李 睿李躍東董立強(qiáng)商文奇王先俱王 錚徐 凱丁世新

(1.遼寧省水稻研究所,遼寧 沈陽(yáng) 110101; 2.燈塔市佟二堡東荒農(nóng)場(chǎng),遼寧 燈塔 111300)

水稻是我國(guó)主要糧食作物,種植面積常年穩(wěn)定在3 000萬(wàn)hm2,占糧食作物面積約30%[1]。水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化是現(xiàn)代稻作技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),是保障國(guó)家糧食安全的重要舉措[2～4]。目前,遼寧水稻生產(chǎn)以機(jī)械化移栽為主,而工廠化育苗是培育符合機(jī)插標(biāo)準(zhǔn)秧苗的重要途徑[5～6]。遼寧水稻育苗采用塑料硬盤旱育秧模式,移栽前起苗過(guò)程中,由于秧苗根系透過(guò)秧盤底部孔洞下扎至床面及土壤黏合附著等原因,秧盤底部易附著床土,秧盤增重且搬運(yùn)及放置不便,嚴(yán)重影響作業(yè)效率。大量學(xué)者對(duì)旱育秧模式下?tīng)I(yíng)養(yǎng)土的替代、秧苗營(yíng)養(yǎng)需求及水分管理等方面做了相關(guān)研究[7～12],但關(guān)于起苗環(huán)節(jié)降低秧盤附土量的措施研究報(bào)道較少。

本研究以遼寧水稻育苗生產(chǎn)實(shí)際情況出發(fā),在工廠化育苗硬盤旱育秧?xiàng)l件下,設(shè)置3種置床處理,研究置床處理對(duì)水稻秧苗素質(zhì)的影響及起苗時(shí)秧盤底部附土量的變化情況,對(duì)生產(chǎn)資料成本和人工投入進(jìn)行分析,旨在探索一種能夠有效降低秧盤附土量的方法,為提高水稻工廠化育苗作業(yè)效率提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2020年4～5月在遼寧省水稻研究所試驗(yàn)基地工廠化育苗溫室進(jìn)行,供試水稻品種為常規(guī)稻遼粳401,該品種為當(dāng)前遼寧省中部稻區(qū)主栽品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2020年4月15日播種,采用塑料硬盤育秧(規(guī)格58 cm×28 cm×3 cm),育秧選用育苗基質(zhì)(遼寧省水稻研究所研制)。使用久保田播種機(jī)(SR-K800CN)播種,共計(jì)2 000盤,播種量為浸泡種100 g(約4 000粒/盤)。秧盤分4個(gè)區(qū)域擺放,每區(qū)域500盤,每行10盤,共50行。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理,T1:置床鋪墊無(wú)紡布,T2:置床鋪墊水稻秸稈,T3:秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜,播種后直接擺放在置床上,CK秧盤內(nèi)無(wú)麻育秧膜,且直接擺放在置床上。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 秧苗素質(zhì)

于移栽前3 d,按對(duì)角線法選擇代表性秧苗3盤,每盤取代表性秧苗30株,測(cè)定秧苗葉齡、株高、根長(zhǎng)、根數(shù)、莖基寬(距秧苗生根處1 cm),每盤另取100株秧苗測(cè)定百株地上部干質(zhì)量、百株根干質(zhì)量和根冠比。具體操作為將秧苗地上部分與根系分開(kāi),置于105 ℃烘箱殺青0.5 h后,80 ℃烘干至恒重,根冠比=秧苗根干質(zhì)量/秧苗地上部干質(zhì)量。

1.3.2 根系盤結(jié)力

于移栽前1 d,切取代表性29 cm×28 cm秧塊,固定其兩端,用彈簧秤鉤拉任意一端,當(dāng)秧塊斷裂時(shí),彈簧秤顯示的最大數(shù)值即為根系盤結(jié)力,每處理重復(fù)5次。

1.3.3 秧盤附土量

于移栽時(shí),每處理選取5行,每行10盤進(jìn)行起苗,對(duì)秧盤底部附著的床土進(jìn)行采集,烘干稱重。

1.3.4 成本計(jì)算依據(jù)

以2018～2020年生產(chǎn)資料市場(chǎng)平均價(jià)格及社會(huì)勞動(dòng)力用工標(biāo)準(zhǔn),每hm2大田需秧苗330盤計(jì)算成本。無(wú)紡布12元/kg,500盤鋪墊無(wú)紡布6 kg,無(wú)紡布使用周期按2年計(jì),每年折合36元。水稻秸稈3 000元/hm2,500盤鋪墊秸稈折合27元。麻育秧膜0.30元/片,500盤增加生產(chǎn)資料投入150元。

