不同育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土配比對大缽體毯狀苗秧苗素質(zhì)及產(chǎn)量的影響

羅 翔，曹曉林*，藥林桃，陳立才，董力洪，吳羅發(fā)，劉 洋，賴宏斐

（1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)工程研究所，江西 南昌 330200；2.江西開放大學(xué) 教務(wù)處，江西 南昌 330000）

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，大量農(nóng)村勞動力向城市轉(zhuǎn)移，勞動力成本不斷提高，水稻全程機械化模式以及配套技術(shù)推廣將成為我國糧食豐產(chǎn)、提質(zhì)增效的主攻方向［1-2］。在2018年，我國水稻種植機械化水平仍不足50%［3］，尤其是在我國雙季稻種植區(qū)，由于季節(jié)性強，茬口銜接時間緊，水稻機插問題突出，嚴重制約了水稻生產(chǎn)全程機械化的發(fā)展。因此，培育標準的適宜機插的健壯秧苗是提高機插質(zhì)量、爭取高產(chǎn)的關(guān)鍵［4］。

機械育插秧技術(shù)是一項省工省種、節(jié)本增效的先進技術(shù)［5］，關(guān)鍵在于能提高水稻秧苗素質(zhì)，以滿足機插的要求［6-7］。目前普通毯狀苗育秧技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，但該技術(shù)存在播種量高、機插易傷根、不利于早發(fā)等問題。水稻大缽體毯狀苗育秧技術(shù)采用專用育秧盤培育上毯下缽形狀的高素質(zhì)壯秧大苗，相較于普通毯狀苗育秧技術(shù)，其播種量低、機插傷根率低、插后返青期縮短，有利于秧苗生長，從而實現(xiàn)增產(chǎn)［8-10］。但是，水稻大缽體毯狀苗育秧技術(shù)存在橫向根系少、秧苗成毯性差等問題。因此，如何培育適齡壯實的大缽體毯狀苗還有待進一步的研究。

隨著水稻生產(chǎn)機械化程度的不斷提高，機械育插秧技術(shù)成為水稻高效栽培技術(shù)的主要發(fā)展方向［11］，而水稻基質(zhì)育秧技術(shù)是水稻機械育插秧技術(shù)的重要組成部分。許多研究者對水稻基質(zhì)育秧技術(shù)進行了深入的研究，先后提出了采用營養(yǎng)土和育秧基質(zhì)進行育秧［12］。在20世紀70年代末，營養(yǎng)土由于養(yǎng)分全面、操作簡單、育成秧苗的素質(zhì)高而得到了大力推廣［1］；但農(nóng)戶自配營養(yǎng)土難以保證培肥、調(diào)酸、滅菌等做到均勻一致，且存在取土難、破壞耕層、運輸成本高等缺點，不利于規(guī)?；藴驶乃緳C械育插秧技術(shù)推廣［13-14］。無土育秧基質(zhì)不僅可以解決營養(yǎng)土取土難的問題，還具有質(zhì)量輕、通透性強、不板結(jié)、省工節(jié)本等優(yōu)點，對提高水稻機械育插秧技術(shù)具有重要作用［15］。然而，目前已有的育秧基質(zhì)雖接近土壤屬性特征，但在保水保肥性能、養(yǎng)分離子緩沖性能等方面還存在差異［1］。混合基質(zhì)具有養(yǎng)分充足、保水保肥能力強、透氣性好、緩沖能力強等優(yōu)點［16-17］?；旌匣|(zhì)的配方需要根據(jù)當?shù)厣a(chǎn)實際來確定［13］。目前，針對江西雙季稻區(qū)大缽體毯狀苗的育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土最佳配比研究還比較少。鑒于此，筆者進行了育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土不同配比試驗，以期探究培育適齡壯實大缽體毯狀苗的育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土最佳配比，為水稻生產(chǎn)全程機械化提供技術(shù)保障。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗水稻品種為福建禾豐種業(yè)股份有限公司選育的野香優(yōu)靚占。試驗用育秧基質(zhì)為湖南湘暉農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的基質(zhì)；根據(jù)水稻秧苗的生理特性，該基質(zhì)采用草炭、蛭石、農(nóng)作物秸稈發(fā)酵料、碳粉為主要原材料，并配以礦物營養(yǎng)、緩釋劑等，其pH值為5.0~6.5，總孔隙度為50%~90%。營養(yǎng)土為菜園土，經(jīng)過培肥、調(diào)酸、滅菌處理，以滿足秧苗根系的生長要求。育苗盤選用中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的水稻大缽體毯狀苗機插秧專用育秧盤，規(guī)格：長58 cm、寬28 cm、高2.6 cm，缽孔數(shù)量為14穴×30穴。

