不同播期和大棚育苗微环境对单季粳稻秧苗素质的影响

张美玲　陈龙　陈洪利　辛明月　徐静　于文颖

摘要：以晚熟水稻品種盐丰47为研究对象，于2015年在辽宁省盘锦市进行了分期播种试验，分析了不同播期和大棚育苗微环境对单季粳稻秧苗素质的影响。结果表明，随着播种期推迟，粳稻秧苗生育期逐渐缩短，生育进程加快，主要体现在播种至出苗期和出苗至1.5叶龄期。粳稻秧苗生长速率与积温、日照时间呈极显著负相关，与日平均气温和日平均相对湿度相关性不显著。不同播期对粳稻秧苗的最终株高影响不大。1.5叶龄至2.5叶龄期，粳稻秧苗主要发展根系，2.5叶龄至3.5叶龄期主要集中在地上部干物质的累积，且播期晚的秧苗根系生长健壮。粳稻秧苗株高、干物质、根冠比与日平均气温、积温、日照时间、日平均相对湿度均无显著相关性。结合本地生产实际，确定晚熟粳稻适宜播种期在4月18日前后。

关键词：单季粳稻;分期播种;微环境;秧苗素质

中图分类号：S511         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）22-0023-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.22.005           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of different sowing date and greenhouse seedling microenvironment on

seedling quality of single season japonica rice

ZHANG Mei-ling1，CHEN Long2，CHEN Hong-li2，XIN Ming-yue2，XU Jing3，YU Wen-ying4

（1.Panjin Dawa Meteorological Bureau，Panjin 124200，Liaoning，China;2.Panjin Meteorological Bureau，Panjin 124010，Liaoning，China;

3.Panshan County Meteorological Bureau，Panjin 124100，Liaoning，China;

4.Shenyang Institute of Atmospheric Environment，China Meteorological Administration，Shenyang 110166，China）

Abstract： Based on the late rice variety Yanfeng 47 as the research object， the experiment of sowing by stages was carried out in Panjin city in 2015. The effects of different sowing date and greenhouse seedling microenvironment on seedling quality of single season japonica rice were analyzed. The results showed that with the delay of sowing date， the growth period of japonica rice seedlings was shortened and the growth process was accelerated， which was mainly embodied in sowing-seedling stage and emergence-1.5 leaf age. The growth rate of japonica rice seedlings was significantly negatively correlated with accumulated temperature and sunshine time， and was not significantly correlated with daily mean temperature and daily average relative humidity. The different sowing date had little influence on the final plant height of japonica rice seedlings. At 1.5-leaf-age to 2.5-leaf stage， japonica rice seedlings mainly developed root system， but it mainly concentrated on the accumulation of dry matter in the ground at 2.5-leaf to 3.5-leaf-age period， and the root system of the seedling with late sowing date was strong. There were no significant correlations between rice seedling height， dry matter， root-shoot ratio， daily average temperature， accumulative temperature， sunshine time and daily mean relative humidity. Combining with local production practice， the suitable sowing date of late maturing japonica rice was determined around April 18.

Key words： the single season japonica rice; seedling by stages; micrometeorology; seedling quality

水稻秧苗的生长受到育秧环境、气候条件和品种等多方面的影响，研究其影响因素对培育高品质秧苗以及田间或温室大棚育秧管理有着重要意义。国内学者的研究主要集中在不同基质[1，2]、施用外源物质（氮素、肥、生物炭）[3-5]及气孔调节[6]等方面对水稻秧苗素质的影响，从气候（光照、光强及根系温度等）对水稻秧苗素质的影响也做了一些研究，如吴丹[7]研究了LED光源光谱能量分布、播量及根系温度对水稻秧苗的影响;刘宇倩[8]分析了调控光谱与光照时间对水稻秧苗素质的影响;马旭等[9]研究了不同光质与光照度对水稻秧苗素质的影响。对于温室大棚水稻育秧的研究，多集中在育秧技术和棚内气候指标等方面[10]，而针对不同棚内微环境特征对秧苗素质的影响以及它们之间的关系研究相对较少。

