不同育秧方式对水稻秧苗素质及产量的影响

李志翔，汤计超，吴朝晖，侯 韦，吴 山，卢碧林，3，4

（1.长江大学农学院，湖北 荆州 434025；2.襄阳市农业技术推广中心，湖北 襄阳 411000；3.湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，湖北 荆州 434023；4.涝渍灾害与湿地农业湖北省重点实验室，湖北 荆州 434023）

中国是水稻种植大国，水稻的种植面积达到0.28 亿～0.30 亿hm2［1］。近年来，随着农机化进程的推进，机械化插秧技术在全国范围内得到大量的推广［2-4］。对比于传统的人工栽插模式，机插秧具有生产成本低、劳动效率高、经济效益好的特点［5］，但也存在诸多问题。一方面，机械插秧对育秧技术具有一定的要求，需要秧苗植株健壮，根系盘结力适中，块状秧苗整齐易割［6］，但现阶段农民育苗多采用自配的营养土［7，8］，取土量大、加工程序复杂、劳动强度高，长期下去会造成农田土壤耕层破坏和取土难度加大［9］；另一方面，机插水稻移栽时根系易受到伤害，秧苗移栽后返青迟，生长缓慢，不利于水稻的产量［10］。针对问题，学者提出采用麻地膜能够促进秧苗根系生长和干物质量的积累，有利于秧苗综合素质提高，原因是麻地膜能改善土壤水热状况，利于盘根［11-13］。有学者利用基质代替自配营养土，减轻机械化作业负荷，保证秧苗期养分合理供应，提高秧苗的综合素质［14-16］。有研究表明，相比于不使用包衣剂和基质育苗，采用包衣剂配合半基质育苗的效果要好，能提高秧苗综合素质［17］。本研究以常规的人工栽插为对照，设置3 种不同育秧模式，探讨了不同育秧模式对秧苗素质和水稻产量的影响，旨在解决鄂中北稻麦轮作区水稻生产过程中水稻工厂化育秧环节存在的取土困难、秧苗素质不高、根系盘结及移栽后返青迟、生长缓慢等问题，促进区域水稻生产的发展。

1 材料与方法

1.1 供试材料

水稻品种为三系杂交中稻品种兆优6377，化控试剂为课题组复配的植物生长调节剂，主要成分为复硝酚钠，麻地膜由中国科学院亚热带农业生态研究所提供。

1.2 试验设计

试验于2019 年在两地进行，分别为位于湖北省襄阳市南漳县清河管理区（以下简称南漳）、襄阳市襄州区张家集镇现代农业园（以下简称襄州）。采用塑料硬盘育秧盘育秧，育秧盘规格为580 mm×280 mm×30 mm，每盘播干谷75 g，每处理24 盘。处理T1 为麻地膜+营养土育秧机插，播种前清水浸种，秧盘底部铺麻地膜，底土采用纯营养土装盘；处理T2为麻地膜+全基质化控育秧机插，播种前用药剂浸种，育苗盘底部铺麻地膜，底土采用纯基质装盘；处理T3 为麻地膜+配比基质育秧机插，播种前清水浸种，秧盘底部铺麻地膜，底土采用40% 基质+60% 营养土混合装盘；处理CK1 为对照1，采用营养土育秧机插，播种前用清水浸种，底土采用纯营养土装盘；处理CK2 为对照2，为传统模式水育秧人工栽插，采用普通水育秧模式。处理T1、T2、T3 和CK1采用插秧机（SPW-28C 型，久保田农业机械有限公司生产）移栽；CK2 采用人工移栽。人工栽插为二本移栽，机插为三本栽插，均为当地常规插秧方式。

