?不同蓋土厚度對機(jī)插水稻秧苗生長特性的影響?

摘要：為明確水稻機(jī)插育秧蓋土厚度對秧苗生長的影響，以中早39為試驗材料，設(shè)置3種蓋厚土處理，分別為蓋土0 cm（CK）、蓋土0.5 cm（T1）和蓋土1 cm（T2），測定機(jī)插秧苗出苗率、苗高、根長、葉齡、綠葉數(shù)、根系總根長、總投影面積、根表面積和根體積等指標(biāo)。結(jié)果表明：T1處理的出苗率相比CK處理顯著提高了68.6%，但與T2處理無顯著性差異。T1處理的苗高、總根數(shù)和葉鮮重相比CK分別顯著增加95.4%、80.6%和66.7%。T1處理的苗高、葉齡、總根數(shù)和葉鮮重相比T2分別顯著增加80.2%、40%、7.7%和25%。綜上所述，蓋土0.5 cm能有效提高水稻機(jī)插秧育苗特性。

關(guān)鍵詞：水稻秧苗；蓋土厚度；出苗率；秧苗素質(zhì)；根系形態(tài)

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）10-0013-04

Effect of Different Soil Cover Thicknesses on Growth Characteristics of

Machine-Transplanted Rice Seedlings

WU Cui1，LIU Wen-xiang2，ZENG Qin3，YANG Ying3，LI Yong-qiang4，ZOU Ying4，YI Jun-hui4，WANG Yue1

（1. College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha 410125， PRC; 2. Hunan Institute of Agricultural Information and Engineering， Changsha 410125， PRC; 3. Xiangxiang City Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Xiangtan 411499， PRC; 4. Yueshan Town Agricultural Comprehensive Service Center of Xiangxiang City， Xiangxiang 411431， PRC）

Abstract： In order to clarify the effect of the soil cover thickness on the growth of machine-transplanted rice seedlings， Zhongzao 39 was used as the experimental material， and three kinds of thick soil cover treatments were set up， which were 0 cm （CK）， 0.5 cm （T1）， and 1 cm （T2）. The emergence rate， height， root length， leaf age， green leaf number， total root length， total projection area， root surface area， root volume， and other indicators of the machine-transplanted rice seedlings were measured. The results show that the emergence rate of T1 treatment is significantly increased by 68.6% compared with that of CK treatment， but there is no significant difference with T2 treatment. The seedling height， total root number， and aboveground fresh weight of T1 treatment are significantly increased by 95.4%， 80.6%， and 66.7%， respectively， compared with those of CK treatment. The seedling height， leaf age， total root number， and aboveground fresh weight of the T1 treatment are significantly increased by 80.2%， 40%， 7.7%， and 25%， respectively， compared with the T2 treatment. In summary， a soil cover of 0.5 cm can effectively improve the growth characteristics of machine-transplanted rice seedlings.

Key words： rice seedling; soil cover thickness; emergence rate; seedling quality; root morphology

水稻是世界上重要的糧食作物，全世界近二分之一人口以水稻為主食[1]。中國是全球主要的水稻生產(chǎn)國，水稻生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定對于確保糧食安全和農(nóng)民增收具有重要意義。近年來，由于經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，我國耕地面積減少，并伴隨著大規(guī)模人口流動，農(nóng)村人口向城市遷移導(dǎo)致適齡務(wù)農(nóng)人員的減少，用工成本增加，這不僅增加了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本，還嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，因此如何提高單位土地面積糧食產(chǎn)量是當(dāng)前面臨的主要問題[2]。采用水稻全程機(jī)械化生產(chǎn)可提高水稻種植效益，而水稻機(jī)插技術(shù)因秧苗生產(chǎn)程序繁雜、機(jī)械化操作難度較大，影響推廣。

