鄧 亮，盧碧林*，張志敏，張運(yùn)波，柯文濤

(1.主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 荊州 434025；2.長(zhǎng)江大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

交聯(lián)聚丙烯酰胺型保水劑對(duì)水稻盤育秧秧苗素質(zhì)的影響

鄧 亮1，盧碧林1*，張志敏2，張運(yùn)波2，柯文濤2

(1.主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 荊州 434025；2.長(zhǎng)江大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

為了研究保水劑對(duì)育秧過程中水稻秧苗素質(zhì)和生理特征的影響，進(jìn)行了育秧盤中添加5～30 g/盤交聯(lián)聚丙烯酰胺保水劑的育秧試驗(yàn)。結(jié)果表明：與不添加保水劑(對(duì)照)相比，添加保水劑后秧苗的株高、葉齡、葉長(zhǎng)、葉寬、葉鞘長(zhǎng)有所提高，其中葉寬與對(duì)照相比差異均達(dá)顯著水平；20 g/盤處理與對(duì)照相比，葉齡、最長(zhǎng)根長(zhǎng)、假莖寬、百株鮮質(zhì)量等差異顯著；15 g/盤處理秧苗百株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量分別為18.56 g和 2.71 g,與對(duì)照相比達(dá)顯著水平。15 g/盤處理秧苗的葉綠素含量、根系活力、SOD活性分別為9.35 mg/g、4.60 μg/(g·h)、129.18 U/g，為所有處理的最大值；CAT活性在5～15 g/盤處理時(shí)變化不大，超過這一范圍則下降。MDA含量在保水劑添加量15 g/盤以下時(shí)變化不明顯，超過20 g/盤后明顯上升。育秧盤中添加15～20 g/盤保水劑可提高秧苗葉綠素含量，使秧苗SOD等功能酶處于較佳的生理狀態(tài)，提高水稻根系活力，促進(jìn)地下部的生長(zhǎng)，從而提高水稻盤育秧秧苗素質(zhì)。

水稻； 保水劑； 交聯(lián)聚丙烯酰胺； 盤育秧； 秧苗素質(zhì)； 酶活力

保水劑是近40 a來迅速發(fā)展起來的一種新型高分子吸水材料，具有吸收和保持水分的功能，在旱作農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用備受關(guān)注[1-4]。生產(chǎn)上保水劑常涂于種皮表面，通過在種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)過程中緩釋水分，促進(jìn)植物根系發(fā)育，從而對(duì)種子發(fā)芽、苗木移植成活率、植物生長(zhǎng)與產(chǎn)量等方面產(chǎn)生影響[5]。保水劑在使用過程中需要控制適當(dāng)?shù)臐舛?，如果濃度過高，使土壤水分能態(tài)降低，反而對(duì)植物生長(zhǎng)不利，但不同研究中提出的適宜濃度范圍差異較大[6],其原因可能是施用方法與應(yīng)用條件不同[7]。受施用量大、成本高、施用技術(shù)不成熟等因素的影響，保水劑目前在主要農(nóng)作物上的應(yīng)用仍處于探索階段。

隨著土地流轉(zhuǎn)和農(nóng)村勞動(dòng)力成本的上升，全程機(jī)械化技術(shù)成為水稻生產(chǎn)的發(fā)展方向。水稻機(jī)械化種植技術(shù)的核心之一是規(guī)?；S化育苗技術(shù)，其中水分管理和控制是關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；诖?，采用在底土中配置不同比例的保水劑，研究保水劑不同用量對(duì)盤育秧秧苗生理特性及秧苗素質(zhì)的影響，為水稻工廠化育秧提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用交聯(lián)聚丙烯酰胺保水劑為北京漢力淼新技術(shù)有限公司提供，規(guī)格為XM，顆粒直徑為0.8～1.6 mm，吸水倍數(shù)約200倍。供試水稻品種為雜交中稻全兩優(yōu)681，由湖北荃銀種業(yè)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年5月5日在長(zhǎng)江大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)育秧大棚進(jìn)行，采用工廠化育秧使用的塑料硬盤進(jìn)行育秧試驗(yàn),盤長(zhǎng)58 cm、寬28 cm。以不加保水劑為對(duì)照(CK)，每盤秧盤底土中分別加入5、10、15、20、25、30 g的交聯(lián)聚丙烯酰胺保水劑，共7個(gè)處理，3次重復(fù)。

