浙東南地區(qū)早春低溫對(duì)秧苗期寒地早粳稻的影響

蔣海凌， 歐陽(yáng)由男， 曾孝元， 齊文， 尹先龍， 何賢彪*， 何豪豪， 陳劍， 王旭輝， 馬義虎

(1.臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 臨海 317000； 2.中國(guó)水稻研究所，浙江 杭州 310006；3.臺(tái)州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 臺(tái)州 318000； 4.臨海市氣象局，浙江 臨海 317000；5.臺(tái)州市椒江區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 臺(tái)州 318000)

20世紀(jì)50年代，我國(guó)進(jìn)行了水稻“北種南引”，但由于引種后生育期縮短、生態(tài)條件不適宜、稻作制度不同以及栽培技術(shù)落后等原因而未能成功[1]。先前雜交秈稻以其強(qiáng)大的雜種優(yōu)勢(shì)被急需溫飽的南方人民認(rèn)可，近年來(lái)秈米特別是早秈米由于品質(zhì)較差，造成積壓多、外銷困難[2]，粳米則品質(zhì)較優(yōu)。全國(guó)范圍內(nèi)粳稻種植面積逐步擴(kuò)大，種植區(qū)域逐步南移[3]。

浙江地處我國(guó)東南沿海，臺(tái)州又是浙江的東南沿海地區(qū)，歷來(lái)有“七山一水兩分田”之說(shuō)，光、溫、水資源豐富，屬于典型的雙季稻種植區(qū)域[4]。近年來(lái)，該地區(qū)通過(guò)“單改雙”“早稻-蔬菜”輪作模式等，使得早稻播種面積逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)[5]。浙東南地區(qū)目前種植的早秈稻不耐低溫，播種面臨倒春寒[6]，收獲面臨臺(tái)風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害的影響[7]，不僅直接影響水稻的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成絕產(chǎn)絕收。同時(shí)該地區(qū)還面臨早、晚稻生育期矛盾加劇，雙季稻生產(chǎn)的茬口銜接緊張的問(wèn)題[8]。上述問(wèn)題嚴(yán)重影響該地區(qū)早稻生產(chǎn)。

浙東南地區(qū)早稻育秧期正值早春氣候，冷暖相間，忽冷忽熱，時(shí)晴時(shí)雨，氣候變化反復(fù)無(wú)常，給當(dāng)?shù)卦绲居碓斐珊芏嗟膯?wèn)題。長(zhǎng)時(shí)間低溫陰雨導(dǎo)致種胚活力下降，影響秧苗正常扎根。葉部向根系輸送的氧氣少，根系缺氧，胚乳大量養(yǎng)分被呼吸作用消耗[9]，造成還原性物質(zhì)毒害秧苗，導(dǎo)致死苗[10]。毀種重播浪費(fèi)種子，且妨礙布局、貽誤農(nóng)時(shí)，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)[11]。該氣候影響葉綠素形成，光合作用減弱，導(dǎo)致秧苗活性減弱，秧苗和根系呼吸作用和水肥吸收的能力減弱，蛋白質(zhì)的合成受到抑制[12-15]，最終導(dǎo)致植株缺乏營(yíng)養(yǎng)，抗性減弱。

苗期水稻的耐低溫性、生長(zhǎng)性狀、秧苗素質(zhì)與后期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的多個(gè)性狀相關(guān)，可將其作為水稻評(píng)價(jià)的重要參考指標(biāo)[16]。本文在臺(tái)州地區(qū)試種多個(gè)寒地早粳稻品種，考察秧苗素質(zhì)，對(duì)比不同品種的秧苗期性狀，為臺(tái)州地區(qū)早粳稻的進(jìn)一步示范推廣提供參考和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

依據(jù)2020年在中國(guó)水稻研究所以及前期工作的基礎(chǔ)，2021年2—7月在臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院小溪基地(121.137°E，28.787°N，海拔8 m)進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 參試水稻品種

參試水稻品種為9個(gè)常規(guī)寒地早粳稻品種(龍粳18、龍粳1656、龍粳31、龍慶稻3號(hào)、空育131、空育163、通35、珍寶島1號(hào)、合江19)和長(zhǎng)江中下游普遍推廣種植的早秈稻品種中早39(CK)。

1.3 處理設(shè)計(jì)

10個(gè)參試水稻品種于2月20日用800倍咪鮮胺浸種，2月24日催芽，2月26日播于機(jī)插毯苗秧盤(pán)，每個(gè)品種30盤(pán)，每盤(pán)播種量60 g。育秧基質(zhì)為純黃泥土，底土厚2.5 cm，覆土約0.5 cm。待暗室疊盤(pán)出苗后于3月3日移入單棟塑料大棚內(nèi)。

1.4 項(xiàng)目測(cè)定

測(cè)定育秧時(shí)期大棚內(nèi)、外溫度和秧苗素質(zhì)。

1.4.1 秧苗素質(zhì)