大田试验采用随机区组设计，3 次重复，共15个小区，小区面积为90 m2，移栽行株距均为30 cm×16 cm。机插水稻的施肥方式为大田施氮量195 kg/hm2，其中基肥∶分蘖肥∶穗肥为6∶2∶2，基肥为碳铵+复合肥（按含氮量，碳铵20%、复合肥80%），分蘖肥为尿素，穗肥为复合肥，不额外补充磷钾肥；人工栽插模式的施肥方式为农民习惯施肥，大田施氮量195 kg/hm2，其中基肥∶分蘖肥为7∶3，基肥为复合肥，分蘖肥为尿素，不额外补充磷钾肥。所用复合肥规格为N∶P∶K=15∶15∶15，尿 素规格为N 46%、碳铵规格 为N 17.1%。基肥移栽时施入，分蘖肥移栽后1 周施入，穗肥在幼穗分化三期施入。

1.3 情况调查与数据测定

1）秧苗素质调查。在秧苗移栽前，每处理分别取生长一致的秧苗10 株测定最长根长、根数、苗高、倒数第二片全展叶的叶长和叶宽，每处理分别另取100 株测定百株干重，3 次重复。叶片的可溶性糖、可溶性蛋白质含量测定分别采用蒽酮硫酸法［18］和考马斯亮蓝（CBB）染色法［19，20］。

每处理从每个秧盘中切割出长10 cm、宽10 cm的秧苗块置于平面玻璃上，一端用夹板固定，另一端用夹板夹住后用弹簧秤缓慢钩拉，直至秧块断开，测得的最大拉力即为秧苗根系盘结力。

2）分蘖动态调查。返青后调查基本苗，分别在分蘖期、孕穗期、齐穗期以及成熟期调查水稻茎蘖数，选取具有代表性植株10 穴定点，计算其平均值作为该处理茎蘖数，3 次重复。

3）水稻叶片SPAD 值调查。利用叶绿素测定仪（502 plus 型，日本Konica Minolta 公司生产）测定SPAD 值，分别在分蘖期、孕穗期、齐穗期和成熟期进行，测定主茎倒数第1 片完全叶，取叶上1/3 处、中1/2 处和下1/3 处的数据平均作为该植株的SPAD 值。每处理5 次重复。

4）叶面积指数调查。在主要生育期，参考平均茎蘖数每处理各取5 穴植株，3 次重复。将获取的植株叶片用双面胶平黏在白色塑料板上，互相不重叠，拍照，采用ImageJ 软件分析叶面，计算叶面积指数。

5）干物质积累量调查。在主要生育期，参考平均茎蘖数每处理各取5 穴植株，将获取的植株按照茎鞘、叶、穗（齐穗期和成熟期）分开装袋，放烘箱105 ℃杀青30 min，80 ℃烘至恒重，称干重。

6）产量测定及考种。成熟期普查小区穗数，折算单位面积穗数。按照小区平均穗数每处理各取5穴考种，得到每穗粒数、结实率、千粒重。每小区取5 m2收割，去除杂质，晒干称重，折算成单位面积干谷重，计算产量。

1.4 数据分析

数据分析和制图采用计算机软件SPSS 17.0 和Origin 2019 处理，方差分析采用LSD 多重比较法。

2 结果与分析

2.1 不同育秧方式对秧苗素质的影响

不同育秧方式的水稻秧苗素质调查结果见表1。南漳、襄州两试点的水稻秧苗素质表现基本一致。CK1 的秧苗素质指标均低于其他3 种处理，其中百株干重、最长根长、苗高、根系盘结力、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量与其他3 种处理的差异达到了显著水平（P＜0.05）。T1 测定的所有秧苗素质指标均显著低于T2（P＜0.05），其百株干重、苗高、根系盘结力以及可溶性蛋白质含量均显著低于T3（P＜0.05）。T3 的最长根长、可溶性糖和可溶性蛋白质含量均显著低于T2（P＜0.05）。可见麻地膜+全基质化控育秧机插（T2）育秧的秧苗素质最高，麻地膜+配比基质育秧机插（T3）次之。

