疊盤出苗低溫煉芽處理對早稻秧苗素質(zhì)的影響

章秋琳 朱德峰 陳惠哲 張玉屏 向鏡 張義凱 王亞梁

（中國水稻研究所/水稻生物育種全國重點實驗室，杭州 311400；*通信作者：wangyl0103@126.com）

雙季稻生產(chǎn)對保障水稻穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)和國家糧食安全起著十分重要的作用。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展和農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移，水稻生產(chǎn)向輕簡規(guī)模化發(fā)展，雙季早稻直播和機插面積顯著增加[1]。與直播相比，機插具有明顯的豐產(chǎn)優(yōu)勢[2]。機插的關(guān)鍵是育秧，育秧的關(guān)鍵是出苗。為了提高育秧效率并避免早稻出苗期間的低溫傷害，中國水稻研究所研發(fā)了疊盤出苗育秧技術(shù)[3]，提高了工廠化育供秧效率。然而，氣候變化加劇對雙季早稻育秧造成嚴重影響，其中雙季早稻育秧期間的低溫冷害，會增加早稻爛種爛秧現(xiàn)象[4]。前人研究發(fā)現(xiàn)，通過煉芽能增加水稻秧苗抗逆性，促進水稻生長[5]。在前期預(yù)備試驗中，作者發(fā)現(xiàn)疊盤出苗后通過低溫煉芽處理能夠緩解育秧期低溫對秧苗的傷害。因此，作者進行了早稻疊盤出苗低溫煉芽處理對秧苗素質(zhì)影響的試驗，以期為早稻育秧應(yīng)對低溫傷害提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用生產(chǎn)上大面積種植的早稻品種中嘉早17。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在2022 年3 月早稻育秧期開展。采用裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)為煉芽處理，設(shè)置疊盤出苗不煉芽（對照，CK）和低溫煉芽，副區(qū)為育秧處理，分露天育秧和薄膜覆蓋育秧。試驗共4 個處理，每個處理20 個秧盤，3 次重復(fù)。種子在3 月15 日浸種，3 月18 日催芽，每盤播種量60 g，疊盤后暗室出苗，暗室恒溫32 ℃，相對濕度維持在100%。48 h 暗室出苗結(jié)束后進行不煉芽和煉芽處理，不煉芽處理疊盤出苗后大田直接擺放育秧，煉芽處理在低溫15 ℃下疊盤放置24 h 后大田擺放育秧。育秧分露天育秧和薄膜覆蓋育秧2 個處理，處理時間15 d。之后打開薄膜一直到育秧30 d 結(jié)束。露天和薄膜覆蓋育秧15 d 期間的空氣溫度如圖1 所示。

圖1 露天和薄膜覆蓋育秧處理15 d 期間的空氣溫度

1.3 測定項目及方法

1.3.1 成苗率

秧齡30 d 時每處理取樣3 盤，每盤取10 cm×10 cm統(tǒng)計秧苗成苗數(shù)和未成苗種子數(shù)，計算成苗率。成苗率（%）=成苗數(shù)/（成苗數(shù)+未成苗種子數(shù)）×100%。

1.3.2 葉綠素含量

秧齡15 d 和秧齡30 d 時每處理取秧苗15 株，剪下葉片混勻，采用95%乙醇提取法[6]測定葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量。

1.3.3 秧苗性狀和干物質(zhì)積累量

秧齡15 d 和秧齡30 d 時每處理取3 盤，每盤300株測定葉齡、株高和根長。每處理秧盤取大小一致秧苗30 株，分地上部和地下部，烘干測定干物質(zhì)積累量。

1.3.4 秧苗充實度

秧苗充實度（mg/cm）=秧苗莖葉干物質(zhì)量（mg）/株高（cm）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并作圖，采用SAS 9.4 進行方差分析，student-t 檢驗不煉芽處理和低溫煉芽處理之間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 成苗率

由圖2 可知，不煉芽條件下，露天育秧的成苗率比薄膜覆蓋育秧低18.8%，低溫煉芽處理提高了露天育秧秧苗成苗率，露天育秧下煉芽處理秧苗成苗率比不煉芽處理提高8.8%。在薄膜覆蓋育秧條件下，煉芽與不煉芽處理間成苗率差異不大。以上結(jié)果說明，疊盤出苗后遇低溫，通過低溫煉芽處理能夠提高秧苗成苗率。

