不同育秧方式對水稻秧苗素質及產量的影響

李志翔，湯計超，吳朝暉，侯 韋，吳 山，盧碧林，3，4

（1.長江大學農學院，湖北 荊州 434025；2.襄陽市農業技術推廣中心，湖北 襄陽 411000；3.濕地生態與農業利用教育部工程研究中心，湖北 荊州 434023；4.澇漬災害與濕地農業湖北省重點實驗室，湖北 荊州 434023）

中國是水稻種植大國，水稻的種植面積達到0.28 億～0.30 億hm2［1］。近年來，隨著農機化進程的推進，機械化插秧技術在全國范圍內得到大量的推廣［2-4］。對比于傳統的人工栽插模式，機插秧具有生產成本低、勞動效率高、經濟效益好的特點［5］，但也存在諸多問題。一方面，機械插秧對育秧技術具有一定的要求，需要秧苗植株健壯，根系盤結力適中，塊狀秧苗整齊易割［6］，但現階段農民育苗多采用自配的營養土［7，8］，取土量大、加工程序復雜、勞動強度高，長期下去會造成農田土壤耕層破壞和取土難度加大［9］；另一方面，機插水稻移栽時根系易受到傷害，秧苗移栽后返青遲，生長緩慢，不利于水稻的產量［10］。針對問題，學者提出采用麻地膜能夠促進秧苗根系生長和干物質量的積累，有利于秧苗綜合素質提高，原因是麻地膜能改善土壤水熱狀況，利于盤根［11-13］。有學者利用基質代替自配營養土，減輕機械化作業負荷，保證秧苗期養分合理供應，提高秧苗的綜合素質［14-16］。有研究表明，相比于不使用包衣劑和基質育苗，采用包衣劑配合半基質育苗的效果要好，能提高秧苗綜合素質［17］。本研究以常規的人工栽插為對照，設置3 種不同育秧模式，探討了不同育秧模式對秧苗素質和水稻產量的影響，旨在解決鄂中北稻麥輪作區水稻生產過程中水稻工廠化育秧環節存在的取土困難、秧苗素質不高、根系盤結及移栽后返青遲、生長緩慢等問題，促進區域水稻生產的發展。

1 材料與方法

1.1 供試材料

水稻品種為三系雜交中稻品種兆優6377，化控試劑為課題組復配的植物生長調節劑，主要成分為復硝酚鈉，麻地膜由中國科學院亞熱帶農業生態研究所提供。

1.2 試驗設計

試驗于2019 年在兩地進行，分別為位于湖北省襄陽市南漳縣清河管理區（以下簡稱南漳）、襄陽市襄州區張家集鎮現代農業園（以下簡稱襄州）。采用塑料硬盤育秧盤育秧，育秧盤規格為580 mm×280 mm×30 mm，每盤播干谷75 g，每處理24 盤。處理T1 為麻地膜+營養土育秧機插，播種前清水浸種，秧盤底部鋪麻地膜，底土采用純營養土裝盤；處理T2為麻地膜+全基質化控育秧機插，播種前用藥劑浸種，育苗盤底部鋪麻地膜，底土采用純基質裝盤；處理T3 為麻地膜+配比基質育秧機插，播種前清水浸種，秧盤底部鋪麻地膜，底土采用40% 基質+60% 營養土混合裝盤；處理CK1 為對照1，采用營養土育秧機插，播種前用清水浸種，底土采用純營養土裝盤；處理CK2 為對照2，為傳統模式水育秧人工栽插，采用普通水育秧模式。處理T1、T2、T3 和CK1采用插秧機（SPW-28C 型，久保田農業機械有限公司生產）移栽；CK2 采用人工移栽。人工栽插為二本移栽，機插為三本栽插，均為當地常規插秧方式。