水稻種子曬后浸種36 h，用咪鮮·吡蟲啉水稻專用包衣劑包衣處理，催芽至破口后播種。秧盤底土為40%育秧基質(zhì)+60%營養(yǎng)土，蓋籽土為營養(yǎng)土。播前將保水劑、壯秧劑(20 g/盤)和秧盤底土混合均勻，裝盤，澆透底水。每盤用水稻精量播種器播種100 g，播種后再覆4 mm的營養(yǎng)土。標(biāo)記播種盤號(hào)后，疊放暗化處理2～3 d，移至育秧棚中進(jìn)行正常的育秧管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及分析檢測(cè)方法

秧苗素質(zhì)調(diào)查：播種后25 d每盤選取具有代表性的10 cm×10 cm的秧苗，洗去根部土壤，測(cè)定其主莖秧苗株高、葉齡、葉長(zhǎng)、葉寬、最長(zhǎng)根長(zhǎng)、根數(shù)(長(zhǎng)度5 mm以上不定根條數(shù))、葉鞘長(zhǎng)和假莖寬。

鮮質(zhì)量測(cè)定：每盤選取100株秧苗，洗去根部土壤。然后把根剪下來，放在已知質(zhì)量的容器中，用天平分別稱地上部分和地下部分的質(zhì)量。干質(zhì)量測(cè)定：另每盤選取100株秧苗，將根、莖葉剪切分開，分別包起來在105 ℃下殺青20～30 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測(cè)定地上部干質(zhì)量及根干質(zhì)量。

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2003、DPS 9.5統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 保水劑用量對(duì)水稻盤育秧秧苗素質(zhì)的影響

表1表明，除株高、葉鞘長(zhǎng)外，保水劑處理的盤育秧秧苗的葉齡、葉長(zhǎng)、葉寬、根長(zhǎng)、百株干質(zhì)量、百株鮮質(zhì)量等指標(biāo)與對(duì)照相比存在明顯差異。其中添加保水劑20 g/盤的秧苗葉齡為3.51，與對(duì)照(2.72)相比差異達(dá)顯著水平，添加保水劑30 g/盤的秧苗葉齡為3.32，與對(duì)照相比差異也達(dá)顯著水平；添加保水劑10 g/盤的秧苗葉長(zhǎng)與對(duì)照相比差異達(dá)顯著水平；所有添加保水劑的秧苗葉寬均寬于對(duì)照，達(dá)顯著水平；添加保水劑的秧苗最長(zhǎng)根長(zhǎng)均長(zhǎng)于對(duì)照，其中添加保水劑10、15、20 g/盤的秧苗最長(zhǎng)根長(zhǎng)與對(duì)照相比，差異達(dá)到顯著水平；添加保水劑的秧苗每株平均根數(shù)均多于對(duì)照，其中添加保水劑5～20 g/盤的秧苗每株平均根數(shù)增加達(dá)顯著水平；添加保水劑的秧苗假莖寬均寬于對(duì)照，其中添加保水劑10、15、20、30 g/盤的秧苗假莖寬增加達(dá)顯著水平,5、25 g/盤的秧苗假莖寬增加不顯著；20 g/盤的秧苗百株鮮質(zhì)量最高，與對(duì)照相比,顯著增加13.6%，15、25 g/盤處理次之，與對(duì)照相比差異也達(dá)顯著水平；15 g/盤處理秧苗百株干質(zhì)量最高，15、20 g/盤處理秧苗百株干質(zhì)量與對(duì)照相比差異達(dá)顯著水平。

表1 保水劑用量對(duì)水稻盤育秧秧苗素質(zhì)的影響

注：同列不同字母表示在0.05水平上差異顯著。

2.2 保水劑用量對(duì)水稻盤育秧秧苗葉綠素含量的影響

圖1表明，添加保水劑的盤育秧秧苗葉綠素含量均高于對(duì)照，其中添加15 g/盤保水劑的盤育秧秧苗葉綠素含量最高(9.35 mg/g)，比對(duì)照高41.03%，說明適當(dāng)添加保水劑有利于提高盤育秧葉綠素含量，增強(qiáng)光合能力，有利于秧苗生長(zhǎng)。

圖1 不同劑量保水劑對(duì)水稻秧苗葉片葉綠素含量的影響

2.3 保水劑用量對(duì)水稻盤育秧秧苗根系活力的影響

圖2結(jié)果顯示，隨保水劑添加量的增加，盤育秧秧苗的根系活力表現(xiàn)為先增加再緩慢降低趨勢(shì)，其中添加15 g/盤保水劑處理的根系活力最高[4.60 μg/(g·h)]，說明這是盤育秧保水劑的適宜添加量，高于或者低于這一范圍都會(huì)對(duì)根系活力帶來負(fù)面影響。

