劉軍 韓勇 李建國 沈楓 劉博 姜秀英 呂軍 姚繼攀 蔣洪波 解文孝

（遼寧省水稻研究所，沈陽 110101；*通訊作者：wx_xie＠126.com）

水稻是我國重要的糧食作物，但由于其生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，田間管理復(fù)雜，使其生產(chǎn)成本尤其人工成本居高不下。近些年隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，勞動(dòng)力成本不斷提高，傳統(tǒng)的手工插秧方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求，為了降低人力成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，水稻全程機(jī)械化模式以及配套技術(shù)推廣將成為我國糧食豐產(chǎn)、提質(zhì)、增效的主攻方向[1-3]。機(jī)插是水稻全程機(jī)械化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但由于其配套的農(nóng)藝技術(shù)相對(duì)滯后，制約了該技術(shù)的大面積普及、推廣和應(yīng)用。其原因是多方面的，除了一次性購買插秧機(jī)和建設(shè)溫光育苗大棚成本較高外，關(guān)鍵在于機(jī)插秧苗標(biāo)準(zhǔn)較高，沒有科學(xué)、合理、標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化溫室大棚育苗技術(shù)很難育出高素質(zhì)且符合機(jī)插秧標(biāo)準(zhǔn)的秧苗。因此，培育標(biāo)準(zhǔn)的適宜機(jī)插的健壯秧苗是提高機(jī)插質(zhì)量、爭(zhēng)取高產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一[4-5]。目前生產(chǎn)上的育秧材料主要包括秧盤和育秧基質(zhì)，秧盤主要有軟盤、盒式盤、缽形毯狀秧盤等；育秧基質(zhì)主要以營養(yǎng)土（客土+壯秧劑）為主，但以營養(yǎng)土作為育秧基質(zhì)存在取土量大、破壞優(yōu)質(zhì)耕層的問題，在北方還存在因春季回溫緩慢，凍土層未完全融化，取土困難的問題。近幾年各種新型育秧基質(zhì)在市場(chǎng)上不斷出現(xiàn)，如珍珠巖+母液、農(nóng)用秸稈腐熟物+草炭+有機(jī)肥等。采用這些基質(zhì)，雖然育苗成本提高，但由于其質(zhì)地較輕利于運(yùn)輸、保肥水能力強(qiáng)、無土傳病害及草害等優(yōu)點(diǎn)，還是被農(nóng)戶廣為接受。不同育秧方式以及播量對(duì)水稻秧苗素質(zhì)影響的相關(guān)報(bào)道較多[6-9]，但對(duì)育秧盤和育秧基質(zhì)組合處理對(duì)秧苗素質(zhì)及產(chǎn)量性狀影響的相關(guān)報(bào)道較少。為此，本試驗(yàn)進(jìn)行了相關(guān)研究，以期建立適合遼寧西部丘陵稻區(qū)的育秧模式，并為該地區(qū)水稻全程機(jī)械化提供技術(shù)保障。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻品種為當(dāng)?shù)刂髟猿?jí)稻遼粳399。試驗(yàn)用基質(zhì)有草炭基質(zhì)（K1）、有機(jī)育苗基質(zhì)（K2）、營養(yǎng)土（K3）和客土（對(duì)照，K4）。試驗(yàn)用育秧盤主要有盒式育秧盤（M1）和缽形毯狀秧盤（M2），均從農(nóng)資市場(chǎng)購入，盤內(nèi)長、寬、高分別為58 cm、28 cm和3 cm。

