羅 翔，曹曉林*，藥林桃，陳立才，董力洪，吳羅發(fā)，劉 洋，賴宏斐

（1.江西省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)工程研究所，江西 南昌 330200；2.江西開放大學 教務處，江西 南昌 330000）

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，大量農(nóng)村勞動力向城市轉(zhuǎn)移，勞動力成本不斷提高，水稻全程機械化模式以及配套技術推廣將成為我國糧食豐產(chǎn)、提質(zhì)增效的主攻方向［1-2］。在2018年，我國水稻種植機械化水平仍不足50%［3］，尤其是在我國雙季稻種植區(qū)，由于季節(jié)性強，茬口銜接時間緊，水稻機插問題突出，嚴重制約了水稻生產(chǎn)全程機械化的發(fā)展。因此，培育標準的適宜機插的健壯秧苗是提高機插質(zhì)量、爭取高產(chǎn)的關鍵［4］。

機械育插秧技術是一項省工省種、節(jié)本增效的先進技術［5］，關鍵在于能提高水稻秧苗素質(zhì)，以滿足機插的要求［6-7］。目前普通毯狀苗育秧技術應用較為廣泛，但該技術存在播種量高、機插易傷根、不利于早發(fā)等問題。水稻大缽體毯狀苗育秧技術采用專用育秧盤培育上毯下缽形狀的高素質(zhì)壯秧大苗，相較于普通毯狀苗育秧技術，其播種量低、機插傷根率低、插后返青期縮短，有利于秧苗生長，從而實現(xiàn)增產(chǎn)［8-10］。但是，水稻大缽體毯狀苗育秧技術存在橫向根系少、秧苗成毯性差等問題。因此，如何培育適齡壯實的大缽體毯狀苗還有待進一步的研究。

隨著水稻生產(chǎn)機械化程度的不斷提高，機械育插秧技術成為水稻高效栽培技術的主要發(fā)展方向［11］，而水稻基質(zhì)育秧技術是水稻機械育插秧技術的重要組成部分。許多研究者對水稻基質(zhì)育秧技術進行了深入的研究，先后提出了采用營養(yǎng)土和育秧基質(zhì)進行育秧［12］。在20世紀70年代末，營養(yǎng)土由于養(yǎng)分全面、操作簡單、育成秧苗的素質(zhì)高而得到了大力推廣［1］；但農(nóng)戶自配營養(yǎng)土難以保證培肥、調(diào)酸、滅菌等做到均勻一致，且存在取土難、破壞耕層、運輸成本高等缺點，不利于規(guī)?；?、標準化的水稻機械育插秧技術推廣［13-14］。無土育秧基質(zhì)不僅可以解決營養(yǎng)土取土難的問題，還具有質(zhì)量輕、通透性強、不板結、省工節(jié)本等優(yōu)點，對提高水稻機械育插秧技術具有重要作用［15］。然而，目前已有的育秧基質(zhì)雖接近土壤屬性特征，但在保水保肥性能、養(yǎng)分離子緩沖性能等方面還存在差異［1］?；旌匣|(zhì)具有養(yǎng)分充足、保水保肥能力強、透氣性好、緩沖能力強等優(yōu)點［16-17］?；旌匣|(zhì)的配方需要根據(jù)當?shù)厣a(chǎn)實際來確定［13］。目前，針對江西雙季稻區(qū)大缽體毯狀苗的育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土最佳配比研究還比較少。鑒于此，筆者進行了育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土不同配比試驗，以期探究培育適齡壯實大缽體毯狀苗的育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土最佳配比，為水稻生產(chǎn)全程機械化提供技術保障。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗水稻品種為福建禾豐種業(yè)股份有限公司選育的野香優(yōu)靚占。試驗用育秧基質(zhì)為湖南湘暉農(nóng)業(yè)技術開發(fā)有限公司生產(chǎn)的基質(zhì)；根據(jù)水稻秧苗的生理特性，該基質(zhì)采用草炭、蛭石、農(nóng)作物秸稈發(fā)酵料、碳粉為主要原材料，并配以礦物營養(yǎng)、緩釋劑等，其pH值為5.0~6.5，總孔隙度為50%~90%。營養(yǎng)土為菜園土，經(jīng)過培肥、調(diào)酸、滅菌處理，以滿足秧苗根系的生長要求。育苗盤選用中國農(nóng)業(yè)大學研制的水稻大缽體毯狀苗機插秧專用育秧盤，規(guī)格：長58 cm、寬28 cm、高2.6 cm，缽孔數(shù)量為14穴×30穴。

