門洪文 陸廣梅 盧旭鵬 呂清章 孔凡榮 曹成龍 張甲生 馬 盼
(1.濟南市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 山東濟南 250316;2.濟南市長清區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心 山東濟南 250399)
水稻是我國重要的糧食作物, 常年種植面積約4.5 億畝,總產(chǎn)約2 億t。 水稻種植面積占糧食作物的27%,而總產(chǎn)量占35%,在我國商品糧構(gòu)成及糧食安全保障中占有重要地位[1-5]。 濟南具有悠久的稻作歷史,水稻是濟南傳統(tǒng)種植作物,歷史上最大種植面積約20 萬畝,主要分布在濟陽、章丘、歷城、槐蔭等縣區(qū)的沿黃區(qū)域。 濟南“黃河大米”品質(zhì)優(yōu)良,享譽省內(nèi)外,適口性極佳[6]。 其原因有三:一是該稻區(qū)光照充足,雨熱同季,晝夜溫差大,有利于營養(yǎng)物質(zhì)的積累;二是稻區(qū)土壤由黃河水泛濫淤積形成, 營養(yǎng)元素及礦物質(zhì)含量較高; 三是該稻區(qū)灌溉主要依靠黃河水和天然降水, 水質(zhì)好,種植水稻具有得天獨厚的條件。 因此濟南大力發(fā)展水稻種植,帶動市區(qū)周邊農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,既能改善人們的生活條件,同時又能改善城市生態(tài)環(huán)境。
傳統(tǒng)的水稻種植依靠人工插秧,勞動強度大,近年來,隨著農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移,從事人工插秧的勞動力不斷減少,勞動力成本不斷上升。 機械插秧等輕簡化栽培技術(shù)是今后稻作發(fā)展的趨勢, 已成為穩(wěn)定水稻面積、提高效益及節(jié)約勞動力的主要途徑。 隨著濟南市水稻全程機械化的推進, 機械插秧的面積逐年擴大。 目前,市場上比較缺乏水稻專用育秧基質(zhì),大部分育秧基質(zhì)后期易脫肥,導(dǎo)致秧苗細弱,而且基質(zhì)成本較高[7]。 機械插秧對水稻秧苗整齊度、水稻育秧基質(zhì)、育秧技術(shù)等提出了新的要求,對濟南市水稻生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
本試驗于2021年3月在濟陽區(qū)山東旭豐農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司試驗基地進行。 試驗品種為津稻179。試驗所需基質(zhì)原材料(草炭、土壤、珍珠巖、蛭石、有機肥、牛糞)從市場集中購買,從種植水稻的大田中選擇合適的土壤,晾干后壓碎,粉碎并過篩。 將不同配料按體積比例混合均勻,配成育苗基質(zhì)。 設(shè)置如下處理。
配方A:草炭、土壤、珍珠巖、蛭石、有機肥、輔料比例為 6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5。
配方B:草炭、珍珠巖、蛭石、有機肥、輔料比例為7∶1∶1∶0.5∶0.5。
配方C:草炭、牛糞、土壤、珍珠巖、蛭石、有機肥、輔料比例為 5∶1∶1∶1∶1∶0.5∶0.5。
配方 D: 草炭、 土壤、 有機肥、 輔料比例為7∶2∶0.5∶0.5。
配方 E:土壤、輔料比例為 9.5∶0.5。
配方 F:對照(CK),土壤。
輔料配制:沼渣0.5 m3、硫酸亞鐵2 500 g、硅肥500 g、N 160 g (硫酸銨)、P2O570 g (過磷酸鈣)、K2O 140 g(硫酸鉀)。上述水稻育苗基質(zhì)的制備方法,包括如下步驟: ①沼氣廠沼渣晾至含水量60%左右時,加入微生物腐熟劑堆腐1~2個月, 晾干粉碎過篩,將各營養(yǎng)素按量加入。 ②將各原料粉碎過篩按體積百分比充分混合均勻制成水稻育苗基質(zhì)。 每個處理10 盤,每盤播種 1 000 粒,暗室 48 h。 夏稻 5月19日統(tǒng)一浸種,5月22日統(tǒng)一播種。 施肥方法:基肥施配方肥(16∶10∶20)50 kg/畝;3 葉期/返青期、分蘗期和幼穗分化期分別追施尿素10 kg/畝。
1.2.1 水稻種子催芽溫濕度研究 在暗室條件下,設(shè)置 3個溫度 (30℃、32℃和 34℃) 和 3個相對濕度(70%、80%、90%)對水稻種子進行催芽處理,測試不同處理水稻種子發(fā)芽率。
1.2.2 基質(zhì)配方篩選 6種配方基質(zhì)分別播種,在播后25 d, 每秧盤取有代表性的植株10 株測定其葉齡、株高(用直尺測量)、單株根數(shù)(人工計數(shù)法)、最長根長(直尺測量,以根縱向最大垂直長度為準)、SPAD值(葉綠素測定儀法)。
1.2.3 水稻煉苗溫度、 濕度控制指標研究 在水稻1 葉 1 心期、2 葉 1 心期和 3 葉 1 心期進行煉苗,設(shè)置相對濕度固定為70%。 設(shè)置3個處理, 處理 1:25℃、25℃、25℃; 處理 2:28℃、25℃、25℃; 處理 3:30℃、28℃、28℃。 煉苗結(jié)束后觀察水稻秧苗狀態(tài)[8]。