圖2 不同劑量保水劑對(duì)水稻秧苗根系活力的影響

2.4 保水劑用量對(duì)水稻盤育秧秧苗CAT活性的影響

由圖3可見，添加保水劑的水稻秧苗的CAT活性均高于對(duì)照。但隨著保水劑量的增加，CAT活性表現(xiàn)為緩慢降低的趨勢(shì)。添加保水劑5～15 g/盤的秧苗CAT活性變化不大，表明5～15 g/盤的添加量對(duì)CAT活性影響不大，超過這一范圍會(huì)導(dǎo)致其活性下降。

圖3 不同劑量保水劑對(duì)水稻秧苗CAT活性的影響

2.5 保水劑用量對(duì)水稻盤育秧秧苗SOD活性的影響

由圖4可見，添加保水劑的水稻秧苗SOD活性均高于對(duì)照，表明保水劑有利于增強(qiáng)SOD活性，同時(shí)保水劑達(dá)到15 g/盤以上時(shí)SOD活性趨于穩(wěn)定，不再隨著保水劑量的增加而大幅變化。

圖4 不同劑量保水劑對(duì)水稻秧苗SOD活性的影響

2.7 保水劑用量對(duì)水稻盤育秧秧苗MDA含量的影響

圖6表明，保水劑添加量≤20 g/盤時(shí)，秧苗MDA含量與對(duì)照相比差異不明顯；添加量為25 g/盤時(shí)，MDA含量明顯上升，且此時(shí)達(dá)到最大值(58.20 nmol/g)；但添加量為30 g/盤時(shí)，MDA含量又明顯降低。

圖6 不同劑量保水劑對(duì)水稻秧苗MDA含量的影響

3 結(jié)論與討論

適宜的保水劑添加量可明顯提高盤育秧秧苗素質(zhì)。除株高、葉鞘長(zhǎng)外，添加適宜保水劑的秧苗葉齡、葉長(zhǎng)、葉寬、根長(zhǎng)、百株鮮質(zhì)量、百株干質(zhì)量等指標(biāo)明顯優(yōu)于不添加保水劑的盤育秧秧苗。綜合來看，水稻盤育秧保水劑的添加量以15～20 g/盤為宜。

添加保水劑可提高秧苗葉綠素含量，促進(jìn)秧苗光合作用，保持水稻幼苗的含水量，促進(jìn)秧苗地上部株高、葉長(zhǎng)、莖等的快速生長(zhǎng)，增加植株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。這與張東向等[14]研究保水劑在水稻耐干旱、鹽堿中的作用一致。 適宜保水劑添加量(15 g/盤)，可使秧苗功能酶處于較佳的生理活性狀態(tài)，有利于秧苗生長(zhǎng)和培育盤育壯秧。 適宜保水劑添加量(15 g/盤)，可提高水稻根系活力，促進(jìn)根的生長(zhǎng)。水稻秧盤育秧土中添加保水劑后，秧盤土具有吸水、保水作用及緩釋的功能，提高根系活力，促進(jìn)地下根系的發(fā)根與伸長(zhǎng)，其原因?yàn)楸Ｋ畡┙档土烁蒂|(zhì)膜透性[15]，同時(shí)具有活化磷的功能，從而使根系發(fā)達(dá)[16]，但施用過量的保水劑，也會(huì)影響水稻根系的生長(zhǎng)并降低根系的生理機(jī)能，使生長(zhǎng)受到抑制，這與羅維康[17]、譚國波[18]在甘蔗和玉米上使用保水劑的研究結(jié)果一致。

[1] 李云開,楊培嶺,劉洪祿.保水劑農(nóng)業(yè)應(yīng)用及其效應(yīng)研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2002,18(2):182-187.

[2] Woodhouse J,Johnson M S.Effect of super absorbent polymers on survival and growth of crop seedling[J].Agricultural Water Management,1991,20:63-70.

[3] Gehring J M,Lewis A J.Effect of hydrogel on wilting and moisture stress of bedding plants[J].J Amer Soc Hortsci,1980,105(4):511-513.

[4] 劉亞琪,黃占斌,林杉,等.10種農(nóng)用保水劑基本性能的比較研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2011,29(6):147-151.

[5] 宮麗丹,殷振華.保水劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用研究[J].中國農(nóng)學(xué)報(bào),2009,25(22):174-177.