草炭基質(zhì)系由遼寧省土肥所研制，容重為0.25 g/cm3，pH 值 5.4 左右，N、P、K 總含量≥3%，其中，N≥1.9%、P2O5≥0.8%、K2O≥ 0.3%，有機(jī)質(zhì)≥5%。有機(jī)育苗基質(zhì)系由沈陽琦豐農(nóng)業(yè)生物科技有限公司研制，容重為 0.28 g/cm3，pH 值 5.4 左右，N、P、K 總含量≥4.5%，其中，N≥2.6%、P2O5≥1.3%、K2O≥0.6%，有機(jī)質(zhì)≥45%。營養(yǎng)土系按照當(dāng)?shù)貦C(jī)插秧要求培肥配置而成（當(dāng)?shù)乜屯梁筒萏客涟?∶1比例并加入一定量壯秧劑均勻混拌），容重 0.56 g/cm3，有機(jī)質(zhì)含量 36.3 g/kg、速效氮189.02 mg/kg、速效磷 28.94 mg/kg、速效鉀 187 mg/kg?？屯料抵苯訌乃咎锶⊥痢L(fēng)干備用，容重 0.74 g/cm3、有機(jī)質(zhì)含量 16.5 g/kg、速效氮 80.08 mg/kg、速效鉀121.16 mg/kg。

表1 育苗基質(zhì)與秧盤對(duì)秧苗地上部形態(tài)及生理性狀方差分析

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)在遼寧省阜新市彰武縣大冷鄉(xiāng)中堯村綠維有機(jī)農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)田中。試驗(yàn)田排灌條件較好，肥力中等，屬砂質(zhì)土壤。試驗(yàn)共設(shè)8種組合處理：M1K1（盒式育秧盤+草炭基質(zhì)）、M1K2（盒式育秧盤+有機(jī)育秧基質(zhì)）、M1K3（盒式育秧盤+營養(yǎng)土）、M1K4（對(duì)照，盒式育秧盤+客土）、M2K1（缽形毯狀秧盤+草炭基質(zhì)）、M2K2（缽形毯狀秧盤+有機(jī)育秧基質(zhì)）、M2K3（缽形毯狀秧盤+營養(yǎng)土）、M2K4（缽形毯狀秧盤+客土）。每個(gè)處理3次重復(fù)，試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。2018年4月12日藥劑浸種，4月16日室內(nèi)催芽，4月18日全程機(jī)械化播種覆土，底土材料厚度為2.5 cm，覆蓋物材料（客土過細(xì)篩）厚度為0.5 cm。每盤播種量為100 g（干谷），采用溫室大棚旱育秧。播種機(jī)覆土后平鋪擺盤，澆透底水，待苗出齊后床面發(fā)白前不澆水。在秧苗1葉1心期和3葉1心期分別追施硫銨4 g和7 g。插秧前即4葉1心期測(cè)定各植株性狀。秧齡36 d時(shí)即水稻4葉1心期，機(jī)械插秧，采用大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，不設(shè)重復(fù)，每處理面積為667 m2，株行距 30.0 cm×16.5 cm。插秧后每處理按三角形取樣法取3點(diǎn)，每點(diǎn)選10叢，調(diào)查緩苗情況，每5 d調(diào)查1次分蘗動(dòng)態(tài)。

按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥方法進(jìn)行施肥。氮肥為尿素，用量216 kg/hm2，基肥∶蘗肥∶孕穗肥為 4∶4∶2；磷肥為磷酸二銨，用量150 kg/hm2，全部作基肥；鉀肥為氯化鉀，用量112.5 kg/hm2，基肥和穗肥各施 50%。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 苗期植株指標(biāo)

移栽前取樣測(cè)定葉齡、苗高、莖基寬度、單株葉面積等地上部性狀和不定根數(shù)、最長不定根長等根系指標(biāo)。

根系盤結(jié)力：將整塊秧苗從秧盤中取出放在一平放的玻璃平面上，四周用夾板夾住并固定，用彈簧秤鉤子模擬插秧機(jī)手臂等距離鉤住單位面積秧苗直到撕開時(shí)最大拉力即為秧苗根系盤結(jié)力。