1.2 試驗設計與方法

田間小區(qū)試驗于2019年在江西省農(nóng)業(yè)科學院高安基地進行，試驗設5個配比處理（表1），每個處理3次重復，采用隨機區(qū)組設計。于2019年7月2日統(tǒng)一播種，每盤播種量120 g，播種準確、均勻、不重不漏，底土厚2 cm，覆土厚0.5 cm。選擇灌排方便的壤土或粘壤土稻田做苗床，床面平整；為了防止育秧盤底部竄根以及缽體苗根系在起秧時粘連苗床，在床面鋪放一層無紡布。機插日期為2019年7月24日，機插行距30 cm、株距14 cm，栽插秧苗均勻，深淺一致；小區(qū)面積200 m2。在整個生育期內(nèi)，秧苗管理、病蟲害防治、水肥管理與當?shù)馗弋a(chǎn)栽培相同。

表1 田間小區(qū)試驗處理設計

1.3 測定項目與方法

1.3.1 出苗數(shù)和成苗率 在機插當天，每個處理隨機選取3盤（每盤作為1個重復），每盤隨機選取10缽，測定每缽的出苗數(shù)；再根據(jù)出苗數(shù)計算成苗率。

1.3.2 秧苗素質(zhì) 在機插當天，每個處理隨機選3盤秧苗進行秧苗素質(zhì)測定，每盤隨機選取20株秧苗，測定秧高、葉齡、根數(shù)、主根長、莖基部寬及葉片SPAD值。每個處理隨機選取300株秧苗，分為3組，將莖葉和根系分開，置于105 ℃烘箱中烘30 min殺青，爾后在80 ℃下烘干至恒重，測定莖葉重和百根干重。

1.3.3 秧苗根系的盤結力 各處理取出整塊秧苗，將其固定在一端，以大夾板夾牢另一端，使用電子測力計水平拉動秧苗，至整塊秧苗斷裂松散，記錄秧苗毯在斷裂時的最大拉力，每個處理重復測定3次，所得平均值即為秧苗根系的盤結力。

1.3.4 分蘗動態(tài) 各處理定時調(diào)查田間秧苗的生長情況，采用五點取樣法，每個定點取樣10穴，在抽穗前每隔7 d對分蘗數(shù)進行1次調(diào)查。

1.3.5 葉面積指數(shù) 采用比葉重法計算葉面積，即單位葉面積與葉干質(zhì)量的比值，其中葉面積通過人工測量葉片長寬的方法獲得，葉干質(zhì)量為取樣葉片烘干至恒重的質(zhì)量。葉面積指數(shù)為單位土地面積上植物葉片總面積與土地面積的比值。

1.3.6 產(chǎn)量及產(chǎn)量構成要素 在完熟期，對每個處理試驗小區(qū)采用五點法進行取樣，測定水稻的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、結實率以及產(chǎn)量。

2 結果與分析

2.1 成苗率

在栽插當天（7月24日）對各處理的成苗率進行調(diào)查。A1B2處理（66.7%育秧基質(zhì)+33.3%營養(yǎng)土）的成苗率最高，達到77.3%；其次是A1B1處理（50%育秧基質(zhì)+50%營養(yǎng)土）和A0B1處理（100%育秧基質(zhì)）；最低的是CK處理（100%營養(yǎng)土），成苗率只有68.8%。對各處理的成苗率進行擬合，得到多項式y(tǒng)=-1.1443x2+9.7857x+60.74， R2=0.9802，達極顯著相關（圖1）。

圖1 不同處理對成苗率的影響

2.2 秧苗素質(zhì)