大田試驗采用隨機區組設計，3 次重復，共15個小區，小區面積為90 m2，移栽行株距均為30 cm×16 cm。機插水稻的施肥方式為大田施氮量195 kg/hm2，其中基肥∶分蘗肥∶穗肥為6∶2∶2，基肥為碳銨+復合肥（按含氮量，碳銨20%、復合肥80%），分蘗肥為尿素，穗肥為復合肥，不額外補充磷鉀肥；人工栽插模式的施肥方式為農民習慣施肥，大田施氮量195 kg/hm2，其中基肥∶分蘗肥為7∶3，基肥為復合肥，分蘗肥為尿素，不額外補充磷鉀肥。所用復合肥規格為N∶P∶K=15∶15∶15，尿 素規格為N 46%、碳銨規格 為N 17.1%?；室圃詴r施入，分蘗肥移栽后1 周施入，穗肥在幼穗分化三期施入。

1.3 情況調查與數據測定

1）秧苗素質調查。在秧苗移栽前，每處理分別取生長一致的秧苗10 株測定最長根長、根數、苗高、倒數第二片全展葉的葉長和葉寬，每處理分別另取100 株測定百株干重，3 次重復。葉片的可溶性糖、可溶性蛋白質含量測定分別采用蒽酮硫酸法［18］和考馬斯亮藍（CBB）染色法［19，20］。

每處理從每個秧盤中切割出長10 cm、寬10 cm的秧苗塊置于平面玻璃上，一端用夾板固定，另一端用夾板夾住后用彈簧秤緩慢鉤拉，直至秧塊斷開，測得的最大拉力即為秧苗根系盤結力。

2）分蘗動態調查。返青后調查基本苗，分別在分蘗期、孕穗期、齊穗期以及成熟期調查水稻莖蘗數，選取具有代表性植株10 穴定點，計算其平均值作為該處理莖蘗數，3 次重復。

3）水稻葉片SPAD 值調查。利用葉綠素測定儀（502 plus 型，日本Konica Minolta 公司生產）測定SPAD 值，分別在分蘗期、孕穗期、齊穗期和成熟期進行，測定主莖倒數第1 片完全葉，取葉上1/3 處、中1/2 處和下1/3 處的數據平均作為該植株的SPAD 值。每處理5 次重復。

4）葉面積指數調查。在主要生育期，參考平均莖蘗數每處理各取5 穴植株，3 次重復。將獲取的植株葉片用雙面膠平黏在白色塑料板上，互相不重疊，拍照，采用ImageJ 軟件分析葉面，計算葉面積指數。

5）干物質積累量調查。在主要生育期，參考平均莖蘗數每處理各取5 穴植株，將獲取的植株按照莖鞘、葉、穗（齊穗期和成熟期）分開裝袋，放烘箱105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒重，稱干重。

6）產量測定及考種。成熟期普查小區穗數，折算單位面積穗數。按照小區平均穗數每處理各取5穴考種，得到每穗粒數、結實率、千粒重。每小區取5 m2收割，去除雜質，曬干稱重，折算成單位面積干谷重，計算產量。

1.4 數據分析

數據分析和制圖采用計算機軟件SPSS 17.0 和Origin 2019 處理，方差分析采用LSD 多重比較法。

2 結果與分析

2.1 不同育秧方式對秧苗素質的影響

不同育秧方式的水稻秧苗素質調查結果見表1。南漳、襄州兩試點的水稻秧苗素質表現基本一致。CK1 的秧苗素質指標均低于其他3 種處理，其中百株干重、最長根長、苗高、根系盤結力、可溶性糖含量和可溶性蛋白質含量與其他3 種處理的差異達到了顯著水平（P＜0.05）。T1 測定的所有秧苗素質指標均顯著低于T2（P＜0.05），其百株干重、苗高、根系盤結力以及可溶性蛋白質含量均顯著低于T3（P＜0.05）。T3 的最長根長、可溶性糖和可溶性蛋白質含量均顯著低于T2（P＜0.05）?？梢娐榈啬?全基質化控育秧機插（T2）育秧的秧苗素質最高，麻地膜+配比基質育秧機插（T3）次之。

