水稻机插秧盘播种覆盖土厚度对秧苗生长的影响

王亚梁，李慧，，兰天明，，朱德峰，陈惠哲，武 辉

（1.中国水稻研究所，浙江 杭州 310006；2.宜宾学院，四川 宜宾 644000）

【研究意义】水稻是我国主要的粮食作物，在保障粮食安全、生态安全及稻农增收发挥重要作用。我国社会经济的发展及农村劳动力转移，水稻生产劳动力成本逐年上升，水稻生产方式及种植方式转型升级[1]。水稻机插种植是丰产性最好的轻简化栽培方式[2]。水稻机插秧技术的关键在于育秧，育秧的关键是种子发芽成苗。研究水稻播种育秧对推动工厂化育秧的发展具有积极意义。【前人研究进展】种子发芽成苗和育秧土透气保水特性密切相关[3]，然而，由于种子发芽成苗受到光温条件的影响，外界环境不稳导致种子发芽成苗不稳定，不利于目前工厂化和标准化育秧[4]。为此，中国水稻研究所研发了叠盘出苗的“1+N”育秧模式，推动了工厂化育秧的产业化步伐，育秧农艺的关键几个环节指标逐渐完善[5]。与泥浆育秧相比，采用基质育秧能够提高种子成苗率，提高秧苗素质进而提高水稻产量[6]。机插种植水稻产量的形成主要依赖于有效穗数[7]，水稻秧苗素质好，机插后返青快，水稻群体有效穗数高。水稻秧苗素质受到种子播种量、育秧土类型等因素的影响[8-9]，也和自身的形态建成有关，叠盘出苗条件下，一般出苗种子芽长是0.5～1 cm，育秧土覆盖厚度的差异导致基部茎鞘高度不一，影响秧苗生长。水稻机插秧盘播种育秧中，秧盘播种后覆盖土的厚度影响，生产中常因覆盖土太厚或太薄造成出苗不整齐、秧苗质量差[10]。【本研究切入点】不同类型的育秧土对覆盖土的要求不同，效果不同。当前，尚不明确不同类型的育秧土秧盘育秧覆盖土厚度要求及效应。【拟解决的关键问题】本试验研究了基质和稻田土下不同覆盖土育秧对种子发芽成苗以及秧苗素质的影响，明确覆盖土厚度指标，为工厂化育秧提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 供试地点及供试品种

试验于2021 年7 月在中国水稻研究所进行，供试品种为在长江中下游大面积推广的籼粳杂交稻甬优1540和籼型杂交稻天优华占。

1.2 试验设计

试验处理选用2 种育秧土，即水稻育秧基质（杭州锦海农业发展有限公司，杭州）和稻田土。育秧基质主要成分包括黄泥土、泥炭、椰糠、蛭石、珍珠岩、复合肥料、生长调节剂等，稻田土取自水稻田土壤，经晒干、除杂，过筛，并混合与基质等量的肥料及调节剂，备用。水稻育秧盘采用9 寸秧盘，育秧土覆盖厚度设置3 个处理，处理1（T1）：（覆盖厚度2 L）。处理2（T2）：（覆盖厚度1 L）。处理3（T3）：覆盖厚度为0.3 cm（覆盖厚度0.4 L）。每盘育秧土总量4 L，按照育秧土覆盖厚度计算底土和覆盖土量。每处理10 盘，3 次重复。

种子于7 月15 日浸种，每秧盘播种干种子60 g，浸种48 h，催芽12 h 破胸，沥干后均匀播种。播种时每个秧盘定位4个10 cm×10 cm样本区，每个样本区播种110粒种子，供出苗率调查。播种后采用叠盘出苗方式，48 h出苗后秧盘放置大棚旱地土上，各处理采用一致的水分管理。

1.3 测定项目

1.3.1 成苗率 出苗后5 d，调查样本区秧苗和未发芽种子数，计算成苗率，3次重复。

1.3.2 苗高和叶龄 播种后5，10，15，20 d，每处理取平均大小一致秧苗15 株，测定苗高和叶龄。叶龄采用Haun方法[11]观察记载，当叶片展开时叶片长度为1单位，新长出的叶片长度按照上一展开叶片的长度单位计算。

1.3.3 秧苗弱苗比例和均匀度 秧苗苗高低于平均1/2 为弱苗，每秧盘选取10 cm×10 cm 面积考察弱苗比例，每秧盘为1次重复，每处理3次重复。

秧苗生长均匀度采用秧苗高度均匀度（Usg）进行衡量。

式（2）中Ssh表示苗高的标准差；xish表示苗高观测值表示苗高的平均数。

1.3.4 生长量和秧苗充实度 播种后20 d，每秧盘取平均大小一致秧苗20 株，秧苗取样清洗后，将茎叶和根系分开，利用烘箱105 ℃杀青15 min，80 ℃恒温烘干48 h后测定，称取干质量。

1.4 数据处理

采用Excel 2003 和SAS9.0 软件对数据进行统计分析。采用单因素（one-way ANOVA）和Duncan 法进行方差分析和多重比较（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 成苗率

秧盘覆盖土厚度对种子成苗率造成显著影响，如图1 所示，甬优1540 基质育秧T1、T2和T3处理的种子成苗率分别为76.0%、82.2%和81.1%，稻田土育秧成苗率分别为69.8%、84.8%和84.3%，但T1处理的种子成苗率最低。基质育秧和稻田土育秧T1处理较T2处理分别下降7.6和17.7个百分点，T2和T3处理的种子成苗率相近。天优华占基质育秧和稻田土育秧T1处理较T2处理分别下降11.0 和18.9 个百分点，T2和T3处理的种子成苗率相近。2 个品种间以及2 种育秧土间的趋势一致。表明秧盘播种后覆盖土过厚导致出苗率严重下降，与基质育秧比较，稻田土育秧下降更严重。