圖2 疊盤出苗低溫煉芽處理對秧苗成苗率的影響

2.2 秧苗葉綠素

如圖3 所示，低溫煉芽處理增加了露天育秧的葉綠素和類胡蘿卜素含量，與不煉芽處理相比，煉芽處理后露天育秧15 d 秧苗葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量分別增加11.8%、9.1%和5.1%，露天育秧30 d秧苗葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量分別增加42.7%、29.6%和39.0%。然而在薄膜覆蓋育秧下，與不煉芽處理相比，煉芽處理秧苗的葉綠素含量呈下降趨勢，但不顯著。

圖3 疊盤出苗煉芽處理對秧苗葉綠素的影響

2.3 秧苗性狀

如表1 所示，煉芽處理和育秧方式對秧苗株高、葉齡和根長有顯著影響。露天育秧15 d，煉芽處理的秧苗株高、葉齡和根長分別比不煉芽處理增加6.0%、14.5%和20.5%；露天育秧30 d，煉芽處理的秧苗株高、葉齡和根長比不煉芽處理有增加的趨勢，其中根長增幅顯著。薄膜覆蓋育秧15 d，煉芽處理的株高、葉齡和根長與不煉芽處理相比有下降趨勢，其中株高顯著降低22.3%；薄膜覆蓋育秧30 d，與不煉芽處理相比，煉芽處理的秧苗株高下降6.0%，葉齡和根長分別增加5.1%和7.3%，均達顯著水平。

表1 疊盤出苗煉芽處理對秧苗性狀的影響

2.4 秧苗干物質(zhì)積累量

如表2 所示，煉芽處理和育秧方式對秧苗干物質(zhì)積累和充實度有顯著影響。露天育秧15 d，煉芽處理的秧苗莖葉干物質(zhì)量、根干物質(zhì)量和秧苗充實度分別比不煉芽處理增加22.0%、25.7%和15.5%；露天育秧30 d，煉芽處理的秧苗株高、葉齡和根長比不煉芽處理增加13.1%、10.8%和6.9%。薄膜覆蓋育秧15 d，煉芽處理的莖葉干物質(zhì)量和根干物質(zhì)量與不煉芽處理相比下降，但秧苗充實度顯著增加7.2%。

表2 疊盤出苗煉芽處理對秧苗干物質(zhì)積累的影響

3 討論

低溫對水稻成苗會造成顯著影響。王亞梁等[7]研究表明，低溫對種子發(fā)芽的影響與種子糖代謝受阻有關(guān)，這可能也是低溫導(dǎo)致秧苗成苗率下降的主要原因。試驗中發(fā)現(xiàn)，通過低溫煉芽處理顯著提高了秧苗成苗率，這也說明，低溫并不是導(dǎo)致秧苗死亡的主要原因，可能是光照和低溫的交互作用導(dǎo)致，然而相應(yīng)的生理機制還需要進一步研究。對葉綠素含量進行檢測，未煉芽處理的秧苗葉綠素含量顯著低于經(jīng)過低溫煉芽處理的秧苗，說明疊盤出苗擺盤后葉綠素形成受到了低溫的影響，這與低溫破壞葉綠體結(jié)構(gòu)以及抑制相關(guān)酶活性有關(guān)[8]。低溫破壞葉綠素形成進而影響干物質(zhì)積累，因此出現(xiàn)低溫下秧苗變?nèi)鹾透晌镔|(zhì)積累降低的現(xiàn)象。有研究發(fā)現(xiàn)，通過煉芽處理，促進了低溫下葉綠素形成，低溫煉芽處理過程中，疊盤出苗后的芽一直處在黑暗中，葉綠素尚未形成[9]，通過低溫鍛煉，提高了低溫下葉綠體的葉綠素合成能力，進而促進了葉片光合作用和干物質(zhì)積累。研究中發(fā)現(xiàn)，低溫降低了秧苗的株高和根長，特別是基部莖節(jié)的伸長受到了影響，這與低溫抑制生長素、赤霉素和細胞分裂素等激素合成有關(guān)[10]。然而，低溫煉芽如何影響激素形成調(diào)控秧苗生長的相關(guān)機理需進一步研究。

4 結(jié)論

低溫煉芽處理能夠緩解育秧期的低溫傷害。在早稻工廠化育秧過程中，結(jié)合低溫煉芽處理促進秧苗素質(zhì)提高，對提高早稻產(chǎn)量有積極作用。