黎星 胡啟星 成臣 王盛亮 汪建軍 程慧煌 王琪 曾勇軍

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點實驗室/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點實驗室/雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，南昌 330045；第一作者：15079084801@163.com；*通訊作者：zengyj2002@163.com）

水稻機(jī)插技術(shù)可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，已成為我國水稻栽培的主要方式[1-4]。機(jī)插育秧技術(shù)主要包括流水線育秧環(huán)節(jié)和機(jī)械移栽過程[5]。隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的迅速發(fā)展，對水稻流水線育秧有了更高的要求[6]。不僅需要培育標(biāo)準(zhǔn)化壯秧，還要能有效降低成本，減輕勞動強(qiáng)度等[7-8]。流水線育秧過程中育秧盤內(nèi)基質(zhì)理化性質(zhì)和水分含量對秧苗質(zhì)量有著重要影響，直接關(guān)系到機(jī)插稻的產(chǎn)量[9-11]。

前人對于機(jī)插育秧技術(shù)有很多研究[12-15]。但對機(jī)插育秧過程中每一葉齡期精準(zhǔn)水分管理還鮮有報道。因此，本文在機(jī)械化流水線播種育秧條件下，通過設(shè)置育秧基質(zhì)不同含水量處理，探討苗期水分管理對機(jī)插稻秧苗素質(zhì)和產(chǎn)量的影響，為機(jī)插稻的高產(chǎn)栽培提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及試驗材料

試驗于2017年在江西省上高縣泗溪鎮(zhèn)曾家村江西農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗基地（28°31′N，115°09′E）進(jìn)行。供試土壤類型為沙質(zhì)壤土，試驗前土壤基本理化性質(zhì)：pH值6.2、有機(jī)質(zhì)21.3 g/kg、有效磷47.5 mg/kg、速效鉀69.9 mg/kg、堿解氮91.2 mg/kg。早晚稻均采用常規(guī)水稻品種江早361。供試育秧基質(zhì)為“中錦”牌基質(zhì)。

1.2 試驗設(shè)計

選取發(fā)芽一致的種子進(jìn)行播種，每盤播種量120 g，前期為大棚試驗。試驗根據(jù)基質(zhì)含水量的不同在早晚稻各設(shè)4個處理：EW1，早稻，基質(zhì)含水量40%；EW2，早稻，基質(zhì)含水量60%；EW3，早稻，基質(zhì)含水量80%；EW4，早稻，基質(zhì)含水量 100%；LW1，晚稻，基質(zhì)含水量40%；LW2，晚稻，基質(zhì)含水量60%；LW3，晚稻，基質(zhì)含水量80%；LW4，晚稻，基質(zhì)含水量100%。各處理利用ZYWL-A-2014-01-A1農(nóng)情田間檢測專用設(shè)備對苗床含水量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，并在每天12∶00根據(jù)監(jiān)測的含水量結(jié)果進(jìn)行人工均勻灑水，使苗床含水量保持在設(shè)計的數(shù)值，每個處理播20盤，3次重復(fù)。各處理溫度變化如圖1所示。移栽后為大田試驗，每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)面積100 m2。

早稻施肥量：純氮 165 kg/hm2，其中，基肥∶蘗肥∶穗肥=5∶2∶3；鉀肥用量為 165 kg/hm2，分基肥和穗肥 2 次施用，基肥∶穗肥=7∶3；磷肥用量為 90 kg/hm2，作基肥一次性施用。晚稻施肥量：純氮195 kg/hm2，其中，基肥∶蘗肥∶穗肥=4∶2∶4；鉀肥用量為 180 kg/hm2，分基肥和穗肥2 次施用，基肥∶穗肥=6∶4；磷肥用量為 105 kg/hm2，作基肥一次性施用。早晚稻氮、磷、鉀肥分別為尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀；行株距均為25 cm×14 cm。移栽秧齡分別為3葉1心和4葉1心。

