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    離乳期水分脅迫對(duì)寒地水稻秧苗素質(zhì)及產(chǎn)量的影響

    2025-07-30 00:00:00錢(qián)永德陳書(shū)強(qiáng)汪秀志隋文慶張曉晗趙澤楠趙慶民王玉奇王靜吳怡梅
    北方水稻 2025年4期
    關(guān)鍵詞:土壤水分秧苗水分

    中圖分類(lèi)號(hào):S511.051 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1673-6737(2025)04-0008-05

    The Impact of Post-weaning Water Management on the Quality and Yield of Cold-region Rice Seedlings

    ANG Tai-yi1 , QIAN Yong-de1* ,CHEN Shu-qiang2,WANG Xiu-zhi1, SUI Wen-qing1,ZHANG Xiao-han1,ZHAO Ze-nan1,ZHAO Qing-min1,WANG Yu-qil,WANG Jingl,WU Yi-meil (1 College of Agriculture,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing Heilongjiang 163oo,China; 2Rice Research Institute,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Jiamusi Heilongjiang 1540oo, China)

    Abstract:Asa major riceproduction base in China, Heilongjiang Province requires precise water management during the seedlingstagetoachievebothhighyieldandsuperiorquality.UsingtheLonggeng-31cultivarasexperimentalmaterial, thisstudyimplementedthreewatermanagementtreatmentsduring theweaning stageunderdry sedling cultivation: conventional dry cultivation(CK, soil moisture 50%-60 % ),water seedling cultivation(A,maintaining 1 cm water layer),and moist seedling cultivation (B, 100% soil saturation). The results demonstrated that seedling quality in A and B treatments wassignificantlyinferior to CK,withreductionsinleafage,seedling fulness,andseedingvigorindex by6.67 % and (204 5.07% , 10.19% and 8.33% ,and 20.00% and 9.03% ,respectively. Moreover,CK treatment exhibited more robust root systemdevelopment.Physiologicalanalysisrevealedthatmalondialdehyde(MDA)contentinAandBtreatmentsdecreasedby (2號(hào) 27.61% and 24.38% compared to CK,while SOD,POD,and CAT enzyme activities in A treatment were 34.23% , (20 30.88% ,and 50.57% lower than CK,respectively,indicating that dry cultivation significantly enhances seedling antioxidant capacity.Yield evaluation showed that CK treatment achieved 11.74% and 4.32% higher yieldsthan A and B treatments. Thisstudyconfirmsthatmaintainingdrycultivationconditionsduring theweaningstageeffctivelycultivatesvigorous seedlingsandincreasesyield,providingcrucialtheoreticalsupportforwater-savingandhigh-yieldricecultivationin Heilongjiang Province.

    eyWords: Rice; Post-weaning period; Water management; Seedling quality;Yiel

    黑龍江省位于中國(guó)東北地區(qū),農(nóng)業(yè)資源豐富,是中國(guó)主要的糧食生產(chǎn)基地之一[12]。水稻(OryzasativaL.)是黑龍江主要栽培作物之一,不僅是當(dāng)?shù)鼐用竦闹饕Z食來(lái)源,還對(duì)全國(guó)的糧食安全發(fā)揮著重要作用。水稻的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)是黑龍江農(nóng)業(yè)發(fā)展的基石45,秧田期和本田期構(gòu)成了水稻生長(zhǎng)的兩個(gè)重要階段,“秧好八成稻”反映了這兩個(gè)階段之間的密切聯(lián)系,秧田期的水分在秧苗生長(zhǎng)中扮演著至關(guān)重要的角色。

    水稻的生長(zhǎng)周期可以被分為不同的生育階段,秧田期作為水稻生長(zhǎng)發(fā)育的第一階段,是水稻產(chǎn)量和品質(zhì)形成的基礎(chǔ),離乳期是水稻幼苗在秧田生長(zhǎng)中的一個(gè)過(guò)程。這一時(shí)期的特點(diǎn)是從秧苗一葉一心到三葉一心,胚乳養(yǎng)分消耗較快直至耗盡,三葉期以后秧苗由異養(yǎng)轉(zhuǎn)為自養(yǎng),同時(shí),三葉期后由于水稻幼苗根系亦逐漸形成裂生通氣組織、秧苗生理需水日益增多,苗床水分要求也和此前不同。因此,離乳期水分對(duì)培育壯苗有重要意義。離乳期水分的多少對(duì)于水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量都具有直接的影響。而在離乳期的水分管理中,有三種主要模式,分別是水管理、濕潤(rùn)管理和旱管理。

