托盘育苗及播种量对机插水稻秧苗素质的影响

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　　摘要：【目的】探明托盘育苗对机插水稻秧苗素质的影响，并确定其适宜播种量，为托盘育苗的推广应用提供技术参考和理论依据。【方法】以粳稻品种南粳9108为供试材料，比较90 g/盘（0.055 g/cm2）播种量时托盘育苗与常规育苗两种方法所育秧苗的素质差异;另设90 g/盘（0.055 g/cm2）、120 g/盘（0.074 g/cm2）和150 g/盘（0.092 g/cm2）3个播种量水平，考察不同播种量对托盘育苗所育秧苗素质的影响。【结果】在90 g/盘的播种量下，托盘苗在出苗率、叶龄、茎基宽、秧苗地上部和根系干质量、株型紧凑情况等性状与常规方法秧苗无显著差异（P>0.05），但20 d秧龄后托盘苗的株高增加显著（P<0.05，下同），根冠比下降，株高叶龄比K值增加，秧苗素质降低。托盘苗的成苗率、苗基宽、SPAD值、地上部和根系干質量、根冠比及K值等性状均随播种量的降低显著增强，小播种量处理秧苗的株高降低，株型更紧凑，根系粗白健壮，素质明显提高。【结论】托盘育苗较常规育苗所育秧苗素质有所下降，但秧苗形态基本一致，株型紧凑，茎秆粗壮，根系发达成毯性好，可培育壮秧满足机插要求。在常规粳稻托盘育苗时以采用90 g/盘播种量（0.055 g/cm2）较适宜。
　　关键词： 水稻;托盘育苗;机插;播种量;秧苗素质
　　中图分类号： S511.22; S233.71                       文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）01-0025-07
　　0 引言
　　【研究意义】随着城市化进程、农村劳动力转移和农村土地流转的加快，我国水稻种植方式正逐步向规模化、轻简化和机械化转型，水稻机插秧技术是目前推进水稻种植机械化的重要方向（凌启鸿等，2007;Peng et al.，2009;白人朴，2011;张洪程和龚金龙，2014）。托盘育苗是将育苗盘搁置于托盘内进行秧苗培育的一种方法（邵文奇等，2018），为水稻种植提供了新的思路与途径，其主要特征（图1）是利用一层以上苗床的支架及铺放育苗秧盘的托盘，辅助以相应的农艺措施，实现标准化、轻简化的资源节约型秧苗培育，有效解决目前育苗过程中存在劳动强度大和资源利用率低的问题（张洪程和龚金龙，2014;史鸿志等，2017）。因此，研究与托盘育苗相适应的农艺措施在水稻机插秧技术推广中具有重要的理论与现实意义。【前人研究进展】目前，托盘育苗方法多应用于经济作物。李爱华等（2012）、陈乾锦等（2015）在烟草上使用托盘育苗方法，发现植株的出苗率、株高、茎粗、主根长度、植株干鲜重等指标得到显著改善，可增强烟苗素质。杜京城（2018）、刘小燕（2018）基于托盘育苗方法发明了用于蔬菜育苗的装置，可提高蔬菜育苗的效果和效率。托盘育苗具有省时省工、操作简便、育苗效果好等优点，但其在机插水稻上的应用效果目前未见相关研究报道。此外，适宜播种量是培育机插水稻壮苗的基础（凌启鸿等，2007;张洪程和龚金龙，2014），在常规育秧中，需要考虑基本苗、盘根性和大田漏插率等问题，经常导致播种密度偏高，秧苗素质较差。姚雄等（2009）研究了不同育秧方式及播种量对机插秧苗素质和栽插质量的影响，结果表明降低播种量可增加成苗率，并显著改善秧苗的株高、茎粗及根系生长和植株干鲜重等性状;胡剑锋等（2017）研究了稀播育秧时机插杂交籼稻秧苗的生长特性及栽插质量，认为随播种密度降低，秧苗的成苗率、干物质积累量、根冠比、秧苗充实度、氮积累量等均呈增加趋势;李玉祥等（2018）在探索水卷苗机插高产适宜的播种量时也认为适宜播种量可改善秧苗生长环境，提高秧苗素质，增强秧龄弹性。