2.2.1 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比對秧苗地上部形態(tài)的影響 在試驗中，不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比處理對水稻秧苗地上部形態(tài)的影響如表2所示。由表2可知，混合基質(zhì)培育的秧苗地上部形態(tài)優(yōu)于純基質(zhì)和純土處理的，說明混合基質(zhì)更有利于秧苗地上部的生長。A1B2處理的水稻秧高最高，顯著高于其他處理。A1B2處理的莖基部寬最大，為0.284 cm；A2B1處理（33.3%育秧基質(zhì)+66.7%營養(yǎng)土）次之，為0.283 cm，均顯著高于其他處理。A1B2處理的葉齡最大，為3.9葉；A2B1處理次之，為3.82葉；A0B1處理為3.81葉；CK處理為3.73葉，均顯著高于A1B1處理。A1B2處理的莖葉重最大，為18.9 mg/株；A0B1處理次之，為18.2 mg/株；A2B1處理為17.9 mg/株，均顯著高于CK處理。A1B2、A0B1和A2B1處理的水稻葉片葉綠素含量（SPAD值）分別為26.23、 26.10和25.93，分別比A1B1處理多2.44、2.31 和2.14，差異顯著，但與CK處理差異不顯著。綜上所述，不同處理的秧苗地上部形態(tài)綜合表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞A2B1＞A1B1＞CK。

2.2.2 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比對秧苗地下部形態(tài)的影響 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比處理對水稻秧苗地下部形態(tài)的影響如表2所示。由表2可知，混合基質(zhì)培育的秧苗地下部形態(tài)優(yōu)于純基質(zhì)和純土處理的，表明混合基質(zhì)更有利于秧苗地下部的生長。A1B2處理的水稻主根長最大，為7.72 cm；A2B1處理的水稻主根長次之，為7.67 cm，均顯著高于其他處理。A1B2處理的水稻根數(shù)最多，為15.2根；A2B1處理的水稻根數(shù)次之，為14.6根，均顯著高于其他處理。A1B2處理的百根干重最大，為0.59 g；A2B1處理的水稻百根干重次之，為0.58 g，均顯著高于其他處理。A1B1、A2B1、CK和A1B2處理的秧苗盤結力均顯著大于A0B1處理的。由此可知，不同處理的秧苗地下部形態(tài)綜合表現(xiàn)為A1B2＞A2B1＞A1B1＞A0B1＞CK。

表2 不同處理的大缽體毯狀苗秧苗素質(zhì)調(diào)查結果

2.3 水稻分蘗數(shù)的動態(tài)變化

不同處理的水稻分蘗情況如圖2所示，可以看出，隨著秧苗的生長，單位面積的水稻莖蘗數(shù)均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。各處理在返青期的莖蘗數(shù)增加緩慢，差異性不顯著。從8月7日開始，各處理的莖蘗數(shù)顯著增加，8月15日進入分蘗盛期，8月21日進入最高分蘗期，不同處理的最大分蘗數(shù)表 現(xiàn) 為A1B2＞A0B1＞CK＞A2B1＞A1B1，且A1B2和A0B1處理顯著高于A2B1和A1B1處理。隨著水稻生長進入拔節(jié)期，水稻的莖蘗數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，最終水稻成穗率表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞A2B1＞CK＞A1B1。

圖2 不同處理水稻分蘗數(shù)的動態(tài)變化

2.4 葉面積指數(shù)的動態(tài)變化

葉面積指數(shù)是衡量群落和種群生長狀況、光能利用率的重要指標。本研究分別在分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和完熟期對不同處理的3個重復小區(qū)進行葉面積指數(shù)測定。葉面積指數(shù)的變化情況如圖3所示，可以看出，各處理的葉面積指數(shù)均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。在分蘗期、拔節(jié)期和孕穗期，A1B2和A0B1處理的葉面積指數(shù)顯著高于其他處理的；各處理的葉面積指數(shù)在孕穗期的增長幅度最大，并在抽穗期達到最大值，表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞CK＞A2B1＞A1B1。隨著水稻生長進入乳熟期，葉面積指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，最終水稻葉面積指數(shù)表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞A2B1＞CK＞A1B1。

圖3 不同處理水稻葉面積指數(shù)的動態(tài)變化

2.5 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成要素分析

2.5.1 產(chǎn)量構成要素 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比處理對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成要素的影響如表3所示。由表3可知，水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和結實率均以A1B2處理最高，但各處理之間差異不顯著。

