不同育秧基质与营养土配比对大钵体毯状苗秧苗素质及产量的影响

罗 翔，曹晓林*，药林桃，陈立才，董力洪，吴罗发，刘 洋，赖宏斐

（1.江西省农业科学院 农业工程研究所，江西 南昌 330200；2.江西开放大学 教务处，江西 南昌 330000）

随着我国社会经济的发展，大量农村劳动力向城市转移，劳动力成本不断提高，水稻全程机械化模式以及配套技术推广将成为我国粮食丰产、提质增效的主攻方向［1-2］。在2018年，我国水稻种植机械化水平仍不足50%［3］，尤其是在我国双季稻种植区，由于季节性强，茬口衔接时间紧，水稻机插问题突出，严重制约了水稻生产全程机械化的发展。因此，培育标准的适宜机插的健壮秧苗是提高机插质量、争取高产的关键［4］。

机械育插秧技术是一项省工省种、节本增效的先进技术［5］，关键在于能提高水稻秧苗素质，以满足机插的要求［6-7］。目前普通毯状苗育秧技术应用较为广泛，但该技术存在播种量高、机插易伤根、不利于早发等问题。水稻大钵体毯状苗育秧技术采用专用育秧盘培育上毯下钵形状的高素质壮秧大苗，相较于普通毯状苗育秧技术，其播种量低、机插伤根率低、插后返青期缩短，有利于秧苗生长，从而实现增产［8-10］。但是，水稻大钵体毯状苗育秧技术存在横向根系少、秧苗成毯性差等问题。因此，如何培育适龄壮实的大钵体毯状苗还有待进一步的研究。

随着水稻生产机械化程度的不断提高，机械育插秧技术成为水稻高效栽培技术的主要发展方向［11］，而水稻基质育秧技术是水稻机械育插秧技术的重要组成部分。许多研究者对水稻基质育秧技术进行了深入的研究，先后提出了采用营养土和育秧基质进行育秧［12］。在20世纪70年代末，营养土由于养分全面、操作简单、育成秧苗的素质高而得到了大力推广［1］；但农户自配营养土难以保证培肥、调酸、灭菌等做到均匀一致，且存在取土难、破坏耕层、运输成本高等缺点，不利于规模化、标准化的水稻机械育插秧技术推广［13-14］。无土育秧基质不仅可以解决营养土取土难的问题，还具有质量轻、通透性强、不板结、省工节本等优点，对提高水稻机械育插秧技术具有重要作用［15］。然而，目前已有的育秧基质虽接近土壤属性特征，但在保水保肥性能、养分离子缓冲性能等方面还存在差异［1］。混合基质具有养分充足、保水保肥能力强、透气性好、缓冲能力强等优点［16-17］。混合基质的配方需要根据当地生产实际来确定［13］。目前，针对江西双季稻区大钵体毯状苗的育秧基质与营养土最佳配比研究还比较少。鉴于此，笔者进行了育秧基质与营养土不同配比试验，以期探究培育适龄壮实大钵体毯状苗的育秧基质与营养土最佳配比，为水稻生产全程机械化提供技术保障。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验水稻品种为福建禾丰种业股份有限公司选育的野香优靓占。试验用育秧基质为湖南湘晖农业技术开发有限公司生产的基质；根据水稻秧苗的生理特性，该基质采用草炭、蛭石、农作物秸秆发酵料、碳粉为主要原材料，并配以矿物营养、缓释剂等，其pH值为5.0~6.5，总孔隙度为50%~90%。营养土为菜园土，经过培肥、调酸、灭菌处理，以满足秧苗根系的生长要求。育苗盘选用中国农业大学研制的水稻大钵体毯状苗机插秧专用育秧盘，规格：长58 cm、宽28 cm、高2.6 cm，钵孔数量为14穴×30穴。

1.2 试验设计与方法

田间小区试验于2019年在江西省农业科学院高安基地进行，试验设5个配比处理（表1），每个处理3次重复，采用随机区组设计。于2019年7月2日统一播种，每盘播种量120 g，播种准确、均匀、不重不漏，底土厚2 cm，覆土厚0.5 cm。选择灌排方便的壤土或粘壤土稻田做苗床，床面平整；为了防止育秧盘底部窜根以及钵体苗根系在起秧时粘连苗床，在床面铺放一层无纺布。机插日期为2019年7月24日，机插行距30 cm、株距14 cm，栽插秧苗均匀，深浅一致；小区面积200 m2。在整个生育期内，秧苗管理、病虫害防治、水肥管理与当地高产栽培相同。

表1 田间小区试验处理设计

1.3 测定项目与方法

1.3.1 出苗数和成苗率 在机插当天，每个处理随机选取3盘（每盘作为1个重复），每盘随机选取10钵，测定每钵的出苗数；再根据出苗数计算成苗率。

1.3.2 秧苗素质 在机插当天，每个处理随机选3盘秧苗进行秧苗素质测定，每盘随机选取20株秧苗，测定秧高、叶龄、根数、主根长、茎基部宽及叶片SPAD值。每个处理随机选取300株秧苗，分为3组，将茎叶和根系分开，置于105 ℃烘箱中烘30 min杀青，尔后在80 ℃下烘干至恒重，测定茎叶重和百根干重。

