稻草基质育秧不同有机肥处理对水稻秧苗生长的影响

朱 宁，谭雪明，李木英，潘晓华，石庆华

(作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室/江西农业大学双季稻现代化生产协同创新中心，江西 南昌 330045)

机插秧质量是水稻机械化生产成败的关键，机插秧质量不佳是导致栽后秧苗缓苗期长[1]、易造成穗数不足而减产[2]的重要原因，实现水稻机插育秧技术规范化、标准化是培育机插壮秧、提高机插质量的关键措施。当前我国水稻机插育秧主要利用农田优质表土、原地或异地集中育秧。农田优质表土育秧有利于培育机插壮秧，但其质量大，不便运输和规范化作业，且年复一年取土育秧，表土耗量大，对农田土壤耕层造成严重破坏[3-4]。为了最大程度地减少机插稻育秧取土对农田表土层的破坏，同时达到机插稻育秧技术的规范化、标准化，利用代土基质育秧将成为首选[5-6]。以稻草作为主要原料的水稻育秧基质，既有效利用了水稻生产的废弃物稻草、节省了育秧成本，有利于基质标准化生产，又保护了农田表土层，轻便运输。稻草基质育秧试验效果良好[7-8]。为了培育更好的机插壮秧，稻草作为一种新型育秧基质的主要材质，仍有诸多需要探明地方。已有研究[9-10]表明，氮素是影响水稻生长最敏感的元素，不同施氮量对水稻秧苗素质和成秧率有不同的影响；基质配料和培肥量对水稻秧苗素质有明显影响[10-15]；有机肥可以提高土壤速效养分含量和土壤酶活性，有利农作物生长[16-17]，而有机肥用于水稻育秧基质培肥未见报道。由于制作有机肥的物料来源多样，其养分含量、物理性状和肥效可能存在差异，为了明确不同有机肥的育秧效果，有必要探讨不同类型、不同用量的有机肥对水稻秧苗生长影响，旨在为确定不同类型有机肥培肥水稻育秧基质的效果，并为适宜用量提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年7月在江西农业大学科技园进行。育秧所用基质为自行研制的稻草基质，速效氮1.565 6 g/kg，全氮8.135 3 g/kg。基质选用有机肥，鸡粪有机肥(JF)为高安宝迪生态农业科技有限公司，其养分为全氮2.34%、速效氮2.25%、磷(P2O5)1.30%、钾(K2O)2.35%；猪粪有机肥(ZF)为江西怡农生物科技有限公司生产，其养分为全氮2.24%、速效氮0.36%、磷(P2O5)0.76%、钾(K2O)0.87%；垃圾有机肥(LJ)为万年生活垃圾处理厂生产，其养分为全氮2.12%、速效氮1.11%、磷(P2O5)1.11%、钾(K2O)1.57%；化肥为市售三元复合肥，氮、磷(P2O5)、钾(K2O)含量均为15%。供试品种为中嘉早17。7寸塑盘(58 cm×23 cm×2.5 cm)育秧。

1.2 试验处理

由于有机肥养分含量不尽一致，本试验只考虑对水稻秧苗生长影响较大的氮素养分含量。按照有机肥速效氮计算基质有机肥用量，速效氮用量设3个施氮水平，分别为100 L基质施用速效氮15，45，75 g，以不加任何肥料的处理(CK1)和每100 L基质加300 g三元复合肥(100 g肥料含纯氮15 g、五氮化二磷15 g、氧化钾15 g；CK2)为对照，每个处理3次重复。试验处理的肥料用量见表1。

表1 基质处理肥料用量

1.3 育秧管理

播种前基质充分堆沤发酵以及与肥料溶融，基质装盘后用千分之一的敌克松药液均匀地喷洒于秧盘至基质润透无积水。每盘播种干谷70 g，各处理重复3盘，播后覆土盖种，覆土厚度0.5～1 cm，以盖没种子为宜。播种后畦面上水至基质吸透水，此后旱地育秧管理方式。

