最小相對濕度呈顯著負相關(guān)。本研究結(jié)果與其不同，粳稻秧苗生長速率與積溫、日照時間呈極顯著負相關(guān)，與日平均氣溫和日平均相對濕度相關(guān)性不顯著。粳稻秧苗素質(zhì)其他幾項指標與日平均氣溫、積溫、日照時間、日平均相對濕度均無顯著相關(guān)。由于樣本太小導(dǎo)致相關(guān)分析效果不理想，今后應(yīng)對秧苗素質(zhì)與微環(huán)境的關(guān)系做更進一步研究。

3.4? 粳稻適宜播種期的確定

在盤錦市，確定粳稻適宜播種期主要考慮的是播種時候日平均氣溫穩(wěn)定通過5 ℃、播種出苗期不易遇到倒春寒，保證從播種到移栽水稻秧苗秧齡達到35 d（常年水稻移栽期5月25日左右）以及秧苗素質(zhì)高等方面。綜上考慮，本試驗結(jié)果表明，晚熟粳稻適宜播種期在4月18日前后，所需積溫適宜范圍620～650 ℃，光照時數(shù)適宜范圍310～330 h。

參考文獻：

[1] 張均華，林育炯，黃? 潔，等.基質(zhì)類型及烯效唑?qū)Σ煌睚g晚稻機插質(zhì)量和產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2018，34（1）：44-50.

[2] 汪向東，陳再高.不同育秧基質(zhì)對水稻秧苗素質(zhì)的影響[J].中國稻米，2018，24（1）：98-100.

[3] 王強盛，丁艷鋒，嚴定春，等.不同施氮量對水稻早育秧苗形態(tài)特征和生理特性的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報，2004，27（3）：11-14.

[4] 周晚來，王朝云，易永健，等.秧盤墊鋪麻纖維膜與育秧肥底部撒施對水稻機插秧苗素質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學報，2016，31（1）：191-197.

[5] 范? 龍，吳嘯鵬，黃? 敏，等.生物炭施用對水稻育秧土理化特性和秧苗素質(zhì)的影響[J].華南農(nóng)業(yè)大學學報，2018，39（1）：40-44.

[6] 許周偉，聞丹妮，歐陽由男，等.氣孔調(diào)節(jié)劑對水稻秧苗素質(zhì)的影響[J].中國稻米，2018，24（1）：24-27.

[7] 吳? 丹.不同光照、播量和根系溫度對工廠化水稻育秧的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2015.

[8] 劉宇倩.調(diào)控光譜與光照時數(shù)對水稻秧苗秧齡和素質(zhì)的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2015.

[9] 馬? 旭，林超輝，齊? 龍，等.不同光質(zhì)與光照度對水稻溫室立體育秧秧苗素質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31（11）：228-233.

[10] 劉? 靜，劉玉汐，王連喜，等.河套灌區(qū)不同育苗期和大棚溫度對水稻生長的影響模擬[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2017，38（8）：496-506.

[11] 江和文，李? 春，曹士民，等.盤錦水稻產(chǎn)量災(zāi)損風險及氣象影響因子分析[J].氣象，2008，34（5）：38-43.

[12] 張奎武.盤錦市水稻工廠化冷棚育秧發(fā)展狀況與對策研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2012（12）：75-76.

[13] 孫建軍，張洪程，尹海慶，等.不同生態(tài)區(qū)播期對機插水稻產(chǎn)量、生育期及溫光利用的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31（6）：113-119.

[14] 趙? 敏，鐘曉媛，田青蘭，等.育秧環(huán)境與秧齡對雜交秈稻秧苗生長及機插質(zhì)量的影響[J].浙江大學學報（農(nóng)業(yè)與生命科學版），2015，41（5）：537-546.

[15] 王國莉，郭振飛.低溫對水稻不同耐冷品種幼苗光合速率和葉綠素熒光參數(shù)的影響[J].中國水稻科學，2005，19（4）：381-383.

[16] 周新橋，陳達剛，李麗君，等.秧苗期低溫脅迫對華南主推雙季水稻生長的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2013，26（3）：936-941.

[17] 邱譯萱，馬樹慶，高? 峰，等.吉林省東部粳稻生長和產(chǎn)量對移栽期和溫度變化的反應(yīng)[J].生態(tài)學雜志，2016，35（4）：909-916.

[18] 國家氣象局.農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范（上）[M].北京：氣象出版社，1993.

[19] 寧和平，敖澤建，趙紅巖.甘南白龍江流域光照資源的氣候變化特征[J].自然資源學報，2014，29（7）：1207-1215.

[20] 王? 森，莫菁華，汪? 洋，等.水稻-再生稻體系干物質(zhì)積累及氮磷鉀養(yǎng)分的吸收利用[J].中國水稻科學，2018，32（1）：67-77.

[21] 李秀芬，賈? 燕，黃元才，等.播栽期對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素及生育期的影響[J].生態(tài)學雜志，2004，23（5）：98-100.

[22] 艾? 磊.不同生態(tài)區(qū)播期對粳稻生育進程、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2016.