南疆干旱區(qū)不同覆土厚度不同水層條件下對(duì)水稻出苗的影響

陳先東，吳向東* ，楊萬(wàn)新

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 阿拉爾 843300）

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加快，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，農(nóng)村勞動(dòng)力向第二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，真正從業(yè)人員大量減少，勞動(dòng)力價(jià)格及種地成本不斷攀高，而直播稻省去了育秧、拔秧、插秧等工序，達(dá)到省工、省力、節(jié)本、增效的目的，同時(shí)受新疆水資源緊缺的影響，直播稻不推自廣并且得以迅速發(fā)展[1]。但水稻直播在生產(chǎn)上存在著諸多需要解決和探討的問(wèn)題[2，3]。播種深度是其中之一，播種太淺，鳥(niǎo)害加重種子的損失，播種太深，種子拱土能力受限[4]。水層深度是另一種影響因子，水層過(guò)深不利于水稻出苗，同時(shí)影響水稻苗期生長(zhǎng)，最終影響水稻產(chǎn)量。因此不同的覆土厚度以及水層深度對(duì)水稻出苗及苗期生長(zhǎng)具有較大的影響。本試驗(yàn)主要研究不同覆土厚度不同水層條件下對(duì)水稻苗期的影響，為實(shí)際大田生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻品種：品系阿農(nóng)粳5 號(hào)。

1.2 室內(nèi)發(fā)芽率測(cè)定

在室內(nèi)光照條件下，取50 粒飽滿(mǎn)、干燥、無(wú)病種子放于墊有濾紙的培養(yǎng)皿中，加入適量清水進(jìn)行發(fā)芽培養(yǎng)，設(shè)3 個(gè)重復(fù)。

發(fā)芽勢(shì)（%）=（5 天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100

發(fā)芽率（%）=（10 天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021 年8～9 月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行, 供試品種阿農(nóng)粳5 號(hào)，其發(fā)芽勢(shì)為98 %，發(fā)芽率為100%,能滿(mǎn)足本試驗(yàn)要求。試驗(yàn)期間室內(nèi)溫度為20～28℃。試驗(yàn)共設(shè)3 個(gè)覆土厚度：0 cm、2 cm、5 cm，每個(gè)覆土厚度下設(shè)3 個(gè)水層深度：0 cm、2 cm、5 cm，共9 個(gè)處理，每處理設(shè)3 個(gè)重復(fù)。每重復(fù)盆地鋪3 cm 厚細(xì)砂，選取干燥、飽滿(mǎn)種子50 粒進(jìn)行播種。播種后按照各試驗(yàn)處理保持水層深度，其中0 cm 水層需保持土壤始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，2 cm、5 cm 水層深度需及時(shí)補(bǔ)充水分保持水層深度，并于7 天換水一次，試驗(yàn)期內(nèi)共換水3 次。試驗(yàn)處理見(jiàn)表1。

表1 各試驗(yàn)處理

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

播后1 周開(kāi)始調(diào)查出苗情況，直至出苗數(shù)連續(xù)5d 恒定不變?yōu)橹梗{(diào)查各處理最終出苗率。分別選取具有代表性的植株10 株，測(cè)定植株株高、根長(zhǎng)、根數(shù)、10 株植株鮮重。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2007、DPS v7.05 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析處理。

應(yīng)用隸屬函數(shù)法對(duì)各處理水稻苗期生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。先利用公式X (μ)= (X-Xmin)/(Xmax-Xmin)計(jì)算每處理下水稻的出苗率、株高、根長(zhǎng)、根數(shù)、鮮重在不同處理下的具體隸屬函數(shù)值[5，6]。式中，X 為水稻某一生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定值，Xmax 和Xmin 分別為所有處理中該指標(biāo)的最大值和最小值，然后把每一指標(biāo)在不同處理下的隸屬值累加求平均值，最后把每處理各項(xiàng)指標(biāo)隸屬函數(shù)值累加求平均值，根據(jù)各材料平均隸屬函數(shù)值大小確定各處理對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)影響的強(qiáng)弱，平均值越大，影響越強(qiáng); 反之，影響越弱。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆土厚度、不同水層條件下對(duì)水稻出苗的影響

從表2 可以看出處理Ⅰ和處理Ⅱ的出苗率最高，為100%，出苗率無(wú)顯著性差異；處理Ⅲ出苗率為80.6%，出苗率降低，存在顯著性差異，表明在不覆土條件下保持淺水層對(duì)水稻出苗率沒(méi)有影響，當(dāng)水層過(guò)深時(shí)會(huì)降低水稻出苗率。處理Ⅳ的出苗率為96.6%，明顯高于處理Ⅴ出苗率（77.2%），且差異顯著，同時(shí)明顯高于處理Ⅵ出苗率（32.6%），處理Ⅵ出苗率顯著降低，差異顯著，表明在覆土2 cm 時(shí)隨著水層深度的增加，水稻出苗率降低明顯。處理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ的出苗率最低，為0%，與其他處理差異顯著，表明水稻在覆土深度過(guò)深時(shí)水稻不會(huì)出苗。