1.4 测定内容与方法

每处理每盘选取具有代表性的10 cm×10 cm的小块秧苗调查出苗率。各处理每盘定株具有代表性的秧苗10株，定株记载秧苗苗高和出叶。3叶期左右即播种后16 d秧苗素质考察，每处理重复3次。选取10 cm×10 cm秧块计数，测定其苗高、假茎宽(距发根处0.5 cm处的茎宽)、叶龄和单株根数。选取具代表性的100株秧苗烘干，测定其干物质质量。根冠比=根干质量/茎叶干质量；秧苗充实度=茎叶干质量/苗高；壮苗指数=(假茎宽/苗高)×茎叶质量。根系盘结力(单苗拔离秧盘承受的力)按周青等[18]方法测定。发根力(发根数×平均发根长)按张胜[19]方法测定，发根力为新发根总长，发根数×平均发根长。叶绿素含量采用丙酮-乙醇提取法测定，根系活力用ɑ-萘胺法测定，可溶性糖和淀粉含量用硫酸蒽酮法测定[20]。植株全氮含量采用FOSS全自动定氮仪测定。

1.5 数据分析

数据用Excel、DPS软件进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 稻草基质不同有机肥处理对秧苗生长的影响

2.1.1 对秧苗苗高生长的影响 由表2可见，同等氮素用量、不同有机肥处理的育秧基质所育秧苗的苗高差异显著。播种后的7 d内，ZF处理苗高大于JF和LJ处理，10 d之后LJ处理秧苗的苗高与ZF肥处理差距逐渐减小，JF处理秧苗苗高最小。同种有机肥不同用量处理的苗高，一般为氮肥用量多的处理苗高大于用量少的处理。移栽前苗高，LJ 3个用量处理差异未达显著；JF和ZF的氮素用量处理2、3间的差异都不显著，显著高于氮素用量处理1。CK2苗高显著高于CK1；JF1处理与CK1差异不显著，JF2处理JF3处理显著低于CK2而显著高于CK1；ZF和LJ各用量处理的苗高都显著高于CK1，与CK2差异不显著。

2.1.2 对秧苗出叶的影响 由表3可见，各有机肥不同用量处理的出叶，随着培肥量的增加出叶数增多；不同有机肥的平均出叶差异小，LJ处理的出叶稍快于ZF和JF处理。播后4 d，不同有机肥的平均出叶数JF和LJ处理高于ZF处理；各有机肥氮素用量处理3(0.75 g/L)和CK2的叶片数显著多于用量处理2(0.45 g/L和处理1(0.15 g/L)，处理2与处理1之间差异不显著。播后7 d，JF处理平均出叶最少，ZF和LJ处理间差异较小；不同有机肥氮素用量处理，ZF3和LJ3处理出叶最多，但是与ZF2和LJ各处理、及对照处理间差异不显著；除ZF3和LJ3处理之外，处理间差异也不显著。播后10 d，ZF和LJ处理的平均出叶数多于JF处理；各不同用量处理的出叶数，除JF2和JF3差异不显著，其它各有机肥不同用量处理间差异显著。播后13 d，各处理差异总的趋势与播后10 d处理间的差异基本一致。播后16 d，各有机肥处理平均出叶数由大到小依次为LJ、ZF和JF；各有机肥不同用量间差异，JF与之前一致，ZF和LJ不同用量处理差异，用量处理2和处理3与处理1差异达显著，各处理与氮素用量处理2和处理3差异不显著，除ZF和LJ用量处理3外，其它处理与CK差异不显著。

表2 稻草基质不同有机肥处理对秧苗苗高生长的影响

表3 稻草基质不同有机肥处理对秧苗出叶数的影响

2.2 稻草基质不同有机肥处理对秧苗叶、根性状的影响

2.2.1 对秧苗叶片性状的影响 由表4可见，各处理叶长、宽和叶绿素含量基本随基质培肥用量的增加而增加；除二叶长，宽外不同有机肥处理的各叶性状平均值由大到小依次为LJ、ZF、JF处理。各处理间一叶长差异小，仅JF1和LJ3差异达显著，其它处理间差异不显著。二叶长以ZF3处理最大，与ZF1差异显著，ZF各氮素用量处理显著大于其它处理和对照；JF、LJ的不同用量处理以及对照的差异多未达显著。不同处理二叶宽的差异与二叶长的趋势基本一致。各有机肥处理的三叶长随培肥量的增加而增大，JF和ZF的氮素用量1处理的三叶长显著小于用量2和用量3，用量2和用量3处理的三叶长差异不显著，LJ各用量处理的三叶长差异不显著。各有机肥氮素用量处理3叶绿素含量最高，但不同用量处理间及CK2的差异未达显著；各处理叶绿素含量显著高于CK1。