盘锦市是辽宁省单季粳稻主产区，其粳稻种植面积近10万hm2，年产量93.7万t，是辽宁省商品粮和优质米出口基地之一[11]。水稻育秧是水稻全程机械化的重要环节，其质量优劣直接影响插秧后的秧苗长势、抗病能力及产量[12，13]，而温室大棚育秧能够适当控制秧苗的生长，成苗快，成活率高，比田间苗床育秧更易调控[14]。随着全球气候变暖，异常低温天气频繁发生，水稻育苗期间出现低温、寒潮、倒春寒天气会对培育壮秧造成严重影响，主要表现在出苗慢，秧苗素质下降，青枯病和立枯病发生严重等方面，导致成苗率低[15，16]。分期播种法在自然气候环境条件下定量分析温度等条件的影响，结果实用，研究成本低[17]。本研究在满足水稻正常生长的温光条件下设置合理的播期，通过分期播种试验，研究了不同播期和大棚育苗微环境对单季粳稻秧苗素质的影响，旨在为东北地区单季粳稻适宜播种期、適宜气候条件的选择及合理种植提供科学依据。

1  材料与方法

1.1  研究区概况

盘锦市位于辽宁省西部，是辽宁省水稻主产区之一。该区属温带大陆性半湿润季风气候区，年平均气温9.5 ℃，年降水量655.2 mm，年日照时间为2 648.8 h，无霜期190 d。4月平均气温10.3 ℃，极端最低气温-7.3 ℃，极端最高气温26.5 ℃，月降水量33.9 mm，月日照时间为245.5 h;5月平均气温17.0 ℃，极端最低气温2.8 ℃，极端最高气温30.7 ℃，月降水量54.1 mm，月日照时间258.2 h（资料来自1981—2010年大洼县国家基本气象站）。该地水稻的主栽品种为盐丰47。

1.2  试验观测与数据处理

试验区选在辽宁省盐碱地利用研究所（盘锦市东经122.07°，北纬41.12°）玻璃温室内进行。试验于2015年观测。供试水稻品种为盐丰47，属晚熟品种。设置3期播种（分别是S1、S2、S3），播种期间隔5～6 d，分别为4月13、18、24日，S2播期处于当地常年播期范围内。观测水稻播种期、出苗期、1.5叶龄期、2.5叶龄期、3.5叶龄期出现的日期（普遍期）、生物量等。水稻发育期观测方法按《农业气象观测规范（上）》进行[18]。

棚内小气候观测仪器是锦州阳光气象科技有限公司生产的PC-4型便携式小气候自动观测站，设在日光温室内的中间位置，传感器离地面1.5 m，观测要素有气温、湿度、地温。每10 min采集1次数据，传输方式为本地存储和无线存储。利用24 h数据计算日平均气温、日平均相对湿度。分生育期计算积温。日照数据来源于大洼县国家基本气象站。

采用Excel 2003及SPSS 12.0.1软件分析处理数据。

2  结果与分析

2.1  不同播期粳稻育苗棚内小气候对比分析

2.1.1  日平均气温  粳稻秧苗随着平均气温升高，生育期天数缩短，生长速率加快。从图1可以看出，播种到出苗期，S1、S2和S3 3个播期的日平均气温S3>S2>S1，与S1处理相比，S2处理升高1.3 ℃，S3处理升高2.9 ℃，生育期分别缩短了2、3 d。出苗至1.5叶龄期，S1、S2和S3处理的日平均气温S1>S2>S3，此阶段由于粳稻秧苗在1.5叶龄左右通风造成育苗棚内气温下降，生产管理影响了气温与生长速率的关系。3个播期1.5叶龄至2.5叶龄期和2.5叶龄至3.5叶龄期的日平均气温均相差小，生育时间基本一致。

2.1.2  积温  积温是影响粳稻生长发育的重要因子。不同播期，粳稻秧苗所需的积温不同，就整个苗期而言，其中S1处理最大，为681.1 ℃，比S2处理多37.9 ℃，比S3处理多121.9 ℃。随着播期推迟，播种至出苗期和出苗至1.5叶龄期所需积温分别逐渐减小，而1.5叶龄至2.5叶龄期和2.5叶龄至3.5叶龄期所需积温逐渐增加。S1和S2处理均是出苗至1.5叶龄期所需积温最多，占整个苗期积温的37.2%～41.1%;晚播种的S3处理，播种至出苗期和出苗至1.5叶龄期所需积温相当，两者占整个苗期积温的55.6%（图2）。

