不同溫濕度條件下疊盤(pán)方式育秧對(duì)機(jī)栽水稻秧苗質(zhì)量與產(chǎn)量的影響研究

摘 要：該試驗(yàn)以浙江省建德市為試驗(yàn)地點(diǎn)，選用當(dāng)?shù)赝茝V的嘉豐優(yōu)2號(hào)雜交中秈稻品種，利用杭州豐筑XL-21型智能溫濕度控制裝備，比較不同溫濕度組合下疊盤(pán)育秧與常規(guī)育秧的秧苗特性及機(jī)插水稻產(chǎn)量差異。結(jié)果表明，疊盤(pán)35 ℃/90%處理培育的秧苗綜合性狀表現(xiàn)最佳，成苗率達(dá)96.1%，較常規(guī)育秧對(duì)照高12.8個(gè)百分點(diǎn)，苗高、葉齡、根系活力等指標(biāo)亦明顯改善，秧苗缺苗率、漏插率和浮苗率分別降至3.6%、1.1%和1.6%，較常規(guī)育秧顯著降低，最高產(chǎn)量9 412.5 kg·hm-2，較常規(guī)育秧增產(chǎn)15.1%。綜合分析認(rèn)為，溫度35 ℃、相對(duì)濕度90%是建德市嘉豐優(yōu)2號(hào)水稻疊盤(pán)育秧的最佳溫濕度條件，疊盤(pán)育秧的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)基本隨溫濕度條件改善而提高。

關(guān)鍵詞：疊盤(pán)育秧；溫濕度；秧苗素質(zhì)；機(jī)栽水稻；產(chǎn)量研究

中圖分類(lèi)號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-9902（2024）21-0057-04

Abstract： The test took Jiande City， Zhejiang Province as the test site. The locally promoted hybrid medium indica rice variety Jiafengyou 2 was selected and Hangzhou Fengzhu XL-21 intelligent temperature control equipment was used to compare the seedling characteristics and machine transplanted rice yield differences between stacked and conventional seedlings under different temperature and humidity combinations. The results showed that， The comprehensive characteristics of seedlings cultivated by stacking 35 ℃/90% treatment performed best. The seedling rate reached 96.1%， which was 12.8 percentage points higher than that of conventional seedling raising control. Indicators such as seedling height， leaf age， and root vitality were also significantly improved. The seedling lack rate， missed transplanting rate and floating seedling rate dropped to 3.6%， 1.1% and 1.6%， respectively， which was significantly lower than that of conventional seedling raising. The highest yield was 9 412.5 kg·hm-2， which increased by 15.1% compared with conventional seedling raising. Comprehensive analysis shows that the temperature of 35 ℃ and relative humidity oV0Yvx6Xp59qev4mPMziOHw==f 90% are the best temperature and humidity conditions for stacked rice seedlings of Jiafengyou 2 in Jiande City. The yield increase advantage of stacked rice seedlings basically increases with the improvement of temperature and humidity conditions.

Keywords： stacked tray seedling raising; temperature and humidity; seedling quality; machine-transplanted rice; yield research

水稻是我國(guó)重要的糧食作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)在很大程度上取決于育秧質(zhì)量。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，水稻生產(chǎn)逐步實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)人工栽插向機(jī)械化栽插的轉(zhuǎn)變，有效解決了水稻生產(chǎn)“育秧難、栽插難”等問(wèn)題。疊盤(pán)育秧通過(guò)將秧盤(pán)疊放，利用其間形成相對(duì)封閉的環(huán)境來(lái)維持秧苗生長(zhǎng)所需的溫度和濕度，以促進(jìn)秧苗生長(zhǎng)，不同溫濕度條件下，疊盤(pán)育秧所使用的水稻種子的發(fā)芽率、出苗速度及秧苗生長(zhǎng)的速率均存在差異，因此有必要開(kāi)展精準(zhǔn)調(diào)控疊盤(pán)內(nèi)部小氣候環(huán)境的研究。本研究以浙江省建德市為試驗(yàn)地點(diǎn)，選用當(dāng)?shù)貜V泛應(yīng)用的水稻品種嘉豐優(yōu)2號(hào)，采用杭州豐筑XL-21型智能溫濕度控制裝備設(shè)置不同的溫濕度梯度，比較疊盤(pán)育秧與常規(guī)育秧方式在秧苗質(zhì)量、機(jī)插品質(zhì)以及產(chǎn)量方面的差異，以期為當(dāng)?shù)啬酥疗渌?lèi)似稻區(qū)的水稻育秧和機(jī)插生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2023年4月至10月在浙江省建德市進(jìn)行。供試水稻品種為當(dāng)?shù)貜V泛應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交中秈稻品種嘉豐優(yōu)2號(hào)[1]，由浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院與浙江可得豐種業(yè)有限公司合作研制。試驗(yàn)所用秧盤(pán)為512孔（16×32）標(biāo)準(zhǔn)塑料秧盤(pán)，內(nèi)部長(zhǎng)寬高分別為58 cm×28 cm×2.8 cm。秧盤(pán)充填基質(zhì)為pH 5.0～6.5、EC值0.76 mS/cm、有機(jī)質(zhì)含量150 g/kg、總氮1.6%、總磷0.9%、總鉀1.2%的育秧專(zhuān)用基質(zhì)。試驗(yàn)采用杭州豐筑科技有限公司生產(chǎn)的XL-21型智能溫濕度控制育秧系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了高精度數(shù)字溫濕度傳感器、10通道溫濕度獨(dú)立控制模塊、4G遠(yuǎn)程監(jiān)控控制平臺(tái)等，播種后育秧全程溫度控制精度可達(dá)±0.3 ℃，濕度控制精度可達(dá)±3%，水稻育秧期間溫濕度數(shù)據(jù)每10 min自動(dòng)采集1次。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 育秧方式

