土壤類型和肥料配比對粳稻遼粳401秧苗素質(zhì)的影響

唐志強(qiáng)， 李躍東， 蔣洪波， 沈 楓， 呂桂蘭， 董立強(qiáng)， 李 睿， 馬秀芳， 韓 勇， 張文忠

(1.遼寧省水稻研究所，遼寧沈陽 110101； 2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽 110161)

水稻機(jī)械插秧可減輕勞動強(qiáng)度，省工節(jié)本和增產(chǎn)增收效益，已是我國大部分地區(qū)水稻種植的主要方式[1]。育秧是機(jī)插秧推廣的重要環(huán)節(jié)，培育不出高素質(zhì)且符合機(jī)插的秧苗，便從根本上無法保障水稻機(jī)插秧技術(shù)的大面積推廣，生產(chǎn)上存在秧苗素質(zhì)差、秧齡彈性小、育秧成本高和病蟲害易發(fā)等問題[2]。選用優(yōu)質(zhì)基質(zhì)或床土是培育壯秧的前提條件[3]，苗期是水稻營養(yǎng)器官建成的主要時期之一，也是吸收氮、磷、鉀營養(yǎng)的高峰期[4]，苗期的養(yǎng)分管理也成為影響秧苗素質(zhì)的主要因素[5]。以往研究多集中于本田肥料籌劃與產(chǎn)量、品質(zhì)范疇，對苗期養(yǎng)分與秧苗素質(zhì)的研究較少[6-7]。

本試驗通過選用不同類型壤質(zhì)土、黏質(zhì)土、沙質(zhì)土[8]3種土壤作為育苗床土，明確不同床土的育苗效果，篩選出適合水稻生產(chǎn)的最佳育苗床土。研究不同類型土壤和肥料組配的育秧營養(yǎng)土培育的秧苗素質(zhì)，闡明土壤類型和氮肥、磷肥、鉀肥對秧苗素質(zhì)的影響，篩選不同土壤類型下的最佳肥料配比，對機(jī)插育秧技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。

1 材料與方法

壤質(zhì)土取自遼寧省水稻研究所試驗基地水稻田，黏質(zhì)土取自遼寧省水稻研究所試驗基地聯(lián)拱溫室(前茬白菜)，沙質(zhì)土取自遼寧省阜新市彰武縣大田。秧苗試驗于2015、2016年4—6月在遼寧省水稻研究所試驗基地育秧溫室進(jìn)行，3類土壤理化性質(zhì)見表1。

表1 試驗地土壤理化性質(zhì)

1.1 試驗材料

供試材料為遼寧省水稻品種遼粳401，該品種株高為 102～106 cm，生育期為156～158 d，16張葉片，分蘗力較強(qiáng)，株型緊湊，半緊穗型，穗粒數(shù)127粒左右，千粒質(zhì)量25.5 g，穎殼黃白色，無芒。

1.2 試驗方法

4月15日播種，采用塑料軟盤育秧，盤長58 cm、寬 28 cm、高3 cm，選取不同質(zhì)地的3類土壤(A因素)(壤質(zhì)土、黏質(zhì)土和沙質(zhì)土)，根據(jù)氮肥、磷肥、鉀肥的不同含量配比設(shè)計了隨機(jī)區(qū)組試驗。氮肥(B因素)4個水平，即N1(純氮 0)、N2(純氮2 g/盤)、N3(純氮4 g/盤)、N4(純氮 6 g/盤)；磷肥(C因素)2個水平，即P1(P2O50.5 g/盤)、P2(P2O52.5 g/盤)；鉀肥(D因素)2個水平，即K1(K2O 0.5 g/盤)、K2(K2O 3.5 g/盤)，共計48個處理，每個處理6盤，重復(fù)3次。播種后14 d開始取樣，分別為Ⅰ期(4月29日)、Ⅱ期(5月5日)、Ⅲ期(5月10日)、Ⅳ期(5月15日)，將此設(shè)為4個生育時期E1、E2、E3、E4。將不同水平配比的氮肥、磷肥、鉀肥均勻混入到壤質(zhì)土、黏質(zhì)土和沙質(zhì)土中，裝入育秧盤，各盤土壤質(zhì)量相等。使用久保田播種機(jī)將等量的稻種均勻播于秧盤中，播種后覆蓋等量的普通育秧土。采用旱育秧方式，秧田期水分、溫度管理等同于生產(chǎn)上正常育秧。