2.2 不同育秧方式對水稻莖蘗數的影響

不同育秧方式的水稻莖蘗動態調查結果見圖1。由圖1 可知，水稻前期的分蘗速度以及最高苗數CK1、T3 優于T2，T1 優于CK2，且處理間差異達到了顯著水平。CK1、T3 的最高苗數比CK2 分別高27% 和25%，達到顯著水平。T2、T1 的最高苗數比CK2 分別高18% 和17%，達到顯著水平。分蘗期到成熟期，CK1 的分蘗下降幅度要顯著高于其他處理，T3、T1、T2 的分蘗下降幅度要高于CK2，其中T3、T1 與CK2 的差異達到顯著水平。

圖1 不同育秧方式的水稻分蘗動態

表1 不同育秧方式水稻的秧苗素質

2.3 不同育秧方式對水稻葉片葉綠素含量的影響

不同育秧方式的水稻葉片SPAD 值測定結果見表2。由表2 可知，各處理的SPAD 值隨生育進程的推進呈先增加后減少的趨勢，齊穗期的SPAD 值最大。 其中T2、T3 在全生育期都保持著較大的SPAD 值；在分蘗期和成熟期，T2、T3 的SPAD 值無顯著差異，但與CK2、T1 和CK1 差異顯著，CK2、T1和CK1 的SPAD 值差異不顯著；在孕穗期，CK2、T3、T2 和CK1 的SPAD 值無顯著差異，但均顯著高于T1。在齊穗期，CK1 的SPAD 值顯著低于其他4種處理，T3、T2 的SAPD 值顯著高于T1、CK2。

表2 不同育秧方式的水稻葉片SPAD 值

2.4 不同育秧方式對水稻葉面積指數的影響

不同育秧方式的水稻葉面積指數計算結果見圖2。由圖2 可知，各處理的葉面積指數隨生育進程的推進，呈先增加后減少的趨勢，齊穗期的葉面積指數較大。T1、T2 和T3 的葉面積指數在全生育期均高于CK2；CK1 的葉面積指數除在齊穗期低于CK2外，其他時期均高于CK2。T2 在各生育期葉面積指數均最大，分蘗期比對照CK2、T1 分別高142% 和26%，差異達顯著水平；孕穗期比CK1、CK2、T3 高9%～28%，齊穗、成熟期比CK2、T1、CK1 分別高17%～23%、15%～28%，且差異均達到顯著水平。T3 與T2在分蘗、齊穗和成熟期的葉面積指數差異不顯著。

圖2 不同育秧方式的水稻葉面積指數

2.5 不同育秧方式對水稻干物質積累量的影響

不同育秧方式的水稻干物質積累測定結果見表3。由表3 可知，T2 的干物質積累量在各生育期均高于其他處理，其中分蘗、孕穗、成熟期的差異均達到顯著水平；齊穗期與T1 差異不顯著，與CK2、T3和CK1 差異顯著。分蘗、孕穗期，T1、T3 和CK1 的干物質積累量高于CK2，分別高7%～33% 和14%～35%，T3 干物質積累量顯著高于CK2。齊穗期，T1的干物質積累量比T3、CK1 和CK2 高26%～33%，差異達到顯著水平。在成熟期，T1、T3、CK1 和CK2的干物質積累量均無顯著差異。

由表3 還可知，分蘗至孕穗期，T2 和CK1 的階段干物質積累量高于其他處理，機插處理的階段干物質積累量均高于CK2。孕穗至齊穗期，T1 的階段干物質積累量顯著高于其他處理，高29%～157%，CK2 和T2 的階段干物質積累量高于T3、CK1。齊穗至成熟期，CK2、T3 和CK1 的階段干物質積累量差異不顯著，但均顯著高于T2、T1，T2 齊穗至成熟期的階段干物質積累量顯著高于T1，高31%。

2.6 不同育秧方式對水稻產量及其構成因素的影響

不同育秧方式的水稻產量及其構成因素調查結果見表4。由表4 可以看出，對照CK1、CK2 的水稻產量顯著低于T1、T2 和T3；T2、T3 的產量比CK1高6.70%～6.95%，比CK2 高4.90%～5.14%；T1 的產量比對照CK1 和CK2 分別高4.09% 和5.87%，T1的產量比T2、T3 低，差異未達到顯著水平。CK1 的產量最低，比CK2 低1.72%，兩者差異未達到顯著水平。