表2 不同覆土厚度、不同水層條件下水稻出苗率

處理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ三個(gè)處理中，處理Ⅰ的出苗率最高，處理Ⅶ的出苗率最低；處理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ三個(gè)處理中，處理Ⅱ的出苗率最高，處理Ⅷ的出苗率最低；處理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ三個(gè)處理中，處理Ⅲ的出苗率最高，處理Ⅸ的出苗率最低；表明在相同水層條件下，隨著覆土厚度的增加不利于水稻出苗，表現(xiàn)為出苗率降低。

從圖1 可以看出，處理Ⅰ的出苗速度最快，出苗時(shí)間最短。其中處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)處理中，處理Ⅰ的出苗速度最快、出苗時(shí)間最短，處理Ⅲ的出苗最慢、出苗時(shí)間最長(zhǎng)；處理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三個(gè)處理中，處理Ⅳ出苗速度最快、出苗時(shí)間最短，處理Ⅵ出苗最慢、出苗時(shí)間最長(zhǎng)；處理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ不出苗。表明在同一覆土厚度的情況下隨著水層深度的增加水稻開(kāi)始出苗時(shí)間呈延遲趨勢(shì)，其中在覆土5 cm時(shí)無(wú)論水層深度為多少出苗數(shù)均為0。

圖1 不同覆土厚度、不同水層條件下水稻出苗時(shí)間

處理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ三個(gè)處理中，處理Ⅰ出苗速度最快、出苗時(shí)間最短，處理Ⅶ不出苗；處理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ三個(gè)處理中，處理Ⅱ出苗速度最快、出苗時(shí)間最短，處理Ⅷ不出苗；處理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ三個(gè)處理中，處理Ⅲ出苗速度最快、出苗時(shí)間最短，處理Ⅸ不出苗。表明在同一水層情況下，隨著覆土厚度的增加出苗時(shí)間呈延遲趨勢(shì)。

2.2 不同覆土厚度、不同水層條件下對(duì)水稻株高的影響

從表3 中可以看出，不同覆土厚度不同水層條件下各處理的株高差異顯著。其中處理Ⅱ的株高最高，為23.72 cm，處理Ⅲ株高顯著低于處理Ⅱ，同時(shí)也低于處理Ⅰ，說(shuō)明在不覆土的情況下保持一定水層有利于水稻的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為株高增高，當(dāng)水層較高時(shí)不利于水稻的生長(zhǎng)，表現(xiàn)出株高較低；處理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ這三個(gè)處理中，處理Ⅳ株高最高，為22.96 cm，處理Ⅵ株高最低，為12.94 cm，且存在顯著性差異，說(shuō)明在覆土2 cm 的情況下隨著水層深度的增加，水稻植株株高呈下降趨勢(shì)，不利于水稻的生長(zhǎng)；處理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ不出苗，株高為0 cm，說(shuō)明當(dāng)覆土過(guò)深的時(shí)候水稻不會(huì)出苗。

表3 不同覆土厚度、不同水層條件下水稻株高

處理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ三個(gè)處理中，處理Ⅳ的株高最高，為22.96 cm，明顯高于處理Ⅰ和處理Ⅶ，說(shuō)明在0 cm 水層的情況下適當(dāng)?shù)母餐劣欣谒镜纳L(zhǎng)，表現(xiàn)為株高增高，當(dāng)覆土深度過(guò)高時(shí)不利于水稻出苗；處理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ這三個(gè)處理中，處理Ⅱ的株高最高，為23.72 cm，明顯高于處理Ⅴ和處理Ⅷ，且存在顯著性差異；處理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ這三個(gè)處理中，處理Ⅲ株高最高，為19.90 cm，明顯高于處理Ⅵ和處理Ⅸ，且存在顯著性差異。說(shuō)明在保持2 cm 和5 cm 水層的情況下，水稻株高隨著覆土深度的增加呈降低的趨勢(shì)，不利于水稻的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為株高降低。

2.3 不同覆土厚度、不同水層條件下對(duì)水稻根長(zhǎng)的影響

從表4 中可以看出，處理Ⅱ的根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為13.23 cm，高于處理Ⅰ根長(zhǎng)（12.48 cm），處理Ⅱ根長(zhǎng)明顯高于處理Ⅲ，表明在0 覆土條件下，水層過(guò)深不利于水稻根的生長(zhǎng)，根長(zhǎng)明顯變短。處理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ這三個(gè)處理中，處理Ⅳ根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為12.43 cm，明顯高于處理Ⅴ（9.02 cm）、處理Ⅵ（4.97 cm），表明在覆土2 cm 條件下，隨著水層深度的增加根長(zhǎng)有降低的趨勢(shì)且很明顯。