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置2個(gè)育秧方式：①疊盤(pán)育秧，秧盤(pán)為512孔塑料秧盤(pán)，播前以自來(lái)水浸泡2～3 h，瀝干后裝入育秧基質(zhì)，裝盤(pán)厚度約2.3 cm，播種時(shí)用漏勺將浸種催芽至露白的種子均勻點(diǎn)播于秧盤(pán)孔穴內(nèi)，每孔1粒谷種，覆蓋少量細(xì)干基質(zhì)，噴水潤(rùn)濕秧盤(pán)。播種當(dāng)天按16疊×4垛×4行疊放于溫控疊盤(pán)設(shè)施內(nèi)，疊放高度為45 cm，通過(guò)杭州豐筑XL-21型智能溫濕度控制育秧系統(tǒng)進(jìn)行全程溫濕度調(diào)控，出苗10 d后開(kāi)始降溫至大棚溫度，并逐日增加通風(fēng)量，直至秧苗三葉一心時(shí)移出大棚，秧齡30 d左右可進(jìn)行機(jī)插。疊盤(pán)育秧全程覆蓋黑色遮光網(wǎng)，直至出苗后方揭去遮光。揭去遮光后秧苗開(kāi)始綠化，疊盤(pán)期結(jié)束，期間遇低溫（<10 ℃）夜間覆蓋保溫被。②常規(guī)平置育秧（對(duì)照），秧盤(pán)平鋪于大棚內(nèi)育秧床上，每日上午9：00和下午15：00各噴水1次，保持秧盤(pán)基質(zhì)濕潤(rùn)，常規(guī)秧盤(pán)規(guī)格及播前處理同疊盤(pán)育秧，播種密度略低（孔穴內(nèi)0.7粒），平鋪于大棚內(nèi)秧床上育秧。出苗前秧床蒙蓋透光薄膜保溫保濕，出苗后視苗情揭去薄膜并加強(qiáng)通風(fēng)，同時(shí)根據(jù)天氣狀況進(jìn)行適當(dāng)遮蔭降溫，遇低溫則覆蓋稻草或秸稈保溫。其余管理同疊盤(pán)育秧。大田試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。小區(qū)長(zhǎng)9 m，寬3 m，面積27 m2。栽插采用武義眾合農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的井關(guān)PZ60型插秧機(jī)，6行插，行距30 cm，株距14 cm，每穴插3粒谷苗。

1.2.2 溫濕度梯度設(shè)置

每種育秧方式下設(shè)置4個(gè)溫濕度梯度：25 ℃/80%、30 ℃/85%、35 ℃/90%、40 ℃/95%，每個(gè)溫濕度組合為1個(gè)處理，共8個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)育秧面積為2.0 m×1.2 m。秧齡30 d時(shí)統(tǒng)一進(jìn)行機(jī)插[2]。

4個(gè)溫濕度梯度在播種至揭膜出苗期（約7 d）恒定控制各處理設(shè)定的溫濕度水平；出苗后至三葉一心期（約10 d），白天（8：00—18：00）溫度控制在設(shè)定值，相對(duì)濕度維持在80%，夜間（18：00—次日8：00）溫度下調(diào)5 ℃，相對(duì)濕度維持90%；三葉一心期后育秧土溫度和濕度不再控制，自然變化。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 秧苗質(zhì)量