圖1 1葉1心后各處理基質(zhì)溫度變化

圖2 不同基質(zhì)含水量對秧苗生長速度的影響

圖3 不同基質(zhì)含水量對秧苗根系性狀的影響

1.3 測定項目及方法

1.3.1 濕度和溫度

1葉1心至移栽每天12∶00利用ZYWL-A-2014-01-A1農(nóng)情田間檢測專用設(shè)備對每個處理定點（每個重復(fù)5個點）嚴(yán)密監(jiān)控基質(zhì)濕度、溫度。

1.3.2 秧苗素質(zhì)

在移栽前每個重復(fù)選取有代表性秧苗30株，測其葉齡、苗高、根長、根數(shù)、莖基寬和單株莖葉質(zhì)量等。

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

在水稻成熟期，在未取樣的區(qū)域?qū)嵤?00株水稻（10行10列）裝入尼龍網(wǎng)袋，在陽光下曬干后人工脫粒，然后將谷粒放入塑料盆中水選，對下沉的飽滿谷粒進(jìn)行烘干稱重，即實際產(chǎn)量。在收割前各小區(qū)調(diào)查150株的水稻有效穗數(shù)，按平均數(shù)法從各小區(qū)取5株，考察穗粒結(jié)構(gòu)。計算壯苗指數(shù)，壯苗指數(shù)=（莖基寬/苗高）×莖葉干質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Origin8.5軟件制圖，用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)含水量對水稻秧苗生長速度的影響

由圖2可知，隨著基質(zhì)含水量的增加，早晚稻葉齡和苗高均呈先增后減的趨勢，均以EW2、LW2處理最大，EW4、LW4處理最小。早稻2個指標(biāo)最高值比最低值分別增加7.1%和12.3%，晚稻分別增加7.4%和13.3%。EW2處理葉齡與EW1和EW4處理差異顯著。LW2處理葉齡與LW1、LW4處理差異顯著，與LW3處理差異不顯著。EW2處理苗高顯著高于EW3和EW4處理。

2.2 基質(zhì)含水量對水稻秧苗根系性狀的影響

從圖3可見，隨著基質(zhì)含水量的增加，早稻根長呈現(xiàn)先減后增的趨勢，EW3處理比EW1、EW2和EW4處理分別少56.4%、36.4%和34.5%，差異顯著；晚稻根長隨基質(zhì)含水量的增加呈先增后減再增的趨勢，以LW2處理最大，LW3處理最小，LW3處理比LW2和LW4處理分別少35.7%和33.9%，差異顯著；早晚稻秧苗的根數(shù)均隨著基質(zhì)含水量的增加呈先減后增再減的趨勢，均以EW2和LW2處理最少，但同一季別中的4個處理間差異不顯著。

表1 不同基質(zhì)含水量對秧苗綜合素質(zhì)的影響

表2 不同基質(zhì)含水量對機(jī)插稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.3 基質(zhì)含水量對水稻秧苗綜合素質(zhì)的影響

由表1可知，隨著基質(zhì)含水量的增加，早晚稻秧苗莖基寬均呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，每個季別的4個處理間沒有顯著差異。早晚稻秧苗的單株莖葉質(zhì)量均隨著基質(zhì)含水量的增加先增后減，均以EW2和LW2處理最大。EW2處理比同季其他3個處理分別多12.3%、6.8%和13.3%，差異顯著；LW2處理比同季其他3個處理分別多13.6%、6.1%和12.9%，差異顯著。隨著基質(zhì)含水量的增加，早晚稻壯苗指數(shù)均是先增后減，早稻各處理表現(xiàn)為 EW3＞EW2＞EW1＞EW4，晚稻各處理表現(xiàn)為LW3＞LW2＞LW1＞LW4。整體而言，晚稻的壯苗指數(shù)高于早稻。

2.4 基質(zhì)含水量對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表2可知，隨著苗期基質(zhì)含水量的增加，早稻產(chǎn)量呈先增后減的規(guī)律，EW2處理最高，與EW2處理相比，EW1、EW3和 EW4處理分別減產(chǎn) 5.9%、4.9%和5.7%，差異顯著。隨著苗期基質(zhì)含水量的增加，晚稻產(chǎn)量呈現(xiàn)先增后減的規(guī)律，LW2處理最高，與LW2處理相比，LW1和LW4處理減產(chǎn)13.2%和10.4%，差異顯著，LW3處理減產(chǎn)5.0%，差異不顯著。

