播種量和苗后水分管理對寒地水稻秧苗素質(zhì)的影響

牛春薈， 錢永德， 汪秀志， 董奇卓， 張雪松， 張 鵬， 王泰毅， 周凌聿

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江大慶 163000)

我國是水稻種植大國，水稻的種植面積達0.28億～0.30 億 hm。水稻是我國主要的糧食作物，近5年中國農(nóng)業(yè)年鑒統(tǒng)計結(jié)果表明，水稻種植面積約占全國糧食作物種植面積的 27.5%，而產(chǎn)量約占糧食總產(chǎn)量的 37.3%，全國 65%以上的人口以稻米為主食，稻米供求的細小變化都可能導(dǎo)致糧食價格乃至整個物價波動。因此，水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對確保我國糧食安全具有重要的戰(zhàn)略意義。秧苗素質(zhì)對于稻作生產(chǎn)非常重要，它直接決定了秧苗移栽后的生長發(fā)育。培育健壯秧苗是水稻高產(chǎn)的重要前提。培育健壯秧苗涉及的因素較多，而合理確定秧田播種量是重要因素之一。而且，秧苗素質(zhì)是限制水稻機械化生產(chǎn)的主要因子之一，直接影響水稻機械化精確栽培、高產(chǎn)群體的構(gòu)建及產(chǎn)量；秧苗的發(fā)根力是秧苗綜合素質(zhì)的重要指標，根力強的秧苗，栽后成活率高，返青快。在育秧環(huán)節(jié)已有研究表明，不同育秧方式下，合理的播種量能節(jié)約種子、降低成本，還能改善機插稻田間布局，使得通風(fēng)透光能力好，光合生產(chǎn)能力優(yōu)勢明顯，過度增加播種量，會導(dǎo)致成本較高，秧苗素質(zhì)變差。本試驗以早粳稻品種龍粳31的秧苗素質(zhì)為主要研究對象，研究不同播種量和出苗后土壤水分管理對水稻秧苗素質(zhì)的影響，為寒地水稻培育壯苗技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

本試驗以早粳稻品種龍粳31為材料，由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)水稻中心提供。試驗于2020年11月在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)水稻中心溫室進行。播種前將已篩選的種子倒入網(wǎng)袋，放在盛有清水的盒中浸泡，將盒子放入32 ℃恒溫箱中，72 h后將盒內(nèi)多余水分去除并在盒上覆蓋保鮮膜進行催芽處理，待種子出芽至2～5 mm時將芽谷播在準備好的秧盤中。試驗以播種量和苗后水分管理為處理因素，采用2因素完全隨機區(qū)組試驗設(shè)計3種播量，即A1為480 g/m，A2為600 g/m，A3為720 g/m，其中A2為對照。播種后5 d出苗，待秧苗生長至1葉1心時開始土壤水分處理，模擬旱育秧、濕潤育秧、水育秧的苗后土壤水分狀態(tài)，設(shè)置3個水平，即土壤含水量約50%(H)，土壤含水量約100%(R)，土壤表層淺灌水層1 cm (S)，每個處理設(shè)置 3 次重復(fù)。

1.2 測定指標與方法

試驗分別于出苗至1葉1心期、水分處理后5、20 d，每個處理隨機選取15株長勢良好的秧苗調(diào)查株高、葉齡、莖基寬、地上部、地下部干質(zhì)量，用LA-S根系分析軟件分析總根長和根表面積。根據(jù)公式計算充實度、壯秧指數(shù)和整齊度：

充實度=莖葉干質(zhì)量/苗高；

壯秧指數(shù)=莖基寬×充實度；

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2016、DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Origin 2018進行數(shù)據(jù)分析和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種量和苗后水分管理對秧苗素質(zhì)的影響

2.1.1 秧苗整齊度 由圖1可見，在不同播量下A1處理的整齊度最高，A1、A2處理整齊度差異不顯著；不同水分處理下R處理整齊度最高；播種量×水分管理條件下，HA2、RA2處理的整齊度分別比SA2處理整齊度高2.4%、2.5%，處理間差異顯著。

2.1.2 秧苗充實度、壯秧指數(shù) 不同處理對秧苗的充實度和壯秧指數(shù)見圖2、圖3，不同播量和水分處理下，充實度和壯秧指數(shù)均表現(xiàn)為A1>A2>A3，H>R>S，呈極顯著差異；H處理下，充實度和壯秧指數(shù)均表現(xiàn)為HA1>HA2>HA3，HA1處理的充實度和壯秧指數(shù)比HA2、HA3處理高6.7%、23.1%和18.2%、45.9%；R處理下充實度最高的為HA2；S處理的充實度、壯秧指數(shù)最低的均為HA3。A1播量間充實度呈顯著性差異，HA2、RA2處理與SA2處理和HA3處理、RA3處理與SA3處理差異極顯著；A1、A2播量處理的壯秧指數(shù)差異極顯著。