1.3 測定項目

在播種2周后開始取樣，以后每隔5 d取1次樣，每個處理選取20株考察秧苗的株高、葉齡、莖基寬，將秧苗地上部與根系分開，裝入紙袋，105 ℃殺青30 min后80 ℃烘干至恒質(zhì)量，用1/10 000天平稱干物質(zhì)質(zhì)量，計算根冠比。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2003處理數(shù)據(jù)，采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著分析。2015、2016年試驗相關(guān)指標(biāo)變化趨勢基本一致，本研究中以2年數(shù)據(jù)的平均值為準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理秧苗素質(zhì)方差分析比較

對不同土壤、氮肥、磷肥和不同時期秧苗的株高、葉齡、莖基寬、根干質(zhì)量、地上部干質(zhì)量和根冠比進(jìn)行方差分析(表2)，影響均達(dá)到了顯著或極顯著水平，鉀肥僅對秧苗的莖基寬、根冠比的影響達(dá)到了極顯著水平，對其他性狀無顯著影響。

2.2 不同土壤類型秧苗素質(zhì)比較

由表3可知，不同土壤類型對秧苗株高、葉齡的影響均達(dá)到了顯著或極顯著水平，壤土的莖基寬、地上部干質(zhì)量和根冠與其他2種土壤類型差異極顯著，黏土的根干質(zhì)量與壤土、沙土差異極顯著水平。黏土培育秧苗的葉齡、根干質(zhì)量最大，分別為2.72葉、0.077 3 g，顯著大于壤土與沙土育秧，比壤土育秧秧苗分別增加7.51%、9.80%；沙土秧苗的株高最高，為12.82 cm，極顯著高于壤土和沙土秧苗；沙土秧苗的莖基寬最高，為 1.89 mm，極顯著高于壤土；黏土根干質(zhì)量最大，為0.077 3 g，極顯著高于壤土和沙土；黏土地上部干質(zhì)量最大，沙土次之，壤土最小，分別為0.170 0、0.167 5、0.141 1 g；壤土根冠比最大，黏土最小，且差異達(dá)到極顯著水平。說明在黏土條件下干物質(zhì)含量多，有利于秧苗的發(fā)根力和抗逆性，培育的秧苗素質(zhì)最佳，更適合秧苗的生長。

表2 各處理秧苗素質(zhì)方差分析

表3 不同土壤類型秧苗素質(zhì)比較

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫、大寫字母分別表示在0.05、0.01水平差異顯著。下同。

2.3 不同施氮量秧苗素質(zhì)比較

由表4可知，不同氮肥水平下，秧苗的株高隨施氮量的增加而顯著變高，N4處理的秧苗株高最高，為13.41 cm，與未氮肥的處理相比增加33.57%。秧苗的葉齡、莖基寬、地上部干質(zhì)量隨施氮量的增加而顯著增大，N4處理最大，分別為2.72葉、1.89 mm、0.178 2 g，略高于N3處理且二者差異不顯著，比未施氮肥處理分別增加10.12%、10.53%、42.22%。 N3根干質(zhì)量最大，為0.074 9 g，與N2處理差異不顯著，但均顯著大于N1處理的秧苗，而N4處理的秧苗與N1處理的秧苗無顯著差異。隨著施氮量的增加，秧苗的株高、葉齡、莖基寬、根干質(zhì)量、地上部干質(zhì)量顯著增大；當(dāng)?shù)柿窟_(dá)到4 g/盤時繼續(xù)增施氮肥，秧苗的株高、葉齡、莖基寬、干物質(zhì)含量沒有繼續(xù)顯著增大，說明適量的氮肥可以滿足秧苗的生長需求。