目前我國水稻生產(chǎn)主要采用手工移栽、機(jī)插和直接播種入田的種植方式。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，水稻機(jī)械化面積逐漸擴(kuò)大，水稻種植方式也逐漸由人工向輕簡化、機(jī)械化的方式轉(zhuǎn)變。水稻全程機(jī)械化種植對我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展具有積極的推動作用。通過機(jī)械化種植發(fā)展現(xiàn)代化、規(guī)?；?、專業(yè)化、商品化的水稻生產(chǎn)對于確保高效移栽和保持水稻生產(chǎn)力發(fā)揮著關(guān)鍵作用[3]。水稻機(jī)插種植水平雖然在一定程度上有所提升，但各種植地區(qū)仍存在巨大差異。秧苗質(zhì)量不一、技術(shù)裝備與農(nóng)藝措施不匹配等問題，仍是稻谷作物機(jī)械化生產(chǎn)過程中的薄弱環(huán)節(jié)。而有研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)插秧種植的水稻產(chǎn)量顯著高于直播水稻產(chǎn)量[4]。因此，提高機(jī)插秧秧苗質(zhì)量，推廣機(jī)插秧種植技術(shù)，提升機(jī)械移栽水平，是一條既能滿足我國糧食高產(chǎn)又能提高勞動效率的可行途徑。對于水稻生產(chǎn)來說，苗期是最重要的生長階段之一，直接影響最終產(chǎn)量。良好的秧苗與水稻生產(chǎn)力有直接關(guān)系，健康、營養(yǎng)良好、生長均勻的秧苗是大田均勻移栽的先決條件。育秧是機(jī)插技術(shù)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在機(jī)插水稻栽培體系中，因插秧機(jī)的工作性能及特點，要求秧苗必須符合一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，培育的秧苗必須符合插秧機(jī)作業(yè)要求，這就決定了機(jī)插標(biāo)準(zhǔn)化育秧方式的特殊性，也決定其在生長發(fā)育、器官建成與產(chǎn)量形成上區(qū)別于其他栽培方式的獨特規(guī)律[5-6]。機(jī)插秧由于盤根成毯的需要，播種密度很大，秧苗生長空間很小、器官發(fā)育不充分、秧苗素質(zhì)較差，且機(jī)插植傷較重，移栽后至恢復(fù)正常生長所經(jīng)歷的“滯長期”達(dá)7～15 d，因此播種時需蓋一定厚度的基質(zhì)。

用土壤覆蓋種子是早期在直播條件下改善植物生長的一種簡單方法，可以增強(qiáng)植物的抗倒伏能

力[7-8]，并增強(qiáng)水稻對干旱的耐受性[9]。雖然適當(dāng)?shù)牟シN深度或覆蓋厚度有利于提高水稻的發(fā)芽和出苗率，但土壤覆蓋條件較深時，會導(dǎo)致出苗率低、成苗能力弱，阻礙水稻直播[10]。然而目前有關(guān)不同育秧基質(zhì)及播種時蓋土厚度對機(jī)插水稻育苗的綜合影響的相關(guān)研究較少，同時在機(jī)插水稻育秧過程中也缺乏統(tǒng)一完善的標(biāo)準(zhǔn)。因此，筆者以中早39為試驗材料，檢測機(jī)插秧苗出苗率等指標(biāo)，旨在闡明不同蓋土厚度對機(jī)插水稻秧苗生長特性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻品種為中早39，由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置3種不同蓋土厚度處理，即CK（蓋土厚度0 cm）、T1（蓋土厚度0.5 cm）和T2（蓋土厚度1 cm）。將精選后的種子進(jìn)行浸種催芽，瀝干后均勻播種于58 cm×23 cm×2.5 cm的機(jī)插毯秧盤。于播種后第7天調(diào)查出苗率、秧苗生長特征和根部形態(tài)。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 出苗率的測定 播種后第7天，各處理調(diào)查10 cm×10 cm出苗種子數(shù)和未出苗種子數(shù)，用公式（1）計算出苗率。各處理重復(fù)5次。