2.1.3 秧苗素質(zhì) 從表1可以看出，A1播量處理的莖基寬比A2、A3處理高5.3%、9.6%；H處理的莖基寬比S、R處理增加13.89%、10.80%，株高比S、R處理低24.55%、19.91%。播種量對秧苗的莖基寬、充實度和壯秧指數(shù)達到極顯著水平；水分管理對秧苗株高、莖基寬等的影響均達到極顯著水平；從互作效應(yīng)來看，水分管理×播種量對株高、莖基寬的影響存在顯著的互作效應(yīng)，對充實度、壯秧指數(shù)的影響存在極顯著的互作效應(yīng)。

表1 不同處理對秧苗素質(zhì)的影響

2.2 播種量和苗后水分管理對秧苗根系的影響

2.2.1 總根長 不同處理對秧苗總根長的影響見圖4，不同播量下秧苗根長隨著時間延長逐漸增長。水分管理前，各處理間差異不顯著。水分管理后，根長迅速增加，H處理的增長幅度最大。水處理5 d后，H、R處理根長最高為A1播量，H、R處理A1播量根長比水分管理前分別增加131.27%、284.12%，S處理根系長度生長情況表現(xiàn)為A3>A2>A1，A3播量根長比水分管理前增加195.68%；A1處理播量下，HA1、RA1處理間總根長差異顯著，HA1、SA1處理間差異極顯著，A2、A3播量處理間總根長差異不顯著。水處理20 d后，H和R處理根系長度生長情況均表現(xiàn)為A1>A2>A3，其中，H處理下A1處理比A2處理高10.09%，A3播量比A2播量低9.56%，R處理下A1比A2高3.79%，A3處理比A2處理低5.03%，S處理表現(xiàn)為A1>A3>A2；A1、A2播量下，HA1、HA2 分別與SA1、SA2的總根長的差異達顯著水平，與A3處理差異不顯著。表明H、R處理的根系長度隨著播種量的增加逐漸減小。

2.2.2 根表面積 不同處理條件下對秧苗的根表面積變化見圖5，水分管理前，R處理各播量的根表面積差異較??；H處理A1播量根表面積最高。水處理5 d后，H處理各播量的根表面積表現(xiàn)為A1>A2>A3處理，A1處理比A2處理高30.0%，A3處理比A2處理低26.4%；S處理下根表面積最高的是A3處理。水處理20 d后，H處理A1的根表面積比A2處理高16.2%，A3比A2播量低4.6%。相同播量條件下，HA1與RA1、SA1的根表面積差異極顯著， RA1與SA1處理差異顯著；HA2與RA2、SA2處理差異極顯著，RA2、SA2處理差異顯著，HA3與RA3、SA3的根表面積呈極顯著差異，RA3與SA3的根表面積差異不顯著。可見水分管理后，H、R處理各播量的根表面積隨時間的延長加逐漸增多，播種量越大，根表面積越少，S處理在水分管理20 d后根表面積變化差異較小。

2.3 播種量和苗后水分管理對發(fā)根力的影響

從表2可知， A1播量單株根長比A2、 A3播量高50.0%、61.5%，處理間差異極顯著；A2、A3處理間差異不顯著。A1播量單株根數(shù)比A3播量高60.0%，處理間差異極顯著；A3播量比A2播量的單株根數(shù)低28.6%，處理間差異顯著；A1、A2處理間單株根數(shù)差異不顯著。苗后水分管理對單株根數(shù)、單株根長均表現(xiàn)為H處理>R處理>S處理，達到極顯著的水平，對平均根長的影響差異顯著。從互作效應(yīng)來看，水分管理×播種量對平均根長的影響存在顯著的互作效應(yīng)。表明A1播量下土壤含水量50%的秧苗發(fā)根力各項指標均優(yōu)于其他處理。

