打穴方式對辣椒苗緩苗期生長狀況影響的試驗研究

夏廣寶，郭 輝，葛 鵬，徐 陽，韓長杰

(新疆農業大學 機電工程學院，烏魯木齊 830052)

0 引言

緩苗期和成活率是衡量作物移栽后生長狀況的重要指標[1]。緩苗期期間，作物會重新扎根，根系中除少數主根外，大部分根會失去吸收養分的能力，秧苗會出現不同程度的打蔫現象。緩苗期內作物的生長狀況好壞直接影響作物能否按農時開花及坐果。影響緩苗期作物生長狀況的因素來自多方面，包括氣候條件、土壤水肥供給、育苗方式和秧苗栽植方式等。中國農業科學院毛樹春團隊[2-7]對不同水分、不同溫度和不同光照程度下棉花幼苗在緩苗期丙二醛(MAD)含量、氧化物酶(POD)活性和過氧化氫酶(CAT)活性的變化趨勢，得出較高溫度和遮陰有助于緩苗期秧苗生長的結論。目前，針對秧苗栽植方式對緩苗期作物生長狀況的研究較少。南寧市農業機械化技術推廣服務站曾永躍[8]針對水稻的不同插秧方式對緩苗期生長特點及生理機制進行研究，得出機插秧、人工手插秧和人工手拋秧對秧苗緩苗期生長狀況影響有顯著差異的結論。

本文針對旱地作物使用機械栽植方式進行栽植時不同打穴方式對作物緩苗期生長狀況的影響進行試驗研究。以新疆烏魯木齊周邊土壤為栽植土壤，以氣候條件為條件，運用不同的打穴方式，以作物葉片增長速度和真葉增長速度為評價指標，得出打穴方式對辣椒苗生長狀況的影響規律，為后期實現機械化栽植提供理論和試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

選用RS018大果尖椒苗為試驗對象，苗齡為40天左右，秧苗高度為150～220mm，秧苗基質為圓錐形基質，由草炭、蛭石、珍珠巖按照體積比1∶1∶1配比而成。

試驗土槽內土壤厚度為400mm，長寬尺寸為900mm×900mm，土槽內的土壤取自43°49′5″N、87°33′38″E，土層深度為0～400mm，種植前土壤基本理化性質如表1所示。將土壤中均勻混合N15%、P2O515%、K15%的復合肥1kg，動物有機肥1.5kg。參考烏魯木齊市周邊農場的土壤力學特性參數(見表2)，經過壓實和澆水，使土壤力學特性達到緊實度為72.34kPa，濕度為38.31%。

試驗設備包括游標卡尺、卷尺、溫度計、中心取土鉆頭、錐形沖頭和取土套筒。

1.2 試驗方案

1.2.1 試驗評價指標

緩苗期和成活率是衡量作物移栽后生長狀況的重要指標。本試驗中，秧苗成活率已達到100%，所以假設秧苗的成活率為1，僅對緩苗期作物生長狀況進行試驗。辣椒苗栽植后，會經歷一段時間的緩苗期，緩苗期作物會重新扎根，根系中除少數主根外，大部分根會失去吸收養分的能力，秧苗會出現不同程度的打蔫現象。試驗選取帶基質的辣椒苗，基質的養分供給很大程度上縮短了緩苗期的時間，使得緩苗期與正常生長期的區分不太明顯。因此，試驗選取作物移栽后新長出的真葉大小達到初始真葉大小的時間作為試驗指標。

表1 土壤基本理化性質測量表

表2 試驗點土壤特性測量結果

1.2.2 試驗因素與水平

機械栽植裝置的打穴方式主要有3種，即鴨嘴式、開溝式和鉆取式。其中，鴨嘴式栽植機構和開溝式栽植機構應用較為廣泛，而鉆取式栽植機構作為一種適用范圍較廣的栽植機構并未被足夠重視。針對3種鉆取式栽植機構(即中心取土鉆頭、錐形沖頭和取土套筒)進行試驗，驗證何種打穴方式對種苗緩苗期生長狀況影響最小，為后期打穴機構結構的設計提供理論研究基礎。

不同打穴方式對整體土壤結構的影響不同[9-12]。本試驗以打穴方式作為試驗因素，選取中心取土鉆頭、錐形沖頭和錐形套筒3種打穴方式作為試驗水平，如圖1所示。中心取土鉆頭主要由切土葉片和排土套筒組成，如圖1(a)所示。打穴時，切土葉片將土壤切入排土套筒中，并排出穴孔，特點是對穴方式對穴坑孔側壁的擠壓力較小，穴孔側壁的變形較小。錐形沖頭即帶錐度的實心棒料，如圖1(b)所示。其打穴時，錐形沖頭直接旋轉鉆入土壤，在擠壓力作用下使穴孔成形，穴孔側壁和底部土壤結構破壞較大。錐形套筒的形狀如圖1(c)所示。打穴時，錐形取土套筒壓入土壤，土壤變形并粘附在套筒內壁，隨著套筒拔出，土壤被帶出孔穴。這種打穴方式對孔穴側壁和底部的擠壓力較小，穴孔變形量較小，故選取的試驗因素及水平值如表3所示。