2.1.3  日平均相对湿度  低温、阴雨、光照不足是诱发水稻青枯病的重要条件，因此湿度也是影响水稻秧苗生长发育的重要因子。图3表明，不同播期，粳稻秧苗均在播种至出苗期日平均相对湿度最大，在73.8%～79.9%，其他3个阶段日平均相对湿度小且相差小，在59.9%～66.3%。3个播期各发育期日最小相对湿度在26.1%～42.4%。播种至出苗期和1.5叶龄至2.5叶龄期日平均相对湿度S2最大，S1次之，S3最小;出苗至1.5叶龄期和2.5叶龄至3.5叶龄期日平均相对湿度S1最大，S2次之，S3最小。

2.1.4  日照时间  日照时间影响植物的光合作用，直接决定植物的生长发育[19]。从图4可以看出，不同播期，粳稻秧苗期总日照时间不同，与积温一致，其中S1处理最大，为358.6 h，比S2处理多28.9 h，比S3处理多58.4 h。随着播期推迟，出苗至1.5葉龄期日照时间分别逐渐减小，减小的幅度较大，为27.0～57.2 h;而1.5叶龄至2.5叶龄期和2.5叶龄至3.5叶龄期日照时间分别逐渐增加，增加的幅度小，为4.7～10.6 h。4个不同播期中，S1和S2处理均在出苗至1.5叶龄期日照时间最多，占整个苗期日照时间的38.6%～42.9%;晚播种的S3处理，播种至出苗期日照时间最多，与其他3个时期相差不大。

2.2  不同播期对粳稻秧苗素质的影响

2.2.1  生育进程  对不同播期的水稻播种至出苗期、出苗至1.5叶龄期、1.5叶龄至2.5叶龄期和2.5叶龄至3.5叶龄期4个生长发育阶段进行了分析（表1）。随着播期的推迟，水稻秧苗期的生育进程也相应顺延，水稻秧苗期全生育天数缩短。随着播期的推迟，播种至出苗期和出苗至1.5叶龄期时间均呈明显减少趋势，1.5叶龄至2.5叶龄期和2.5叶龄至3.5叶龄期时间变化幅度小或基本一致。全生育期时间的缩短主要体现在出苗期至1.5叶龄期，缩短2～4 d，其次在播种至出苗期，缩短2～3 d，充分表明在同一品种，相同栽培模式条件下，不同气象条件对水稻秧苗期影响最大的是出苗至1.5叶龄期。

2.2.2  株高  不同播期粳稻秧苗的株高均随生育进程呈逐渐增加的趋势（图5）。由图5可知，1.5叶龄至2.5叶龄期，S1处理株高11.6 cm，比S2处理株高高0.3 cm，比S3处理高1.9 cm。2.5叶龄至3.5叶龄期，3个播期的株高基本一致，约14.6 cm。不同播期中，S3处理株高增长的幅度最大，为4.8 cm;其次为S1和S2处理，均为3.3 cm。

2.2.3  根数和根长  从表2可以看出，S1和S3处理粳稻秧苗根数从1.5叶龄至2.5叶龄期到2.5叶龄至3.5叶龄期增长幅度基本一致，增多2.1～2.2条，而S2处理粳稻秧苗根数增幅比前两者小，增多1.6条。播期越早，粳稻秧苗的根数越多，2.5叶龄至3.5叶龄期秧苗根数变化大小顺序为S1处理（9.5条）>S2处理（9.0条）>S3处理（8.2条）。播期越晚，粳稻秧苗根长越长，2.5叶龄至3.5叶龄期秧苗根长大小顺序为S3处理（5.8 cm）>S2处理（5.7 cm）>S1处理（5.3 cm）。