出苗率=出苗種子數(shù)/（出苗種子數(shù)+未出苗種子數(shù)）×100% [11] （1）

1.3.2 秧苗素質(zhì)的測定 選取各處理整齊一致的秧苗10株，測定根長、苗高、綠葉數(shù)、葉齡、白根數(shù)、總根數(shù)、莖基寬（距秧苗生根處1 cm）、葉鮮重和根鮮重[12]。各處理重復(fù)5次。

1.3.3 根系形態(tài)的測定 選取各處理整齊一致的秧苗10株，用于根系形態(tài)分析。用蒸餾水沖洗干凈秧苗根系表面附著物，使用根系掃描儀（Epson Perfection V800）掃描照片，利用根系分析系統(tǒng)（WinRhizo）進(jìn)行圖像分析，測定總根長、根表面積、根體積、根直徑、總投影面積、分枝數(shù)、交叉數(shù)及根尖數(shù)等根系形態(tài)參數(shù)[13]。各處理重復(fù)5次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗均以Microsoft Excel 2020進(jìn)行錄入和整理，采用DPS 7.05進(jìn)行差異顯著性分析和相關(guān)性分析，采用SPSS Statistics 26進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蓋土厚度對機(jī)插水稻出苗率的影響

秧盤蓋土厚度對種子出苗率造成顯著影響，如表1所示，T1處理的出苗率相比CK處理提高了68.6%，但與T2處理無顯著性差異。表明秧盤播種后蓋土過厚可能會導(dǎo)致出苗率下降。

2.2 不同蓋土厚度對機(jī)插水稻秧苗生長的影響

如表1所示，T1處理的苗高、總根數(shù)、葉鮮重相比CK分別顯著增加95.4%、80.6%和66.7%。T1處理的苗高、葉齡、總根數(shù)、葉鮮重相比T2分別顯著增加80.2%、40%、7.7%和25%。

2.3 不同蓋土厚度對機(jī)插水稻根系形態(tài)的影響

如表2所示，秧苗根系總根長、總投影面積、根面積、分枝數(shù)和交叉數(shù)均達(dá)到顯著性差異，T1處理的總根長、總投影面積、根表面積、分枝數(shù)和交叉數(shù)相比T2處理分別顯著增加56.3%、52.8%、65.2%、156.9%和111.2%，由此可見，機(jī)插水稻育秧時覆蓋適宜厚度的土壤有利于秧苗根系生長發(fā)育。

2.4 不同蓋土厚度與機(jī)插水稻育苗特性的相關(guān)性分析

如表3所示，分枝數(shù)與根直徑呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），根體積與總根長呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），葉鮮重和白根數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），根尖數(shù)與莖基寬呈極顯著正相關(guān)（P＜0.05），總根表面積與葉齡呈極顯著正相關(guān)（P＜0.05），苗高與根鮮重呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。

2.5 不同蓋土厚度與機(jī)插秧苗特性的主成分分析

采用主成分分析對不同蓋土厚度下機(jī)插秧苗特性相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行評價。如表4所示，以主成分中特征向量值＞1為原則，共提取到4個主成分，貢獻(xiàn)率分別為37.3%、21.9%、17%和14.4%，四者累計貢獻(xiàn)率為90.6%。在第一個主成分中，特征值為6.339，特征向量正值較的大的為總根數(shù)（0.151）。在第二個主成分中，特征值為3.728，特征向量正值較的大為根長（0.212）。在第三個主成分中，特征值為2.889，特征向量正值較大的為莖基寬（0.276）。在第四個主成分中，特征值為2.45，特征向量正值較大的為根鮮重（0.349）。

3 討論與結(jié)論

水稻機(jī)插是現(xiàn)代水稻生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的方向，育秧是水稻生產(chǎn)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[14]。機(jī)插育秧土蓋土厚度對秧苗出苗率存在顯著影響，表現(xiàn)為隨著育秧土蓋土過厚，秧苗出苗率降低，影響秧苗生長[15]。因此，在機(jī)插水稻育秧過程中建立統(tǒng)一完善的標(biāo)準(zhǔn)是必然趨勢。研究以中早39為材料，通過3個不同蓋土厚度的處理，測定了出苗率、秧苗生長特征和根

