膜下滴灌水稻苗期黃枯的機理研究

王培武，李治遠

（新疆天源滴灌水稻研究院，烏魯木齊 830000）

用地膜下滴灌的栽培方式種植水稻，由試驗開始至今已有11年的種植歷史了。2007年膜下滴灌水稻試驗取得突破性進展，2008年在3.33 hm2面積上獲得平均380 kg/667 m2的產量。由2009年開始實施機械化條件下膜下滴灌水稻栽培至今，曾在1.33 hm2面積上出現過739 kg/667 m2的高產例。但在膜下滴灌水稻試驗推廣的過程中大部分地塊都出現過稻苗大面積黃化、成片枯死的現象（照片1）。特別是膜下滴灌水稻出苗至3葉1心期易發生生長停滯，葉色發黃的現象，發黃及生長停滯時間可達50天以上，嚴重時可至成片枯死，對生產危害極大。據田間調查，發黃的稻苗根系發育停滯（照片2），新根生長緩慢，至新根出現后黃苗情況才逐漸改善，新根不能出現的將逐漸枯死。

根據田間的觀察，我們認為黃枯苗的發生可能與苗期的低溫和土壤鹽堿含量有關。為了驗證出苗期低溫和土壤鹽堿對膜下滴灌水稻苗期黃枯苗的影響及相互關系，我們設計了膜下滴灌水稻播期試驗，并對黃枯苗發生區域的土壤鹽堿情況進行了調查，以確定播種至出苗期的氣溫變化及土壤含鹽堿量與黃枯苗發生率之間的關系。

1 內容與方法

1.1 供試品種

寧粳28號。

1.2 供試地點

試驗在新疆烏魯木齊市新疆天源滴灌水稻研究院農場試驗地內進行。供試土壤類型為荒漠灰鈣土，土層平均厚度為35 cm，土層下部為卵石。pH值8～9，土壤有機質含量小于1%。

1.3 播期試驗內容與調查方法

（1）播期試驗使用6.25%亮盾懸浮種衣劑處理水稻種子，預防水稻立枯病。

（2）選擇易發生黃枯苗的試驗地實施播期試驗。試驗前調查試驗地地表5 cm土層土壤的含鹽量、電導率、pH值及Na、K等主要金屬元素含量。水稻播期試驗方法：試驗地面積0.13 hm2，上一次播種、出苗、調查完成后在原地播下一期試驗，共3個播期。播種期分別為2013年4月15日，5月10日和6月8日。用播種機播種，播種方式為一膜4組8行兩滴灌帶，組間行距10 cm×20 cm的寬窄行，連接行45 cm，膜寬1.3 m，播幅1.45 m，穴距 9 cm。播種后即滴水 30 m3/667 m2。水稻播種至出苗后5日內為出苗期，在出苗期后隨機定6個樣點調查黃枯苗數，每個樣點為一膜8行，長度10穴，即每樣點調查80穴，求出黃枯苗發生率，同時記錄并比對氣象局發布的播種期到出苗后5 d內每日最高和最低氣溫，以明確不同氣溫條件與黃枯苗發生率的關系。

（3）觀察膜下滴灌水稻黃枯苗發病時期，病癥，取樣鏡檢、培養分離鏡檢。

1.4 黃枯苗發生率與土壤鹽堿含量調查

膜下滴灌水稻田土壤含鹽堿量的調查是在30.67 hm2的大田進行的。膜下滴灌水稻苗發生黃枯苗后，選擇不同黃枯苗發生率的田塊，定20點進行土壤取樣和黃枯苗發生率調查。定點取樣方法為：目測選擇黃枯苗發生率差異較大的田塊，取8行（一個播幅）為一個點，在各播幅中心20 cm行間距的中間位置定點，標注取樣號后照相留存。取樣時撥開地膜取5 cm深的土壤混合后進行土壤分析。離取樣點最近的周邊4行（每側2行）每行10穴的黃枯苗發生率作為判定分級的標準。 測定：pH 值、全鹽、電導率、Ca＋＋、Mg＋＋、K＋、Na＋、Cl－、HCO3－、有效硼、速效鉀、速效磷、速效氮。

2 結果與分析

2.1 播期試驗

2.1.1 取樣鏡檢、培養分離鏡檢 對膜下滴灌水稻黃枯苗實施觀察：黃枯苗植株矮化、葉子變黃、新根少或無新根，發生輕時，水稻苗變黃，發病中心成橘黃色，嚴重時水稻苗成片枯死。取黃枯苗根進行顯微鏡檢查及組織培養，沒有發現病原鐮孢菌。證明了膜下滴灌水稻的黃枯苗是一種非微生物病原性病害。