各處理鋪墊作業(yè)由同一批人員單獨(dú)分時(shí)操作,記錄用工時(shí)間。鋪墊無(wú)紡布用工0.5 h·人,收取無(wú)紡布1 h·人,合計(jì)1.5 h·人;鋪墊水稻秸稈用工1 h·人;鋪墊麻育秧膜用工0.83 h·人。用工成本以200元/h計(jì),折算用工投入。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Execel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 置床處理對(duì)秧苗地上部性狀的影響

對(duì)各置床處理秧苗地上部性狀分析可知(表1),各處理秧苗均生長(zhǎng)至3葉1心階段,處理間葉齡差異不顯著。CK秧苗的SPAD值最大,顯著高于T1處理,高于T2和T3處理但無(wú)顯著差異。CK秧苗的株高最高,為17.0 cm,顯著高于其他處理,T2和T3的株高顯著高于T1。CK秧苗的地上部干質(zhì)量最大,顯著高于其他處理,T2和T3的地上部干質(zhì)量顯著高于T1處理。各置床處理秧苗莖基寬無(wú)顯著差異。

表1 不同置床處理對(duì)秧苗地上部分的影響

各置床處理的株高和地上部干質(zhì)量表現(xiàn)出CK ＞ T2＞ T3 ＞ T1的規(guī)律,說(shuō)明對(duì)置床進(jìn)行鋪墊處理,對(duì)秧苗地上部生長(zhǎng)具有影響,能夠降低秧苗的株高和地上部干質(zhì)量。

2.2 置床處理對(duì)秧苗根系的影響

對(duì)各置床處理秧苗的根系進(jìn)行分析可知(表2),各處理秧苗根數(shù)顯著高于CK,其中T2處理秧苗的根數(shù)最多,T3次之,T2和T3處理根數(shù)顯著高于T1。T2處理秧苗的根長(zhǎng)最長(zhǎng),顯著高于其他處理,T3處理根長(zhǎng)顯著高于CK,T1處理根長(zhǎng)高于CK但差異不顯著。各處理根干質(zhì)量和根冠比顯著高于CK,其中T2和T3處理根干質(zhì)量和根冠比顯著高于T1。

表2 不同置床處理對(duì)秧苗根系的影響

各置床處理間秧苗的根數(shù)、根長(zhǎng)、根干質(zhì)量和根冠比均表現(xiàn)出T2 ＞ T3 ＞ T1 ＞ CK的趨勢(shì),說(shuō)明置床處理能夠促進(jìn)秧苗根系生長(zhǎng),增加秧苗的根數(shù)、根長(zhǎng)和根干重,增大秧苗的根冠比。

2.3 置床處理對(duì)秧苗根系盤結(jié)力的影響

各置床處理秧苗的根系盤結(jié)力如圖1,T3處理秧苗的根系盤結(jié)力最大,T2處理次之,T3和T2處理秧苗的根系盤結(jié)力顯著高于其他處理。T1處理秧苗的根系盤結(jié)力顯著高于CK。各置床處理秧苗的根系盤結(jié)力均顯著高于CK,說(shuō)明對(duì)置床進(jìn)行鋪墊處理,有利于根系生長(zhǎng)和盤結(jié),增加了秧苗的根系盤結(jié)力,秧苗成毯不易松散。

圖1 置床處理對(duì)秧苗根系盤結(jié)力的影響

2.4 置床處理對(duì)秧盤附土量的影響

由圖2可知,起苗時(shí)CK處理秧盤的附土量最多,折合干土質(zhì)量為189.4 g/盤,顯著高于其他處理。T3處理秧盤的附土量為35.1 g/盤,高于T2處理秧盤附土量10.6 g/盤,兩者差異未達(dá)到顯著水平。T1處理能夠有效隔離秧盤和床土,秧盤底部未附著床土,附土量為0 g/盤。對(duì)秧盤附土量分析可知,對(duì)置床進(jìn)行鋪墊處理,能夠顯著降低秧盤的附土量。

圖2 置床處理對(duì)秧盤附土量的影響

由圖3可知,T1處理秧盤底部無(wú)床土附著。T2處理秧盤附土0～5 g占46%,附土5～10 g占18%,T2處理秧盤附土較少。T3處理秧盤附土低于40 g合計(jì)為68%,其中附土30～40 g百分比最高。CK秧盤附土150～200 g百分比最高,為22%,附土200～250 g和250～300 g均為16%,附土150～300 g合計(jì)百分比達(dá)54%,CK秧盤底部附土較多。