部形態(tài)等17個指標(biāo)，各處理間表現(xiàn)出明顯的差異性。

種子出苗率是育秧環(huán)節(jié)重要指標(biāo)之一。研究中，T1出苗率顯著高于CK和T2，說明蓋土厚度過厚，會降低種子出苗率，而淺蓋土也對種子出苗率造成影響，土壤表面的水分更容易流失，使土壤保濕能力下降，這與王亞梁等[14]的研究結(jié)果一致。秧苗生長與機(jī)插秧質(zhì)量密切相關(guān)，對其深入了解水稻秧苗的生長發(fā)育機(jī)制具有重要意義。研究中，T1的苗高、葉齡、總根數(shù)與葉鮮重均高于CK和T2，說明機(jī)插育秧蓋土對其苗高、葉齡、總根數(shù)與葉鮮重等有影響，有利于提高秧苗的成活率和生長質(zhì)量。

相關(guān)性分析表明，出苗率與白根數(shù)呈極顯著正相關(guān)，白根數(shù)越多出苗率越高，秧苗素質(zhì)越好更有利于水稻生長發(fā)育。而蓋土厚度過厚或淺蓋土均會影響秧苗生長，導(dǎo)致葉鮮重降低，這與于佩鋒等[16]的研究結(jié)果一致。秧苗白根數(shù)能夠直觀地看出秧苗根系的發(fā)達(dá)程度，是判斷秧苗素質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，白根越多越長，秧苗素質(zhì)越好[12]。但各指標(biāo)間存在著復(fù)雜的相關(guān)性，反映了水稻秧苗生長信息有著不同的交叉與重疊的現(xiàn)象，充分說明水稻的秧苗素質(zhì)與根系形態(tài)對出苗率是一個綜合性狀，需將各單項指標(biāo)綜合考慮從而得到準(zhǔn)確信息量，全面和系統(tǒng)地去評估秧苗素質(zhì)與根系形態(tài)對出苗率的影響機(jī)制，因此需采用主成分分析進(jìn)行進(jìn)一步的綜合評價。

通過主成分分析可以找出數(shù)目少且具代表性的主成分，并計算各指標(biāo)在主成分上的得分，這可有效地對相對獨立又有一定聯(lián)系的性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。研究采用主成分分析法，將17項指標(biāo)簡化為4個主成分，貢獻(xiàn)率分別為37.3%、21.9%、17%和14.4%。

研究結(jié)果表明總根長、總根數(shù)、莖基寬和葉鮮重等指標(biāo)正特征值較大，且都為正向特征指標(biāo)。說明根長對出苗率有著重要影響，有助于提高土壤水分和養(yǎng)分的吸收、增強(qiáng)植物的抗逆性、改善土壤結(jié)構(gòu)和通氣性，并提供種子營養(yǎng)，從而直接或間接地促進(jìn)植物的發(fā)芽和秧苗的生長，進(jìn)而提高植物出苗率[17]?？偟膩碚f，適宜的蓋土厚度能促進(jìn)機(jī)插水稻秧苗生長和根系發(fā)育，并對基質(zhì)保濕具有重要意義。

研究表明，根長對機(jī)插育秧蓋土?xí)r的出苗率影響力最大。在蓋土0 cm時，會增加水分的蒸發(fā)速率，這可能會導(dǎo)致土壤表層干燥影響作物生長發(fā)育。在蓋土1 cm時，受種子拱土能力的影響，水稻出苗率最差，蓋土過深導(dǎo)致水稻不出苗，直接影響到秧苗的質(zhì)量和分布均勻性。蓋土厚度為0.5 cm時在3個處理中表現(xiàn)最好，說明淺蓋土能促進(jìn)機(jī)插秧苗生長，其促使種子吸收水分后有足夠的氧氣保證種子發(fā)芽生根出苗，最有利于水稻出苗及苗期的成長，有效提高水稻機(jī)插秧育苗特性。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）