分別于秧苗生長(zhǎng)中期(3月16日，秧齡18 d)和秧苗移栽前(3月24日，秧齡26 d)對(duì)10個(gè)品種進(jìn)行秧苗素質(zhì)考察，主要考察指標(biāo)包括株高、葉齡、莖基寬、主根長(zhǎng)、二級(jí)根數(shù)、葉綠素相對(duì)含量(SPAD)值等。

1.4.2 株高和葉齡

出苗之后，定期測(cè)定株高，并記載葉齡。

1.4.3 植株含水量

稱得植株鮮質(zhì)量，放入105 ℃烘箱殺青15 min，然后于80 ℃下烘干至恒質(zhì)量，稱得干質(zhì)量，計(jì)算植株含水量，并計(jì)算根冠比。

1.4.4 SPAD測(cè)量

選擇有代表性的水稻植株10株，使用日本MINOLTA公司SPAD-502型葉綠素儀分葉位進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定上部3～4張全展葉，測(cè)定部位為距葉基部1/3、1/2、2/3處，并分別記錄SPAD讀數(shù)。注意避開(kāi)葉脈和葉片邊緣。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003做數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 育秧期氣溫

育秧期為2月20日—3月30日。圖1是試驗(yàn)點(diǎn)2—3月份育秧時(shí)期溫度變化趨勢(shì)圖，表1是試驗(yàn)點(diǎn)2—3月份育秧時(shí)期平均溫度。試驗(yàn)點(diǎn)2月的戶外平均溫度為12.4 ℃，3月為13.9 ℃，期間最高溫度為27.8 ℃，最低溫度為-0.1 ℃。其中2月上旬平均溫度為12.1 ℃，中旬為11.5 ℃，下旬為13.8 ℃；3月上旬平均溫度為11.6 ℃，中旬為14.7 ℃，下旬為15.2 ℃。育秧棚內(nèi)2月平均溫度為15.6 ℃，3月為16.0 ℃，最高溫度為34.7 ℃，最低溫度為1.9 ℃。其中2月上旬平均溫度為13.4 ℃，中旬為12.3 ℃，下旬為15.1 ℃；3月上旬平均溫度為13.3 ℃，中旬為16.9 ℃，下旬為17.6 ℃。

表1 試驗(yàn)點(diǎn)2—3月平均溫度

育秧大棚內(nèi)溫度雖然高于戶外溫度，但在陰雨天和晚間也有低于10 ℃的氣溫，對(duì)育秧期的水稻秧苗生長(zhǎng)有一定的影響。

2.2 秧苗生長(zhǎng)性狀及SPAD

表2是不同參試寒地早粳稻品種在秧苗期生長(zhǎng)性狀及葉綠素對(duì)比。由表2可知，參試的寒地早粳稻在秧齡18 d時(shí)株高為8.7～11.6 cm，平均株高為10.4 cm，均高于中早39的8.2 cm；秧齡26 d時(shí)株高為9.9～15.3 cm，平均株高為12.7 cm，除龍粳31和珍寶島1號(hào)外，其余7個(gè)品種均高于中早39的12.0 cm，其中通35、空育163、龍慶稻3號(hào)株高較高。9個(gè)參試品種在秧齡18 d時(shí)葉齡為2.7～3.0葉，平均葉齡為2.9葉，均大于中早39的2.5葉；秧齡26 d時(shí)葉齡為4.2～4.7葉，平均葉齡為4.5葉，均大于中早39的4.1葉，其中通35、珍寶島1號(hào)、龍慶稻3號(hào)葉齡較大。從SPAD值中可以看出，9個(gè)參試品種在秧齡18 d時(shí)SPAD為27.43～32.33，平均值為29.70，均大于中早39的26.70；秧齡26 d時(shí)SPAD為27.00～30.50，平均值為28.60，均大于中早39的25.73，其中龍粳31、龍粳1656、空育163葉片較綠。

表2 不同水稻品種育秧時(shí)期生長(zhǎng)性狀以及葉綠素對(duì)比

2.3 秧苗素質(zhì)

表3是不同參試寒地早粳稻品種秧苗素質(zhì)的對(duì)比。9個(gè)參試寒地早粳稻莖基部寬在秧齡18 d時(shí)為0.145～0.165 cm，平均莖基部寬為0.153 cm，均寬于中早39的0.140 cm；在秧齡26 d時(shí)為0.160～0.175 cm，平均莖基部寬為0.170 cm，均寬于中早39的0.145 cm，其中珍寶島1號(hào)、合江19、龍慶稻3號(hào)、龍粳31莖基部最寬。9個(gè)參試品種主根長(zhǎng)度在秧齡18 d時(shí)為4.1～5.0 cm，平均主根長(zhǎng)度為4.6 cm，均短于中早39的7.1 cm；在秧齡26 d時(shí)為4.9～6.1 cm，平均主根長(zhǎng)度為5.4 cm，均短于中早39的7.9 cm，差異較大。9個(gè)參試品種二級(jí)根數(shù)在秧齡18 d時(shí)為4.5～5.5條，平均二級(jí)根數(shù)為4.9條，均多于中早39的3.4條；在秧齡26 d時(shí)為5.0～6.1條，平均二級(jí)根數(shù)為5.6條，均多于中早39的4.3條，其中珍寶島1號(hào)、龍粳18、龍慶稻3號(hào)二級(jí)根數(shù)較多。上述差異也可在圖2不同水稻品種秧苗素質(zhì)及表型對(duì)比中直觀體現(xiàn)。

