凌宇飛，許方甫，衛(wèi)平洋，顏 超，魏海燕，張洪程，劉國棟

（揚州大學(xué) 江蘇省作物遺傳生理重點實驗室/揚州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心/糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 揚州 225000）

【研究意義】水稻是我國主要的糧食作物，全國約60%的人口以水稻為主要糧食[1]。隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和勞動力的短缺，水稻機械化栽插已經(jīng)成為水稻種植的主要方式之一。目前水稻機插秧技術(shù)已在全國大面積推廣使用，2019 年，中國水稻種植面積為2 969.4 萬hm2，并以機插種植和直播種植為水稻主要種植方式[2]。水稻機插秧技術(shù)可提高插秧效率、節(jié)省人工[3]。與直播相比，機插秧通過培育高素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化壯秧，提高了水稻對區(qū)域內(nèi)溫光資源的高效利用，增強了秧苗抗逆性，減少了田間雜草危害等[4]。盡管機插秧技術(shù)具有上述諸多優(yōu)勢，但是在生產(chǎn)中依然存在一些問題，如水稻機插秧在培育標(biāo)準(zhǔn)化毯狀秧苗過程中，需要提前配置營養(yǎng)土或育秧基質(zhì)。一般情況下營養(yǎng)土多取肥沃的耕作層土壤，年年育秧，造成了土壤耕作層破壞，大量有機質(zhì)流失，取土越來越困難等問題。而商品化的育秧基質(zhì)也存在體積大，存放與運輸成本高等一系列問題[5]。同時，機插水稻育秧過程中，還會大量使用塑料硬盤或軟盤，一方面增加育秧成本，另一方面，使用達(dá)到一定年限后會報廢的塑料盤，造成環(huán)境了污染和資源的浪費[6]。【前人研究進(jìn)展】我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年會產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈，有數(shù)據(jù)顯示，我國每年主要農(nóng)作物可收集秸稈量達(dá)9.0 億t，約7.2 億t 被回收利用[7]，全國秸稈回收主要用于肥料化、飼料化、燃料化、基料化和原料化，其占比分別為43.2%、18.8%、11.4%、4.0%、2.7%；未被回收利用的秸稈被廢棄或焚燒，約為19.9%[8]。其中，基料化秸稈主要制作成秸稈基質(zhì)應(yīng)用于瓜果蔬菜[9]、水稻幼苗的培育工作[10]，還有一部分用于培育食用菌[11]。但這部分秸稈主要制成顆粒基質(zhì)。近年來，通過電氣、機械、液壓等加工技術(shù)，經(jīng)過特殊的工藝處理，可生產(chǎn)一定密度并成型的秸稈基質(zhì)塊（板材），應(yīng)用秸稈基質(zhì)塊育秧，不僅可以節(jié)省塑料秧盤，還可以避免育秧取土困難及取土帶來的耕層破壞和有機質(zhì)流失等問題[12]?！颈狙芯壳腥朦c】目前關(guān)于秸稈基質(zhì)塊用于培育水稻秧苗的相關(guān)研究相對較少，在秸稈基質(zhì)塊上如何確定稻種的播量尚不明確，且秸稈基質(zhì)塊與育秧土保水性完全不同，如何管理水分尚未得到解決。同時，基質(zhì)塊與育秧土在養(yǎng)分上也有差異，如何針對性地對基質(zhì)塊培育秧苗進(jìn)行養(yǎng)分管理也需要進(jìn)行探究。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究以優(yōu)質(zhì)食味粳稻南粳46 為材料，開展秸稈秧基質(zhì)塊育秧條件下適宜播量、水分、養(yǎng)分的研究，比較了秸稈基質(zhì)塊與常規(guī)營養(yǎng)土所育秧苗的機械栽插質(zhì)量的差異。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與供試品種

在揚州大學(xué)校外試驗基地江蘇省常州市溧陽市歲豐農(nóng)業(yè)科技有限公司的硬地育秧場地（31°26'42″N，119°17'54″E）進(jìn)行試驗。供試品種為江蘇優(yōu)質(zhì)食味水稻常規(guī)遲熟晚粳稻南粳46。秸稈基質(zhì)塊規(guī)格為57.5 cm×27.5 cm×1.5 cm，質(zhì)量為240～260 g。