【本研究切入点】本课题组将托盘育苗方法改进完善并应用于机插水稻秧苗培育，结合生产实际从育秧装置、育秧介质、秧苗管理等方面进行初步研究，已培育出适合机插的健壮秧苗，但其与常规方法所育秧苗素质的比较尚需进一步研究与评价。同时，在托盘育苗方法中，需要确定适宜播种量，使其既能培育适龄壮苗又能保证秧块根系盘结成毯。【拟解决的关键问题】以苏北地区主栽水稻品种南粳9108为供试材料，比较托盘育苗与常规育苗两种方法所育机插水稻秧苗的素质差异，并考察不同播种量对托盘苗秧苗素质的影响，以期对托盘育苗所育秧苗素质进行评价，并确定应用于此方法的适宜播种量，为托盘育苗的推广应用提供技术参考和理论依据。
　　1 材料与方法
　　1. 1 试验材料
　　供试水稻品种为南粳9108（苏审稻201306），育秧用复合肥料（N：9.0%，P2O5：4.5%，K2O：1.5%），拌种剂为3.5%咪鲜·甲霜灵（淮安市农业科技实业总公司生产），育苗塑料硬盘规格为内径58 cm×28 cm。
　　1. 2 试验方法
　　试验于2018年在江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所进行。托盘育苗方法设3个播种量水平，分别为90 g/盘（0.055 g/cm2，以干种子质量计，下同）、120 g/盘（0.074 g/cm2）和150 g/盘（0.092 g/cm2）。选取处理90 g/盘代表托盘育苗方法，以常规育苗方法为对照（播种量90 g/盘），进行两种育苗方法的比较。设3次重复。各处理每盘用土量4.0 kg，均匀拌入18 g肥料，其中铺盘用土2.5 kg，盖种用土1.5 kg，水稻种子使用3.5%咪鲜·甲霜灵按药种质量比1∶100均匀拌种。于6月1日播种，3个播种量处理播种后将育苗硬盘放置于托盘内，托盘内上水使育苗盘内营养土浸透，覆盖无纺布并于秧苗立针后（6月8日）揭去，后期托盘内每2 d加一次水，使托盘内水分能浸入育苗盘内1/2高度。常规育苗方法处理使用暗化方式出苗，于6月7日移入常规土质苗床（培肥水平为100 g/m2），采用湿润育苗管理方法。苗床生长期间所有处理均不追施肥料，且未进行病虫害防治及其他药剂处理。 　　1. 3 测定项目及方法
　　1. 3. 1 出苗率及成苗率 在播种后第7 d统计10 cm×10 cm板面内出苗数，并计算出苗率，出苗率（%）=总苗数/种子数×100;在第20 d切取10 cm×10 cm板面的秧苗，剔除弱苗死苗（叶片数不足正常秧苗1/2，茎秆瘦弱），记录苗数，并计算成苗率，成苗率（%）=总苗数/种子数×100。
　　1. 3. 2 地上部形态 在播种后第15、20和25 d，分别记录各处理秧苗的叶龄、株高和苗基部宽度，在第25 d时测量秧苗第1、2、3叶的叶鞘高度及叶片长度。
　　1. 3. 3 秧苗干重及根冠比 分别在播种后第15、20和25 d，每处理取100株秧苗，将地上部与地下部分开，洗净、杀青、烘干，记录干质量，并计算根冠比，根冠比=根系干质量/地上部干质量。
　　1. 3. 4 叶片SPAD值 使用叶绿素測定仪（型号：KONICA SPAD 502 PLUS）测量秧苗倒一完全展开叶的叶片中部SPAD值。
　　1. 3. 5 株高叶龄比K值 使用所取秧苗测量的叶龄与株高数值，根据公式K=[0.9（n-2）]*h/N（2.0≤N≤5.5，h代表株高，N代表叶龄，n=[N]）计算秧苗在不同时期的株高叶龄比K值（邵文奇等，2017）。
　　1. 4 统计分析
　　使用Excel 2010和SPSS 21.0进行数据整理和统计分析，并采用Duncan’s新复极差法进行处理间多重比较。
　　2 结果与分析
　　2. 1 不同育苗方法和播种量对秧苗出苗率和成苗率的影响
