壯秧劑施用對水稻秧苗形態及生理特征的影響

雷 舜，劉少君，范亞霖，唐湘如

(華南農業大學農學院，廣東 廣州 510642)

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壯秧劑施用對水稻秧苗形態及生理特征的影響

雷 舜，劉少君，范亞霖，唐湘如*

(華南農業大學農學院，廣東 廣州 510642)

為了探究壯秧劑對水稻秧苗形態及生理特征的影響，以‘玉香油占’為試驗材料，壯秧劑的不同用量與施用方式為條件，研究了壯秧劑對秧苗成秧率、株高、干物質積累以及SOD等抗氧化酶活性的影響。結果表明，在A種方式(軟盤底施壯秧劑)下秧苗成秧率普遍高于其它方式，其中以每盤施用10 g壯秧劑成秧率顯著高于其它用量水平，達到73.77 %，較CK顯著提高17.16 %；同時株高顯著降低43.51 %，苗高干重比顯著增加50.53 %；葉片SOD和POD活性均高于CK，但各用量水平間差異不顯著。因此A種方式下每盤施用10 g壯秧劑，能夠提高秧苗葉片SOD和POD活性，提高其抗氧化能力，降低株高，從而達到“壯秧”的目的。

壯秧劑；成秧率；形態生理特征

壯秧劑(Seedling-strengthening agent，記為SSA，下同)是水稻育秧的物化技術。它集床土調酸、殺菌、秧苗營養和化學調控于一體，不但具有操作簡便和省工節本等優點，且更容易培育水稻壯秧[1]。生產應用上的壯秧劑可用于旱育秧、濕潤育秧、塑料軟盤育秧等多種育秧形式。目前關于壯秧劑對水稻秧苗素質的影響已有報道[2-3]，壯秧劑在水稻育秧生產上應用普遍，作用明顯，但是目前市面上常見的壯秧劑超過幾十種[4]，種類繁多，且壯秧劑的不同用量與施用方式對秧苗素質的影響較大[5-6]，因此如何確定適合早稻秧苗育秧的壯秧劑施用量和施用方式顯得較為重要。同時，關于壯秧劑對早稻秧苗成秧率及相關形態生理特性的影響尚未見報道。鑒于此，本實驗研究了壯秧劑的不同用量與不同施用方式對秧苗素質及其生理特性的影響，旨在探究壯秧劑的最佳施用量與施用方式，并進一步培育出適合工廠機械化生長的秧苗。

1 材料與方法

1.1 試驗品種、時間和地點及壯秧劑

本試驗使用廣東超級稻‘玉香油占’為供試品種，于2014年早季在華南農業大學農學院教學試驗農場進行。采用華南農業大學農學院自主研制的“超級稻專用壯秧劑”，內含大量和中微量元素、生長調節劑、殺菌劑和抗逆活性物質等。

1.2 試驗設計

設置A、B、C、D 4種不同的施用方式，每種方式共3個用量水平，分別為：每盤施用10 g壯秧劑、每盤施用15 g壯秧劑和每盤施用20 g壯秧劑。CK為：每盤施用2 g KCl，5 g硫酸銨，8 g過磷酸鈣。

方式A：軟盤底施壯秧劑；方式B：軟盤泥漿混施壯秧劑；方式C：軟盤表施壯秧劑；方式D：秧床底施壯秧劑。其中A、B、C 3種施用方式采用軟盤育秧，每盤面積754 cm2，436穴，3次重復，共計36個軟盤。施肥方式D采用秧床育秧，每個秧床面積為754 cm2，3次重復，共計12個秧床。

1.3 測定指標及方法

待幼苗長至3葉1心期時，統計各處理軟盤或秧床秧苗數，計算其成秧率；各處理隨機選取50株統計株高，50株稱量鮮重和干重，并計算苗高干重。測試葉片各項生理參數：參照李合生[7]的方法測定葉片過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA)與脯氨酸含量。