成苗率：播種后28 d，在每盤(pán)選取5處100粒種子（共500粒）的區(qū)域，調(diào)查出苗數(shù)，計(jì)算成苗率。苗高、葉齡，機(jī)插前在每盤(pán)隨機(jī)選取10株秧苗，測(cè)量從秧苗基部到最高葉尖的高度，取其平均值為苗高；同時(shí)觀察測(cè)定秧苗葉片完全展開(kāi)數(shù)為葉齡[3]。根系活力，機(jī)插前每盤(pán)選取10株秧苗根系，參照TTC還原率法測(cè)定根系活力。

1.3.2 機(jī)插品質(zhì)

機(jī)插苗后7 d內(nèi)，每小區(qū)隨機(jī)選擇5點(diǎn)，每點(diǎn)含10穴，調(diào)查缺苗穴數(shù)和計(jì)算缺苗率；漏插穴數(shù)和計(jì)算漏插率；浮苗穴數(shù)和計(jì)算浮苗率。測(cè)定公式如下：缺苗率（%）=缺苗穴數(shù)/（調(diào)查穴數(shù)×穴插基本苗數(shù)）×100%；漏插率（%）=漏插穴數(shù)/調(diào)查穴數(shù)×100%；浮苗率（%）=浮苗穴數(shù)/調(diào)查穴數(shù)×100%。

1.3.3 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成

成熟期每小區(qū)隨機(jī)選取200穴調(diào)查有效穗數(shù)，計(jì)算每公頃有效穗數(shù)。收獲時(shí)按各小區(qū)實(shí)收面積測(cè)產(chǎn)，以平方米產(chǎn)量折算為公頃產(chǎn)量。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取6穴，考種每穴有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，用水稻胴米粒測(cè)定粒重。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫濕度下疊盤(pán)育秧對(duì)秧苗質(zhì)量的影響

由表1可知，育秧方式和溫濕度梯度對(duì)水稻秧苗成苗率、苗高、葉齡和根系活力均具有顯著影響。在4個(gè)溫濕度梯度下，疊盤(pán)育秧的成苗率均顯著高于常規(guī)平置育秧。其中，疊盤(pán)35 ℃/90%處理的成苗率最高，達(dá)96.1%，較常規(guī)育秧提高16.2個(gè)百分點(diǎn)。隨著溫濕度梯度的升高，疊盤(pán)育秧處理間成苗率表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，30 ℃/85%至35 ℃/90%處理間差異不顯著，但顯著高于其余處理。疊盤(pán)育秧處理的秧苗苗高總體低于常規(guī)平置，且隨溫濕度升高差異逐漸縮?。簻囟?5 ℃時(shí)，疊盤(pán)苗高比常規(guī)育秧低2.6 cm；溫度40 ℃時(shí)二者僅相差0.7 cm，表明疊盤(pán)更有利于在低溫條件下控制秧苗徒長(zhǎng)。不同育秧方式下秧苗葉齡變化趨勢(shì)與苗高相反，疊盤(pán)秧苗葉齡普遍高于常規(guī)育秧，且高溫下優(yōu)勢(shì)更為明顯。溫度40 ℃時(shí)，疊盤(pán)秧苗平均達(dá)到3.8葉，較常規(guī)育秧增加0.6葉。從秧苗根系活力來(lái)看，疊盤(pán)育秧處理明顯優(yōu)于常規(guī)平置育秧，根系活力值隨溫濕度梯度升高而不斷提高，40 ℃/95%處理下達(dá)到最大，為873.5 μg·g-1·h-1，比常規(guī)育秧提高39.45%。

2.2 不同溫濕度下疊盤(pán)育秧對(duì)水稻機(jī)插品質(zhì)的影響

秧苗素質(zhì)是影響機(jī)插水稻田間成苗質(zhì)量的關(guān)鍵因素。研究考察機(jī)插7 d內(nèi)的缺苗率、漏插率和浮苗率，評(píng)價(jià)了不同溫濕度下疊盤(pán)育秧對(duì)水稻機(jī)插品質(zhì)的影響（表2）。結(jié)果表明，疊盤(pán)育秧處理的機(jī)插秧苗缺苗率顯著低于常規(guī)育秧，且以35 ℃/90%處理的缺苗率最低，僅為3.6%，較常規(guī)育秧降低57.64%；35 ℃/90%疊盤(pán)處理的漏插率為1.1%，顯著低于其他處理，說(shuō)明該溫濕度下形成的秧苗根系發(fā)達(dá)，分布均勻，更易與土壤結(jié)合，株高整齊一致，有利于插植；35 ℃/90%疊盤(pán)處理的秧苗浮苗率僅1.6%，顯著低于其他處理。