傷流量：秤取0.3 g脫脂棉，在距根基部2 cm處用手術(shù)刀水平切斷莖稈，10 min后用潔凈吸水紙吸去斷莖處的組織液，以防韌皮部汁液的交叉污染，然后迅速將脫脂棉包在莖稈上，使其于莖橫截面充分接觸，再用保鮮膜包好脫脂棉，收集12 h后稱重法測(cè)定傷流量。

生物量：采集10 cm2秧苗，3次重復(fù)分別秤取地上部分和地下部分鮮質(zhì)量，于105℃殺青30 min后再將溫度調(diào)至70℃～80℃烘至恒質(zhì)量，稱重并計(jì)算出1 cm2秧苗地上部和根的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量。

水稻根系指標(biāo)：每個(gè)處理隨機(jī)取6點(diǎn)1 cm2秧苗，3次重復(fù)。將待測(cè)根放置在盛有少量水的長方形平盤中，小心將根分開并收集碎根，將所有根系平鋪避免疊加，采用Winrhiz02003b根系分析系統(tǒng)對(duì)根進(jìn)行掃描，分析計(jì)算出每m2總根長、根表面積、平均直徑和體積。

1.3.2 大田測(cè)定指標(biāo)

成熟期各處理調(diào)查30叢，計(jì)算出有效穗數(shù)，并按平均數(shù)取5叢調(diào)查株高、有效穗數(shù)、穗長、每穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率等產(chǎn)量指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Excel和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)秧苗素質(zhì)的影響

由表1可見，秧盤間除假莖基寬和地上部干物質(zhì)差異顯著外，其余4項(xiàng)指標(biāo)差異均達(dá)極顯著水平；育秧基質(zhì)間各項(xiàng)指標(biāo)差異均達(dá)極顯著水平；秧盤與育秧基質(zhì)互作間，葉面積與地上部干物質(zhì)量差異極顯著，其他4項(xiàng)指標(biāo)差異均未達(dá)到顯著水平。

采用缽型毯狀秧盤育秧，不同育秧基質(zhì)對(duì)秧苗地上部形態(tài)及生理指標(biāo)均產(chǎn)生顯著影響（表2）。K1、K2、K3處理的秧苗形態(tài)及生理指標(biāo)均好于K4處理，其中K2處理各項(xiàng)指標(biāo)除SPAD值略低于K1處理外，其余指標(biāo)均優(yōu)于其他處理。K1、K2和K3處理的苗高、基莖寬、地上部干物質(zhì)量以及葉面積分別比對(duì)照（K4）增加10.52% ～30.60% 、14.29% ～53.57% 、33.83% ～54.14% 、17.18%～42.05%。采用盒式盤育秧，不同育秧基質(zhì)對(duì)秧苗地上部形態(tài)及生理指標(biāo)的影響趨勢(shì)與用缽型毯狀育秧盤育秧相同，但影響均未達(dá)到顯著水平，總體表現(xiàn)為盒式育秧盤秧苗地上部形態(tài)指標(biāo)略好于缽形毯狀秧盤。

表2 不同育苗基質(zhì)處理的秧苗形態(tài)及生理差異

表3 育苗基質(zhì)與秧盤對(duì)秧苗根系形態(tài)的方差分析

表4 不同育苗基質(zhì)處理的秧苗根系形態(tài)差異

2.2 對(duì)秧苗根系素質(zhì)的影響

由表3可知，不同育苗基質(zhì)與秧盤組合處理對(duì)秧苗根系素質(zhì)均產(chǎn)生顯著影響。秧盤間根體積差異達(dá)顯著水平，根平均直徑、根尖數(shù)、地下部干物質(zhì)差異極顯著；基質(zhì)間各項(xiàng)指標(biāo)均表現(xiàn)出極顯著差異；秧盤與基質(zhì)互作間，根平均直徑差異達(dá)顯著水平，其他各項(xiàng)指標(biāo)均未達(dá)顯著水平。