由表4 還可知，T2、T3 的有效穗數、結實率高于其他處理，兩者的有效穗數比CK2 高20.00% 和19.50%，差異達到顯著水平，結實率比CK2 高1.44% 和3.28%，兩者的每穗粒數和千粒重相對其他處理偏低。T1 的有效穗數比CK2 高9.75%，其他產量構成因素則低于CK2，其中每穗粒數、千粒重與CK2 差異達到顯著水平。CK1 的每穗粒數比CK2 高3.14%，差異達到顯著水平，其他產量構成因素均低于CK2，但差異均未達到顯著水平。

表3 不同育秧方式的水稻干物質積累量

表4 不同育秧方式的水稻產量及其構成因素

3 小結與討論

水稻秧苗素質直接影響到秧苗移栽后的返青、分蘗以及群體生長，是水稻機插秧高產穩產的關鍵［21，22］。綜合秧苗素質的各指標來看，除CK2 外，各育秧方式的秧苗素質從高到低排序為T2、T3、T1、CK1。CK1 與T1 的秧苗素質檢測結果表明，麻地膜能夠顯著提高秧苗的百株干重、最長根長、根數、苗高、根系盤結力、可溶性糖和可溶性蛋白質含量。T1 與T3 相比表明，營養土和基質混合育秧比純營養土育秧能夠顯著提高秧苗的葉長、葉寬、百株干重、苗高、根系盤結力和可溶性蛋白質含量。幾種育秧方式中，T2 的秧苗素質最高，這可能是由于基質可以為秧苗生長提供充足的養分，化控試劑能刺激秧苗生長［23］。

葉片的葉面積指數和SPAD 值分別代表了植株光合作用和光能截獲的能力，兩者決定了水稻群體的光合生產力［24-27］。T2、T3 在各時期相比于其他處理均能保持較高SPAD 值和葉面積指數，且T2、T3在齊穗期的SPAD 值和葉面積指數比CK2 分別高5%～6% 和18%～19%，差異到達顯著水平。T1 在各時期的SAPD 值與CK2 差異不大，其在分蘗、孕穗和成熟期的葉面積指數均顯著高于CK2，高11%～92%。機插處理中，CK1 的SPAD 值和葉面積指數相對較低，且其在齊穗期的SPAD 值和葉面積指數低于CK2，其SPAD 值與CK2 差異達到顯著水平。

T3、CK1 的分蘗速度和最高苗數顯著高于其他處理，但后期分蘗下降幅度大，其中CK1 的分蘗下降幅度顯著大于其他處理。相較于其他處理，T2、T1 的分蘗速度和最高苗數適中，下降幅度大于CK2，但小于T3、CK1。T2 干物質積累量在全生育期均高于其他處理，在分蘗、孕穗、成熟期的干物質積累量與其他處理的差異均達到顯著水平。CK2在前期的干物質積累量明顯低于其他處理，但成熟期的干物質積累量與T1、CK1 和T3 無顯著差異。

除CK1 外，機插處理（T1、T2 和T3）產量均顯著高于手插處理（CK2），這與王春雨等［28］、劉波等［29］、何艷等［30］的研究結論相反，可能與育秧方式和氣候環境等因素有關。T2、T3 的有效穗數、結實率高于其他處理，兩者的有效穗數相比于CK2 均高20%，差異達到顯著水平、結實率相比于CK2 分別高1.44% 和3.28%。T2、T3 的最終產量高，比CK1 高6.70%～6.95%，比CK2 高4.90%～5.14%，差異均達到顯著水平。 T1 的有效穗數高于CK1，顯著高于CK2，最終產量顯著高于CK1 和CK2，分別高4.09%和5.87%。CK1 產量最低，比CK2 低1.72%，兩者差異未達到顯著水平。

麻地膜+全基質化控育秧和麻地膜+配比基質育秧方式育出的秧苗素質較高，移栽大田后分蘗速度較快，前期干物質積累快，SPAD 值和葉面積指數較高，后期分蘗下降幅度小，有效穗數和結實率高，比純營養土和傳統人工栽插方式能夠促進水稻產量提高。