圖3 不同置床處理秧盤附土量比例

2.5 置床處理增加投入分析

3種置床處理增加生產(chǎn)投入表現(xiàn)為T3 ＞ T1 ＞ T2。T3處理增加投入最高,雖然該處理用工投入最低,但生產(chǎn)資料投入較高,每hm2增加生產(chǎn)資料投入99元,占增加投入的90%。T1處理增加用工投入最高,該處理不僅在育苗時(shí)增加了鋪墊無(wú)紡布的用工,移栽后還需對(duì)無(wú)紡布進(jìn)行收整,增加了用工投入。T2處理不僅生產(chǎn)資料增加投入最低,而且用工投入增加最低,T2處理鋪墊的秸稈可在翻耙置床時(shí)進(jìn)行還田處理。

表3 置床處理育增加投入分析

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明,3種處理均能顯著降低秧盤的附土量,且置床鋪墊水稻秸稈和秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜的秧苗素質(zhì)都有一定提高。

前人研究結(jié)果顯示,在秧盤底部鋪墊麻育秧膜,能夠有效控制秧苗的株高,促進(jìn)秧苗根系的生長(zhǎng)發(fā)育[13～16]。本研究中秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜和秧盤底部鋪墊水稻秸稈,秧苗均株高降低、根數(shù)增多、根長(zhǎng)增加、根冠比增大,秧苗素質(zhì)提高。水稻秧苗在3葉期以前,體內(nèi)的通氣組織尚未發(fā)育健全,根系向根際土壤泌氧的能力較弱[17]。在秧盤底部鋪墊水稻秸稈和在秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜后,可在秧盤底面形成一層氧氣快速擴(kuò)散的通道[18]。氧氣充足的環(huán)境使根系保持較高的活力,有利于根系的發(fā)生和生長(zhǎng),根長(zhǎng)能夠顯著增長(zhǎng)[19～21]。本研究中,置床鋪墊水稻秸稈和秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜秧苗根數(shù)分別增多了24.14%和20.69%,根長(zhǎng)分別增加了20.25%和10.13%。

秧苗的根系盤結(jié)力是評(píng)價(jià)健壯秧苗的重要指標(biāo)[22～23]。王朝云認(rèn)為,秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜能夠促進(jìn)根系盤結(jié)成塊,顯著提高根系盤結(jié)力[24]。本研究發(fā)現(xiàn),鋪墊麻育秧膜使秧苗根系盤結(jié)力增加109.68%,置床鋪墊秸稈秧苗的根系盤結(jié)力增加90.32%,兩種方式均顯著提高了秧苗的根系盤結(jié)力,促進(jìn)秧苗成毯不易松散,提高作業(yè)效率。

生產(chǎn)上秧盤底部附著床土,引起秧盤增重,起苗、運(yùn)輸及放置不便,作業(yè)效率降低。3種處理方式均能有效解決秧盤底部附土的難題。置床鋪墊水稻秸稈,阻隔了秧盤與置床接觸,部分根系從秧盤底部的孔洞伸出,盤結(jié)于秸稈內(nèi)而未扎根于置床上,降低了起苗時(shí)的附土量。秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜,能夠有效防止根系從秧盤底部的孔洞伸出,但秧盤放置于置床上,起盤時(shí)仍有少量床土黏合附著。置床上鋪墊無(wú)紡布能夠?qū)⒂行Ц綦x秧盤和置床,秧盤底部無(wú)附土,但此方法對(duì)秧苗根系生長(zhǎng)的促進(jìn)作用不明顯。置床鋪墊秸稈64%附土量低于10 g,最高附土量不超過(guò)40 g;秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜68%附土量低于40 g。起苗時(shí),在置床土壤含水量達(dá)50%的條件下,秧盤底部附土質(zhì)量也未超過(guò)百克,相對(duì)于生產(chǎn)中每盤約5 kg營(yíng)養(yǎng)土或2 kg基質(zhì)的質(zhì)量,附土質(zhì)量對(duì)育苗作業(yè)的影響可忽略不計(jì)。

機(jī)插秧育苗成本約5元/盤,用量按330盤/hm2計(jì),則1 650元/hm2[25～26]。置床鋪墊無(wú)紡布、水稻秸稈和秧盤內(nèi)鋪墊麻育秧膜分別增加生產(chǎn)投入2.64%、1.88%和6.67%,增加生產(chǎn)投入較低,但卻可以有效降低秧盤底部附土量,提高育苗作業(yè)效率。