1.4 數據分析

使用Statistix 8.0進行統計分析，Origin 8.0進行繪圖整理。

圖1 壯秧劑對秧苗成秧率的影響Fig.1 Effect of SSA on adult seedling rate

2 結果與分析

2.1 壯秧劑對秧苗成秧率的影響

從圖1可知，施用壯秧劑能夠影響水稻幼苗的成秧率，而在A、C、D 3種施用方式中均以每盤施用10 g壯秧劑的秧苗成秧率比對照成秧率高，分別提高了17.16 %、6.79 %和1.50 %，在A種施用方式中達到顯著水平。

表1 壯秧劑對秧苗素質的影響

2.2 壯秧劑對秧苗素質的影響

從表1可知，壯秧劑能夠顯著降低水稻秧苗的株高。不同的施用方式中，水稻秧苗株高隨著壯秧劑施用量的增加而降低，降低趨勢為每盤施用10 g壯秧劑<每盤施用15 g壯秧劑<每盤施用20 g壯秧劑，在A種施用方式下降低較緩。壯秧劑還能夠顯著增加水稻秧苗的苗高干重比。在A、B、C 3種施用方式中，每盤施用10 g壯秧劑的處理苗高干重比均顯著高于對照，分別比對照增加50.53 %、25.77 %和55.79 %。

綜上可知，A種施肥方式下施用10 g壯秧劑，株高較為合理，苗高干重比增加顯著，秧苗壯秧效果較優。

2.3 壯秧劑對秧苗保護酶活性的影響

壯秧劑能夠提高秧苗生長期的抗逆性，但不同處理反應各異。SOD、POD、CAT作為作物在逆境脅迫下維持活性氧生成與清除的重要酶類物質[8]，其大小可以當作作物抗脅迫能力的強弱。

由圖2可知，壯秧劑能夠提高秧苗SOD活性，在4種施用方式中，每盤施用10 g壯秧劑均較CK提高2.10 %、3.38 %、0.90 %和6.81 %。其中以A種施用方式下SOD活性最高，達到149.02 U/g。

圖2 壯秧劑對秧苗SOD活性的影響Fig.2 Effect of SSA on seedling SOD activity

圖3 壯秧劑對秧苗POD活性的影響Fig.3 Effect of SSA on seedling POD activity

由圖3可知，壯秧劑能夠影響秧苗POD活性。除方式D外，其余各處理不同施用量間差異均不顯著。

由圖4可知，A種施用方式下各處理CAT活性均保持較高水平，比CK有所下降，但差異不顯著。

2.4 壯秧劑對秧苗MDA含量的影響

丙二醛(MDA) 是植物組織在逆境下遭受氧化脅迫發生膜脂過氧化的產物，反映細胞膜脂過氧化程度和植物對逆境條件反應的強弱[9]。由圖5可知，壯秧劑能夠影響秧苗MDA含量，A種施肥方式下每盤施用10 g壯秧劑，MDA含量比CK較高，但不顯著。

2.5 壯秧劑對秧苗脯氨酸含量的影響

脯氨酸作為作物抗逆的一個重要指標，其含量的高低直接反映了作物本身的自我調節能力。在逆境條件下(干旱、鹽堿、熱、冷和凍)植物體內脯氨酸含量顯著增加[10]。從圖6可知，壯秧劑能夠影響秧苗脯氨酸的含量。A種施用方式下每盤施用10 g壯秧劑的處理脯氨酸含量低于CK，但不顯著。

圖4 壯秧劑對秧苗CAT活性的影響Fig.4 Effect of SSA on CAT activity

圖5 壯秧劑對秧苗MDA含量的影響Fig.5 Effect of SSA on MDA content

圖6 壯秧劑對秧苗脯氨酸含量的影響Fig.6 Effect of SSA on proline content

2.6 水稻秧苗農藝性狀和生理指標間的相關性及因子分析

表2表明，秧苗干重與成秧率和株高均極顯著相關，成秧率與株高間顯著相關。

表3表明，成秧率與秧苗葉片SOD、CAT極顯著相關，與葉片脯氨酸含量顯著相關。為了進一步探究最優組A方式下每盤使用10 g SSA壯秧的生理效應，對各項生理指標進行了主成分分析(圖7)，共提取2個公因子，解釋的總方差量分別累計達到66.80 %和91.10 %，其中因子1中SOD活性的提取量最大，達到0.96，其次是脯氨酸含量，為0.64；因子2中以脯氨酸含量的提取量最大，為0.64，其次為POD活性，達到0.61。因此可以初步認為提高葉片SOD活性和脯氨酸含量是提高秧苗形態指標的生理基礎。