2.2.4  根冠比  根冠比是反映根系与地上部分生长协调性的重要指标。表3表明，随着水稻秧苗生长发育，根冠比逐渐减小。1.5叶龄至2.5叶龄期，水稻秧苗根冠比大于1或接近于1，即地下部干重大于地上部干重，说明水稻秧苗在此阶段主要发展根系。2.5叶龄至3.5叶龄期，地上部干重的比例增大，水稻秧苗根冠比小于1，此阶段主要集中在地上部干物质的累积。播期晚的水稻秧苗根冠比大于播期早的，说明播期晚的秧苗根系生长健壮。

2.2.5  干物质积累  干物质的积累与分配是水稻产量形成的物质基础[20]。从图6可以看出，不同播期粳稻秧苗的总干物质积累量均随生育进程呈逐渐增加的趋势。干物质积累集中在1.5叶龄至2.5叶龄期，占整个苗期干物质总量的80%左右。不同播期中，S2的干物质累积速率最大，其次是S3，S1最小（某一生育期干物质积累速率=干物质总量/所需天数）。

2.3  水稻秧苗素质对棚内微环境的响应

相关分析表明（表4），粳稻秧苗生长速率与积温呈极显著负相关，线性方程为Y=-0.94x+318.594（R2=0.884，P<0.01）;与日照时间也呈极显著负相关，线性方程为Y=-0.87x+167.393（R2=0.756，P<0.01）;与日平均气温和日平均相对湿度的相关性不显著。粳稻秧苗株高、根数、干物质、根冠比与日平均气温、积温、日照时间、日平均相对湿度的相关性均不显著。

3  结论与讨论

3.1  不同播期水稻育苗棚内小气候对比分析

播种到出苗期，日平均气温S3>S2>S1，与S1处理的相比，S2处理升高1.3 ℃，S3处理升高2.9 ℃，生育期分别缩短了2、3 d。出苗至1.5叶龄期，日平均气温S1>S2>S3。1.5叶龄至2.5叶龄期和2.5叶龄至3.5叶龄期3个播期的平均气温均相差小。不同播期，粳稻秧苗所需的积温不同，积温大小顺序为S1>S2>S3。S1和S2处理均是出苗至1.5叶龄期所需积温最多，晚播种的S3处理，播种至出苗期和出苗至1.5叶龄期所需积温相当。分期播种，粳稻秧苗整个秧苗期日平均相对湿度变化不大，在59.9%～79.9%。不同播期，粳稻秧苗期总日照时间不同，变化规律与积温大体一致。

3.2  不同播期对粳稻秧苗素质的影响

随着播种期推迟，粳稻秧苗生育期逐渐缩短，生育进程加快，主要体现在播种至出苗期和出苗至1.5叶龄期。李秀芬等[21]、艾磊[22]分析结果表明，随播期推迟，粳稻全生育期逐渐减小，主要体现在营养生长阶段（播种至拔节期）。不同播期对粳稻秧苗的最终株高影响不大。1.5叶龄至2.5叶龄期，粳稻秧苗主要发展根系，而到了2.5叶龄至3.5叶龄期，主要集中在地上部干物质的累积，播期晚的秧苗根系生长健壮。

3.3  粳稻秧苗素质对棚内微环境的响应

赵敏等[14]研究了秧苗叶面积、干物质与温度、光强呈显著正相关，与最小相对湿度呈显著负相关。本研究结果与其不同，粳稻秧苗生长速率与积温、日照时间呈极显著负相关，与日平均气温和日平均相对湿度相关性不显著。粳稻秧苗素质其他几项指标与日平均气温、积温、日照时间、日平均相对湿度均无显著相关。由于样本太小导致相关分析效果不理想，今后应对秧苗素质与微环境的关系做更进一步研究。

3.4  粳稻适宜播种期的确定

在盘锦市，确定粳稻适宜播种期主要考虑的是播种时候日平均气温稳定通过5 ℃、播种出苗期不易遇到倒春寒，保证从播种到移栽水稻秧苗秧龄达到35 d（常年水稻移栽期5月25日左右）以及秧苗素質高等方面。综上考虑，本试验结果表明，晚熟粳稻适宜播种期在4月18日前后，所需积温适宜范围620～650 ℃，光照时数适宜范围310～330 h。

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