1.2 試驗設(shè)計

為探索應(yīng)用秸稈基質(zhì)塊培育壯秧技術(shù)，本研究設(shè)置了秸稈基質(zhì)塊育秧播量試驗，在適宜播量條件下設(shè)置了不同的水分、養(yǎng)分管理試驗。同時，針對秸稈基質(zhì)塊培育的秧苗，以常規(guī)營養(yǎng)土育秧為對照，比較了栽插質(zhì)量的差異。具體試驗設(shè)置如下：播量試驗：設(shè)置3 種播量，每盤播干種子180，150，120 g。水分試驗：適宜播量下齊苗前設(shè)置6 種水分處理，每次均澆透，分別為1 d 2 次、1 d 1 次、2 d 1 次、3 d 1 次、4 d 1 次、5 d 1 次。齊苗后設(shè)置3 種水分處理，每天澆水2 次，分別為常規(guī)用量（澆透）、3/4 常規(guī)、1/2 常規(guī)。養(yǎng)分試驗：適宜播量（180 g）、水分條件下：（1）一葉一心期時設(shè)置3 種苗壯豐葉面肥濃度試驗，分別為常規(guī)用量（150 mL 兌12.5 L 水）、0.75 倍常規(guī)用量、0.5 倍常規(guī)用量。（2）移栽前5～7 d 使用綠速達(dá)常規(guī)用量進(jìn)行噴施處理。（3）二葉一心期時設(shè)置2 種苗壯豐葉苗肥濃度試驗，分別為常規(guī)用量、0.5 倍常規(guī)用量。移栽質(zhì)量試驗：適宜播量下（180 g）、水分條件下：（1）對使用營養(yǎng)土、秸稈基質(zhì)塊育出的秧苗進(jìn)行機插試驗。（2）使用久保田毯苗插秧機對秧齡為25 d 秧苗進(jìn)行中速、高速、最高速栽插試驗。

1.3 測試項目與方法

1.3.1 出苗率測定 齊苗后在秧盤上取10×10 cm2的樣品，將出苗和未出苗的種子分開進(jìn)行出苗率測定。試驗3次重復(fù)。

1.3.2 葉齡記載 記錄50株播種后5，10，15，20，25 d葉齡。

1.3.3 株高動態(tài) 使用刻度尺記錄50株播種后5，10，15，20，25 d株高動態(tài)變化。

1.3.4 白根數(shù)及發(fā)根力測定 記錄播種后第15天各處理白根數(shù)后各取10株剪去所有根，使用干凈的小紙杯加入適量自來水后置于常溫，10 d后測定各處理發(fā)根力情況，并使用刻度尺測量每條根長。

1.3.5 莖基寬 使用電子游標(biāo)卡尺記錄播種后25 d各處理莖部最寬處寬度。

1.3.6 地上、地下部干物質(zhì)量 將5，10，15，20，25 d 地上、地下部樣品經(jīng)烘箱105 ℃殺青30 min、90 ℃烘干至恒質(zhì)量后，使用百分天平稱量百株干物質(zhì)量。

1.3.7 盤結(jié)力測定 取播后25 d 的完整秧塊，秧塊兩端均使用小木板夾緊，其中一段固定，另一端使用電子測力器水平拉至秧塊斷裂，記錄每次斷裂時電子測力器的最大讀數(shù)，重讀3次。

1.3.8 秧苗移栽大田合格率測定 在田間觀察各處理移栽大田后的秧苗各20 穴，記錄每穴株數(shù)及倒伏情況。

1.3.9 移栽大田后秧苗素質(zhì)測定 取各處理移栽后4，8，12 d的田間秧苗，測定株高、葉齡、根長。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2016進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)處理，SPSS 20.0件進(jìn)行方差分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻秸稈基質(zhì)塊無盤育秧適宜播種量研究