表2顯示，隨著基質(zhì)含水量的增加，早稻有效穗數(shù)呈現(xiàn)先減后增的趨勢，EW2處理最少，比EW1處理少17.5%，EW1處理有效穗數(shù)與其他3個處理有顯著差異；隨著基質(zhì)含水量增加，早稻每穗粒數(shù)和結(jié)實率均是先增加后減少，EW2處理最多，與EW2處理相比，EW1、EW3和EW4處理的每穗粒數(shù)分別減少14.5%、10.8%和13.0%，差異顯著。隨著苗期基質(zhì)含水量的增加，晚稻有效穗數(shù)先減少后增加，LW2處理最少；每穗粒數(shù)先增后減，LW3處理最大；結(jié)實率持續(xù)減少。

由表3可知，早稻產(chǎn)量與每穗粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，晚稻產(chǎn)量與千粒重呈顯著負(fù)相關(guān)。

3 小結(jié)與討論

前人雖有針對基質(zhì)育秧水分管理的研究[16-18]，但基本屬于粗放型管理[19-20]，而關(guān)于每一葉齡期精準(zhǔn)含水量管理還未見報導(dǎo)。廖莎等[21]研究表明，適宜的水分虧缺能抑制苗高，促進(jìn)秧苗根系生長及提高根系的活力，提高成秧率。本研究結(jié)果表明，隨著苗期基質(zhì)含水量的增加，早晚稻秧苗葉齡和苗高均呈現(xiàn)先增后減的趨勢，說明基質(zhì)水分虧缺和過量均會抑制秧苗的生長。楊林等[22]研究認(rèn)為，水稻機(jī)插秧水育旱管育秧是在水田里做秧床，播種至秧苗1葉1心期間床面實行旱管，需水時再在廂溝內(nèi)灌水，灌水不超過床面，利用排水和灌水可以有效調(diào)節(jié)苗床內(nèi)溫度和秧苗生長速度，提高秧苗素質(zhì)。陳惠哲等[23]研究認(rèn)為，水稻秧苗期不同灌水深度會對秧苗生長產(chǎn)生影響，從而實現(xiàn)水稻秧苗期的節(jié)水灌溉，提高秧苗期的水分利用效率。本研究結(jié)果表明，隨著育秧基質(zhì)含水量的增加，早晚稻秧苗莖基寬、單株莖葉質(zhì)量和壯苗指數(shù)均表現(xiàn)為先增后減，均以EW2和LW2處理秧苗素質(zhì)最好。趙言文等[24]認(rèn)為，土壤水分對秧苗根系影響最大，秧苗單株發(fā)根數(shù)與土壤含水量呈線性回歸，單株潛伏根數(shù)與土壤含水量呈單峰曲線變化關(guān)系。黃祥熙等[25]認(rèn)為，土壤水分是影響水稻出苗、成秧的關(guān)鍵，只有當(dāng)土壤含水量達(dá)到一定水平芽谷才能出苗，超過這個水平，隨水分增加，出苗率急增；當(dāng)水分增至某一限度后，出苗率趨于平穩(wěn)。本研究結(jié)果表明，隨基質(zhì)水分增加，早晚稻秧苗根數(shù)隨著含水量的增加均呈現(xiàn)出先減后增的趨勢，均以EW2和LW2處理最大。說明適宜的水分能夠促進(jìn)秧苗的根系生長，提高秧苗的吸附能力。本研究立足于基質(zhì)含水量對秧苗素質(zhì)的表觀特征影響，而對秧苗內(nèi)部生理特征的影響有待進(jìn)一步探究。本試驗結(jié)果表明，機(jī)插育秧秧苗在基質(zhì)含水量為60%時具有較好的秧苗素質(zhì)和壯苗指數(shù)，最終獲得較高產(chǎn)量。

表3 水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量的相關(guān)性