表4 稻草基质不同有机肥处理对秧苗叶片性状的影响

2.2.2 对秧苗根系性状的影响 由表5 可见，不同有机肥处理的根系性状差异与地上部不尽一致，不同性状差异的规律性不明显。不同有机肥处理单株根数，平均值由大到小依次为LJ、JF、ZF；不同用量处理LJ3处理根数最多，与JF1、ZF1、ZF2、CK2差异显著，其余处理间差异不显著。最长根长，ZF平均最大，

表5 稻草基质不同有机肥处理对秧苗根系性状的影响

其次是LG平均，JF平均最小；ZF、LJ和JF2、JF3不同用量处理差异不显著，显著大于CK，JF1与CK根长最小。由此可见，基质有机肥培肥比化肥有利根系生长。根系盘结力，JF平均最大，其次是ZF平均，LG平均最小；不同有机肥用量差异均不显著,可见不同有机肥培肥的基质育秧对移栽秧苗的根系盘结力影响很小。根系氧化力，各有机肥处理JF平均最大，ZF平均和LG平均差异小；不同有机肥用量处理的根系氧化力随着肥料用量的增加而提高，以JF3和CK2根系氧化力最强，各处理间JF和ZF的用量处理1和处理3的根系活力差异达显著，其它处理间差异不显著；CK1的根系活力显著小于CK2。发根力试验表明，随着基质培肥量的增加根系发根力增强，总根长增加，3种有机肥以JF处理发根力最强；各有机肥氮素用量处理与CK1的发根力差异不显著，各有机肥氮素用量处理3与CK2差异不显著；相关分析表明，发根力与根系氧化力显著相关，相关系数为0.825 0，可见增加稻草基质培肥量提高根系氧化力，有利移栽后新根发生。

2.3 稻草基质不同有机肥处理对秧苗素质的影响

由表6可见，不同有机肥处理的单株总干质量，ZF平均最大，JF平均最小。不同氮素用量处理间单株干质量，JF3大于JF2和JF1；ZF不同用量处理随着用培氮量的增加而增加,ZF3显著高于ZF2和ZE1；LJ处理3个用量处理间差异不显著，各处理的单株干质量高于对照。单株茎叶干质量，ZF平均最大，其次是LJ平均，JF平均最小；茎叶干质量随不同培氮量增加而提高，JF和ZF的氮素用量处理3茎叶干质量显著大于用量处理2和用量处理1，LJ3显著高于LJ2和LJ1处理。不同有机肥处理根系干质量，ZF平均最大，其次是JF平均，LJ平均最小；根系干质量，除ZF各用量处理差异不显著，JF和LJ的低培氮量的处理1根系干质量最大，显著高于氮素用量处理2和用量处理3，说明氮素用量处理2和氮量处理3的根量多，活力也大(表5)。基质不同培氮量处理对根系和茎叶干质量的影响不尽相同，试验表明增加基质培氮量对促进地上部茎叶干质量积累的效果较明显，而减少基质培氮量多数处理的根系干质量不同程度的有所增加。从根冠比可见，随着基质培氮量的增加，根冠比值下降，但多数处理间差异不显著。表6 还表明，基质培氮量对秧苗假茎宽影响明显，LG平均最大，JF平均最小；不同培肥量试验表明，增加基质培氮量假茎宽增大，JF处理间差异不显著，LJ和ZF的氮素用量处理3显著大于用量处理1和用量处理2。基质不同培氮量处理的秧苗充实度均以处理3的值最大，处理间差异不显著。壮苗指数，基质培氮量处理1较大与其株高较小有关，尽管基质培氮量处理3的株高较大，但由于假茎宽和干质量也较大，其壮苗指数大于基质培氮量处理2和处理1。各处理间差异均未达显著，仅CK2显著小于JF1、ZF3、LJ3。试验表明供试LJ培肥的稻草基质，培育的稻苗素质相对较优。

