不同基質對水稻秧苗素質及營養吸收的影響

唐志強，張麗穎，何 娜，付 亮，高 虹，馬作斌，趙明珠，王昌華，鄭文靜，王 輝

(遼寧省水稻研究所，遼寧 沈陽 110101)

【研究意義】水稻機插秧具有輕簡化、規模化、集約化等優點，可減少勞動力、節約成本、提高效率，已成為我國大部分地區水稻種植的主要方式[1-2]。育秧是機插秧順利進行的重要環節[3]。育秧載體主要以營養土為主，各地區土壤基礎肥力差異較大，存在勞動強度大、工序復雜、取土困難、同時歷經運輸、過篩等環節，不僅會破壞耕地還容易發生土傳病害影響秧苗生長等問題[4-5]。【前人研究進展】我國科研人員在基質育秧方面做了大量研究，采用基質育秧，克服了田間取土帶來的雜草、土傳病害等問題，明顯提高了水稻的秧苗素質、增加了秧苗干物質積累及養分吸收量[6-9]，配制工序快速簡便，工作量小，培育秧苗素質好，病蟲害發生概率降低，有利于開展大規模的工廠化育秧，更加適合機械化插秧[10]，但這些基質多以稻殼、蛭石、珍珠巖等制成的，利用這些基質育秧存在營養不足、吸水、保水能力差等問題，容易出現水稻出苗率下降、秧苗生長緩慢、長勢不均勻等問題[11]。遼西地區因其取土作為育秧載體培育出的秧苗存在秧苗素質差、育秧成本高及病蟲害嚴重等問題。【本研究切入點】本研究擬對不同基質培育的水稻秧苗素質進行分析，以便篩選出適于該地區育苗基質。【擬解決的關鍵問題】篩選適于該地區育秧基質是實現產業化、機械化育秧的重要物質保障[12-13]，為遼西地區選用水稻基質、培育高素質秧苗，降低育秧成本提供參考，對機插育秧技術的推廣具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗土壤基本情況

對照土壤類型為砂質土，采自彰武縣八五零農場試驗基地0～15 cm耕層土壤，土壤取回，風干后混入營養元素，測定速效氮含量為1825.38mg/kg,速效磷含量為1939.49 mg/kg,速效鉀含量為1965.71 mg/kg,有機質含量為81.42 g/kg,pH 5.6。試驗基質材料基本情況見表1。

表1 育苗基質化學性質

1.2 供試材料

選用水稻品種稻花香2號(五優稻4號)為試驗材料。

1.3 試驗方法

試驗于彰武縣八五零農場育苗大棚試驗地點進行。分別于2017年4月14日、2018年4月15日播種，選用沈陽金橋水稻育秧基質M1、法庫琦豐生產基質M2、鑫族豐生物炭基質M3、遼寧省水稻研究所配制基質M4及營養土對照M5共計5個處理，每個處理10盤，隨機區組設計，3次重復。使用久保田播種機將等量的稻種均勻播于秧盤中，播種后覆蓋對應的基質。采用旱育秧方式，秧田期水分、溫度管理等同于生產上常規育秧。播種后分別于離乳期和移栽期進行取樣。

1.4 測定項目

1.4.1 秧苗形態 每個處理選取30株考察秧苗的葉綠素相對含量(SPAD)、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 ℃烘至恒重，用0.001精度天平稱干物質質量。SPAD采用SPAD-502葉綠素儀測定。

1.4.2 根系形態 每個處理取植株根系鮮樣10株，利用植物根系掃描儀(WinRHIZO)測定秧苗植株根系鮮樣的根長、根表面積、根體積、根直徑及根尖數等植物根系形態指標。

1.4.3 養分含量 秧苗播種后第20和30天采集植株樣品裝入紙袋105 ℃殺青處理0.5 h后，再將溫度調至80 ℃烘至恒重，樣品研磨，測定秧苗根系和地上部分的氮、磷、鉀養分含量。植株樣品用H2SO4和H2O2消煮，全氮含量采用國際GB2905-82方法，用半微量凱氏定氮法測定，全磷和全鉀含量分別用鉬藍比色法和火焰光度法測定。氮素積累量(g/盤)=氮素含量(%)×生物量(g/盤)；磷素積累量(g/盤)=磷素含量(%)× 生物量(g/盤)；鉀素積累量(g/盤)= 鉀素含量(%)× 生物量(g/盤)。

1.5 數據分析

2017、2018年試驗相關指標變化趨勢基本一致，文中數據為2年數據的平均值。使用Microsoft Excel 2003進行數據整理，采用SPSS 17.0軟件進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 離乳期不同基質對水稻秧苗素質的影響

由表2可以看出，SPAD、株高、葉齡、莖基寬、莖葉干重、根干重和根冠比在不同基質處理存在顯著差異(P<0.05)。與M1處理相比，M4處理的株高、莖基寬和莖葉干重分別顯著提高了37.53%、8.36%和14.86%。與M2處理相比，M4處理的SPAD、株高、莖基寬和莖葉干重分別顯著提高了33.93%、67.08%、27.90%和63.41%。與M3處理相比，M4處理的SPAD、株高、莖基寬和莖葉干重分別顯著提高了15.19%、22.50%、18.25%和27.21%。與M5處理相比，M4處理的株高、莖基寬和莖葉干重分別顯著提高了45.09%、9.16%和39.58%。由此表明，秧苗在離乳期時M4處理的秧苗素質最佳，干物質積累最多，秧苗最為健壯。