1.2 試驗設(shè)計與方法

田間小區(qū)試驗于2019年在江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高安基地進行，試驗設(shè)5個配比處理（表1），每個處理3次重復(fù)，采用隨機區(qū)組設(shè)計。于2019年7月2日統(tǒng)一播種，每盤播種量120 g，播種準確、均勻、不重不漏，底土厚2 cm，覆土厚0.5 cm。選擇灌排方便的壤土或粘壤土稻田做苗床，床面平整；為了防止育秧盤底部竄根以及缽體苗根系在起秧時粘連苗床，在床面鋪放一層無紡布。機插日期為2019年7月24日，機插行距30 cm、株距14 cm，栽插秧苗均勻，深淺一致；小區(qū)面積200 m2。在整個生育期內(nèi)，秧苗管理、病蟲害防治、水肥管理與當?shù)馗弋a(chǎn)栽培相同。

表1 田間小區(qū)試驗處理設(shè)計

1.3 測定項目與方法

1.3.1 出苗數(shù)和成苗率 在機插當天，每個處理隨機選取3盤（每盤作為1個重復(fù)），每盤隨機選取10缽，測定每缽的出苗數(shù)；再根據(jù)出苗數(shù)計算成苗率。

1.3.2 秧苗素質(zhì) 在機插當天，每個處理隨機選3盤秧苗進行秧苗素質(zhì)測定，每盤隨機選取20株秧苗，測定秧高、葉齡、根數(shù)、主根長、莖基部寬及葉片SPAD值。每個處理隨機選取300株秧苗，分為3組，將莖葉和根系分開，置于105 ℃烘箱中烘30 min殺青，爾后在80 ℃下烘干至恒重，測定莖葉重和百根干重。

1.3.3 秧苗根系的盤結(jié)力 各處理取出整塊秧苗，將其固定在一端，以大夾板夾牢另一端，使用電子測力計水平拉動秧苗，至整塊秧苗斷裂松散，記錄秧苗毯在斷裂時的最大拉力，每個處理重復(fù)測定3次，所得平均值即為秧苗根系的盤結(jié)力。

1.3.4 分蘗動態(tài) 各處理定時調(diào)查田間秧苗的生長情況，采用五點取樣法，每個定點取樣10穴，在抽穗前每隔7 d對分蘗數(shù)進行1次調(diào)查。

1.3.5 葉面積指數(shù) 采用比葉重法計算葉面積，即單位葉面積與葉干質(zhì)量的比值，其中葉面積通過人工測量葉片長寬的方法獲得，葉干質(zhì)量為取樣葉片烘干至恒重的質(zhì)量。葉面積指數(shù)為單位土地面積上植物葉片總面積與土地面積的比值。

1.3.6 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素 在完熟期，對每個處理試驗小區(qū)采用五點法進行取樣，測定水稻的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實率以及產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 成苗率

在栽插當天（7月24日）對各處理的成苗率進行調(diào)查。A1B2處理（66.7%育秧基質(zhì)+33.3%營養(yǎng)土）的成苗率最高，達到77.3%；其次是A1B1處理（50%育秧基質(zhì)+50%營養(yǎng)土）和A0B1處理（100%育秧基質(zhì)）；最低的是CK處理（100%營養(yǎng)土），成苗率只有68.8%。對各處理的成苗率進行擬合，得到多項式y(tǒng)=-1.1443x2+9.7857x+60.74， R2=0.9802，達極顯著相關(guān)（圖1）。

圖1 不同處理對成苗率的影響

2.2 秧苗素質(zhì)