表2 播種量和苗后水分管理對秧苗發(fā)根力的影響

2.4 播種量和苗后水分管理對秧苗干質(zhì)量的影響

從表3可知，A1處理的地下干質(zhì)量比A2處理高11.5%，處理間差異顯著，A1比A3高23.6%，處理間差異極顯著；A1處理的總干質(zhì)量比A2、A3處理分別高11.7%、24.6%，A3處理比A2處理少10.4%；播種量對3葉1心期的秧苗地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量和總干質(zhì)量存在極顯著影響；苗后水分管理對3葉1心期的秧苗地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、總質(zhì)量和根冠比存在極顯著影響。水分管理×播種量對秧苗地上部、地下部干質(zhì)量和總干質(zhì)量存在極顯著的互作效應(yīng)。苗后水分管理和播種量對1葉1心期的秧苗各指標影響不顯著。

表3 播種量和苗后水分管理對秧苗干質(zhì)量的影響

3 討論與結(jié)論

水稻的育秧技術(shù)方式以及秧苗素質(zhì)對水稻中后期生長及產(chǎn)量形成有重要的影響。培育健壯的秧苗是水稻獲得高產(chǎn)的重要前提。本試驗結(jié)果表明，播種量和苗后水分管理對秧苗素質(zhì)的各項指標存在顯著和極顯著的影響。充實度、壯秧指數(shù)和總干質(zhì)量等均表現(xiàn)為H處理>R處理>S處理，株高表現(xiàn)為S處理>R處理>H處理。H處理的莖基部寬度最高，株高最低，總干質(zhì)量和壯秧指數(shù)等表現(xiàn)優(yōu)于其他處理，所以在土壤含水量約50%(H)的情況下秧苗表現(xiàn)了敦實壯苗的特征，還能夠有效地強化秧苗年齡彈性，延長秧齡，最終培育的秧苗質(zhì)量也較高。相關(guān)研究表明，播種量是影響秧苗素質(zhì)的一個重要因素。相關(guān)研究認為，增加播種量會導(dǎo)致秧苗發(fā)根力變差，成苗率下降，苗基寬、地上部和根系干質(zhì)量降低，秧苗素質(zhì)變差。本試驗研究結(jié)果與之相似又略有不同，土壤含水量約50%(H)時，隨著播種量的增加，秧苗的充實度、壯秧指數(shù)、根長、發(fā)根力、總干質(zhì)量等逐漸降低，而土壤含水量約100%(R)的水分管理初期和土壤表層淺灌1cm水層(S)的充實度、根冠比等指標暫未發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律。

根是作物生長的基礎(chǔ)，根深葉茂，根固枝榮，沒有良好的根系，根本就談不上作物的生長和生產(chǎn)。本試驗在水稻1葉1心期時進行水分管理，水分管理前，各處理的根系長度、表面積等生長情況差異不顯著；水分管理5 d后，不同播量對根系的表面積差異顯著；水分管理20 d后，H處理的總根長表現(xiàn)為A1>A2>A3處理，根長隨著播種量增大而減小，S處理根系未發(fā)現(xiàn)這一生長規(guī)律。H處理的總根長比R處理高28.67%，比S處理高40.1%。表明在水分控制下，H處理的根系生長情況優(yōu)于S、R處理。秧苗的發(fā)根力既是秧苗綜合素質(zhì)的重要指標，也是栽后的重要生理指標。發(fā)根力強的秧苗，栽后成活率高，返青快，分蘗起步早。本研究結(jié)果顯示，播種量和水分管理對單株根數(shù)、單株根長的影響均達到極顯著水平，表明H處理的發(fā)根力高于其他處理。從播量來看，播量越低發(fā)根力越高，可能由于播量較小，土壤養(yǎng)分供應(yīng)充分，自身消耗養(yǎng)分較少，所以發(fā)根力較大。

秧苗地上部和地下部的生長量反映了秧苗生長的健壯程度。本試驗結(jié)果表明，播種量越高，秧苗的莖基寬、充實度、壯秧指數(shù)等秧苗素質(zhì)指標越低，發(fā)根力、干質(zhì)量也逐漸下降；隨著土壤含水量的增加，秧苗素質(zhì)等各項指標呈下降趨勢；播種量×苗后水分管理對秧苗的莖基寬、充實度、壯秧指數(shù)等存在顯著、極顯著的影響，秧苗素質(zhì)隨著播種量的增加逐漸降低。本試驗設(shè)置的3種播量中，A1為480 g/m，A2為600 g/m，A3為720 g/m，A1播量的整體指標高于A2、A3播量，可在后續(xù)進行進一步研究。土壤含水量約50%的水分管理下，秧苗素質(zhì)、根系各指標以及發(fā)根力等均優(yōu)于其他苗后水分管理下的秧苗，有較大的生長潛力。綜上所述，降低播種量，控制苗后水分管理，是培育水稻壯苗的有效途徑。