表2 不同溫濕度疊盤(pán)育秧對(duì)水稻機(jī)插品質(zhì)的影響

2.3 不同溫濕度下疊盤(pán)育秧苗對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

產(chǎn)量是評(píng)價(jià)栽培措施優(yōu)劣的核心指標(biāo)。由表3可知，35 ℃/90%疊盤(pán)育秧處理的水稻產(chǎn)量最高，達(dá)9 412.5 kg·hm-2，顯著高于其他處理，較常規(guī)育秧提高15.1%。進(jìn)一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因素可以發(fā)現(xiàn)，35 ℃/90%疊盤(pán)育秧處理的每公頃有效穗數(shù)達(dá)到239.1萬(wàn)，明顯高于對(duì)照常規(guī)育秧處理的206.7萬(wàn)；其每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率也表現(xiàn)最佳，分別比常規(guī)育秧增加15.4粒和4.9個(gè)百分點(diǎn)，而千粒重差異不顯著。30 ℃/85%疊盤(pán)育秧處理的產(chǎn)量?jī)H次于35 ℃/90%，也能達(dá)到9 095.0 kg·hm-2，較常規(guī)育秧增產(chǎn)12.1%。為進(jìn)一步分析疊盤(pán)育秧的增產(chǎn)原因，對(duì)移栽后不同處理的水稻生長(zhǎng)狀況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，結(jié)果顯示，35 ℃/90%疊盤(pán)育秧處理的機(jī)插秧苗成活率最高，苗期分蘗成穗率顯著高于常規(guī)平置育秧處理。至拔節(jié)期，該處理的葉面積指數(shù)、莖粗和干物質(zhì)積累量等指標(biāo)亦明顯優(yōu)于其他處理。表明疊盤(pán)育秧培育的壯秧不僅有利于秧苗快速成活、分蘗成穗，而且能夠增強(qiáng)植株群體在生育后期對(duì)環(huán)境資源的獲取和利用能力。

2.4 最佳疊盤(pán)育秧溫濕度條件的確定

基于對(duì)水稻秧苗性狀、機(jī)插品質(zhì)和產(chǎn)量的綜合分析，35 ℃/90%疊盤(pán)育秧?xiàng)l件在各項(xiàng)指標(biāo)上均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)（表4）。與其他溫濕度梯度相比，該處理培育的秧苗植株矮壯、根系發(fā)達(dá)、葉色濃綠，成苗率高達(dá)96.1%，機(jī)插后田間秧苗成活率和整齊度最佳，漏插率、缺苗率和浮苗率分別降至1.1%、3.6%和1.6%，因此獲得最高的產(chǎn)量，達(dá)9 412.5 kg·hm-2，比常規(guī)育秧增產(chǎn)15.1%。因此，研究確定35 ℃/90%為建德市嘉豐優(yōu)2號(hào)雜交中秈稻疊盤(pán)育秧的最佳溫濕度參數(shù)。