2.1.1 不同播量對秧苗出苗情況的影響 由表1 可知，3 種播量處理的出苗率和出苗整齊度均無顯著差異，但120 g 播量處理的出苗最整齊，變異系數(shù)為17.57%。隨著播量的減少，出苗率、株高變異系數(shù)及出苗數(shù)呈下降趨勢，其中成苗數(shù)差異顯著，3 種處理中播量為180，150，120 g 的成苗數(shù)分別為3.1，2.6，2.2 cm-2。

表1 不同播量條件出苗情況差異Tab.1 Difference of seedling emergence under different seeding conditions

2.1.2 不同播量對秧苗素質(zhì)的影響 由表2可知，不同播量處理條件下，各處理間的葉齡、株高和莖基寬無顯著差異。地上部和地下部的干物質(zhì)量則隨著播種量的下降呈顯著上升趨勢。同樣，單株根數(shù)和發(fā)根力隨著播種量的降低顯著增加。秧塊的盤結(jié)能力隨著播量的降低顯著降低。

表2 不同播量條件秧苗素質(zhì)（25 d）Tab.2 Seedling quality under different sowing rates

2.1.3 不同播量對秧苗栽插質(zhì)量的影響 由表3可知，隨著播種量的減少，基本苗和穴株數(shù)顯著降低，播種量為120 g 時，秧苗穴株數(shù)變異系數(shù)最大。播種量為120 g 時漏插率達(dá)到10.6%，而播種量為180 g 和150 g時，漏插率均為零。

表3 不同播量對秧苗栽插的影響Tab.3 Effects of different sowing rates on seedling transplanting

2.2 秸稈基質(zhì)塊育秧水分管理

2.2.1 播種-齊苗期水分管理 由表4 可知，在第1 次澆足后，不同水分處理間出苗率差異顯著，隨著澆水次數(shù)的減少，出苗率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，其中2 d 1次水分處理時秧苗出苗率最高，出苗率達(dá)到83.2%。株高變異系數(shù)雖然差異不顯著，但隨澆水的次數(shù)減少呈先下降后上升的變化趨勢，在2 d 1次時株高變異系數(shù)最低。

2.2.2 齊苗至移栽期水分管理 由表5可以看出，水分對秧苗各項指標(biāo)影響很大，在每天澆水2次，澆水量為常規(guī)噴水（浸透所需水量）、浸透水量3/4、浸透水量1/2（Ck）。隨著出苗至移栽期水分用量的減少，秧苗葉領(lǐng)、株高、莖基寬、百株地上干物質(zhì)量、根數(shù)和發(fā)根力和盤結(jié)力都顯著下降。

2.3 秸稈基質(zhì)塊肥料用量研究

由表6 可知，與對照相比葉齡、株高、莖基寬、百株地上干物質(zhì)量和百株地下干物質(zhì)量均隨著施用苗壯豐濃度的下降而下降，但均顯著高于對照。在發(fā)根力方面對秧苗使用3/4常規(guī)用量苗壯豐可顯著提升發(fā)根力，其余處理發(fā)根力差異不顯著。移栽前使用綠速達(dá)葉苗肥的處理盤結(jié)力顯著低于施用苗壯豐常規(guī)用量（150 mL兌12.5 L水）、3/4常規(guī)用量、1/2常規(guī)用量和不施葉面肥為對照，除施用綠速達(dá)葉苗肥處理外，各處理盤結(jié)力無太大差異。

表4 不同水分處理對秧苗出苗情況的影響Tab.4 Effects of different water treatments on seedling emergence

表5 不同水分處理對秧苗素質(zhì)的影響（25 d）Tab.5 Effects of different water treatments on seedling quality

表6 葉面肥對水稻秧苗素質(zhì)的影響Tab.6 Effect of foliar fertilizer on rice seedling quality

于二葉一心期噴常規(guī)用量和1/2 常規(guī)用量的苗壯豐發(fā)現(xiàn)（表7），噴施葉面肥后葉齡、莖基寬、地上地下干物質(zhì)量、根數(shù)均顯著增加，而株高受到抑制。其中苗壯豐常規(guī)用量和1/2 常規(guī)用量處理的下的百株地上干物質(zhì)量較對照分別增加了37.36%和32.97%，而地下百株干物質(zhì)量則分別增加了13.91%和7.95%?？梢姵Ｒ?guī)用量苗壯豐對秧苗地上百株干物質(zhì)量的提升最大。

