周靜云,楊秀如,許慶飛,馬 融,陳慕恒,蘇慶旺,姜 浩,李宛春,王東超,崔菁菁,武志海*
(吉林農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院,長春 130000)
水稻是我國重要的糧食作物之一, 培育水稻壯秧,是達到水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)[1]。 科研人員主要采取營養(yǎng)土育秧等措施培育水稻壯秧[2]。 水稻壯秧劑是根據(jù)水稻生理、 生態(tài)特性研制出的新型防青枯、 防徒長的水稻育秧專用制劑, 有研究表明, 生物壯秧劑對水稻秧苗的生長不僅具有促進作用,而且能較好的控制病害[3]。
聚谷氨酸(γ-PGA),又稱納豆膠,是一種通過微生物發(fā)酵法制得的水溶性生物高分子植物營養(yǎng)促進劑,可生物降解,不含毒性;具有減少化肥流失、富集養(yǎng)分、提高化肥利用率, 促進作物根系發(fā)育和蛋白質(zhì)的合成等功能。
目前, 關(guān)于壯秧劑和聚谷氨酸在水稻上的應(yīng)用也有較多的研究。 高山團隊通過聚谷氨酸在根系上的使用效果表示, 聚谷氨酸對水稻增產(chǎn)具有一定的促進效果[4],且有研究表明,適宜的壯秧劑用量對秧苗地上部干重、根系干重、充實度、苗高、葉齡等性狀有明顯的促進作用[5]。 但關(guān)于壯秧劑與聚谷氨酸互作對水稻秧苗素質(zhì)影響的研究較為鮮見。課題組前期試驗表明,吉農(nóng)大新型“稻小孩”壯秧劑具有促進水稻生長,抑制秧苗病害發(fā)生,防止返堿等功能。因此,本試驗設(shè)置5 個壯秧劑與聚谷氨酸的不同處理, 研究其對水稻秧苗素質(zhì)的影響,篩選合理的水稻壯秧劑與聚谷氨酸配比,為培育水稻壯秧提供科學依據(jù)。
水稻品種:吉農(nóng)大858。
肥料:“稻小孩”壯秧劑,聚谷氨酸原粉。
試驗地點為吉林農(nóng)業(yè)大學教學試驗基地(125°4'E,43°8'N),采用大棚旱育秧,底土為旱田表土 (N:170 mg·kg-1、P:70 mg·kg-1、K:120 mg·kg-1)。
共設(shè)“稻小孩”壯秧劑+聚谷氨酸不同配比5個處理。 處理1(T1):聚谷氨酸原粉1 g;處理2(T2):聚谷氨酸原粉2.5 g;處理3(T3):“稻小孩”壯秧劑12 g;處理4(T4):“稻小孩”壯秧劑12 g+聚谷氨酸原粉1 g;處理5(T5):“稻小孩”壯秧劑12 g+聚谷氨酸原粉2.5 g。 底土為2 500 g,每個處理設(shè)置三次重復,采用隨機區(qū)組設(shè)計。
稻種經(jīng)曬種、浸種催芽后于6 月14 日開始播種,機插秧盤(規(guī)格:長60 cm、寬30 cm、高3.5 cm)育秧,在機插拋秧盤均勻鋪110 g 稻籽,再覆蓋一層育秧土,以不露種為宜,澆透后用塑料薄膜覆蓋育秧盤。 6 月17 日出苗后及時揭膜,定時澆水。 不定時進行人工除草處理。
1.3.1 形態(tài)指標 在苗齡25 d 時,隨機選取長勢均勻的秧苗進行農(nóng)藝性狀分析,株高、根長使用刻度尺測量; 根條數(shù)使用計數(shù)法; 地上部干重105℃殺青30 min 后80 ℃烘干至恒重, 使用萬分之一電子天平稱重。
1.3.2 生理指標 可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法, 可溶性蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍染色法,TTC(2,3,5-三苯基氯化四氮唑)法測定根系活力,具體方法參考植物生理學實驗技術(shù)[6]指導的方法。
采用Microsoft Excel 2016 進行數(shù)據(jù)整理,用IBM SPSS Statistics24.0 數(shù)據(jù)處理軟件進行方差和顯著性分析。