3 結論與討論

本實驗研究結果表明：華南農業大學農學院研制的“超級稻專用壯秧劑”對水稻成秧率及相關形態生理特性影響效果明顯。從成秧率來看，在A、C、D 3種處理條件下每盤施用10 g壯秧劑的秧苗成秧率比對照提高了17.16 %、6.79 %和1.50 %，在A種施用方式下達到顯著水平。說明每盤施用10 g壯秧劑在A種方式下有利于水稻幼苗成秧。

SOD，POD和CAT分別表示對應的酶活性，MDA為MDA含量；Pro為脯氨酸含量SOD, POD and CAT indicate the activity of enzyme, MDA is the MDA content; Pro is the proline content圖7 主成分分析Fig.7 Principal component analysis of physiological characteristics

從形態指標來看，施用壯秧劑能夠顯著地降低秧苗高度，而在A種施用方式下每盤施用10 g壯秧劑秧苗高度降低趨勢最緩；同時顯著提高了苗高干重比，說明壯秧劑可以將同化物有效地輸入儲存器官[11]，讓秧苗變得矮壯。

從生理指標來看，SOD、POD、CAT等酶類物質是逆境條件下植物保持體內活性氧積累與清除系統平衡的保護物質，其活性與水稻秧苗的抗旱性、抗寒性密切相關，保護酶活性強的秧苗表現出較強的抗旱性與抗寒性[12-14]。本實驗結果表明：A種施用方式下每盤施用10 g壯秧劑提高了秧苗葉片中保護酶SOD和POD活性，CAT活性、MDA和脯氨酸含量與CK有差異但不顯著。廣東省作為雙季稻區，早晚季均面臨不同的氣候環境以及自然災害，例如早季容易受到低溫冷害等的影響[15]。因此施用壯秧劑來提高秧苗的抗逆性和成秧率，對培育壯苗顯得較為重要。

表2 水稻秧苗成秧率、株高和干重的相關性

注：*和**分別表示顯著相關水平為P<0.05和P<0.01(下同)。

Note：Significant correlations at *P<0.05 and **P<0.01.The same as below.

表3 水稻秧苗形態指標與生理指標之間的相關性

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[16-17]。本壯秧劑內含有大量和中微量元素、生長調節劑、殺菌劑和抗逆活性物質等，在秧苗的生長發育階段既能調控秧苗的生長，又可以消除病蟲害，從而達到保秧、壯秧的目的。A種施用方式下每盤施用10 g壯秧劑為本壯秧劑的最佳施用方式與施用量，有利于培育壯苗和適合工廠機械化生長的秧苗。

[1]林飛榮, 鄭林義, 林云芬. 使用壯秧劑提高秧苗素質及增產效果試驗[J]. 浙江農業科學, 2000, 1(5): 0-228.

[2]趙 紅，潘曉華，林國衛，等. 壯秧劑用量對機插水稻秧苗生長發育的影響[J]. 廣東農業科學, 2010, 37(5): 15-16.

[3]錢銀飛, 張洪程, 郭振華, 等. 壯秧劑不同用量對機插水稻秧苗素質及產量的影響[J]. 江蘇農業科學, 2008(4): 28-31.

[4]王繼江, 劉和平, 苗得雨. 水稻壯秧劑應用效果對比研究[J]. 現代化農業, 2010(5): 27-28.

[5]錢銀飛, 張洪程, 郭振華, 等. 壯秧劑不同用量對機插水稻秧苗素質及產量的影響[J]. 江蘇農業科學, 2008(4): 28-31.