表4 不同施氮量秧苗素質(zhì)比較

2.4 不同施磷量秧苗素質(zhì)比較

由表5可知，P2(高磷)處理秧苗的株高、葉齡、莖基寬、地上部干質(zhì)量最大，分別為12.56 cm、2.64葉、1.84 mm、0.164 2 g，比P1(低磷)處理分別增加 5.81%、0.76%、1.10%、6.00%，且增施磷肥對地上部干質(zhì)量和株高增加量最大；P1處理的秧苗的根干質(zhì)量最大，為0.074 4 g，極顯著大于P2處理，比P2處理增加3.91%。說明增施磷肥對秧苗地上部的影響比較顯著，而地下部干質(zhì)量的積累并未增加，增施適量的磷肥有助于秧苗生長、地上部干質(zhì)量的積累、增強(qiáng)抗逆性、培育健壯的秧苗。

表5 不同施磷量秧苗素質(zhì)比較

2.5 不同施鉀量秧苗素質(zhì)比較

由表6可知，K2(高鉀)處理的秧苗莖基寬最大，為 1.84 mm，極顯著大于K1(低鉀)處理，比K1處理增加1.10%；而2種鉀肥處理下株高、葉齡、根干質(zhì)量和地上部干質(zhì)量無顯著差異。鉀肥的施入量對秧苗的株高、葉齡、根干質(zhì)量和地上部干質(zhì)量無顯著影響，而增施鉀肥對秧苗的莖基寬有所增加，說明施入適量的鉀肥能夠使秧苗莖葉更加粗壯，在育秧過程中增加秧苗的抗逆性，培育健壯的秧苗，在秧苗移栽后返青快，分蘗發(fā)生早，為后期增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

表6 不同施鉀量秧苗素質(zhì)比較

2.6 不同時期秧苗素質(zhì)的比較

由表7可知，Ⅳ期秧苗的株高、葉齡、莖基寬、根干質(zhì)量、地上部干質(zhì)量最大，分別為14.80 cm、3.20葉、2.06 mm、0.096 0 g、0.237 0 g，與Ⅰ期處理相比分別增加61.04%、67.54%、33.77%、84.97%、199.62%。Ⅰ、Ⅱ期株高和葉齡增加較其他2個階段快，這與秧苗離乳期后吸收營養(yǎng)有關(guān)，同時4個時期地上部干質(zhì)量相對根干質(zhì)量增速較快，使得營養(yǎng)元素向地上部分積累，這也引起根冠比發(fā)生變化，即隨著秧苗生長根冠比減小。株高后期生長減緩、莖基寬增大，從而有利于移栽，生產(chǎn)上以13～15 cm為宜，本研究中14.8 cm株高、2.06 mm莖基寬可作為理想移栽秧苗。

表7 不同時期秧苗素質(zhì)比較

3 結(jié)論與討論

不同類型土壤間基礎(chǔ)肥力差異較大，黏質(zhì)土的速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為97.0、36.34、195.10 mg/kg，大于沙質(zhì)土的基礎(chǔ)肥力，與壤質(zhì)土的速效氮含量基本相同。就本試驗而言，黏質(zhì)土培育的秧苗素質(zhì)好于壤質(zhì)土和沙質(zhì)土培育的秧苗，更符合水稻機(jī)插秧苗的條件。在氮肥施入量為4、6 g/盤處理條件下的株高、葉齡、莖基寬、根干質(zhì)量和地上部干質(zhì)量顯著大于0、2 g/盤的處理，而4 g/盤處理條件下秧苗素質(zhì)與6 g/盤處理的差異并不顯著，秧苗素質(zhì)沒有隨氮肥施入量的增加而提高，說明適量的氮肥可以培育出高素質(zhì)的秧苗，既可以培育出符合水稻機(jī)插秧苗，又能節(jié)約成本。磷肥 2.5 g/盤、鉀肥3.5 g/盤處理的秧苗素質(zhì)顯著大于低磷、低鉀處理，說明增施磷肥、鉀肥有助于秧苗的生長，培育健壯的秧苗。結(jié)果顯示，黏質(zhì)土且營養(yǎng)配比為氮肥4、6 g/盤，磷肥 2.5 g/盤，鉀肥3.5 g/盤的處理的秧苗素質(zhì)最好。