從表4可見，與用客土作育秧基質(zhì)（K4，對(duì)照）相比，用其他3種基質(zhì)育苗均顯著提高了根總長、總表面積、根體積、根平均直徑、根尖數(shù)和地下部干物質(zhì)量，但降低了主根長度。其中，K2處理除主根長外其他根系各項(xiàng)指標(biāo)均高于其他處理?；|(zhì)間各根系綜合素質(zhì)指標(biāo)總體表現(xiàn)為K2＞K1＞K3＞K4。其中，根系干物質(zhì)累積量 K2 比 K1、K3、K4 增加 8.0%、20.1%和 58.62%，根體積增加 34.37%、53.57%和 168.75%，總 根長 增加22.47%、34.28%和 80.53%。而育秧基質(zhì)對(duì)最長根長的影響則相反，表現(xiàn)為 K4＞K3＞K1＞K2。另外，采用盒式盤育秧，育秧基質(zhì)對(duì)秧苗地下部形態(tài)及干物質(zhì)積累量的影響趨勢(shì)與采用缽型毯狀育秧盤育秧相似，但均未達(dá)到顯著水平?？傮w表現(xiàn)為盒式育秧盤所育秧苗地上部形態(tài)指標(biāo)要優(yōu)于缽形毯狀秧盤。

2.3 對(duì)機(jī)插秧苗抗逆指標(biāo)及操作強(qiáng)度的影響

每盤秧苗質(zhì)量和起苗時(shí)拉力均作為田間操作勞動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)；叢間根系盤結(jié)力代表根系損傷程度，是決定移栽后緩苗時(shí)間的重要指標(biāo)；發(fā)根力的大小是決定秧苗能否迅速返青和分蘗的關(guān)鍵，代表著秧苗移栽后的成活能力；根系傷流量的大小反映根系主動(dòng)吸收水分能力的強(qiáng)弱，也是側(cè)面反映根系活力的重要指標(biāo)。從表5看出，上述各項(xiàng)指標(biāo)均呈現(xiàn)出互作效應(yīng)，在每盤秧苗質(zhì)量上表現(xiàn)為K1、K2組合顯著小于K3、K4組合，其中，M2K1最低、M1K4最高；在起苗拉力上表現(xiàn)為M2組合顯著優(yōu)于M1組合，其中，M2K4最小，M1K2最大；叢間根系盤結(jié)力秧盤間表現(xiàn)為M1K2最大、M2K4最小，相同基質(zhì)條件下秧盤間根系盤結(jié)力M1顯著大于M2；在發(fā)根能力上，新根數(shù)量M1K2最多、M2K4最少，新根總長度M2K2最長、M2K4最短，傷流量M1K2最大、M2K4最?。桓诒然|(zhì)間表現(xiàn)為K2＞K1＞K3＞K4，秧盤間差異不顯著。

表5 不同育苗基質(zhì)與秧盤組合處理對(duì)機(jī)插秧苗抗逆指標(biāo)及操作強(qiáng)度的影響

表6 不同育苗基質(zhì)與秧盤組合處理對(duì)水稻穗部性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

圖1 處理間的分蘗數(shù)以及緩苗期變化

2.4 對(duì)分蘗力及緩苗期的影響

如圖1所示，最高分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)均以M2K2最高，其次為M2K1，而M1K4最低。在相同育秧基質(zhì)條件下，M2處理的最高分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)均高于M1處理。不同處理的緩苗時(shí)間表現(xiàn)出與分蘗數(shù)相反趨勢(shì)，即分蘗數(shù)越高緩苗時(shí)間越短。由圖1可知，M2K2的緩苗時(shí)間最短，M1K4最長。而且同種育苗基質(zhì)條件下，M2處理組合的緩苗天數(shù)均短于M1處理組合，處理間緩苗時(shí)間最大相差5.6 d。