株高、根長、根條數(shù)可以直觀地反映出水稻秧苗的長勢及扎根情況。 水稻秧苗農(nóng)藝性狀在5 種不同處理下的變化如表1 所示:處理T1 與T5 秧苗株高分別為20.33 cm 和26.47 cm,產(chǎn)生徒長現(xiàn)象,而處理T2、T3、T4 株高較為正常,從處理T2、T3、T4 三種不同配比中得知處理T3 株高相對T2降低了25.81%,相對T4 處理降低了25.26%。 從根長和根條數(shù)及株高綜合來看, 聚谷氨酸原粉有促進地上部分快速生長的現(xiàn)象, 而對根系的生長有抑制作用。
有機物質(zhì)的積累在一定程度上能反映出水稻秧苗素質(zhì)的高低,由表1 可知,處理3 中水稻干重株高比高于其他配比處理,且分別較處理T1、T2、T4、T5 高出71.68%、44.88%、44.41%、85.24%。
綜合上述分析,水稻秧苗在處理T3 中農(nóng)藝性狀表現(xiàn)最好,更有利于達到壯苗標準。
葉片中的可溶性糖與可溶性蛋白質(zhì)是水稻體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),是秧苗代謝活動的基本物質(zhì),可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)是作物抗逆性表現(xiàn)的生理指標之一[7],它們在一定程度上反映了葉片健康狀況以及秧苗抗逆境能力。
表1 不同處理對水稻秧苗素質(zhì)的影響
由表2 可得出,處理T3 水稻秧苗可溶性糖含量最多, 與處理T1、T2、T4、T5 無顯著性差異;處理T3 可溶性蛋白質(zhì)含量最高,為33.74 mg/g,相對 于 處 理T1、T2、T4、T5 分 別 提 高 了39.19%、101.92%、11.28%、18.10%,處理T3、T4、T5 分別與處理T1、T2 有顯著性差異,證明添加壯秧劑的處理較未添加壯秧劑的處理可溶性蛋白質(zhì)含量明顯提高。 綜上所述, 抗逆性能力表現(xiàn)最好的為處理T3, 且加入壯秧劑的水稻秧苗抗逆性表現(xiàn)普遍好于未加入壯秧劑的水稻秧苗。
表2 不同處理對水稻秧苗可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的影響
根的生長情況和活力水平直接影響植物個體的生長情況、營養(yǎng)狀況和產(chǎn)量水平,所以測定水稻秧苗的根系活力,可體現(xiàn)出秧苗的生長能力。由圖1 得出,處理T3 的根系活力達到最高值,且分別相 對 處 理T1、T2、T4、T5 顯 著 提 高 了57.37%、63.72%、82.48%、54.20%。 說明處理T3 對秧苗的根系活力促進作用最強。
圖1 不同處理對秧苗根系活力的影響
水稻秧苗素質(zhì)的好壞直接影響到水稻插秧后返青時間的快慢,從而影響水稻的產(chǎn)量和米質(zhì)[8],培育壯秧不僅需要選好秧田、整好地,也要在育秧的過程中采取適當?shù)氖┓收{(diào)溫等措施加以輔助育壯秧[9]。
本試驗中, 聚谷氨酸原粉在水稻育秧時期對根系壯苗表現(xiàn)并不明顯, 初步判斷在本試驗的聚谷氨酸原粉有助于促進地上部生長,“育秧先育根”,育秧的核心是促進秧苗根系的健壯[10],加入聚谷氨酸原粉促進地上部分生長, 將秧苗的有機物質(zhì)集中于地上部分,進而影響根系的營養(yǎng)供應(yīng),不利于根系的生長, 因此建議在育秧過程中營養(yǎng)土內(nèi)不添加聚谷氨酸原粉。本試驗證明,從壯苗表現(xiàn)上來看底土2 500 g 與“稻小孩”壯秧劑12 g混合最適合培育壯秧。 在營養(yǎng)土配制及壯秧劑成份的選擇上, 應(yīng)不添加促進地上部分生長的菌劑或化學試劑,有利于育壯秧。