2.2.1 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比對秧苗地上部形態(tài)的影響 在試驗中，不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比處理對水稻秧苗地上部形態(tài)的影響如表2所示。由表2可知，混合基質(zhì)培育的秧苗地上部形態(tài)優(yōu)于純基質(zhì)和純土處理的，說明混合基質(zhì)更有利于秧苗地上部的生長。A1B2處理的水稻秧高最高，顯著高于其他處理。A1B2處理的莖基部寬最大，為0.284 cm；A2B1處理（33.3%育秧基質(zhì)+66.7%營養(yǎng)土）次之，為0.283 cm，均顯著高于其他處理。A1B2處理的葉齡最大，為3.9葉；A2B1處理次之，為3.82葉；A0B1處理為3.81葉；CK處理為3.73葉，均顯著高于A1B1處理。A1B2處理的莖葉重最大，為18.9 mg/株；A0B1處理次之，為18.2 mg/株；A2B1處理為17.9 mg/株，均顯著高于CK處理。A1B2、A0B1和A2B1處理的水稻葉片葉綠素含量（SPAD值）分別為26.23、 26.10和25.93，分別比A1B1處理多2.44、2.31 和2.14，差異顯著，但與CK處理差異不顯著。綜上所述，不同處理的秧苗地上部形態(tài)綜合表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞A2B1＞A1B1＞CK。

2.2.2 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比對秧苗地下部形態(tài)的影響 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比處理對水稻秧苗地下部形態(tài)的影響如表2所示。由表2可知，混合基質(zhì)培育的秧苗地下部形態(tài)優(yōu)于純基質(zhì)和純土處理的，表明混合基質(zhì)更有利于秧苗地下部的生長。A1B2處理的水稻主根長最大，為7.72 cm；A2B1處理的水稻主根長次之，為7.67 cm，均顯著高于其他處理。A1B2處理的水稻根數(shù)最多，為15.2根；A2B1處理的水稻根數(shù)次之，為14.6根，均顯著高于其他處理。A1B2處理的百根干重最大，為0.59 g；A2B1處理的水稻百根干重次之，為0.58 g，均顯著高于其他處理。A1B1、A2B1、CK和A1B2處理的秧苗盤結(jié)力均顯著大于A0B1處理的。由此可知，不同處理的秧苗地下部形態(tài)綜合表現(xiàn)為A1B2＞A2B1＞A1B1＞A0B1＞CK。

表2 不同處理的大缽體毯狀苗秧苗素質(zhì)調(diào)查結(jié)果

2.3 水稻分蘗數(shù)的動態(tài)變化

不同處理的水稻分蘗情況如圖2所示，可以看出，隨著秧苗的生長，單位面積的水稻莖蘗數(shù)均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。各處理在返青期的莖蘗數(shù)增加緩慢，差異性不顯著。從8月7日開始，各處理的莖蘗數(shù)顯著增加，8月15日進入分蘗盛期，8月21日進入最高分蘗期，不同處理的最大分蘗數(shù)表 現(xiàn) 為A1B2＞A0B1＞CK＞A2B1＞A1B1，且A1B2和A0B1處理顯著高于A2B1和A1B1處理。隨著水稻生長進入拔節(jié)期，水稻的莖蘗數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，最終水稻成穗率表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞A2B1＞CK＞A1B1。

圖2 不同處理水稻分蘗數(shù)的動態(tài)變化

2.4 葉面積指數(shù)的動態(tài)變化

葉面積指數(shù)是衡量群落和種群生長狀況、光能利用率的重要指標。本研究分別在分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和完熟期對不同處理的3個重復(fù)小區(qū)進行葉面積指數(shù)測定。葉面積指數(shù)的變化情況如圖3所示，可以看出，各處理的葉面積指數(shù)均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。在分蘗期、拔節(jié)期和孕穗期，A1B2和A0B1處理的葉面積指數(shù)顯著高于其他處理的；各處理的葉面積指數(shù)在孕穗期的增長幅度最大，并在抽穗期達到最大值，表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞CK＞A2B1＞A1B1。隨著水稻生長進入乳熟期，葉面積指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，最終水稻葉面積指數(shù)表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞A2B1＞CK＞A1B1。

圖3 不同處理水稻葉面積指數(shù)的動態(tài)變化

2.5 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素分析

2.5.1 產(chǎn)量構(gòu)成要素 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比處理對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響如表3所示。由表3可知，水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實率均以A1B2處理最高，但各處理之間差異不顯著。