3 討論

3.1 溫濕度與疊盤(pán)育秧效果的關(guān)系

溫度和濕度是影響水稻種子萌發(fā)、秧苗生長(zhǎng)的關(guān)鍵生態(tài)因子。研究表明，與常規(guī)平置育秧相比，疊盤(pán)育秧能夠顯著提高秧苗質(zhì)量，其優(yōu)勢(shì)效應(yīng)隨著溫濕度條件的改善而增強(qiáng)。疊盤(pán)育秧過(guò)程中，秧盤(pán)間形成相對(duì)封閉的微環(huán)境，利于維持種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)所需的溫濕度，此類(lèi)小氣候環(huán)境可通過(guò)智能裝備精準(zhǔn)調(diào)控，保障秧苗在最適宜條件下生長(zhǎng)發(fā)育[4]。供試的4個(gè)溫濕度組合中，35 ℃/90%疊盤(pán)育秧培育的秧苗綜合性狀最優(yōu)，不僅顯著提高了秧苗的成苗率、壯秧指數(shù)和根系活力，還能控制苗高、促進(jìn)分蘗，使秧苗在移栽時(shí)達(dá)到較好的形態(tài)和生理素質(zhì)。在較低溫度（25 ℃）下，提高空氣濕度雖然可改善疊盤(pán)內(nèi)部小氣候，但秧苗生長(zhǎng)緩慢，分蘗少，根系活力低；而在較高溫度（40 ℃）下，即使維持90%以上高濕環(huán)境，秧苗內(nèi)部呼吸代謝加快，但光合同化受到抑制，不利于干物質(zhì)積累，秧苗外觀上徒長(zhǎng)明顯，由此可見(jiàn)，水稻秧苗對(duì)溫濕度的響應(yīng)亦存在“適宜范圍”。前人研究表明，水稻種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)對(duì)溫度和水分條件較為敏感，本研究結(jié)果顯示，在35 ℃/90%的疊盤(pán)環(huán)境下，嘉豐優(yōu)2號(hào)水稻種子的出苗率和秧苗生長(zhǎng)均表現(xiàn)最佳，這可能與疊盤(pán)內(nèi)部相對(duì)密閉的環(huán)境以及品種自身的生理特性有關(guān)。有研究指出，在較高溫度下，水稻種子的呼吸代謝加快，需要消耗更多的內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果濕度較低，種子和秧苗容易因缺水而發(fā)生干燥失水，進(jìn)而影響種子活力和幼苗的正常發(fā)育。而在疊盤(pán)環(huán)境中，較高的空氣濕度有利于維持種子和秧苗組織的水分平衡，減輕了高溫可能造成的傷害。因此，疊盤(pán)育秧過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制溫濕度條件，避免極端高溫干燥環(huán)境的出現(xiàn)。

3.2 疊盤(pán)育秧苗質(zhì)量對(duì)機(jī)栽水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響

秧苗質(zhì)量是機(jī)插水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。葉面積、干物質(zhì)積累量、根系活力等生理指標(biāo)直接關(guān)系到秧苗移栽后的成活率、分蘗成穗率和后期庫(kù)源關(guān)系[5]。研究發(fā)現(xiàn)，35 ℃/90%疊盤(pán)育秧的秧苗在移栽時(shí)已具備3.6片葉、較粗壯的莖稈和發(fā)達(dá)的根系，較其他處理植株分蘗早、成穗多，最終獲得了最高的產(chǎn)量，表明通過(guò)調(diào)控育秧期溫濕度，培育生長(zhǎng)健壯、生理活性高的壯秧，能夠顯著提高機(jī)插水稻的整體生產(chǎn)性能。疊盤(pán)育秧苗在田間也表現(xiàn)出良好的機(jī)插適應(yīng)性，35 ℃/90%疊盤(pán)育秧處理的秧苗移栽后，其缺苗率、漏插率和浮苗率均顯著低于常規(guī)平置育秧，苗塊移植后植株快速成活，長(zhǎng)勢(shì)整齊，可能得益于疊盤(pán)育秧培育的秧苗苗高整齊、根系發(fā)達(dá)，移栽時(shí)對(duì)機(jī)械損傷的抵抗力強(qiáng)，苗塊與土壤的結(jié)合緊密，能迅速與新環(huán)境建立水分養(yǎng)分聯(lián)系，恢復(fù)生長(zhǎng)[6]。研究中35 ℃/90%疊盤(pán)育秧培育的壯秧在大田表現(xiàn)出明顯的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，既提高了移栽成活率，促進(jìn)了分蘗成穗，又增強(qiáng)了后期群體對(duì)光能的截獲和干物質(zhì)生產(chǎn)能力，最終實(shí)現(xiàn)了水稻產(chǎn)量的顯著提升，采用適宜溫濕度條件的疊盤(pán)育秧模式培育優(yōu)質(zhì)壯秧，對(duì)于保障機(jī)插水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。

4 結(jié)論

研究表明，在浙江省建德市采用溫度35 ℃、相對(duì)濕度90%的條件進(jìn)行嘉豐優(yōu)2號(hào)雜交中秈稻品種疊盤(pán)育秧，利用杭州豐筑XL-21型智能溫濕度控制育秧系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)控育秧過(guò)程，可顯著提升秧苗質(zhì)量、改善機(jī)插性能，最終實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量比常規(guī)育秧提高15.1%。疊盤(pán)育秧過(guò)程中溫度和濕度的優(yōu)化組合以及智能化控制是取得良好增產(chǎn)效果的關(guān)鍵，今后有必要開(kāi)展多熟制、多品種間的比較試驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化不同類(lèi)型水稻品種疊盤(pán)育秧模式。

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