寒地水稻無土育秧營養液的研發及應用

程芳艷 ，李春光 ，劉永巍 ，孫翊軒 ，喬金玲 ，孫 偉 ，高 揚 ，宋 微 ，王繼亮*

（1 黑龍江省農墾科學院水稻研究所，黑龍江 佳木斯 154007；2 黑龍江省農墾科學院農作物開發研究所，黑龍江 佳木斯 154007）

黑龍江省是我國水稻主產區之一，2021 年水稻種植面積近400 萬hm2，現階段水稻育苗仍以傳統土育苗為主，存在取土難、機械化程度低，需要大量勞動力等制約寒地水稻可持續發展的問題。現階段主要采用常規鋼骨架大棚置床育苗，每年春天都會出現育苗土供應緊張、苗床草害和立枯病發生較重，人工投入量大，管理過程中對技術水平要求較高等問題。寒地水稻無土營養液育秧技術可以有效解決育秧取土難的問題，避免土傳病害，機械化程度高，省工、省時、省力，降低育秧成本，可以達到與常規育苗方式相持平的產量，最終實現寒地水稻育秧工程化設計、工廠化生產、自動化控制、標準化管理、產業化經營和社會化服務的“六化”目標[1-4]。

本研究主要研究水稻清潔化立體無土育秧技術，一是營養液育秧研究，研究適合寒地水稻苗期營養液配方，研究生長調節劑對水稻秧苗地上地下素質及生理生化影響。二是對秸稈基質板和不同秧盤及育秧基質進行研究，選擇合適的育秧基質及育秧盤，有效利用生物廢棄資源，降低成本，美化環境。

1 材料與方法

采用改良霍格蘭營養液一、二（代號N1、N2），改良水稻生根壯苗營養液(N3)，改良MS 營養液(N4) 共4 種營養液（具體營養液配方見表1-5）,設清水和墾稻液施壯秧劑（農墾科學院水稻研究所自主研發）做對照，進行水稻苗期無土育秧試驗。

表1 改良版霍格蘭營養液一(N1)

表2 微量元素液的配置(全部為1 L)

水稻秧盤分兩種，一種是泡沫漂浮盤，漂浮盤共24 穴，每穴播量為100 粒芽種。一種是缽育盤，試驗品種為龍粳31，水稻種子采用正常的浸種催芽。每盤播種量為110 芽種。采用箱式和槽式兩種育秧模式。

2020 年4 月20 日播種，育秧盤覆蓋方式3種。一是采用發芽紙育秧：在秧盤下面鋪發芽紙，播種完成后用發芽紙或沙子進行覆蓋；二是育秧泡沫板育秧，采用兩種播種方式，一種是夾式播種法，一種是底部平放播種棉，中間放種子，種子用發芽紙和沙子覆蓋；三是無紡布育秧，底盤和蓋膜全部采用無紡布，底盤在無紡布上面鋪2 cm 厚的消毒稻殼。

表3 改良版霍格蘭營養液二(N2)

播種后記錄出苗日期，統計發芽率、3 葉1 心期，挑選代表性的苗床，將水稻秧苗根用蒸餾水進行沖洗，保持根系完整，每個處理從中挑選30 株代表性的秧苗，測定苗基部至最高葉片頂端的秧苗株高，求平均值。每10 株作為一組，將10 根秧苗平放緊靠在一起，量苗基部（離根1 cm 處）的莖基寬。生物量指標的測定將10 株水稻秧苗作為一組，分為地上和地下2 部分，在105 ℃殺青半小時后在80 ℃下烘干至恒重。計算如下參數：根生物量比(根生物量/總生物量)、葉生物量比(葉生物量/總生物量)。

表4 水稻生根壯苗營養液(N3)

表5 改良MS 營養液各物質的量（N5）

用篩選出最好的營養液進行添加生長調劑多效唑（MET，0.025%）和萘乙酸（NAA，0.002%）試驗，考察這兩種生長調節劑在無土育秧中的效果。

本文采用Excel 2010 對數據進行處理，采用DPS 軟件對數據進行方差分析(P＜0.05)。

2 結果與分析

2.1 營養液比較

從表1～5 可以看出，不同的營養液全部包含水稻秧苗生長所需要的大量元素，其中N1 營養液中含Co、Mn、Zn、B、Mo、Cu 微量元素，N2 與N1營養液中的大量元素含量有所不同，并且取消了微量元素的添加；N3 微量元素取消了Co、Mo，并且添加了檸檬酸和硫酸進行調酸。大量元素的含量在工作液中含量不同。通過這4 個營養液的比較試驗（表6）可知，四種營養液都能基本滿足寒地水稻秧苗生育期營養元素的需求，N3 各項指標與對照均達到差異顯著。綜合比較N3 是最佳配方。