表6 稻草基质不同有机肥处理对秧苗素质的影响

2.4 稻草基质不同有机肥处理对秧苗氮、糖含量的影响

表7表明，不同有机肥处理影响水稻秧苗氮、糖含量。总的趋势，植株全氮含量随着基质培肥量的增加，糖含量随着基质培肥量的增加而下降。不同有机肥处理秧苗含量表明，秧苗的植株含氮量以垃圾有机肥处理最高，其次是猪粪有机肥和化学复合肥，鸡粪有机肥最低；不同有机肥用量处理，JF3处理显著高于JF2和JF1，ZF3和ZF2处理显著高于ZF1，LG不同用量处理间差异不显著；可见水稻秧苗氮肥利用，与不同类型有机肥培肥的育秧基质有关。不同有机肥处理秧苗的可溶糖性、淀粉和总糖含量差异与植株氮含量趋势一致，LJ平均含量最高，其次是ZF平均，JF平均含量最低；基质不同氮素用量处理植株的可溶糖性、淀粉和总糖含量，呈现随基质培氮量增加糖含量下降；有机肥不同用量处理的可溶性糖含量差异，JF处理间不显著，ZF和LJ一般是氮素用量3处理显著小于用量处理1；淀粉和总糖含量，不同培氮量处理间差异不显著；LG各氮素用量处理的淀粉和总糖含量都显著大于JF和ZF各用量处理。LJ各处理糖氮比高于JF和ZF各处理；各有机肥不同培氮量处理间糖氮比差异不显著；各有机肥处理的总糖含量低于2个对照。表7表明，尽管多数处理间秧苗含水量差异不显著，但随着基质培氮量的增加，秧苗含水量提高趋势明显。

表7 稻草基质不同有机肥处理对秧苗氮、糖含量的影响

3 结论与讨论

本研究表明，不同有机肥施氮量培肥的稻草基质，其育秧效果存在一些差异。综合水稻秧苗各项指标，垃圾有机肥和猪粪有机肥培肥的稻草基质育秧，秧苗地上部性状优于鸡粪有机肥培肥基质的秧苗，秧苗生长较快，株高和叶龄较大；不同有机肥对根系生长的影响差异明显，垃圾有机肥和猪粪有机肥培肥的稻草基质育秧相比，猪粪有机肥处理和秧苗地下部根系性状优于垃圾有机肥处理，表现在其根长、根质量和根冠比较大；鸡粪有机肥处理的秧苗部分根系性状优于垃圾有机肥处理，鸡粪有机肥处理的根质量和根长虽不及猪粪有机肥处理，但鸡粪有机肥处理的秧苗根系氧化力明显高于其它处理，秧苗发根力与根系氧化力极显著正相关。鸡粪有机肥提高水稻秧苗根系氧化力可能与其富含钾、磷元素有关，朱冰心[13]研究结果，适宜增施钾肥，有利提高秧苗根系活力和水培发根数。从秧苗综合素质看来，有机肥培肥的基质育秧效果优于或等同于三元复合肥。本试验表明，100 L稻草基质培氮45～75 g育秧，秧苗素质多数指标差异不显著，但在此范围，除JF1处理的根系性状以及与株高关联的指标大于JF2、JF3外，秧苗总体上是随着培氮量增加，秧苗素质趋优，基质培氮用量0.75 g/L处理的叶、根的干物质量、假茎宽、秧苗充实度、壮苗指数均为最优；基质培氮量的增加，秧苗含水率提高的趋势明显，秧苗植株含量水率高，其生理活性高。因此100 L稻草基质的有机肥培氮量拟不低于75 g，但培氮量的上限还有待进一步试验探明。本试验不同有机肥培肥的稻草基质育秧，在有机肥氮含量同等施氮量条件下，鸡粪有机肥处理的秧苗生物量和植物株含氮量均低于猪粪、垃圾有机肥处理，垃圾有机肥和猪粪有机肥育秧苗效果优于鸡粪有机肥。有研究[21-22]认为，有机肥的养分矿化受多种因素的影响，矿化量变异性较大，本研究不同有机肥的育秧效果存在差异可能与有机肥源、有机肥生产技术条件等有一定关系；此外不同有机肥的的残留率存在差异也影响育秧效果[23-24]，周博等[24]对不同有机肥的碳、氮残留率进行比较，结果认为猪粪和牛粪的碳、氮残留量大于鸡粪，认为在等量施氮量和同等矿化条件下，猪粪和牛粪培肥效果要好于鸡粪。本试验供试的有机肥，相同的基质培氮量，鸡粪有机肥培肥的基质育秧效果不如猪粪和垃圾有机肥培肥的基质好，可能与此因素有关。

有机肥可作为稻草基质的培肥肥源，育秧效果优于化肥三元复合肥，稻草基质有机肥培肥用量，每100 L培氮量应不少于75 g纯氮。

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