    水育秧要將秧田帶水耕整,整個(gè)秧田階段也一般保持淺水。濕潤(rùn)管理模式則旨在維持適度的土壤濕潤(rùn)度,同時(shí)減少水分的過(guò)度使用,以防止浪費(fèi)[]。相對(duì)而言,旱管理模式則側(cè)重于在苗期中實(shí)現(xiàn)節(jié)水,有目的地減少灌溉水量,提高水分利用效率,并減輕對(duì)水資源的依賴(lài)[]。

    黑龍江作為全國(guó)最大的早粳稻生產(chǎn)基地,種植面積大,大多采用旱育稀植栽培技術(shù)種植水稻,自20世紀(jì)80年代以來(lái),旱育苗技術(shù)在黑龍江省得以大力推廣,為水稻產(chǎn)業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。盡管如此,當(dāng)前水稻生產(chǎn)中尤其育苗過(guò)程中仍然存在一些諸如\"旱育不旱\"等諸多管理上的誤區(qū),對(duì)生產(chǎn)造成不利影響。因此,本研究以黑龍江早粳稻品種龍粳31為供試材料,針對(duì)旱育苗離乳期水分脅迫對(duì)秧苗素質(zhì)和移栽后的產(chǎn)量影響展開(kāi)研究,旨在為黑龍江水稻培育壯苗、發(fā)展節(jié)水可持續(xù)稻作提供理論支持和參考。

    1材料與方法

    1.1 試驗(yàn)地概況

    試驗(yàn)在鶴崗市夢(mèng)北縣江濱農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。蘿北縣屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫 1.57°C ,無(wú)霜期 128d ,年降水量 549.1mm 。

    1.2 試驗(yàn)材料

    1.1.1供試品種龍粳31,主莖11片葉,株高92cm左右,全生育期130d左右,需 ?10 C 活動(dòng)積溫2350 C 左右。

    1.1.2供試肥料尿素(N 46% )、重過(guò)磷酸鈣(P2O543% 和硫酸鉀 K2O50% )。

    1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    本試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì),播種量芽谷 600g/m2 ,CK為對(duì)照,進(jìn)行常規(guī)旱育秧(土壤水分 50%~60% ),離乳期(2葉露尖至3葉展開(kāi))時(shí)苗床土壤分別模仿水育秧(床面維持 1cm 水層,A)和濕潤(rùn)育秧(土壤水分 100% 飽和狀態(tài),B),試驗(yàn)中使用水分傳感器對(duì)苗床土壤水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)共計(jì)3個(gè)處理,每個(gè)處理3次重復(fù),每重復(fù)兩盤(pán),離乳期結(jié)束后恢復(fù)旱育管理。4月11日進(jìn)行播種,5月23日進(jìn)行移栽。移栽后大田每處理3個(gè)重復(fù),每重復(fù)5行、行長(zhǎng) 5m ,行距30cm ,穴距 12cm,4 苗/穴,每重復(fù)定株10穴進(jìn)行生育動(dòng)態(tài)調(diào)查。移栽后施肥情況:分蘗肥(4葉伸長(zhǎng)期)施尿素 6.21g/m2 ;調(diào)節(jié)肥(倒四葉)施尿素 2.58g/m2 ;穗肥(倒二葉后半葉)施尿素5.62g/m2 、硫酸鉀 6.00g/m2 。移栽后水分管理同常規(guī)。

    1.4測(cè)定項(xiàng)目及方法

    1.4.1水稻的秧苗素質(zhì) ① 形態(tài)指標(biāo)。自水稻秧苗一葉一心期開(kāi)始,每處理隨機(jī)選取20株水稻秧苗作為調(diào)查對(duì)象,每5天調(diào)查株高、葉齡、莖基寬、最長(zhǎng)根長(zhǎng)和根數(shù)等指標(biāo),根據(jù)公式計(jì)算充實(shí)度、壯秧指數(shù)。計(jì)算公式如下:

    秧苗充實(shí)度( 地上部分干重/株高壯秧指數(shù) Σ=Σ 莖基寬 × 充實(shí)度

    根系形態(tài)掃描。移栽前,每處理隨機(jī)選取15株水稻秧苗,將植株根系用清水小心仔細(xì)清洗測(cè)定根系形態(tài)。

    ② 葉片中酶活性測(cè)定。在秧苗移栽前每個(gè)處理劃區(qū)長(zhǎng)勢(shì)均勻的區(qū)塊,用剪刀取足量葉片置于液氮中冷卻保證酶活,然后放置于-40℃低溫冰箱冷凍,自行按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)配置需要的藥品并對(duì)SOD、POD、CAT、MDA的含量進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)。使用李和生的方法測(cè)定過(guò)氧化氫酶(CAT)活性,使用氮藍(lán)四唑(NBT)法[I314測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性,硫代巴比妥酸(TBA)法5測(cè)定丙二醛(MDA)含量,使用愈創(chuàng)木酚法3測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性。