2.2 不同育秧方式对水稻茎蘖数的影响

不同育秧方式的水稻茎蘖动态调查结果见图1。由图1 可知，水稻前期的分蘖速度以及最高苗数CK1、T3 优于T2，T1 优于CK2，且处理间差异达到了显著水平。CK1、T3 的最高苗数比CK2 分别高27% 和25%，达到显著水平。T2、T1 的最高苗数比CK2 分别高18% 和17%，达到显著水平。分蘖期到成熟期，CK1 的分蘖下降幅度要显著高于其他处理，T3、T1、T2 的分蘖下降幅度要高于CK2，其中T3、T1 与CK2 的差异达到显著水平。

图1 不同育秧方式的水稻分蘖动态

表1 不同育秧方式水稻的秧苗素质

2.3 不同育秧方式对水稻叶片叶绿素含量的影响

不同育秧方式的水稻叶片SPAD 值测定结果见表2。由表2 可知，各处理的SPAD 值随生育进程的推进呈先增加后减少的趋势，齐穗期的SPAD 值最大。 其中T2、T3 在全生育期都保持着较大的SPAD 值；在分蘖期和成熟期，T2、T3 的SPAD 值无显著差异，但与CK2、T1 和CK1 差异显著，CK2、T1和CK1 的SPAD 值差异不显著；在孕穗期，CK2、T3、T2 和CK1 的SPAD 值无显著差异，但均显著高于T1。在齐穗期，CK1 的SPAD 值显著低于其他4种处理，T3、T2 的SAPD 值显著高于T1、CK2。

表2 不同育秧方式的水稻叶片SPAD 值

2.4 不同育秧方式对水稻叶面积指数的影响

不同育秧方式的水稻叶面积指数计算结果见图2。由图2 可知，各处理的叶面积指数随生育进程的推进，呈先增加后减少的趋势，齐穗期的叶面积指数较大。T1、T2 和T3 的叶面积指数在全生育期均高于CK2；CK1 的叶面积指数除在齐穗期低于CK2外，其他时期均高于CK2。T2 在各生育期叶面积指数均最大，分蘖期比对照CK2、T1 分别高142% 和26%，差异达显著水平；孕穗期比CK1、CK2、T3 高9%～28%，齐穗、成熟期比CK2、T1、CK1 分别高17%～23%、15%～28%，且差异均达到显著水平。T3 与T2在分蘖、齐穗和成熟期的叶面积指数差异不显著。

图2 不同育秧方式的水稻叶面积指数

2.5 不同育秧方式对水稻干物质积累量的影响

不同育秧方式的水稻干物质积累测定结果见表3。由表3 可知，T2 的干物质积累量在各生育期均高于其他处理，其中分蘖、孕穗、成熟期的差异均达到显著水平；齐穗期与T1 差异不显著，与CK2、T3和CK1 差异显著。分蘖、孕穗期，T1、T3 和CK1 的干物质积累量高于CK2，分别高7%～33% 和14%～35%，T3 干物质积累量显著高于CK2。齐穗期，T1的干物质积累量比T3、CK1 和CK2 高26%～33%，差异达到显著水平。在成熟期，T1、T3、CK1 和CK2的干物质积累量均无显著差异。

由表3 还可知，分蘖至孕穗期，T2 和CK1 的阶段干物质积累量高于其他处理，机插处理的阶段干物质积累量均高于CK2。孕穗至齐穗期，T1 的阶段干物质积累量显著高于其他处理，高29%～157%，CK2 和T2 的阶段干物质积累量高于T3、CK1。齐穗至成熟期，CK2、T3 和CK1 的阶段干物质积累量差异不显著，但均显著高于T2、T1，T2 齐穗至成熟期的阶段干物质积累量显著高于T1，高31%。

2.6 不同育秧方式对水稻产量及其构成因素的影响

不同育秧方式的水稻产量及其构成因素调查结果见表4。由表4 可以看出，对照CK1、CK2 的水稻产量显著低于T1、T2 和T3；T2、T3 的产量比CK1高6.70%～6.95%，比CK2 高4.90%～5.14%；T1 的产量比对照CK1 和CK2 分别高4.09% 和5.87%，T1的产量比T2、T3 低，差异未达到显著水平。CK1 的产量最低，比CK2 低1.72%，两者差异未达到显著水平。