　　由表1可知，不同育苗方法间的出苗率无显著差异（P>0.05，下同），表明托盘育苗方法未对出苗率产生不利影响，其提供的水分、温度等外部条件较适宜种子出苗。但托盘育苗方法的成苗率显著低于常规育苗方法（P<0.05，下同），可能是因为托盘育苗方法的秧盘内水分大部分时间均处于饱和状态，导致秧苗根系透气性弱于常规育苗方法，使生长势较差的秧苗进一步弱化形成无效苗。不同播种量处理间的出苗率也无显著差异，但从成苗率来看，90和120 g/盘处理显著高于150 g/盘处理，表明降低播种量有利于提高成苗率（表2）。
　　2. 2 不同育苗方法和播种量对秧苗地上部性状的影响
　　2. 2. 1 对秧苗形态指标的影响 由表3可知，在整个秧苗生长过程中，常规育苗和托盘育苗处理的秧苗叶龄在各叶龄期均无显著差异，但托盘育苗的秧苗株高整体上高于常规育苗的秧苗，在播种后第15、20和25 d时分别较常规方法增加4.3%、5.5%和6.0%，且在播种后第25 d时差异显著。对不同播种量处理进行比较，结果（表4）表明，随播种量增加，秧苗叶龄和茎基宽下降，株高增加，表明增加播种量易使株型纤弱，不利于提高秧苗素质。
　　2. 2. 2 对秧苗叶片生长的影响 由图2可看出，两种育苗方法所育秧苗除第1叶的叶片长度存在显著差异外，其第1、2、3叶的叶鞘高度及第2、3叶的叶片长度均无显著差异，表明托盘育苗对秧苗株型的紧凑度影响较小。从不同播种量来看，3个播种量处理第2、3叶的叶片长度无显著差异，但150 g/盘播种量处理第1、2、3叶的叶鞘高度均显著高于90 g/盘处理，表明播种量增加会显著增加叶片的出叶高度，致使秧苗株型较松散。
　　2. 2. 3 对叶片SPAD值的影响 叶片SPAD值可在一定程度上反映植株的叶绿素含量和叶片的浓淡程度（姜继萍等，2012;杨惠杰等，2016）。由图3可看出，随着秧龄的增长，不同育苗方法和播种量处理的SPAD值均呈下降趋势，是由于在秧苗生长期间未进行肥料追施，随着养分的消耗其叶色逐渐变淡。由于常规育苗方法淋水带来的淋洗效果加剧了秧盘内的养分损失，其叶片SPAD值下降较剧烈，而托盘育秧方法不存在这种影响，其SPAD值下降相对平缓。随播种量增加，秧苗对养分的竞争更加激烈，尤其在成苗后（播种后第25 d），150 g/盘处理的叶片SPAD值显著低于其他播种量处理。
　　
　　2. 3 不同育苗方法和播种量对秧苗生物量积累及根系生长的影响
　　干质量表示秧苗生物量的积累，根冠比是反映根系与地上部分生长协调性的重要指标，根冠比越高，表明根系生长越健壮，越有利于壮苗秧的形成（陈龙等，2014;李玉祥等，2018）。由表5可知，与常规育苗相比，托盘育苗在播种后第15、20和25 d时的地上部百株干质量分别增加6.9%、6.6%和9.6%，根部百株干质量分别增加8.7%、0和2.6%，其地上部干物质积累增长幅度高于根部，从而使托盘育苗所育秧苗在秧龄后期的根冠比小于常规育苗，至播种后第15 d时根冠比同为0.43，但在播种后第20和25 d时托盘育苗较常规育苗降低6.3%和7.3%。不同播种量处理间比较（表6），随播种量增加，秧苗的地上部百株干质量和根部百株干质量均呈下降趋势，根冠比也随之下降，与90 g/盘相比，150 g/盘的根冠比在播种后第15、20和25 d时分别降低11.6%、11.1%和15.8%。
　　由于秧苗根系特征的数据采集不够全面，因此本研究未对两种育苗方法秧苗的根系生长情况进行量化分析比较，但通过直观比较（图4），发现常规育苗所育秧苗的根系较细，颜色发黄且有少许褐色，盘结性一般;而托盘育苗所育秧苗的根系粗壮，呈白色，盘结性与成毯效果较好。
　　2. 4 不同育苗方法和播种量对秧苗株高叶龄比K值的影响