    1.4.2產(chǎn)量調(diào)查收獲前每個(gè)處理調(diào)查30穴水稻莖數(shù),計(jì)算平均莖數(shù),按平均莖數(shù)取樣,每處理3點(diǎn),每點(diǎn)2穴,收獲后按穗、莖、葉分開(kāi)保存,籽粒水分降到安全含水量,調(diào)查每穴穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重,用于產(chǎn)量構(gòu)成因素調(diào)查;收獲時(shí)按三點(diǎn)取樣法取樣,每處理取三點(diǎn),每點(diǎn)1m2 ,脫粒保存,籽粒水分降到安全含水量,調(diào)查實(shí)產(chǎn)。

    1.5 數(shù)據(jù)處理

    采用SPSS21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析,

    數(shù)據(jù)整理與圖表制作采用MicrosoftExcel2019。

    2 結(jié)果與分析

    2.1不同處理對(duì)水稻秧苗素質(zhì)的影響

    由表1可見(jiàn),在不同處理下,葉齡、充實(shí)度和壯秧指數(shù)均達(dá)極顯著差異。與CK處理相比,A處理的秧苗表現(xiàn)出較高的株高、較小的葉齡、較小的莖基寬、較低的充實(shí)度和壯秧指數(shù)。與CK處理相比,A處理和B處理的葉齡分別降低 6.67% 和5.07% ,充實(shí)度分別降低 10.19% 和 8.33% ,壯秧指數(shù)分別下降 20.00% 和 9.03% 。這些結(jié)果表明離乳期土壤水分越多,壯秧指數(shù)越低,嚴(yán)重影響秧苗素質(zhì)。

    表1不同處理對(duì)水稻秧苗素質(zhì)的影響
    注: 表示差異達(dá)到 5% 顯著水平,**表示差異達(dá)到 1% 顯著水平,下同。

    2.2不同處理對(duì)水稻根部性狀的影響

    由表2所示,不同處理在最長(zhǎng)根長(zhǎng)、根數(shù)、根總長(zhǎng)、表面積、體積、平均直徑以及根尖數(shù)等指標(biāo)均達(dá)顯著差異。在最長(zhǎng)根長(zhǎng)方面,A處理和B處理較CK處理分別下降 17.79% 和 13.50% 。根數(shù)、根總長(zhǎng)和表面積等方面,A處理和B處理較CK處理分別降低 22.27% 和 31.44%.27.95% 和 16.97% 、54.51% 和 37.94% 。在體積和平均直徑方面,A處理和B處理較CK處理分別降低 78.00% 和 60.80% 小21.05% 和 21.05% 。

    表2不同處理對(duì)水稻根部性狀的影響

    2.3不同處理對(duì)秧苗生理活性(酶)的影響

    由表3所示,不同處理在丙二醛和過(guò)氧化氫酶上均存在顯著差異。在丙二醛方面,A處理和B處理較CK處理分別下降 27.61% 和 24.38% 。在過(guò)氧化氫酶方面,A處理顯著低于CK處理,并較CK處理降低 34.23% 。

    不同處理在過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶上均存在極顯著差異。在過(guò)氧化物酶方面,A處理極顯著低于CK處理,并較CK處理降低 30.88% 。在超氧化物歧化酶方面,A處理極顯著低于CK處理,并較CK處理降低 50.57% 。

    2.4不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

    由表4可見(jiàn),各處理對(duì)千粒重影響達(dá)顯著差異。與CK處理相比,A處理和B處理的千粒重分別減少 2.90% 和 3.94% 。各處理對(duì)穗數(shù)和產(chǎn)量的影響達(dá)極顯著差異。隨著土壤水分的下降,穗數(shù)和產(chǎn)量均呈上升趨勢(shì)。與CK處理相比,A處理和B處理的穗數(shù)、產(chǎn)量分別減少 12.07% 和 1.72% !11.74% 和 4.32% 。

    表3不同處理對(duì)秧苗生理活性(酶)的影響
    表4不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