[6]Lin H, Cao K, Xiong D, et al. Effects of different seedling raising matrixes on seedling quality and yield of mechanical transplanted double cropping rice[J]. Hunan Agricultural Sciences, 2013(7):14.

[7]李合生. 植物生理生化實驗原理和技術[M].北京: 高等教育出版社, 2000.

[8]王賀正, 馬 均, 李旭毅, 等. 水稻苗期生理生化特性與品種抗旱性的關系[J]. 華北農學報, 2009, 24(4): 174-178.

[9]黃益宗, 張文強, 招禮軍, 等. Si 對鹽脅迫下水稻根系活力, 丙二醛和營養元素含量的影響[J]. 生態毒理學報, 2009, 4(6): 860-866.

[10]黃益宗，隋立華，王 瑋，等. O_3對水稻葉片氮代謝、脯氨酸和谷胱甘肽含量的影響[J]. 生態毒理學報, 2013(1): 69-76.

[11]黎國喜，袁紅梅，鐘克友，等. 雙季超級稻強源活庫優米栽培技術研究Ⅰ.超級稻專用壯秧劑對超級雜交稻成秧特性的影響[J]. 雜交水稻, 2008，23(6): 36-39.

[12]鄧化冰, 王天順, 肖應輝, 等. 低溫對開花期水稻穎花保護酶活性和過氧化物積累的影響[J]. 華北農學報, 2010, 25(S2): 62-67.

[13]潘曉華, 劉水英, 李 鋒. 低磷脅迫對不同水稻品種葉片膜脂過氧化及保護酶[J]. 中國水稻科學, 2003, 17(1): 57-60.

[14]Nounjan N, Nghia P T, Theerakulpisut P. Exogenous proline and trehalose promote recovery of rice seedlings from salt-stress and differentially modulate antioxidant enzymes and expression of related genes[J]. Journal of Plant Physiology, 2012, 169(6): 596-604.

[15]王 華，陳新光，胡 飛，等. 氣候變化背景下廣東晚稻播期的適應性調整[J]. 生態學報. 2011, 31(15): 4261-4269.

[16]趙秋祥, 張如宏, 董桂春. 機插秧不同育苗技術處理對武育粳 3 號秧苗素質的影響[J]. 中國稻米, 2011, 17(3): 35-38.

[17]Chen J, Wang X, Zhou Y, et al. Trace elements in organic and conventional rice commercialized in China[J]. Toxicology Letters, 2014, 229: 184-185.

(責任編輯 李山云)

Effects of Seedling-strengthening Agent on Morphological and Physiological Characteristics of Rice Seedlings

LEI Shun, LIU Shao-jun, FAN Ya-lin, TANG Xiang-ru*

(College of Agriculture, South China Agricultural University, Guangdong Guangzhou 510642, China)

The experiment was carried out to study the effects of seedling-strengthening agent (SSA) on morphological and physiological characteristics of rice seedlings. Adult seedling rate, seedling height, dry matter weight and protective enzymes activity were studied with Yuxiangyouzhan. The results showed that under mode A (SSA applied at the bottom of the floppy disk) the seedlings showed the difference. While applying 10 g SSA to each dish under mode A, adult seedling rate reached 73.77 %, significantly improved by 17.16 % than CK; Seedling height was significantly shortened by 43.51 %, and dry weight per unite plant height was significantly improved by 50.53 %; SOD and POD activity in leaves were higher than other modes, thus increased antioxidant capacity, then strengthened the rice seedlings.

Seedling-strengthening agent; Adult seedling rate; Morphological and physiological characteristics

1001-4829(2016)08-1813-05

10.16213/j.cnki.scjas.2016.08.010

2015-08-14

廣東省發展糧食生產專項資金(F15025)；廣東省農業攻關項目(2004B20101007)；廣東省教育部產學研結合項目(2007B090400134)

雷 舜(1991-)，男，湖南永州人，在讀碩士，主要從事作物栽培與生理研究，E-mai:1812740257@qq.com，*為通訊作者。

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