健壯的秧苗苗高8～12 cm，葉色鮮綠，抗逆性強(qiáng)，干物質(zhì)含量多[9]。土壤類型對秧苗素質(zhì)的影響較大，張祖建等研究表明，偏黏壤土更適宜于作為床土，培育適合機(jī)插的秧苗[5]；而蘇國立等研究認(rèn)為，苗期并不需要太多的養(yǎng)分，保持育苗基質(zhì)的營養(yǎng)均衡才最重要[10]。本試驗中黏土的秧苗干物質(zhì)量多，莖葉健壯，有利于秧苗的發(fā)根力和抗逆性，移栽后早生快發(fā)。適量的氮肥是培育壯秧的基礎(chǔ)，李曉蕾等研究表明，水稻缺氮時幼苗的株高、基莖寬都會下降[11]，株高隨施氮量增加而增高，當(dāng)達(dá)到最高時，再增施氮肥時株高也呈下降趨勢，本研究中秧苗的株高、葉齡、莖基寬、根干質(zhì)量、地上部干質(zhì)量隨著施氮量的增加顯著增大，當(dāng)?shù)柿窟_(dá)到4 g/盤時繼續(xù)增施氮肥，秧苗的株高、葉齡、莖基寬、干物質(zhì)含量沒有繼續(xù)增大，說明適量的氮肥可以滿足秧苗的生長需求。本試驗中秧苗施氮量為0時的株高、葉齡、莖基寬、干物質(zhì)積累量最小，隨施氮量增加，當(dāng)達(dá)到4、6 g/盤時最大，而株高并未出現(xiàn)下降趨勢。蘇雅樂其其格等研究表明，低磷處理對水稻幼苗各生物學(xué)性狀影響很大，低磷條件下水稻幼苗株高、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均低于對照處理，根長伸長，根冠比增大[12]。就本試驗研究而言，增施磷肥對秧苗地上部生長、干質(zhì)量影響較顯著。高鉀處理的秧苗莖基寬顯著大于低鉀處理，莖基寬是衡量秧苗健壯和抗逆性的指標(biāo)，莖基寬大，說明高鉀處理培育秧苗更加健壯，抗逆性強(qiáng)，與Liu等的“秧苗缺鉀不會影響地上部和根系干物質(zhì)量”結(jié)果[13]相一致。

目前，提高育秧質(zhì)量是我國發(fā)展機(jī)械化插秧亟須解決的問題[14-15]，而培育適合機(jī)插的健壯秧苗，是提高栽插質(zhì)量、保證水稻高產(chǎn)的關(guān)鍵，從而改變傳統(tǒng)勞作模式費(fèi)時、費(fèi)工、費(fèi)力等缺點，解決目前農(nóng)村勞動力缺乏的問題[16]。我國大部分地區(qū)水稻種植方向為機(jī)械化插秧，并且水稻機(jī)插秧面積呈上升趨勢[17]。水稻機(jī)械化插秧將成為當(dāng)前水稻生產(chǎn)的主流栽培技術(shù)，培育高素質(zhì)并適宜機(jī)插的秧苗是保障機(jī)插秧順利進(jìn)行的重要基礎(chǔ)。

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