2.5 對(duì)穗部性狀及產(chǎn)量的影響

由表6可知，理論產(chǎn)量最高的是M2K2處理，比M1K4處理（對(duì)照）增產(chǎn)11.92%；不同處理對(duì)結(jié)實(shí)率和千粒重影響不顯著，但對(duì)二次枝梗數(shù)影響較明顯。對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)分析表明，理論產(chǎn)量與有效穗數(shù)和二次支梗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)（表7）。說明育苗基質(zhì)與秧盤互作對(duì)有效穗數(shù)的正向影響大于每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重三者累加的負(fù)效影響，這是K1、K2、K3產(chǎn)量比K4增加的主要原因。

3 討論與結(jié)論

遼寧西部丘陵稻區(qū)地勢(shì)起伏、土壤貧瘠沙化嚴(yán)重、早晚溫差大、溫光效率低等諸多因素一直制約著該地區(qū)水稻產(chǎn)量的提升。近些年當(dāng)?shù)卮罅哭r(nóng)民外出務(wù)工，年輕勞動(dòng)力急劇下降，不斷出現(xiàn)用工荒，導(dǎo)致勞動(dòng)力成本不斷攀升，水稻全程機(jī)械化技術(shù)是解決這一突出矛盾的有效途徑。而培育適合機(jī)插的健壯秧苗，是提高機(jī)插質(zhì)量、保證水稻高產(chǎn)的首要前提和必要保障。近些年來大量科研人員從不同角度研究分析了育秧基質(zhì)對(duì)秧苗素質(zhì)及產(chǎn)量的影響。陳木蘭等[10]研究表明，新型育秧基質(zhì)具有吸附性強(qiáng)和孔隙大的特點(diǎn)。吸附性強(qiáng)能夠保持基質(zhì)中的N、P、K不流失；孔隙大能使秧苗在透氣性和營養(yǎng)條件良好的環(huán)境下生長，地上部分健壯，地下部分根系發(fā)達(dá)，移栽后莖蘗的發(fā)生速度快、莖蘗成穗率高，具有良好的增產(chǎn)效果。趙婷婷等[11]研究結(jié)果表明，基質(zhì)粉+缽形毯式秧盤/平盤+2號(hào)營養(yǎng)液的組合處理秧苗素質(zhì)最好，使水稻在生長后期形成的有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等指標(biāo)略高于土壤育苗，從而實(shí)現(xiàn)了水稻產(chǎn)量的提高。本試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)育苗基質(zhì)+缽形毯狀秧盤的組合處理表現(xiàn)最優(yōu)，其育出的秧苗葉面積大、葉綠素含量高，假莖基部寬，根系數(shù)量多、活力強(qiáng)、干物質(zhì)累積量大，而且插秧后緩苗速度快、成穗率、枝梗數(shù)和每穗粒數(shù)均好于客土育苗和其他基質(zhì)育苗。采用相同基質(zhì)，秧苗素質(zhì)表現(xiàn)為缽形毯狀秧盤略低于盒式盤，這可能是由于缽型毯狀育秧盤的盛土量比盒式秧盤少15%，因此，盤內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)略少。同時(shí)，盒式秧盤秧苗在3葉期后主根通過秧盤的空隙扎入床面土壤中能夠吸取更多養(yǎng)分，而缽形毯狀秧盤秧苗的根系卻盤結(jié)在盤底方格中，僅吸收秧盤有限營養(yǎng)。在相同育秧基質(zhì)條件下，缽形毯狀秧盤能有效降低由于根系盤結(jié)力過強(qiáng)帶來的機(jī)插秧植傷而導(dǎo)致的緩苗期長。有機(jī)育秧基質(zhì)既能解決春季取土難、取土量大、破壞耕地等問題，而且還具有不占用耕地、秧塊輕便利于運(yùn)輸、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、栽插作業(yè)負(fù)荷小，同時(shí)避免了病害和草害的發(fā)生，有助于機(jī)插秧技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

表7 穗部性狀及產(chǎn)量的相關(guān)分析