屈成 杨漫 吴旺嫔 刘芬 王悦 陈光辉,2*
(1湖南农业大学农学院,长沙410128;2南方粮油作物协同创新中心,长沙410128;第一作者:1051367954@qq.com;*通讯作者:cgh68@163.com)
随着我国社会经济的发展,农村劳动力大量转移,农村劳动力短缺问题日渐突出。传统水稻种植方式已不能适应社会经济发展的需求,迫切需要发展以机插为主的水稻机械化种植技术,以提高稻作效益和稳定水稻种植面积[1]。机插秧技术优势主要体现在提高生产效率、节省劳作时间、降低劳作强度、降低生产成本上,但与人工栽插相比,两者在秧苗素质、生长发育、分蘖动态及产量形成上又有许多不同,并且有其自身独特的规律。
育秧是水稻机插秧中最为重要的环节。目前,水稻机插秧生产实践中主要存在秧苗素质差、秧龄弹性小、机插质量低、漏秧、缺秧等问题[2-3]。研究者从用种量、育秧方式、肥料运筹等方面做了大量研究[4-5]。贾现文等[6]研究表明,机插秧要求秧苗成毯性高,理想苗高在12~18 cm之间,秧龄15~20 d。秧苗太矮机插容易产生漏丛缺丛现象,效果不理想,太高则机插时伤秧严重,影响秧苗返青。赵红等[7]研究发现,多效唑有矮化壮秧的效果。闫凯莉等[8]研究认为,使用15%多效唑可湿性粉剂对促进和抑制分蘖的效果明显,同时,适宜浓度的多效唑能够提高实粒数、结实率、千粒重和实际产量。周永进等[9]研究表明,烯效唑能够控制秧苗素质,降低漏秧率,缩短返青期,且能增加有效穗数、穗粒数和结实率。本试验以中早39和陆两优996为材料,研究了不同育苗技术对水稻机插秧苗素质和分蘖动态的影响,旨在为水稻机插培育壮秧和高产栽培提供理论依据。
以常规稻中早39和杂交稻陆两优996为材料,种子均由湖南农业大学水稻研究所提供。所用植物生长调节剂多效唑和烯效唑系由江苏七洲绿色化工股份有限公司生产,有效成分分别为15%可湿性粉剂和5%可湿性粉剂,均易溶于水。育秧基质采用湖南省湘晖农业技术开发有限公司生产的水稻育秧专用基质。
采用裂区试验设计,以品种为主区,育秧技术为副区。育秧技术设3个水平:T1,播前用130 mg/L烯效唑在37℃条件下浸种 24 h;T2,用37℃清水浸种24 h,在播种前(3月15日前)用120 mg/L多效唑喷施种子;T3,分别在1叶1心(3月 27日)和 2叶 1心(4月2日)时叶面喷浓度为225 mg/L的多效唑1次。每个处理3次重复。
试验于2017年在湖南省浏阳市沿溪镇花园村河东农场进行,采用规格为58.0 cm×22.0 cm×2.5 cm(长×宽×高)的软盘半旱式育秧。播种时要一次性完成基质铺底、播种、洒水、盖基等工序。播种要求均匀,中早39每盘播140 g种子,陆两优996每盘播75 g种子,每个处理10盘,每个小区面积140 m2。采用久保田SPU-68C乘坐式插秧机在4月15日进行大田机插,插秧规格25 cm×14 cm,取秧量为11。采用干湿交替灌溉方式进行水分管理,收获前1个星期排干水分,全生育期控制病虫害,其他管理同高产大田。
表1 不同处理对机插秧苗素质的影响
表2 不同处理对机插质量的影响
1.3.1 秧苗素质
于移栽前调查每个品种各处理的秧苗素质水平。取样面积为10 cm×10 cm,从中选取有代表性秧苗50株,测定苗高、叶龄、茎基宽、白根数、百株鲜质量、成秧率(成秧率=正常幼苗数/供试种子数×100%)等,3次重复。
1.3.2 机插质量
于移栽后第5 d各品种每处理随机选取3个观测区,测定5 m2的伤秧数、漂秧数、基本苗数等;测定10 m2的漏插数、全漂数、翻倒数等,计算漏插率、漂秧率、翻倒率、伤秧率和勾秧率。伤秧率=伤秧株数/总株数×100%;漏插率、漂秧率、翻倒率和勾秧率=漏插(漂秧、翻倒、勾秧)丛数×100%。
1.3.3 群体分蘖动态
从移栽后的第3 d直至茎蘖数稳定,定时定点记载茎蘖消长动态,各小区连续调查10丛,每隔3 d调查1次。
1.3.4 关键生育期
调查记载各处理的播种期、移栽期、返青期、始穗期、齐穗期、成熟期。
1.3.5 产量
成熟期每小区调查连续40丛的有效穗数,重复3次,以平均数作为单丛有效穗数,然后每小区按平均有效穗数取样5丛,带回实验室考察每穗粒数、结实率和千粒重。各小区分收分晒,计算实际产量。
数据用Excel 2010进行整理,运用SPSS12.0软件进行方差分析和显著性检验,采用GraphPad Prism 5.0绘图。
由表1可知,不同处理间秧苗素质存在显著差异,总体上以T1处理秧苗素质最好,T3优于T2处理。不同品种秧苗素质也存在明显差异,陆两优996各项指标的平均值均高于中早39;同一品种不同调控方式间T1处理的叶龄、茎基宽和百株鲜质量均显著优于T2和T3处理,T2处理的苗高、白根数和成秧率显著优于T1和T3处理。