2.1.2 土壤化驗 播期試驗地土壤化驗結果顯示，試驗地的土壤是一種高pH值的鹽漬土壤，化驗結果見表1。

2.1.3 不同氣溫條件與黃枯苗發生率的關系 由表2、表3可以看出，在同樣的土地條件和灌水條件下，隨著播種期的延遲，日最高氣溫和日最低氣溫的增高，水稻的出苗速度加快，播種日至見苗日的時間、見苗日至出苗日（出苗80%以上）的時間也同樣縮短。隨著播種期的延后和氣溫的升高，黃枯苗的發生率也呈下降趨勢。

表1 播期試驗地土壤含鹽堿情況分析

播期試驗的黃枯苗發生情況如表3所示，隨著播種期的推遲，膜下滴灌水稻出苗率由第一播期的79.5%提高到第二播期的 86.3%，第三播期的出苗率為88.7%，出苗時間由第一播期的18 d，第二播期的13 d到第三播期的5 d急速變短，黃枯苗的發生率也由第一播期的90.3%到第二播期的74.5%再到第三播期的3.6%而大幅度降低。

表3所示，隨著播種時期的延遲，出苗所需日數縮短，出苗率提高，黃枯苗發生率降低的表現都與表2所示的播種至出苗期的日平均氣溫變化有關。隨著播種期的延遲，越遲播種的處理，播種至出苗期間的平均溫度也越高，第一播種期出苗期間最低最高氣溫的平均溫度分別是8.6℃和21.3℃，而第二播種期出苗期間最低最高氣溫的平均溫度分別是11.2℃和25.1℃，第三播種期出苗期間最低最高氣溫的平均溫度分別為17.9℃和30.1℃。其氣溫的變化趨勢與延遲播期所發生的出苗日數縮短、出苗率提高和黃枯苗發生率降低的變化有很高的相關性。

表3 膜下滴灌水稻播期試驗黃枯苗發生率調查

我們對出苗期日氣溫變化的數據做了大于13℃的絕對積溫的處理。3個播期試驗出苗期的日最高氣溫大于13℃的絕對積溫分別為200℃、230℃和188℃，該播期試驗出苗期日最高氣溫大于13℃的絕對積溫的變化趨勢與膜下滴灌水稻的出苗速度、出苗率及黃枯苗的發生率的變化趨勢沒有相關性，但是日最低氣溫大于13℃的絕對積溫的變化趨勢與出苗速度、出苗率及黃枯苗的發生率的變化趨勢有很高的相關性。3個播期試驗出苗期，日最低氣溫大于13℃的絕對積溫分別為－106℃、－34℃和54℃。數據顯示，日最低氣溫大于13℃的絕對積溫越高，其出苗率越高，出苗速度越快，發生黃枯苗的比率越小。

2.2 土壤鹽堿含量與黃枯苗發生率的關系

目測選擇黃枯苗發生率差異較大的田塊，取8行（一個播幅）為一個樣點，如照片3所示在各播幅中心20 cm行間距的中間位置定點，并標取樣號后照相留存。根據照片統計黃枯苗的發生率，將黃枯苗發生程度分為4級。黃枯苗發生率不足調查總穴數的15%的為1級，黃枯苗發生率為調查總穴數的15%～50%的為2級，黃枯苗發生率為調查總穴數的51%～75%的為3級，黃枯苗發生率為調查總穴數的75%以上的為4級。經取樣分析不同鹽堿條件下黃枯苗發生情況如表4所示。

從表4中的數據可以看出，膜下滴灌水稻黃枯苗的發生率與土壤總含鹽量，電導率，Cl－、Na＋含量的相關系數為0.75以上的正相關，即說明土壤總含鹽量、電導率及Cl－、Na＋都會引起膜下滴灌水稻苗期發生黃枯苗。土壤含鹽量越高，電導率越高，Cl－、Na＋濃度越高，對膜下滴灌水稻發生黃枯苗的影響也越大。特別是Cl－、Na＋的含量與膜下滴灌水稻黃枯苗的發生率的相關性在90%左右，比其他因素對膜下滴灌水稻黃枯苗發生率的影響更大。

表4 土壤鹽堿含量與黃枯苗發生率的關系

由圖 1、圖 2 可以看出，土壤含鹽（Na＋、Cl－）量與膜下滴灌水稻的黃枯苗發生率具有直線型的相關關系。

表4的數據還顯示，鎂、鉀、氮等鹽類雖然其

3 結論與討論

（1）播期試驗的數據說明了低溫和土壤鹽分都是膜下滴灌水稻黃枯苗發生的原因，都可以促使膜下滴灌水稻的苗期產生黃枯苗甚至死苗。低溫和土壤高鹽分含量單獨都可以促使膜下滴灌水稻發生黃枯苗，也可以相互加成促使膜下滴灌水稻黃枯苗發生的更嚴重。