由表4 还可知，T2、T3 的有效穗数、结实率高于其他处理，两者的有效穗数比CK2 高20.00% 和19.50%，差异达到显著水平，结实率比CK2 高1.44% 和3.28%，两者的每穗粒数和千粒重相对其他处理偏低。T1 的有效穗数比CK2 高9.75%，其他产量构成因素则低于CK2，其中每穗粒数、千粒重与CK2 差异达到显著水平。CK1 的每穗粒数比CK2 高3.14%，差异达到显著水平，其他产量构成因素均低于CK2，但差异均未达到显著水平。

表3 不同育秧方式的水稻干物质积累量

表4 不同育秧方式的水稻产量及其构成因素

3 小结与讨论

水稻秧苗素质直接影响到秧苗移栽后的返青、分蘖以及群体生长，是水稻机插秧高产稳产的关键［21，22］。综合秧苗素质的各指标来看，除CK2 外，各育秧方式的秧苗素质从高到低排序为T2、T3、T1、CK1。CK1 与T1 的秧苗素质检测结果表明，麻地膜能够显著提高秧苗的百株干重、最长根长、根数、苗高、根系盘结力、可溶性糖和可溶性蛋白质含量。T1 与T3 相比表明，营养土和基质混合育秧比纯营养土育秧能够显著提高秧苗的叶长、叶宽、百株干重、苗高、根系盘结力和可溶性蛋白质含量。几种育秧方式中，T2 的秧苗素质最高，这可能是由于基质可以为秧苗生长提供充足的养分，化控试剂能刺激秧苗生长［23］。

叶片的叶面积指数和SPAD 值分别代表了植株光合作用和光能截获的能力，两者决定了水稻群体的光合生产力［24-27］。T2、T3 在各时期相比于其他处理均能保持较高SPAD 值和叶面积指数，且T2、T3在齐穗期的SPAD 值和叶面积指数比CK2 分别高5%～6% 和18%～19%，差异到达显著水平。T1 在各时期的SAPD 值与CK2 差异不大，其在分蘖、孕穗和成熟期的叶面积指数均显著高于CK2，高11%～92%。机插处理中，CK1 的SPAD 值和叶面积指数相对较低，且其在齐穗期的SPAD 值和叶面积指数低于CK2，其SPAD 值与CK2 差异达到显著水平。

T3、CK1 的分蘖速度和最高苗数显著高于其他处理，但后期分蘖下降幅度大，其中CK1 的分蘖下降幅度显著大于其他处理。相较于其他处理，T2、T1 的分蘖速度和最高苗数适中，下降幅度大于CK2，但小于T3、CK1。T2 干物质积累量在全生育期均高于其他处理，在分蘖、孕穗、成熟期的干物质积累量与其他处理的差异均达到显著水平。CK2在前期的干物质积累量明显低于其他处理，但成熟期的干物质积累量与T1、CK1 和T3 无显著差异。

除CK1 外，机插处理（T1、T2 和T3）产量均显著高于手插处理（CK2），这与王春雨等［28］、刘波等［29］、何艳等［30］的研究结论相反，可能与育秧方式和气候环境等因素有关。T2、T3 的有效穗数、结实率高于其他处理，两者的有效穗数相比于CK2 均高20%，差异达到显著水平、结实率相比于CK2 分别高1.44% 和3.28%。T2、T3 的最终产量高，比CK1 高6.70%～6.95%，比CK2 高4.90%～5.14%，差异均达到显著水平。 T1 的有效穗数高于CK1，显著高于CK2，最终产量显著高于CK1 和CK2，分别高4.09%和5.87%。CK1 产量最低，比CK2 低1.72%，两者差异未达到显著水平。

麻地膜+全基质化控育秧和麻地膜+配比基质育秧方式育出的秧苗素质较高，移栽大田后分蘖速度较快，前期干物质积累快，SPAD 值和叶面积指数较高，后期分蘖下降幅度小，有效穗数和结实率高，比纯营养土和传统人工栽插方式能够促进水稻产量提高。