由表2可知,机插质量以T1处理表现较好,漏插率、漂秧率、翻倒率、伤秧率和勾秧率中早39分别为1.33%、0%、1.33%、9.16%和7.48%,陆两优 996分别为2.13%、1.49%、1.33%、10.45%和7.33%,均显著低于T2和T3处理;中早39每丛最高苗数T1处理为7.67个,陆两优996为6.33个,显著高于T2和T3处理。中早39的漏插率、漂秧率、翻倒率和勾秧率的平均值低于陆两优996,每丛最高苗数多于陆两优996。
从表3可见,不同处理对2个品种的播种期、移栽期和返青期无明显影响,但始穗期至成熟期T1处理比T2处理缩短2 d,比T3处理缩短1 d。中早39和陆两优996从播种期至始穗日期一致,从齐穗期开始到成熟期中早39比陆两优996生育期延长2~3 d。进一步分析发现,T2和T3处理生育期延长主要是由于返青期到始穗期的天数明显增加,陆两优996生育期缩短则主要是由于从始穗期到齐穗期的天数减少所致。
表3 不同处理对机插水稻生育期的影响
表4 不同处理对机插水稻干物质积累的影响 (g/m2)
表5 不同处理对机插水稻产量及产量构成的影响
图1 不同育秧技术对机插秧茎蘖动态的影响
从图1可以看出,2个品种茎蘖动态基本相似,都表现分蘖数量随着时间的推进先增加后减少,在移栽后30 d时达到最大值约为14个。但2个品种的茎蘖消长趋势不同,中早39在移栽后3~15 d的分蘖速度较快,陆两优996在移栽后15~30 d的分蘖速度较快。不同育苗技术对茎蘖发生影响显著,T1处理能提高分蘖数,且随着时间延长提高效果明显,每株最高能提高1.2 个分蘖数。
从表4可以看出,中早39和陆两优996在孕穗期、齐穗期、齐穗期后15 d及成熟期干物质积累量均以T1处理最大,T3处理次之,且随着生育期的推进各处理间的干物质积累量相差越大,2个品种到成熟期T1处理干物质积累量分别比T3和T2处理高3.0%~8.0%和 16.0%~23.0%。中早 39 在各时期干物质积累量均低于陆两优996,不同调控处理对中早39的影响更大。
由表5可知,不同处理显著影响中早39和陆两优996产量及产量构成,2个品种变化趋势一致;T1处理的理论产量和实际产量均显著高于T2和T3处理,实际产量分别比T2和T3处理高9.5%和16.5%;中早39的理论产量和实际产量均低于陆两优996。进一步分析发现,T1处理在中早39上的增产效果比在两优996上更明显。
从产量构成因素来看,对千粒重的影响不同处理之间差异不显著,但T1处理能显著增加有效穗数、每穗粒数和结实率;相比中早39,陆两优996的有效穗数和千粒重明显增加,具有产量优势;相比T2处理,T1处理显著增加了中早39的有效穗数和结实率,显著增加了陆两优996的有效穗数和每穗粒数。
烯效唑和多效唑常以浸种包衣、叶面喷施、灌根等方式广泛应用于延缓水稻生长发育,通过抑制植株体内赤霉素的生物合成从而降低植株生长素的含量,进而达到矮化壮秧、提高机插质量的效果[10]。但烯效唑和多效唑施用次数过多,施用时间及浓度不合理等,会造成秧苗生长停滞或死亡。姚雄等[11]研究表明,100 mg/L多效唑浸种及在2叶1心期喷施250 mg/L多效唑会提高超秧龄秧苗素质,降低机插漏丛率。王斌等[12]研究表明,1叶1心期叶面喷施烯效唑可以提高秧苗发根力及提高机插质量,并随喷施浓度增加作用更显著。本试验结果表明,经过烯效唑、多效唑处理,参试品种的叶龄为 3.0~3.8 叶,株高为 12~16 cm,根系盘结成块,适合机插中小苗标准[13]。本研究还表明,相比T2和T3处理,T1处理在提高叶龄、茎基宽及百株鲜质量方面作用更为明显,进而能更好的降低漏插率、勾秧率和伤秧率,提高机插质量,这可能与烯效唑的生物活性比多效唑高有关。据研究表明,烯效唑的生物活性约是多效唑的10倍[14]。
不同育苗技术对水稻生育期及产量的影响,前人已有较多研究,秧龄大于24 d烯效唑和多效唑处理能提高秧龄弹性,提高秧苗素质和产量,解决茬口问题,而秧龄小于12 d烯效唑和多效唑处理将导致减产,对12~24 d秧龄烯效唑和多效唑的作用尚存在争议。龙瑞平等[15]认为,在相同秧龄条件下,多效唑处理间产量差异不显著。唐小洁等[16]研究认为,多效唑和烯效唑处理后结实率和千粒重高于对照,但由于实粒数明显降低而没有达到增产优势。而刘芬等[17-18]认为,烯效唑浸种或1叶1心喷施200 mg/kg多效唑能缩短生育期且提高产量,有利于水稻机械化栽培。本研究结果表明,不同育苗技术对中早39和陆两优996的产量影响基本一致,均表现为T1处理产量最高,究其原因可能是T1处理提高了秧苗素质,降低了漏插率和漂秧率,提高了基本苗数和分蘖数,有利于形成穗大粒多、株型适中的高产群体。本研究还发现,不同育苗技术对不同水稻品种的敏感性差异不同,陆两优996在T1处理下对茎基宽和成秧率等重要指标影响不大,因而增产作用较小,中早39在T1处理下分蘖前期茎蘖数发生速度更快,干物质积累量也明显增加,并且增加了有效穗数和结实率,增产更明显。