1.3.3 秧苗根系的盘结力 各处理取出整块秧苗，将其固定在一端，以大夹板夹牢另一端，使用电子测力计水平拉动秧苗，至整块秧苗断裂松散，记录秧苗毯在断裂时的最大拉力，每个处理重复测定3次，所得平均值即为秧苗根系的盘结力。

1.3.4 分蘖动态 各处理定时调查田间秧苗的生长情况，采用五点取样法，每个定点取样10穴，在抽穗前每隔7 d对分蘖数进行1次调查。

1.3.5 叶面积指数 采用比叶重法计算叶面积，即单位叶面积与叶干质量的比值，其中叶面积通过人工测量叶片长宽的方法获得，叶干质量为取样叶片烘干至恒重的质量。叶面积指数为单位土地面积上植物叶片总面积与土地面积的比值。

1.3.6 产量及产量构成要素 在完熟期，对每个处理试验小区采用五点法进行取样，测定水稻的有效穗数、穗粒数、千粒重、结实率以及产量。

2 结果与分析

2.1 成苗率

在栽插当天（7月24日）对各处理的成苗率进行调查。A1B2处理（66.7%育秧基质+33.3%营养土）的成苗率最高，达到77.3%；其次是A1B1处理（50%育秧基质+50%营养土）和A0B1处理（100%育秧基质）；最低的是CK处理（100%营养土），成苗率只有68.8%。对各处理的成苗率进行拟合，得到多项式y=-1.1443x2+9.7857x+60.74， R2=0.9802，达极显著相关（图1）。

图1 不同处理对成苗率的影响

2.2 秧苗素质

2.2.1 不同基质与营养土配比对秧苗地上部形态的影响 在试验中，不同基质与营养土配比处理对水稻秧苗地上部形态的影响如表2所示。由表2可知，混合基质培育的秧苗地上部形态优于纯基质和纯土处理的，说明混合基质更有利于秧苗地上部的生长。A1B2处理的水稻秧高最高，显著高于其他处理。A1B2处理的茎基部宽最大，为0.284 cm；A2B1处理（33.3%育秧基质+66.7%营养土）次之，为0.283 cm，均显著高于其他处理。A1B2处理的叶龄最大，为3.9叶；A2B1处理次之，为3.82叶；A0B1处理为3.81叶；CK处理为3.73叶，均显著高于A1B1处理。A1B2处理的茎叶重最大，为18.9 mg/株；A0B1处理次之，为18.2 mg/株；A2B1处理为17.9 mg/株，均显著高于CK处理。A1B2、A0B1和A2B1处理的水稻叶片叶绿素含量（SPAD值）分别为26.23、 26.10和25.93，分别比A1B1处理多2.44、2.31 和2.14，差异显著，但与CK处理差异不显著。综上所述，不同处理的秧苗地上部形态综合表现为A1B2＞A0B1＞A2B1＞A1B1＞CK。

2.2.2 不同基质与营养土配比对秧苗地下部形态的影响 不同基质与营养土配比处理对水稻秧苗地下部形态的影响如表2所示。由表2可知，混合基质培育的秧苗地下部形态优于纯基质和纯土处理的，表明混合基质更有利于秧苗地下部的生长。A1B2处理的水稻主根长最大，为7.72 cm；A2B1处理的水稻主根长次之，为7.67 cm，均显著高于其他处理。A1B2处理的水稻根数最多，为15.2根；A2B1处理的水稻根数次之，为14.6根，均显著高于其他处理。A1B2处理的百根干重最大，为0.59 g；A2B1处理的水稻百根干重次之，为0.58 g，均显著高于其他处理。A1B1、A2B1、CK和A1B2处理的秧苗盘结力均显著大于A0B1处理的。由此可知，不同处理的秧苗地下部形态综合表现为A1B2＞A2B1＞A1B1＞A0B1＞CK。

表2 不同处理的大钵体毯状苗秧苗素质调查结果

2.3 水稻分蘖数的动态变化

不同处理的水稻分蘖情况如图2所示，可以看出，随着秧苗的生长，单位面积的水稻茎蘖数均呈现先增加后下降的趋势。各处理在返青期的茎蘖数增加缓慢，差异性不显著。从8月7日开始，各处理的茎蘖数显著增加，8月15日进入分蘖盛期，8月21日进入最高分蘖期，不同处理的最大分蘖数表 现 为A1B2＞A0B1＞CK＞A2B1＞A1B1，且A1B2和A0B1处理显著高于A2B1和A1B1处理。随着水稻生长进入拔节期，水稻的茎蘖数呈现下降趋势，最终水稻成穗率表现为A1B2＞A0B1＞A2B1＞CK＞A1B1。