表7 不同葉面肥處理對秧苗素質(zhì)的影響Tab.7 Effects of different foliar fertilizer treatments on seedling quality

2.4 秸稈育秧塊秧苗移栽及后期苗情

2.4.1 機插質(zhì)量調(diào)查 由表8 可知，秸稈基質(zhì)塊育秧條件下移栽大田后秧苗的均勻度、漏插率和鄰接行距合格率無差異，傷秧率低，飄秧率和秧苗翻倒率雖無顯著差異，但均略低于營養(yǎng)土處理。使用秸稈基質(zhì)塊進(jìn)行育秧在提升機插作業(yè)質(zhì)量方面有一定幫助。

表8 不同育秧介質(zhì)處理插秧機作業(yè)質(zhì)量統(tǒng)計Tab.8 Operation quality statistics of transplanter with different seedling raising media

由表9 可知，在久保田毯苗插秧機對秸稈基質(zhì)塊育出的秧苗進(jìn)行插秧發(fā)現(xiàn)，中速和高速插秧條件下相對于最高速機插作業(yè)中，平均每穴株數(shù)增加了5.9%和3.9%，每穴均勻度提升了12.8%和12.4%，均勻度合格率則上升了7.9%和7.3%。傷秧率、漂秧率、漏穴率、翻倒率方面，也是中速和高速條件下機插與最高速機插之間存在顯著差異。

表9 不同插秧作業(yè)速度下秸稈基質(zhì)塊所育秧苗作業(yè)質(zhì)量統(tǒng)計Tab.9 Operation quality statistics of seedlings raised by straw matrix board under different transplanting speed

2.4.2 移栽后苗情調(diào)查 由表10可知，秸稈基質(zhì)塊秧苗株高、根長在移栽后4，8，12 d均顯著大于營養(yǎng)土育出的秧苗。秸稈基質(zhì)塊秧苗相對于營養(yǎng)土秧苗葉齡方面則基本無差別，而每株根數(shù)除了在移栽后4 d時，基質(zhì)塊秧苗的根數(shù)顯著高于營養(yǎng)土秧苗外，每株根數(shù)在8 d、12 d時則無顯著差異。

表10 不同育秧介質(zhì)處理移栽后苗情調(diào)查Tab.10 Investigation on seedling condition after transplanting with different seedling raising media

由表11 可知，使用久保田毯苗插秧機對秸稈基質(zhì)塊育出的秧苗，在移栽4，8，12 d 對中速、高速和最高速這3種速度下秧苗進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，在中速作業(yè)下秧苗的株高、葉齡、根數(shù)、根長均顯著高于最高速機插作業(yè)。中速條件下對秸稈基質(zhì)塊秧苗進(jìn)行毯苗機插有利于秧苗加速返青活棵。

表11 不同插秧作業(yè)速度下移栽后苗情調(diào)查Tab.11 Investigation on seedling condition after transplanting at different transplanting speed

3 討論

3.1 播量對秧苗素質(zhì)及栽插質(zhì)量的影響

于林惠等[13]認(rèn)為水稻秧苗素質(zhì)隨播量提高而下降，盤結(jié)力則隨播量的提升而提升。本研究發(fā)現(xiàn)植株的地上、地下百株干物質(zhì)量、平均單株根數(shù)及發(fā)根力均隨播量的上升而下降，盤結(jié)力則隨播量的上升而上升，與前人探索一致，這可能是由于播種量的減少，單株根數(shù)和發(fā)根力隨著播種量的降低顯著增加，導(dǎo)致單位體積內(nèi)的根擁有更大的生長空間和范圍，從而使低播量處理的根數(shù)及發(fā)根力增加。秧塊的盤結(jié)能力隨著播量的降低顯著降低，播種量的減少導(dǎo)致單位體積內(nèi)根的減少，從而降低盤結(jié)力。播量的降低會使單位面積內(nèi)基本苗數(shù)降低，在播量為120 g 時出現(xiàn)漏插的情況（漏插率10.8%），而播量為150 g 和180 g 時則無漏插現(xiàn)象，原因是播量的減小使單位面積的苗數(shù)降低，導(dǎo)致機器在取秧時部分秧塊無苗可取，從而出現(xiàn)漏插現(xiàn)象。