表2 不同基質對離乳期秧苗素質的影響

2.2 移栽期不同基質對水稻秧苗素質的影響

由表3可以看出，SPAD、株高、葉齡、莖基寬、莖葉干重、根干重和根冠比在不同基質處理存在顯著差異(P<0.05)。與M1處理相比，M4處理的SPAD、株高、莖葉干重和根干重分別顯著提高了24.41%、29.97%、20.3%和32.8%。與M2處理相比，M4處理的SPAD、株高、莖基寬、莖葉干重和根干重分別顯著提高了32.95%、66.67%、20.55%、76.22%和64.36%。與M3處理相比，M4處理的SPAD、株高、葉齡、莖葉干重和根干重分別顯著提高了26.13%、31.44%、13.91%、31.98%和34.96%。與M5處理相比，M4處理的SPAD、株高、葉齡、莖基寬、莖葉干重和根干重分別顯著提高了45.53%、36.57%、15.62%、23.48%、43.61%和48.21%。由此表明，秧苗在移栽期時M4處理的秧苗素質最佳，干物質積累最多，秧苗最為健壯，水稻移栽后秧苗返青快。

表3 不同基質對移栽期秧苗素質的影響

2.3 離乳期不同基質對水稻根系形態的影響

由表4可以看出，根長、根表面積、根平均直徑、根體積和根尖數在不同基質處理存在顯著差異(P<0.05)。與M1處理相比，M4處理的根表面積和根尖數分別顯著下降了18.52%和17.55%。與M2處理相比，M4處理的根表面積、根體積和根尖數分別顯著提高了20.03%、37.5%和5.12%。與M3處理相比，M4處理的根表面積和根尖數分別顯著下降了16.40%和11.49%。由此表明，秧苗在M1、M3處理下的總根長變長，根數變多，能夠更好的吸收養分。

表4 不同基質對離乳期秧苗根系的影響

2.4 移栽期不同基質對水稻根系形態的影響

由表5可以看出，根長、根表面積、根平均直徑、根體積和根尖數在不同基質處理存在顯著差異(P<0.05)。與M1處理相比，M4處理的根表面積和根體積顯著提高了19.31% 和50%；根長顯著下降了15.76%。與M2處理相比，M4處理的根表面積、根平均直徑、根體積和根尖數分別顯著提高了13.26%、46.51%、50%和6.16%；根長顯著下降了15.57%。與M3處理相比，M4處理的根表面積和根體積分別顯著提高了18.6%和31.25%。與M5處理相比，M4處理的根長、根表面積、根平均直徑、根體積和根尖數分別顯著提高了10.55%、33.30%、36.96%、75%和19.65%。由此表明，秧苗在離乳期時M4處理的秧苗根表面積、根體積變大，根數變多，能夠更快的吸收養分，快速返青。

表5 不同基質對移栽期秧苗根系的影響

2.5 不同基質對水稻秧苗養分吸收的影響

在水稻離乳期和移栽期，秧苗的莖葉氮含量、根系氮含量和整株氮積累量在不同基質處理間存在顯著差異(P<0.05)。在離乳期，M4處理的莖葉氮含量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了41.62%、96.50%、39.97%和66.43%(圖1-A)；M4處理的根系氮含量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了34.26%、56.41%、23.65%和59.92%(圖1-B)；M4處理的整株氮積累量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了53.24%、166.35%、62.16%和113.69%(圖1-C)。在移栽期，M4處理的莖葉氮含量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了13.74%、45.65%、31.37%和43.94%(圖1-D)；M4處理的根系氮含量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了18.26%、31.99%、28.34%和27.17%(圖1-E)；M4處理的整株氮積累量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了41.94%、144.90%、73.64%和101.27%(圖1-F)。由此表明，在M4處理下，秧苗在整個苗期生長過程中養分最為充足，秧苗生長旺盛，有利于移栽后的緩苗，返青。

A：離乳期莖葉中氮含量；B：離乳期根中氮含量；C：離乳期整盤秧苗總氮量；D：移栽期莖葉中氮含量；E：移栽期根中氮含量；F：移栽期整盤秧苗總氮量

在水稻離乳期和移栽期，秧苗的莖葉磷含量、根系磷含量和整株磷積累量在不同基質處理間存在顯著差異(P<0.05)。在離乳期，M4處理的莖葉磷含量顯著低于M1、M3和M5處理，分別降低了7.44%、39.61%和25.23%(圖2-A)；M4處理的根系磷含量顯著高于M2和M5處理，分別提高了45.51%和23.31%(圖2-B)；M4處理的整盤磷積累量顯著低于M3處理，降低了16.67%(圖2-C)。在移栽期，M4處理的莖葉磷含量顯著高于M2處理，提高了53.22%(圖2-D)；M4處理的根系磷含量顯著高于M1、M2和M3處理，分別提高了62.03%、8.80%和25.47%(圖2-E)；M4處理的整株磷積累量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了98.71%、140.16%、52.20%和98.46%(圖2-F)。由此表明，秧苗在M4處理從離乳期到移栽期整盤秧苗對磷元素的吸收最為旺盛。