图2 不同处理水稻分蘖数的动态变化

2.4 叶面积指数的动态变化

叶面积指数是衡量群落和种群生长状况、光能利用率的重要指标。本研究分别在分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和完熟期对不同处理的3个重复小区进行叶面积指数测定。叶面积指数的变化情况如图3所示，可以看出，各处理的叶面积指数均呈现先增加后下降的趋势。在分蘖期、拔节期和孕穗期，A1B2和A0B1处理的叶面积指数显著高于其他处理的；各处理的叶面积指数在孕穗期的增长幅度最大，并在抽穗期达到最大值，表现为A1B2＞A0B1＞CK＞A2B1＞A1B1。随着水稻生长进入乳熟期，叶面积指数呈现下降趋势，最终水稻叶面积指数表现为A1B2＞A0B1＞A2B1＞CK＞A1B1。

图3 不同处理水稻叶面积指数的动态变化

2.5 水稻产量及产量构成要素分析

2.5.1 产量构成要素 不同基质与营养土配比处理对水稻产量及产量构成要素的影响如表3所示。由表3可知，水稻有效穗数、穗粒数、千粒重和结实率均以A1B2处理最高，但各处理之间差异不显著。

2.5.2 产量 不同基质与营养土配比处理的水稻产量如表3所示。由表3可知：各处理的水稻产量表现为A1B2＞A0B1＞A2B1＞A1B1＞CK，其中A1B2、A0B1和A2B1处 理 分 别 比CK增 产16.04%、11.32%和6.50%，差异显著；A1B2和A0B1处理分别比A1B1处理增产11.56%和7.02%，差异显著。

表3 不同处理对水稻产量及其构成要素的影响

3 结论

本研究结果表明：A1B2处理的成苗率最高，且秧高、叶龄、茎基部宽、茎叶重以及叶片SPAD值均大于其他处理，说明A1B2处理的秧苗地上部形态表现较好，优于其他处理；A1B2处理水稻的主根长、根数、百根干重均优于其他处理，且根系盘结力较好，说明A1B2处理的秧苗根系发育良好，成毯性好，能够满足机插要求。由此可知，A1B2处理的基质与营养土配比（66.7∶33.3）是最佳的；A1B2处理的水稻分蘖强度强于其他处理，叶面积指数大于其他处理，更有利于高产；A1B2处理的水稻有效穗数、穗粒数、千粒重和结实率最大，但各处理之间产量构成要素差异不显著；A1B2、A0B1和A2B1处理的水稻产量较高，A1B1和CK的产量较低。

4 讨论

机械育插秧技术是一项省工省种、节本增效的先进技术。随着水稻机械化程度的不断提高，机械育插秧技术成为水稻高效栽培技术的主要发展方向［11］。针对纯营养土育秧存在的取土困难、破坏耕层、运输成本高等问题［18］，以及纯基质育秧面临的保水保肥性能、养分离子缓冲性能差等问题［1］，本研究进行了大钵体毯状苗育秧基质与营养土不同配比的对比试验，分析了不同处理的秧苗素质，结果表明采用混合基质培育出的秧苗素质较好，这与张楠［19］、陈木兰［20］、金军等［21］的研究结果一致。本研究还发现，A1B2处理的秧苗素质最佳，致使水稻在生长后期的有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重等指标略高于其他处理，从而提高了水稻产量，因此可以认为育秧基质与营养土配比66.7∶33.3是培育适龄壮实大钵体毯状苗的最佳配比。徐婕等［22］通过对比秧苗素质、秧苗盘根效果、适宜机插作业等方面得出结论，33.3%菜园土和66.7%基质为最佳配比，这与本研究的结果一致。

分蘖期是构成水稻群体的关键时期，适宜的分蘖数与最终有效穗数关系更为密切，对产量的贡献也较大［23］。本研究表明，A1B2处理的水稻分蘖强度强于其他处理，说明A1B2处理更有利于促进分蘖的早生快发，形成良好的群体结构，增加有效分蘖，进一步表明A1B2处理的育秧基质与营养土配比为最佳配比。

水稻各生育期的叶面积指数与产量密切相关［24-25］。在本研究中，各处理的水稻叶面积指数呈现先增后减的趋势，在孕穗期的增幅最大，在抽穗期达到最大值，在乳熟期呈现下降趋势。原因在于刚栽插完，秧苗叶面积较小；进入分蘖期后，叶片增多，叶面积指数逐渐增大；水稻进入生殖生长期后，为使叶片最大程度地进行光合作用，积累干物质，因此叶面积指数显著增大；进入乳熟期后，叶片萎缩变黄，因此叶面积指数呈现下降趋势。在本试验中，A1B2处理的水稻叶面积指数最大，产量最高，说明在一定的范围之内提高叶面积指数有利于群体获得高产，这与张林青［26］的研究结果一致，也进一步表明A1B2处理是最佳处理。