3.2 水肥管理對秧苗素質(zhì)的影響

水分對稻種的出苗及秧苗素質(zhì)有著重要影響[14]。出苗前在每次澆透（秸稈基質(zhì)塊飽和含水率70%）的前提下澆水，澆水次數(shù)按1 d 2 次、1 d 1 次、2 d 1 次、3 d 1 次、4 d 1 次和5 d 1 次進(jìn)行觀察，研究發(fā)現(xiàn)種子出苗率呈先上升后下降的趨勢，株高變異系數(shù)呈相反趨勢，在2 d 1 次的澆水處理中出苗率最高為82.3%，且株高整齊度最高。趙言文等[15]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)土壤水分含量低于的萎蔫系數(shù)時，使根部受水分脅迫導(dǎo)致發(fā)根為零，無法成苗；當(dāng)土壤水分高于萎蔫系數(shù)時則促進(jìn)生根。楊長明等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在水分過多和長期淹水的條件下會導(dǎo)致根系活力下降導(dǎo)致秧苗素質(zhì)下降。長期淹水會導(dǎo)致地下部氧氣不足，還原物質(zhì)增多，限制根部發(fā)育并使其老化[17]。在出苗后至移栽前每天澆水2 次，每次澆水量為常規(guī)、3/4 常規(guī)和1/2 常規(guī)水量的處理中各數(shù)值均呈下降趨勢，可見在每天2 次澆水的前提下，每次澆透最有利于促進(jìn)壯秧的生長。

影響秧苗素質(zhì)的因素除天氣和水分管理外還有養(yǎng)分管理，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有著“秧好半熟稻,苗好產(chǎn)量高”的說法[18]，由于機插秧在移栽時定會對秧苗根部造成不同程度的損傷[19]，因此培育壯秧是十分有必要的。陳厚存等[20]研究發(fā)現(xiàn)噴施苗壯豐可有效提升秧苗各項素質(zhì)，本試驗結(jié)果與其研究結(jié)果基本一致，無論是在一葉一心期噴施，還是在二葉一心期噴施苗壯豐均可顯著提升秧苗素質(zhì)。隨著苗壯豐用量的減少，秧苗素質(zhì)的提升也相應(yīng)減小。

3.3 栽插質(zhì)量與移栽后苗情差異

使用秸稈基質(zhì)塊育出的秧苗與傳統(tǒng)營養(yǎng)土育出的秧苗使用同種插秧機進(jìn)行栽插，栽插質(zhì)量基本無差異。同時，秸稈基質(zhì)塊育秧條件下，插秧機在中速與高速下的栽插質(zhì)量無明顯差異，但在最高速栽插條件下栽秧時，其栽插質(zhì)量明顯低于在中速和高速條件下的栽插質(zhì)量。使用秸稈基質(zhì)塊和營養(yǎng)土育出的秧苗在移栽后的田間秧苗素質(zhì)基本一致。同時，插秧機在中速條件下進(jìn)行栽插，有利于提升栽插質(zhì)量，秧苗早生快發(fā)。

4 結(jié)論

秸稈基質(zhì)塊在播量為150～180 g 時，秧齡20 d，可在保證秧苗素質(zhì)的同時提高田間栽插質(zhì)量。秸稈基質(zhì)塊育秧條件下，播種到出苗期以2 d 澆水1 次為最佳，中途可視天氣情況略微灑水，防止溫度過高導(dǎo)致嫩芽因高溫死亡。在出苗后每日澆水2 次，每次澆透為最佳。于一葉一心期時使用常規(guī)用量的葉面肥“苗壯豐”可使移栽前的秧苗素質(zhì)最佳。使用久保田插秧機在中速條件下對秸稈基質(zhì)塊和營養(yǎng)土育出的秧苗進(jìn)行機插，秸稈基質(zhì)塊育秧機插質(zhì)量最佳，且在移栽后以秸稈基質(zhì)塊育出的秧苗的苗情最佳。