A：離乳期莖葉中磷含量；B：離乳期根中磷含量；C：離乳期整盤秧苗總磷量；D：移栽期莖葉中磷含量；E：移栽期根中磷含量；F：移栽期整盤秧苗總磷量

在水稻離乳期和移栽期，秧苗的莖葉鉀含量、根系鉀含量和整株鉀積累量在不同基質處理間存在顯著差異(P<0.05)。在離乳期，M4處理的莖葉鉀含量顯著高于M1、M2和M5處理，分別提高了49.94%、73.36%和25.23%(圖3-A)；M4處理的根系鉀含量顯著高于M1、M2和M5處理，分別提高了55.88%、39.39%和44.86%(圖3-B)；M4處理的整株鉀積累量顯著高于M1、M2和M5處理，分別提高了67.41%、143.59%和70.20%(圖3-C)。在移栽期，M4處理的莖葉鉀含量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了62.32%、53.22%、26.18%和42.79%(圖3-D)；M4處理的根系鉀含量顯著高于M1、M2和M5處理，分別提高了62.03%、8.79%和25.47%(圖3-E)；M4處理的整株鉀積累量顯著高于M1、M2、M3和M5處理，分別提高了98.71%、140.16%、52.20%和98.46%(圖3-F)。由此表明，秧苗在M4處理從離乳期到移栽期整盤秧苗對鉀元素的吸收最為旺盛。

A：離乳期莖葉中鉀含量；B：離乳期根中鉀含量；C：離乳期整盤秧苗總鉀量；D：移栽期莖葉中鉀含量；E：移栽期根中鉀含量；F：移栽期整秧苗總鉀量

3 結 論

本研究對4種基質培育的秧苗與營養土培育的秧苗對比進行了分析與測定，研究結果表明，水稻秧苗在離乳期時，M4處理秧苗長勢旺盛，干物質積累量大，根長增加，不定根數增加，秧苗已從基質中吸收養分，M4處理秧苗的氮含量最大，M3處理秧苗的磷、鉀含量最大，基質培育的秧苗對養分吸收顯著好于營養土。秧苗在移栽期時，基質培育的秧苗生長速度明顯加快，M4處理秧苗根長、不定根數增加，干物質積累量大，養分吸收量加大，尤其對氮元素的吸收更為明顯。綜上所述，培育秧苗素質佳、根系形態好、養分配比合理的基質依次順序為M4>M3>M1>M5>M2。

4 討 論

秧苗素質、根系形態、干物質積累及養分吸收等特征特性是衡量秧苗好壞的重要依據，也是保證機械化插秧順利進行的重要基礎[14-16]，育秧載體主要有營養土和基質，前人對營養土、育苗基質及其相關問題對機插秧效果的影響作了大量研究[17-20]，認為營養土作為水稻育秧載體具備營養齊全、適于秧苗生長、保水保肥等優點，但也存在取土量大、取土難、土傳病嚴重等問題，本試驗研究結果表明，水稻在離乳期時，秧苗已經開始吸收養分，營養土培育的秧苗植株生長緩慢，根系吸收養分量少，植株矮小，葉色黃。水稻在移栽期時，營養土培育的秧苗生長速度明顯下降，不定根數少，根系盤結力差，秧苗吸收養分少，秧長弱。

基質在配制過程中均勻混合一定量秧苗生長所必需的營養元素，有利于秧苗在生長過程中吸收更多的養分，為培育健壯的秧苗打下良好的基礎，在機插秧后早生快發，從而提高水稻產量[21-22]基質也為秧苗生長提供了較好的環境，秧苗生長較快，株高、葉齡、莖基寬大，干物質積累量大，根系發達，白根數多，秧苗素質有所提高，但保水保肥能力有待提高。本試驗研究結果表明，水稻在離乳期時，基質培育的秧苗的株高、葉齡、莖基寬和莖葉干重顯著好于營養土培育的秧苗，基質培育秧苗的根長、根表面積好于營養土培育的秧苗，而根體積、根直徑和根尖數差異不顯著，水稻在移栽期時，基質培育的秧苗生長速度明顯加快，不定根數增加，根系盤結力增大，養分吸收量加大。

目前，研究水稻育秧是我國發展機械化插秧亟需解決的問題，而培育適合機插的健壯秧苗，是提高栽插質量、保證水稻高產的關鍵，從而改變傳統勞作模式的費時、費工、費力等缺點，解決目前農村勞動力缺乏問題，目前，研究水稻育秧是我國發展機械化插秧需要解決的主要問題，本試驗對不同基質培育水稻秧苗素質及根系形態指標、養分吸收特性進行研究，篩選試驗適宜當地的育秧基質，以期為遼西地區水稻育秧技術的發展提供參考。