圖2 不同早粳稻品種秧苗素質(zhì)及表型對(duì)比

表3 不同水稻品種育秧時(shí)期秧苗素質(zhì)對(duì)比

2.4 秧苗的干物質(zhì)和根冠比

表4是不同參試寒地早粳稻品種秧苗含水量和根冠比情況。由表4可知，9個(gè)參試寒地早粳稻在秧齡18 d時(shí)，地上部鮮重為每株39.17～54.50 mg，平均地上部鮮重為每株47.04 mg，除龍粳31和空育163外，其他7個(gè)品種均大于中早39的每株41.50 mg；在秧齡26 d時(shí)地上部鮮重為每株48.50～76.50 mg，平均地上部鮮重為每株66.44 mg，除龍粳31外的8個(gè)品種均大于中早39的每株54.50 mg。在秧齡18 d時(shí)地下部鮮重為每株45.12～65.83 mg，平均地下部鮮重為每株52.66 mg，均大于中早39的每株40.83 mg；在秧齡26 d時(shí)地下部鮮重為每株54.50～82.00 mg，平均地下部鮮重為每株70.00 mg，均大于中早39的每株47.00 mg。在秧齡18 d時(shí)地上部干重為每株5.67～7.50 mg，平均地上部干重為每株6.95 mg，均大于中早39的每株5.33 mg；在秧齡26 d時(shí)地上部干重為每株10.00～14.50 mg，平均地上部干重為每株12.83 mg，除龍粳31和龍粳1656外，其余7個(gè)品種均大于中早39的每株11.00 mg。在秧齡18 d時(shí)地下部干重為每株6.33～9.83 mg，平均地下部干重為每株8.11 mg，均大于中早39的每株5.00 mg；在秧齡26 d時(shí)地下部干重為每株9.00～13.00 mg，平均地下部干重為每株10.67 mg，均大于中早39的每株7.00 mg；珍寶島1號(hào)、合江19、龍慶稻3號(hào)在上述質(zhì)量指標(biāo)中較大。秧苗含水量在秧齡18 d和26 d時(shí)與中早39均差異不大。在干重根冠比上，參試品種秧齡18 d為0.87～1.47，平均為1.17；26 d時(shí)為0.72～1.00，平均為0.84，其中龍粳1656、珍寶島1號(hào)、龍粳1656根冠比較大。

表4 不同早粳稻品種秧苗含水量和根冠比

3 小結(jié)與討論

3.1 寒地早粳稻在浙東南地區(qū)比早秈稻更耐低溫

浙東南地區(qū)早春2、3月份的最高溫度可達(dá)20 ℃以上，育秧棚內(nèi)可達(dá)20～30 ℃，但仍存在低于10 ℃的低溫。秈稻的生物學(xué)零度為12 ℃，絕大多數(shù)早秈稻品種感光性弱、感溫性中等、基本營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期短[17]。粳稻的生物學(xué)零度為10 ℃[18]，寒地早熟粳稻品種比南方早秈稻品種的感溫性強(qiáng)，其生長(zhǎng)發(fā)育的總積溫及各生育期的積溫相對(duì)穩(wěn)定[19]。寒地粳稻品種不同生育期的耐冷性均較強(qiáng)[20]，可更好利用早春積溫進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育。

參試寒地早粳稻與浙東南地區(qū)廣泛種植的早秈稻中早39同期早播，寒地早粳稻秧苗表現(xiàn)為株高較高、葉齡較大、莖基部較寬、葉片較濃綠、光合作用強(qiáng)，對(duì)應(yīng)積累干物質(zhì)多，生長(zhǎng)性狀和秧苗素質(zhì)均優(yōu)于中早39。在浙東南地區(qū)早春溫光資源不是十分充沛的情況下，寒地早粳稻在育秧時(shí)期表現(xiàn)出更好的長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相、壯秧壯苗，給早粳稻后期生長(zhǎng)發(fā)育打下良好的生理基礎(chǔ)。

3.2 寒地早粳稻秧苗期具有抗逆潛質(zhì)

寒地早粳稻秧苗期地下部分根系表現(xiàn)為短而多，地下部分鮮重大于地上部分，干重根冠比較大。中早39則表現(xiàn)為根系長(zhǎng)而少，地下部分鮮重小于地上部分，干重根冠比較小。發(fā)達(dá)的根系使得寒地早粳稻具備更強(qiáng)的吸收、傳輸、支持、合成和貯藏功能，在完成自身生長(zhǎng)發(fā)育的同時(shí)具備更好的抗逆境脅迫潛質(zhì)。