　　株高叶龄比K值与秧苗整体素质呈负相关，可横向比较不同处理秧苗的素质差异，也可在时间纵向上反映秧苗的素质变化情况（邵文奇等，2017）。由图5可看出，不同育苗方法和播种量处理的秧苗株高叶龄比K值均呈增长趋势，表明随着秧龄增长秧苗素质逐渐下降。托盘育苗与常规育苗所育秧苗在播种后第15和20 d时株高叶龄比K值无显著差异，秧苗素质相近，但25 d时两个处理间的株高叶龄比K值差异显著，此时托盘育苗所育秧苗的素质弱于常规育苗。不同播种量处理间比较，播种后第15 d时各处理间无显著差异，随着秧龄的增加，各处理秧苗素质差异增大，至播种后第25 d时，各处理的秧苗株高叶龄比K值表现为90 g/盘<120 g/盘<150 g/盘，表明播种量的增加会弱化秧苗素质，并随着秧龄的增长弱化趋势加剧。 　　3 讨论
　　3. 1 托盘育苗方法所育秧苗的生长特点
　　目前生产上机插水稻育苗技术主要有软盘苗床育苗、硬盘暗化育苗、工厂立体化育苗及其他育苗方法（周海波等，2008），每种方法均可育出健壮秧苗，但也存在一些缺陷，如劳动强度大、资源利用率低、秧苗生长一致性差等（凌启鸿等，2007;张洪程和龚金龙，2014;李玉祥等，2018;邵文奇等，2018）。托盘育苗可降低劳动强度、改善劳动环境，其养分与水分可定量精确控制且操作简单，可降低天气、环境、管理水平等因素对育苗质量的不利影响。本研究在播种量相同（90 g/盘）的条件下，对常规育苗中的硬盘暗化育苗与托盘育苗两种方法所育秧苗的素质进行比较，发现两者在出苗率、秧苗地上部特征、秧苗地上部和根系干质量等性状上均无显著差异，秧苗形态基本一致。托盘秧苗各叶片出叶高度与叶片长度合理，株型紧凑，茎秆粗壮，根系发达，在秧苗生长过程中未追施养分，托盘苗葉片依然保持浓绿，表明托盘育苗的养分流失少利用率高，但秧龄20 d后托盘苗株高增加显著，秧苗根冠比下降，株高叶龄比K值增加，素质较对照下降显著。张林青和蔡小铭（2007）研究表明，光照时间与强度对水稻秧苗生长有明显影响;马旭等（2015）在研究水稻温室立体育秧技术中也指出秧架各层间光线互相遮挡易造成秧苗采光不足。托盘育苗的各层苗床间光照情况存在明显差异，为方便比较，本研究中所取托盘秧苗均位于最上层，但关于不同层苗床间的光照差异对托盘秧苗素质的影响还需进一步研究。
　　3. 2 托盘育苗方法的适宜播种量
　　培育健壮秧苗能提高栽插质量，是水稻机械化移栽技术成功的关键。姚雄等（2009）、胡剑锋等（2017）、李玉祥等（2018）众多研究均表明降低育秧播种量可改善秧苗生长环境，提高秧苗素质，增强秧龄弹性。本研究结果也得出相似结论，托盘苗的成苗率、苗基宽、SPAD值、地上部和根系干质量、根冠比及K值等性状均随播种量的降低显著增加，低播种量处理秧苗株高降低，株型更紧凑，根系粗白健壮，素质明显提高。这主要是因为低播种量可降低叶面积指数，增加个体对养分光照等资源的获取量，减少群体间竞争，有效促进个体生长（Fageria et al.，2005;Sarangi et al.，2015;李玉祥等，2018）。常规方法育秧中，需要考虑秧苗根系盘结性、基本苗等问题，普遍存在播种密度偏高的问题，导致秧苗素质下降严重（凌启鸿等，2007;姚雄等，2009;胡剑锋等，2017;史鸿志等，2017），而托盘秧苗根系粗白健壮盘结性好，在播种量偏少时根系成毯情况也可满足机插要求，但需考虑因基本苗不足导致栽插漏穴率高、大田穗数不足等问题，本研究中托盘育苗较适宜的播种量为90 g/盘。
　　4 结论
　　托盘育苗虽然较常规育苗所育秧苗素质下降，但二者秧苗形态基本一致，株型紧凑，茎秆粗壮，尤其根系发达成毯性好，可培育壮秧满足机插要求，提高增产潜力。在常规粳稻托盘育苗时以采用90 g/盘播种量（0.055 g/cm2）较适宜。在生产实践中，可通过水分管理、化学调控等措施调节托盘秧苗适栽期株高，进一步增强秧苗素质。
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　　 （責任编辑 王 晖）
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