表6 不同營養液配比對秧苗素質的影響

2.2 不同調節劑對水稻秧苗生長的影響

從表7 可知，MET 和NAA 加營養液的株高均低于CK，經顯著性分析可知，各處理的株高均顯著低于CK。各處理均顯著促進秧苗莖基寬的增加，較CK 增加37.4%、15.3%。

生物量的積累大小可以作為衡量水稻秧苗生長的重要指標。由表7 可知，兩種調節劑對地上、地下生物量的積累影響不同。分析可知，MET 和NAA 均對龍粳31 秧苗的總生物量有所增加，但兩種調節劑的增加沒有達到顯著水平。MET 處理的葉生物量比顯著增加，NAA 處理沒有達到顯著水平。綜合分析：MET 處理對于水稻地上秧苗的植株形態調控效果優于NAA。

表7 不同調節劑對水稻秧苗素質的影響

2.3 不同秧盤和覆蓋方式的水培效果

從表8 可知，育苗紙和脫脂棉的育苗效果不佳，沙子覆蓋的泡沫盤和秧盤芽率、秧苗素質均能達到生產壯苗標準，但盤根效果只是良，尤其是稻殼以及沙子覆蓋，膠著度不夠，秧盤需要輕拿輕放，不符合生產需要。無紡布育秧只適合卷秧，秧苗素質和盤根效果良好。

表8 槽式無土育秧試驗結果

2.4 N3 營養液在育秧基質中的應用

由于水培育秧對育秧裝置的技術要求更高，為了提高實用性及可操作性，2021 年對篩選出的營養液進行了水稻育秧基質的應用。2021 年對中選營養液N3 進行重復試驗驗證。秧盤采用漂浮盤和常規塑料盤以及稻草壓制盤進行試驗。育秧方式分為營養液漂浮育秧、改良基質育秧、純粉碎稻殼育秧三種，基質成分為椰磚、草碳土、蛭石、粉碎稻殼，配方比例為3:2:2:1。

從表9 可知，在四個不同設計的缽盤試驗中，缽盤+N3 營養液+改良基質的育秧組合秧苗素質較高，符合壯苗標準。稻草盤+基質+N3 營養液，與缽盤+土+水相比，差異顯著，秧苗素質也符合壯苗標準，但根毛數較少，稻草盤根系盤根效果也較好，但盤根交織復雜，分苗傷根，對返青有一定影響。漂浮盤+基質+N3 與漂浮盤+基質+液施壯秧劑相比較，前者秧苗各方面素質都高于后者，但水培與普通培育相比，根系欠發達，需要進一步改良。缽盤+粉碎稻殼+N3 營養液秧苗素質也能符合插秧要求，根系欠發達，在破針出苗時，保水性不好，而且粉碎稻殼覆蓋，在澆施營養液時容易被沖散，有一定的弊端。綜上所述，缽盤+N3營養液+改良基質的育秧組合秧苗素質最好，符合大田水稻育秧生產需要。

表9 不同育秧方式的比較試驗

從表9 可知，漂浮育秧是穴播，所以比普通稻草盤和缽盤苗的葉齡和各項指標偏高，跟播種密度有關，各項設計間的根毛數差異不顯著。所以評價育秧方式需要通過各項指標綜合考量。

3 結論

依據黑龍江省寒地水稻育秧苗營養需求，共參考設計4 種含有不同成分的水稻營養液(N1、N2、N3、N4)，通過兩年的水培和育秧基質試驗，確定了N3 為適合寒地水稻無土育秧的最佳配方。多效唑（MET）處理對于水稻地上秧苗的植株形態調控效果優于萘乙酸（NAA）。通過對不同育秧盤、育苗方式、覆蓋方式的篩選，最終確定基質成分為椰磚、草碳土、蛭石、粉碎稻殼，配方比例為3:2:2:1。進一步研究表明：在缽盤+N3 營養液+改良基質的育秧組合中秧苗素質最好，符合水稻育秧生產需要。