（2）在氣溫對膜下滴灌水稻黃枯苗發生率的影響中，一日中低溫的程度起著決定性的作用，而日平均氣溫的最高溫度對膜下滴灌水稻黃枯苗的發生率影響不大。當播種至出苗期日最低氣溫大于13℃的絕對積溫提高到一定值后，即便是在有土壤鹽害因素存在的情況下，黃枯苗發生率也會大幅度降低。溫度是影響植物種子發芽、出苗速度的關鍵因素之一，當然膜下滴灌水稻也不例外。特別是一日之中的低溫，對出苗速度和壯苗影響頗大。出苗速度越慢，受土壤中鹽分的影響就越大，土壤中鹽分會影響膜下滴灌水稻出苗率和壯苗率，會促使水稻苗期發生黃枯苗。

選用生育期短的品種，用延遲播種的方法提高播種出苗期間最低氣溫的絕對積溫，或可有效地降低鹽堿地黃枯苗的發生率。

根據表3，第三播期試驗的日最低氣溫大于13℃的絕對積溫值在54℃時，黃枯苗發生率顯著降低。據此我們設想能否在試驗的基礎上，對于不同品種的膜下滴灌水稻，用播種出苗階段日最低氣溫大于13℃的絕對積溫這個值來預測黃枯相關性不是很高，但都對黃枯苗的發生有影響。土壤pH值和硫酸根，碳酸氫根以及其他鈣、磷等元素含量與膜下滴灌水稻的黃枯苗發生率沒有相關性。苗的發生率，并據此來確定某個水稻品種的膜下滴灌栽培方式的最適宜播種期。

（3）土壤鹽堿含量對膜下滴灌水稻黃枯苗發生率的影響很大，從表4可以看出起主要作用的并不是pH值，而是鹽的濃度和電導率。雖然鎂、鉀、氮等鹽類都對黃枯苗的發生具有一定的相關性，但土壤中Na＋和Cl－的含量對膜下滴灌水稻黃枯苗的影響最大。

物理化學常識告訴我們土壤鹽（鈉、氯、鎂、鉀、氮等）類，就是土壤總鹽濃度的構成物，也與土壤電導率有著直接的相關關系，所以土壤總鹽濃度及土壤電導率的高低與膜下滴灌水稻黃枯苗的發生率有相關關系也就很好理解了。表4及圖1、圖2的數據告訴我們土壤中Na＋和Cl－的含量即氯化鈉鹽的含量是影響膜下滴灌水稻發生黃枯苗的關鍵因素。

表4所示，土壤pH值的變化對膜下滴灌水稻初期生育以及黃枯苗的發生率影響不大，這個結果與其他學者對水田水稻的研究結果很不一致。水田水稻對pH值的變化十分敏感，水田水稻喜歡弱酸性的生長條件，pH值大于7時對水稻幼苗的生長就有明顯的影響，但本試驗表4的數據不支持這樣的結論。這是否是因為在好氧條件下栽培的膜下滴灌水稻與在厭氧條件下栽培的水田水稻的差異呢？雖然僅由本試驗還不能下這個結論，但本試驗中膜下滴灌水稻表現出的這個現象值得更深入地去研究。

（4）綜上所述，膜下滴灌水稻苗期黃枯苗的發生率與以氯離子和鈉離子為中心的鹽的含量有直接的高度相關關系。土壤鹽分是造成膜下滴灌水稻苗期出現黃枯苗的元兇之一的這個結論已經由本試驗得到證明。由于測定土壤電導率比測定土壤鹽分濃度容易，因此可以考慮在進一步研究的基礎上明確不同土壤條件，不同品種的膜下滴灌水稻苗期黃枯苗發生的土壤電導率的臨界值，并以此作為膜下滴灌水稻地的土壤改良的目標值之一。

表4的數據中表示鎂離子、鉀離子和速效氮的濃度與膜下滴灌水稻苗期的黃枯苗發生率也有67%左右的相關性存在，但考慮到其相關性比總鹽，電導率，氯離子和鈉離子等因素的相關性低，同時鉀離子和速效氮是作物所需的肥料，肥料對膜下滴灌水稻苗期的黃枯苗的發生率是否有負面影響，尚不能根據本試驗就下結論，應該有更多更細致的試驗來證明。但上述數據至少可以說明在鹽堿地的條件下，膜下滴灌水稻出苗時期大量施用氮肥和鉀肥不能起到促進水稻壯苗的積極意義。