表4 各處理水稻根長(zhǎng)

處理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ這三個(gè)處理中，處理Ⅰ根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為12.48 cm，高于處理Ⅳ（12.43 cm），明顯高于處理Ⅶ（0 cm）；處理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ這三個(gè)處理中，處理Ⅱ明顯高于處理Ⅴ（9.02 cm）和處理Ⅷ（0 cm）；處理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ這三個(gè)處理中，處理Ⅲ根長(zhǎng)（10.43 cm）明顯高于處理Ⅵ（4.97 cm）和處理Ⅸ（0 cm）。表明在相同水層條件下，覆土厚度越深越不利于水稻根的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為根長(zhǎng)有降低的趨勢(shì)。

2.4 不同覆土厚度、不同水層條件下對(duì)水稻根數(shù)的影響

從表5 中可以看出，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ這6 個(gè)出苗的處理根數(shù)沒(méi)有明顯的差異，處理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ根數(shù)為0，明顯低于其他處理。表明當(dāng)覆土厚度達(dá)到一定厚度時(shí)水稻不會(huì)發(fā)根。

表5 不同覆土厚度、不同水層條件下水稻根數(shù)

2.5 不同覆土厚度、不同水層條件下對(duì)水稻植株鮮重的影響

從表6 中可以看出處理Ⅰ的鮮重最重，為1.15 g，高于處理Ⅱ（1.05 g），明顯高于處理Ⅲ（0.99 g）、處理Ⅳ（0.90 g）、處理Ⅴ（0.68 g）和處理Ⅵ（0.53 g），處理Ⅶ、Ⅷ和Ⅸ的鮮重最低，為0 g。處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)處理中，處理Ⅰ的鮮重最高，處理Ⅲ的鮮重最低；處理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三個(gè)處理中，處理Ⅳ的鮮重最高，處理Ⅵ的鮮重最低。表明在相同的覆土條件下，隨著水層深度的增加不利于水稻幼苗的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為植株鮮重的降低。

表6 不同覆土厚度、不同水層條件下10 株鮮重

處理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ三個(gè)處理中，處理Ⅰ的鮮重最高，處理Ⅶ的鮮重最低；處理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ三個(gè)處理中，處理Ⅱ的鮮重最高，處理Ⅷ的鮮重最低；處理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ三個(gè)處理中，處理Ⅲ的鮮重最高，處理Ⅸ的鮮重最低。表明在相同水層條件下隨著覆土厚度的增加不利于水稻幼苗的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為植株鮮重的降低。

2.6 隸屬函數(shù)

對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)影響的綜合評(píng)判是多項(xiàng)指標(biāo)綜合作用的結(jié)果，本研究為了較全面地反映各處理對(duì)水稻生長(zhǎng)影響的綜合效果，運(yùn)用隸屬函數(shù)法，對(duì)各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)用平均隸屬度對(duì)9 個(gè)處理進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。平均隸屬度越大，表明處理越有利于水稻生長(zhǎng)，反之則不適。結(jié)果表明（表7），9 個(gè)處理的平均隸屬度0～0.974，處理Ⅱ的最高，為0.974，處理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ最低，為0。表7 中平均隸屬度顯示9 個(gè)處理對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)的影響效果優(yōu)劣排序?yàn)椋禾幚恝颍咎幚恝瘢咎幚恝簦咎幚恝螅咎幚恝酰咎幚恝觯咎幚恝?處理Ⅷ=處理Ⅸ。

表7 不同覆土厚度、不同水層條件下隸屬函數(shù)

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，處理Ⅱ即覆土厚度為0 cm水層深度為2 cm 時(shí)隸屬函數(shù)為0.974，是9 個(gè)處理中表現(xiàn)最好的處理，最有利于水稻出苗及苗期的生長(zhǎng)。

（1）在覆土厚度為0 cm 的時(shí)候，保持2 cm的水層利于水稻出苗及苗期的生長(zhǎng)，當(dāng)水層較深時(shí)水稻出苗及苗期生長(zhǎng)會(huì)受到影響。因此在不覆土條件下應(yīng)保持淺水層，利于水稻的出苗及苗期生長(zhǎng)。

（2）在覆土厚度為2 cm 時(shí)，0 cm 的水層對(duì)水稻出苗及苗期生長(zhǎng)是有利的，隨著水層的增加水稻出苗和苗期生長(zhǎng)都會(huì)受到抑制，最終影響水稻產(chǎn)量。覆土條件下應(yīng)盡量淺覆土，同時(shí)覆土條件下不應(yīng)保持水層，必須落干，促使種子吸收水分后有足夠的氧氣保證種子發(fā)芽生根出苗。

（3）在覆土厚度為5 cm 時(shí)，受種子拱土能力的影響，水稻不出苗。覆土過(guò)深導(dǎo)致水稻不出苗，最終影響水稻產(chǎn)量。