[6] 田海,張懷民,劉月榮,等.高能抗旱保水劑在玉米上的應(yīng)用[J].天津農(nóng)林科技,2001,8(4):6-8.

[7] 王志剛,于健,高聚林,等.不同施用方式下保水劑濃度對(duì)作物成苗的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2008,23(6):212-216.

[8] 薛香,吳玉娥.小麥葉片葉綠素含量測(cè)定及其與SPAD值的關(guān)系[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,49(11):2701-2702,2751.

[9] 張志良,瞿偉菁.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].3版.北京:高等教育出版社,2003．

[10] 張寶元，靳衛(wèi)東.過氧化氫酶活性的定量測(cè)定[J].科學(xué)教育,2007,13(4):56-57.

[11] 宋吉銳,張海平.維生素E對(duì)離心運(yùn)動(dòng)后大鼠骨骼肌線粒體內(nèi)丙二醛、超氧化物歧化酶的影響[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2009,13(11):2086-2090.

[12] 李忠光,龔明.植物中超氧陰離子自由基測(cè)定方法的改進(jìn)[J].云南植物研究,2005,27(2):211-216.

[13] 趙世杰,許長(zhǎng)成,鄒琦，等.植物組織中丙二醛測(cè)定方法的改進(jìn)[J].植物生理學(xué)通訊,1994,30(3):207-210.

[14] 張東向,赫延齡,鄭蔚虹,等.保水劑對(duì)水稻耐干旱、鹽堿的生理作用[J].作物學(xué)報(bào),1996,22(3):378-381.

[15] 楊永輝,武繼承，吳普特，等.保水劑用量對(duì)小麥不同生育期根系生理特性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(1):73-78.

[16] 廖宗文.保水劑及其在香蕉生產(chǎn)中的使用方法[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,5(1):35-37.

[17] 羅維康.保水劑用量與甘蔗綜合性質(zhì)關(guān)系的研究[J].廣西熱帶農(nóng)業(yè),2005(2):5-7.

[18] 譚國波.保水劑對(duì)玉米出苗率及土壤水分的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,30(5):26-27.

Effects of Seedling Raising with Water Retaining Agent of Crosslinked Polyacryamide on Tray Seedling-nursery Rice

DENG Liang1,LU Bilin1*，ZHANG Zhimin2，ZHANG Yunbo2，KE Wentao2

(1.Hubei Collaborative Innovation Center for Grain Industry,Jingzhou 434025,China; 2.Agricultural College,Yangtze University,Jingzhou 434025,China)

In order to determine the effects of water retaining agent on the raising seedling quality and physiological characteristics of seedlings,this experiment was conducted with adding six different amounts of crosslinked polyacryamide water retaining agent from 5 g to 30 g per tray in plastic plates.The results showed that the plant height,leaf age,sheath length,length and width of the leaves after adding water retaining agent were all improved compared with the control without water retaining agent.The leaf age,the maximum root length,stalk width,fresh weight of hundred seedlings with 20 g water retaining agent per tray were increased significantly.The fresh and dry weight of hundred seedlings were 18.56 g,2.71 g with 15 g water retaining agent per tray.Some physiological index such as chlorophll content,root activity,SOD activity of the treatment with 15 g water retaining agent per tray reached the highest value with 9.35 mg/g,4.60 μg/(g·h),129.18 U/g.The CAT activity had no obvious change from 5 g to 15 g water retaining agent per tray,however the activity would decrease over the range.MDA content had no obvious change below 15 g water retaining agent per tray,but the content increased obviously over 20 g water retaining agent per tray.It could increase the chlorophll content,make the biological activity of function enzymes such as SOD best,and improve the root activity for the growth of underground part with 15—20 g water retaining agent per tray,then increasing the seedling quality.

rice; water retaining agent; crosslinked polyacryamide; tray seedling; seedling quality; enzyme activity

2015-08-13

湖北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BHE023)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201203032)；湖北省新農(nóng)村發(fā)展研究院(長(zhǎng)江大學(xué))開放基金項(xiàng)目(2014CXJ01)

鄧 亮(1989-)，女，四川南充人，碩士，主要從事作物機(jī)械化栽培技術(shù)研究。E-mail:1602048020@qq.com

*通訊作者：盧碧林(1968-)，男，湖北天門人，教授，碩士，主要從事作物機(jī)械化栽培技術(shù)研究。E-mail：blin9921@sina.com

S511

A

1004-3268(2016)02-0022-04