2.5.2 產(chǎn)量 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比處理的水稻產(chǎn)量如表3所示。由表3可知：各處理的水稻產(chǎn)量表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞A2B1＞A1B1＞CK，其中A1B2、A0B1和A2B1處 理 分 別 比CK增 產(chǎn)16.04%、11.32%和6.50%，差異顯著；A1B2和A0B1處理分別比A1B1處理增產(chǎn)11.56%和7.02%，差異顯著。

表3 不同處理對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明：A1B2處理的成苗率最高，且秧高、葉齡、莖基部寬、莖葉重以及葉片SPAD值均大于其他處理，說明A1B2處理的秧苗地上部形態(tài)表現(xiàn)較好，優(yōu)于其他處理；A1B2處理水稻的主根長、根數(shù)、百根干重均優(yōu)于其他處理，且根系盤結(jié)力較好，說明A1B2處理的秧苗根系發(fā)育良好，成毯性好，能夠滿足機插要求。由此可知，A1B2處理的基質(zhì)與營養(yǎng)土配比（66.7∶33.3）是最佳的；A1B2處理的水稻分蘗強度強于其他處理，葉面積指數(shù)大于其他處理，更有利于高產(chǎn)；A1B2處理的水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實率最大，但各處理之間產(chǎn)量構(gòu)成要素差異不顯著；A1B2、A0B1和A2B1處理的水稻產(chǎn)量較高，A1B1和CK的產(chǎn)量較低。

4 討論

機械育插秧技術(shù)是一項省工省種、節(jié)本增效的先進技術(shù)。隨著水稻機械化程度的不斷提高，機械育插秧技術(shù)成為水稻高效栽培技術(shù)的主要發(fā)展方向［11］。針對純營養(yǎng)土育秧存在的取土困難、破壞耕層、運輸成本高等問題［18］，以及純基質(zhì)育秧面臨的保水保肥性能、養(yǎng)分離子緩沖性能差等問題［1］，本研究進行了大缽體毯狀苗育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土不同配比的對比試驗，分析了不同處理的秧苗素質(zhì)，結(jié)果表明采用混合基質(zhì)培育出的秧苗素質(zhì)較好，這與張楠［19］、陳木蘭［20］、金軍等［21］的研究結(jié)果一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，A1B2處理的秧苗素質(zhì)最佳，致使水稻在生長后期的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重等指標略高于其他處理，從而提高了水稻產(chǎn)量，因此可以認為育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土配比66.7∶33.3是培育適齡壯實大缽體毯狀苗的最佳配比。徐婕等［22］通過對比秧苗素質(zhì)、秧苗盤根效果、適宜機插作業(yè)等方面得出結(jié)論，33.3%菜園土和66.7%基質(zhì)為最佳配比，這與本研究的結(jié)果一致。

分蘗期是構(gòu)成水稻群體的關(guān)鍵時期，適宜的分蘗數(shù)與最終有效穗數(shù)關(guān)系更為密切，對產(chǎn)量的貢獻也較大［23］。本研究表明，A1B2處理的水稻分蘗強度強于其他處理，說明A1B2處理更有利于促進分蘗的早生快發(fā)，形成良好的群體結(jié)構(gòu)，增加有效分蘗，進一步表明A1B2處理的育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土配比為最佳配比。

水稻各生育期的葉面積指數(shù)與產(chǎn)量密切相關(guān)［24-25］。在本研究中，各處理的水稻葉面積指數(shù)呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在孕穗期的增幅最大，在抽穗期達到最大值，在乳熟期呈現(xiàn)下降趨勢。原因在于剛栽插完，秧苗葉面積較??；進入分蘗期后，葉片增多，葉面積指數(shù)逐漸增大；水稻進入生殖生長期后，為使葉片最大程度地進行光合作用，積累干物質(zhì)，因此葉面積指數(shù)顯著增大；進入乳熟期后，葉片萎縮變黃，因此葉面積指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢。在本試驗中，A1B2處理的水稻葉面積指數(shù)最大，產(chǎn)量最高，說明在一定的范圍之內(nèi)提高葉面積指數(shù)有利于群體獲得高產(chǎn)，這與張林青［26］的研究結(jié)果一致，也進一步表明A1B2處理是最佳處理。