圖1 不同打穴方式的執行器

表3 試驗因素及水平

續表3

1.2.3 試驗方法

1)秧苗初始數據測量。秧苗移栽前，將秧苗隨機分為3組進行標記序號(見圖2)，并對秧苗生長狀況的初始數據進行記錄，如表4所示。對比緩苗期前后1個月內辣椒的生長狀況數據，所測量的參數主要包括：株高hz(mm)、基質直徑d(mm)、基質高度hj(mm)和子葉片數(個)。株高hz為基質上表面到種苗真葉處的距離，基質直徑d為基質的平均直徑，基質高度hj為基質上、下表面的距離，子葉片數為單株辣椒苗上除真葉以外整株種苗上的子葉個數。

圖2 秧苗測量與標記方法示意圖

表4 秧苗生長狀況參數記錄

Table 4 The parameter record of seedling growth condition

編號初始數據株高hz/mm基質高度hj/mm基質直徑dj/mm子葉片數/片最終數據(30天)子葉片數/片花苞個數/個y1121039329244y12210422810173y1315043346195y1416545329170y15200462910213y16180453010242y1715040369150y1818043319162y2122038349184y2216541368216y23205393410293y24190423610164y2516043318213y26215433210170y27185453711193y2816546319250y3118543388236y3217544298204

續表4

編號初始數據株高hz/mm基質高度hj/mm基質直徑dj/mm子葉片數/片最終數據(30天)子葉片數/片花苞個數/個y33215463011195y3417540328183y3516544299225y3624044369182y3719042318242y3817045329214

2)秧苗種植方式。為了保證試驗數據的可靠性，根據隨機化區組設計原則，秧苗的栽植布局按拉丁方方式排列[13-15]。隨機選取5×5標準拉丁方矩陣，設定24個試驗分區，每種打穴方式重復8個小分區，設定打穴入土深度80～100mm左右，將秧苗按圖3所示布局進行栽植。

圖3 秧苗栽植布局圖

2 結果與分析

試驗于2017年5月27日～6月27日在新疆農業大學工程實訓中心附近的自制試驗土槽內進行，得出秧苗新長出的真葉大小達到初始真葉大小所需時間的試驗數據，如表5所示。

由方差分析試驗結果(見表6)可知：錐形套筒方式打穴后，秧苗在緩苗期內的生長狀況良好，真葉平均達標時間為6.75天，時間最短，且在組內方差值較小，方差=0.5。所以，套筒式打穴裝置對穴孔壁的影響最小，對土壤的結構破壞最小，是較優打穴方式。

利用EXCEL軟件進行單因素方差分析，得出分析結果，如表6所示。當顯著水平α=0.05和0.01、自由度為2和21時，F0.05(2,21)=3.466 800 112，F0.01(2，23)=5.780 416，Ft=4.9>3.466 800 112,說明零假設不成立，即處理間差異達到極顯著水平，打穴方式對作物緩苗期生長狀況有顯著影響。

表4中，對比辣椒苗栽植到試驗田內30天后子葉片數和花蕾個數，y1j、y2j、y3j的子葉片數總增長分別為81、91、95片；y1j、y2j、y3j的花苞總共長出19、23、31個。套筒式打穴方式秧苗生長狀況良好，對作物的影響最小。

3 結論與討論

1)試驗所使用的的土槽側壁為金屬制品，在光照情況下，向光面的溫度高于背光面的溫度，所測得的土壤溫度基本在14°～20℃范圍內。采用隨機5×5正交拉丁方排布方式布局方式栽植秧苗，能夠最大限度地降低氣候條件對試驗數據可靠性的影響。

2)辣椒屬于耐旱作物，試驗的水分供給比較充裕，辣椒的葉片生長狀況良好，但坐果率并不一定高。由于試驗條件的限制，試驗周期只包括緩苗期在內共1個月的時間，并未監控到作物坐果收獲階段。辣椒生長1個月后，根系已經完全長出基質，延伸到土壤中，打穴方式對辣椒苗的影響已趨于穩定。若后期需要進行田間大樣本隨機區組試驗，可以以本試驗為模板深入研究打穴方式對作物整個生長周期內生長狀況的影響。

4)試驗土槽內施肥均勻，土槽地面平整，水分供給均勻，基本可以保證試驗條件一致，對試驗結果產生影響較小。

表5 生長天數試驗結果統計

表6 方差分析試驗結果

差異源平方和SS自由度df均方MSFP-valueF0.01F0.05組間723.54.90.0179285.7804163.466800112組內15210.714286總計2223