1.2.4 不同配方基質(zhì)對水稻生育期和產(chǎn)量的影響將篩選出的秧苗生長良好的2種配方基質(zhì), 以市售普通育苗基質(zhì)為對照, 分別育秧, 開展栽培比較試驗。 統(tǒng)一水、肥、藥、土壤等生長環(huán)境,對育秧、插秧、返青、分蘗、抽穗、成熟等不同生育期進行跟蹤觀察記錄,成熟期調(diào)查水稻產(chǎn)量三要素,實收測產(chǎn),比較不同基質(zhì)對水稻產(chǎn)量的影響。
水稻種子在水中浸泡72 h 后, 放置在暗室條件下,溫度分別設(shè)置為30℃、32℃、34℃,濕度分別設(shè)置為70%、80%、90%。 催芽48 h 后調(diào)查不同處理水稻種子的出芽率。結(jié)果表明(表1),暗室溫度32℃、濕度90%,水稻出芽率最高,為90.6%。 在相同濕度條件下,溫度為32℃水稻出芽率均為最高,溫度為30℃時水稻出芽率均為最低; 在相同溫度條件下, 濕度為90%時水稻出芽率均為最高,且出芽率隨濕度降低呈下降趨勢。
表1 不同處理的水稻發(fā)芽率比較
用6種配方基質(zhì)分別育秧,25 d 后調(diào)查相關(guān)指標。 由表2 可知,所有配方基質(zhì)育秧葉齡均大于對照葉片數(shù);從株高上來看,配方B 水稻秧苗株高18.8 cm,其次是配方 A 為 18.6 cm; 配方 A 的 SPAD 值 27.4,有效根數(shù)15 條,最長根長8.0 cm,均為最高。 總體來看,所有處理的水稻秧苗農(nóng)藝性狀均顯著高于對照,且配方A 和配方B 明顯優(yōu)于其他處理,用配方A 和配方B 的基質(zhì)配方培育出的水稻秧苗無論是根數(shù)、根長還是壯苗指數(shù)均較其他處理和對照培育的秧苗質(zhì)量好,生長健壯。
表2 不同基質(zhì)對水稻秧苗農(nóng)藝性狀的影響
由表3 可知,處理2 秧苗健壯,葉色濃綠,表現(xiàn)最好。 處理1 秧苗瘦弱,處理3 秧苗黃綠,葉尖有灼燒。 綜合來看,水稻秧苗煉苗最適溫度為1 葉1 心期28℃,2 葉1 心期之后降為25℃。 煉苗大棚溫度采用通風(fēng)控制, 晴天在早上通風(fēng), 傍晚閉棚; 水稻1 葉1 心期小通風(fēng),在大棚兩頭把棚門打開,大棚內(nèi)溫度不高于28℃;2 葉1 心期中通風(fēng), 在大棚兩頭把棚門及大棚兩邊通風(fēng)口打開, 大棚內(nèi)溫度不超過25℃;3 葉1 心期以后大通風(fēng),大棚兩頭棚門及兩邊通風(fēng)口全打開,棚內(nèi)溫度在25℃左右。
表3 不同煉苗溫度、濕度控制處理的植株表現(xiàn)
由表4 可知,配方A 和配方B 較對照返青快,返青期縮短2 d,提前進入分蘗期,有效分蘗終止期相應(yīng)延長,分蘗期為14 d,對照分蘗期為10 d。 配方A和配方B 抽穗期比對照早1 d,但3種配方的水稻生長周期相同。
表4 不同配方基質(zhì)對水稻生育期的影響
由表5 可知,配方 A、配方B 的水稻株高、分蘗數(shù)、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重明顯高于對照,配方A 較對照畝增產(chǎn)40.1 kg,增幅為7.6%,配方B 較對照增產(chǎn)25.3 kg,增幅為4.8%。
表5 不同配方基質(zhì)對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響
試驗結(jié)果表明, 水稻種子暗室催芽最適溫度為32℃,最適相對濕度為90%,此時水稻種子出芽率最高,為90.6%。 水稻秧苗煉苗最適溫度為1 葉1 心期28℃,2 葉1 心期之后降為25℃。 用篩選出的基質(zhì)配方A(草炭、土壤、珍珠巖、蛭石、有機肥、輔料比例為6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5)和配方 B(草炭、珍珠巖、蛭石、有機肥、 輔料比例為 7∶1∶1∶0.5∶0.5) 所育水稻秧苗質(zhì)量最好,生長健壯,后期返青快,分蘗期長,增加了水稻株高、分蘗數(shù)、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)等指標,抽穗期早,因此可延長灌漿時間,提高了水稻千粒重。 配方A 較對照增產(chǎn)7.6%,配方B 較對照增產(chǎn)4.8%。按每畝32 盤秧苗計算,市售基質(zhì)每盤成本約1.10元、畝成本35.2元,自配基質(zhì)每盤成本約0.9元、畝成本28.8元,較傳統(tǒng)基質(zhì)降低育秧成本18.2%。 因此,可將配方A(草炭、土壤、珍珠巖、蛭石、有機肥、輔料比例為 6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5)作為水稻專用育秧基質(zhì)在濟南市水稻產(chǎn)區(qū)進行推廣使用。