    3討論

    3.1 離乳期水分脅迫對(duì)水稻秧苗生長(zhǎng)的影響

    苗期是水稻秧苗生長(zhǎng)的時(shí)期,尤其在離乳期,是水稻秧苗由異養(yǎng)向自養(yǎng)的過(guò)渡階段,決定了水稻秧苗素質(zhì)的好壞。而王萬(wàn)里等人研究已經(jīng)指出水稻秧苗素質(zhì)在很大程度上影響后期水稻的產(chǎn)量,水分作為影響秧苗生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素[8],本研究發(fā)現(xiàn),在離乳期對(duì)水稻秧苗進(jìn)行水分脅迫時(shí),隨著土壤中水分含量的下降,秧苗的株高呈下降趨勢(shì),而葉齡、莖基寬、充實(shí)度、壯秧指數(shù)、根長(zhǎng)則呈上升趨勢(shì)。這一發(fā)現(xiàn)與前人的研究結(jié)果一致,支持了適宜水分脅迫能夠降低秧苗的株高,同時(shí)增強(qiáng)其根系活力的觀點(diǎn)[1]。其他研究[2021也指出,適宜的水分脅迫條件有助于促進(jìn)水稻秧苗的根長(zhǎng)的增加。吳文革等人[22則強(qiáng)調(diào)了旱育秧對(duì)于秧苗綜合素質(zhì)提高的積極作用,包括快速發(fā)根、快速返青、多次分糵、多次成穗,進(jìn)而有利于大穗的形成,符合“平衡栽培\"理念。

    3.2離乳期水分脅迫對(duì)水稻秧苗生理活性(酶)的影響

    根據(jù)前人研究,水分脅迫被認(rèn)為是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的主要因素之一。逆境脅迫會(huì)導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基的增加,使細(xì)胞受到氧化危害。在這種情況下,抗氧化系統(tǒng)中超氧化物歧化酶(SOD)過(guò)氧化物酶(POD)和過(guò)氧化氫酶(CAT)的活性成為控制細(xì)胞氧化傷害的關(guān)鍵因素[23]。研究表明,水稻對(duì)水分脅迫的響應(yīng)機(jī)制中,抗氧化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力與耐旱性直接相關(guān),表現(xiàn)為抗氧化酶活性的增強(qiáng),能夠有效消除過(guò)多的丙二醛,并與其保持負(fù)相關(guān)趨勢(shì)[24]

    杜娟等人發(fā)現(xiàn)苗期缺水條件下,水稻秧苗對(duì)抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生積極響應(yīng),表現(xiàn)為SOD、POD酶活性的提高。這種響應(yīng)有助于抑制丙二醛(MDA)的過(guò)度累積,減緩細(xì)胞膜的受損,維持抗逆境酶的相對(duì)活性25。然而,過(guò)度的干旱可能使抗氧化酶系統(tǒng)受到負(fù)面影響,導(dǎo)致丙二醛大量積累,加劇細(xì)胞膜的受損和抗逆境酶的失活。

    本研究發(fā)現(xiàn)在水分脅迫條件下,水稻的丙二醛、SOD、POD、CAT等生理指標(biāo)的活性均隨著土壤水分減少而增加。這表明水稻在面對(duì)水分脅迫時(shí),啟動(dòng)了抗氧化防御系統(tǒng),但也提示了干旱程度對(duì)抗氧化酶系統(tǒng)的影響,需要更深入地研究。這些結(jié)果對(duì)于理解水稻在水分脅迫下的應(yīng)激生理過(guò)程,以及為制定更有效的水稻抗旱管理策略提供了有益的信息。

    3.3離乳期水分脅迫對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn) 量的影響

    舒小偉等人2研究已經(jīng)明確表明,水稻秧苗的素質(zhì)與產(chǎn)量之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系。李玉祥等人觀察到發(fā)根力強(qiáng)、根系活性大、成苗率高、莖基寬粗的秧苗,其秧苗素質(zhì)更優(yōu)越,產(chǎn)量更高,本研究的結(jié)果與其基本一致。此外,時(shí)祖勝2研究表明,旱育秧的穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量?jī)?yōu)于濕潤(rùn)育秧和水育秧,本研究的結(jié)果與其基本一致。

    在本研究中,通過(guò)對(duì)離乳期進(jìn)行水分脅迫,觀察到土壤水分下降對(duì)水稻秧苗的影響。結(jié)果顯示,隨著土壤中水分含量的減少,秧苗的穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量均呈上升趨勢(shì)。這與前人研究結(jié)果相一致,驗(yàn)證了適度水分脅迫對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的積極影響[29]。

    4結(jié)論

    離乳期水分脅迫顯著影響水稻旱育秧苗的生長(zhǎng)、生理活性和移栽后的產(chǎn)量。

    旱育秧過(guò)程中,離乳期土壤水分在 50%~60% 時(shí)降低秧苗的株高,同時(shí)促進(jìn)了葉齡、莖基寬、充實(shí)度、壯秧指數(shù)、根長(zhǎng)和根數(shù)的增加??寡趸赶到y(tǒng)的活性顯著提高:在旱育秧?xiàng)l件(土壤水分50%~60% )下,水稻秧苗表現(xiàn)出抗氧化系統(tǒng)的激活,包括SOD、POD和CAT活性的增加。這種響應(yīng)有助于抑制丙二醛(MDA)的過(guò)度累積,減緩細(xì)胞膜的氧化損傷。

    離乳期通過(guò)旱育秧育苗可提高水稻移栽后的穗數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量。

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