2.5.2 產(chǎn)量 不同基質(zhì)與營養(yǎng)土配比處理的水稻產(chǎn)量如表3所示。由表3可知：各處理的水稻產(chǎn)量表現(xiàn)為A1B2＞A0B1＞A2B1＞A1B1＞CK，其中A1B2、A0B1和A2B1處 理 分 別 比CK增 產(chǎn)16.04%、11.32%和6.50%，差異顯著；A1B2和A0B1處理分別比A1B1處理增產(chǎn)11.56%和7.02%，差異顯著。

表3 不同處理對水稻產(chǎn)量及其構成要素的影響

3 結論

本研究結果表明：A1B2處理的成苗率最高，且秧高、葉齡、莖基部寬、莖葉重以及葉片SPAD值均大于其他處理，說明A1B2處理的秧苗地上部形態(tài)表現(xiàn)較好，優(yōu)于其他處理；A1B2處理水稻的主根長、根數(shù)、百根干重均優(yōu)于其他處理，且根系盤結力較好，說明A1B2處理的秧苗根系發(fā)育良好，成毯性好，能夠滿足機插要求。由此可知，A1B2處理的基質(zhì)與營養(yǎng)土配比（66.7∶33.3）是最佳的；A1B2處理的水稻分蘗強度強于其他處理，葉面積指數(shù)大于其他處理，更有利于高產(chǎn)；A1B2處理的水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和結實率最大，但各處理之間產(chǎn)量構成要素差異不顯著；A1B2、A0B1和A2B1處理的水稻產(chǎn)量較高，A1B1和CK的產(chǎn)量較低。

4 討論

機械育插秧技術是一項省工省種、節(jié)本增效的先進技術。隨著水稻機械化程度的不斷提高，機械育插秧技術成為水稻高效栽培技術的主要發(fā)展方向［11］。針對純營養(yǎng)土育秧存在的取土困難、破壞耕層、運輸成本高等問題［18］，以及純基質(zhì)育秧面臨的保水保肥性能、養(yǎng)分離子緩沖性能差等問題［1］，本研究進行了大缽體毯狀苗育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土不同配比的對比試驗，分析了不同處理的秧苗素質(zhì)，結果表明采用混合基質(zhì)培育出的秧苗素質(zhì)較好，這與張楠［19］、陳木蘭［20］、金軍等［21］的研究結果一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，A1B2處理的秧苗素質(zhì)最佳，致使水稻在生長后期的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結實率、千粒重等指標略高于其他處理，從而提高了水稻產(chǎn)量，因此可以認為育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土配比66.7∶33.3是培育適齡壯實大缽體毯狀苗的最佳配比。徐婕等［22］通過對比秧苗素質(zhì)、秧苗盤根效果、適宜機插作業(yè)等方面得出結論，33.3%菜園土和66.7%基質(zhì)為最佳配比，這與本研究的結果一致。

分蘗期是構成水稻群體的關鍵時期，適宜的分蘗數(shù)與最終有效穗數(shù)關系更為密切，對產(chǎn)量的貢獻也較大［23］。本研究表明，A1B2處理的水稻分蘗強度強于其他處理，說明A1B2處理更有利于促進分蘗的早生快發(fā)，形成良好的群體結構，增加有效分蘗，進一步表明A1B2處理的育秧基質(zhì)與營養(yǎng)土配比為最佳配比。

水稻各生育期的葉面積指數(shù)與產(chǎn)量密切相關［24-25］。在本研究中，各處理的水稻葉面積指數(shù)呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在孕穗期的增幅最大，在抽穗期達到最大值，在乳熟期呈現(xiàn)下降趨勢。原因在于剛栽插完，秧苗葉面積較??；進入分蘗期后，葉片增多，葉面積指數(shù)逐漸增大；水稻進入生殖生長期后，為使葉片最大程度地進行光合作用，積累干物質(zhì)，因此葉面積指數(shù)顯著增大；進入乳熟期后，葉片萎縮變黃，因此葉面積指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢。在本試驗中，A1B2處理的水稻葉面積指數(shù)最大，產(chǎn)量最高，說明在一定的范圍之內(nèi)提高葉面積指數(shù)有利于群體獲得高產(chǎn)，這與張林青［26］的研究結果一致，也進一步表明A1B2處理是最佳處理。