图1 秧盘覆盖土厚度对水稻种子成苗率的影响Fig.1 Effect of covering soil thickness in seedling tray on rice seedling rate

2.2 秧苗苗高和叶龄

覆盖土厚度对秧苗生长造成影响，如图2所示，秧苗生长5 d，不同覆盖土厚度秧苗叶龄差异不大，随着育秧时间的延长，不同覆盖土厚度间叶龄差异明显，T1处理的叶龄最大，其次是T2处理，T3处理的叶龄最小。2 个品种的趋势一致，并且2 种育秧土处理的不同覆盖土厚度的结果一致，但稻田土处理的叶龄略小于基质，T1，T2和T3处理甬优1540 稻田土育秧的叶龄分别比基质育秧的叶龄小0.31 叶，0.25 叶和0.32 叶，天优华占稻田土育秧的叶龄分别比基质育秧的叶龄小0.73 叶，0.42 叶和0.40 叶。

图2 秧盘覆盖土厚度对水稻秧苗叶龄的影响Fig.2 Effect of covering soil thickness in seedling tray on rice seedling leaf age

然而，秧苗苗高变化在覆盖土厚度间的趋势与叶龄不一致，但采用基质和稻田土处理的趋势是一致的，T1处理和T2处理间苗高的差异不明显。而T3处理苗高最小（图3）。甬优1540 基质育秧20 d，T3处理的苗高分别比T1处理和T2处理小1.34 cm 和2.07 cm，稻田土育秧20 d，T3处理的苗高分别比T1处理和T2处理小4.16 cm 和3.40 cm，天优华占基质育秧20 d，T3处理的苗高分别比T1处理和T2处理小4.07 cm 和4.36 cm，稻田土育秧20 d，T3处理的苗高分别比T1处理和T2处理小2.33 cm和2.14 cm。

图3 秧盘覆盖土厚度对水稻秧苗苗高的影响Fig.3 Effect of covering soil thickness in seedling tray on rice seedling height

2.3 秧苗生长整齐度

如图4 所示，覆盖土厚度对水稻秧苗均匀度造成影响。秧苗均匀度由高到低依次为T2、T1和T3，2 个品种间趋势一致，基质和稻田土育秧之间趋势一致，其中基质育秧秧苗均匀度高于稻田土育秧。甬优1540基质育秧秧苗均匀度T2比T1和T3高36.4%和87.8%，稻田土育秧秧苗均匀度T2比T1和T3高18.0%和33.9%。天优华占基质育秧秧苗均匀度T2比T1和T3高42.1%和85.2%，稻田土育秧秧苗均匀度T2比T1和T3高37.5%和74.7%。对秧苗群体的弱苗比例进行分析（图5），T2处理秧苗群体弱苗比例最低，甬优1540基质育秧T2处理弱苗比例比T1和T3处理低48.5%和74.1%，稻田土T2处理弱苗比例比T1和T3处理低48.8%和65.6%。天优华占基质育秧T2处理弱苗比例比T1和T3处理低64.0%和84.1%，稻田土T2处理弱苗比例比T1和T3处理低47.5%和72.5%。

图4 秧盘覆盖土厚度对水稻秧苗均匀度的影响Fig.4 Effect of covering soil thickness in seedling tray on the uniformity of rice seedlings

图5 秧盘覆盖土厚度对水稻秧苗弱苗率的影响Fig.5 Effect of covering soil thickness in seedling tray on the ratio of weak seedlings

2.4 秧苗干物质积累和充实度

秧苗干物质积累在不同覆盖土厚度间存在显著差异，如图6 所示，采用基质育秧的秧苗干质量平均比稻田土育秧高13.74%，T1处理和T2处理间干质量的差异不明显，2 种育秧土处理趋势一致。而T3处理的干质量最小。甬优1540 基质育秧20 d，T3处理的干质量分别比T1和T2处理低39.82%和41.25%，稻田土育秧20 d，T3处理的干质量分别比T1和T2处理低31.07%和5.33%，天优华占基质育秧20 d，T3处理的干质量分别比T1和T2处理低8.21%和8.76%，稻田土育秧20 d，T3处理的干质量分别比T1和T2处理低16.83%和12.50%。

图6 秧盘覆盖土厚度对水稻秧苗地上部干质量的影响Fig.6 Effect of covering soil thickness in seedling tray on dry weight of seedling aboveground

结合秧苗苗高和干质量，对秧苗充实度进行分析（图7），T2处理的秧苗充实度最高，其次是T1处理和T3处理。甬优1540基质育秧T2处理的秧苗充实度比T1处理和T3处理高23.92%和52.98%，稻田土T2处理的秧苗充实度比T1和T3处理高6.34%和57.09%，天优华占基质育秧T2处理的秧苗充实度比T1和T3处理高14.27%和25.83%，稻田土育秧T2处理的秧苗充实度比T1和T3处理高13.02%和28.44%。

图7 秧盘覆盖土厚度对水稻秧苗充实度的影响Fig.7 Effect of covering soil thickness in seedling tray on dry weight of seedling fullness

3 讨论与结论

成苗率是机插育秧的基础，成苗率下降导致秧苗分布不均，导致漏秧率增加，影响机插质量[12-13]。水稻底土厚度不影响种子发芽，然而机插育秧土覆盖厚度对秧苗成苗率造成显著影响，表现为随着育秧土覆盖厚度增加，秧苗成苗率降低，出现“带帽苗”的现象，覆盖土厚度过厚，种子氧气利用不充分，影响了种子发芽成苗[14]。同时采用基质育秧的成苗率要高于稻田土，其中在育秧土覆盖2L 的条件下表现尤为明显，这和育秧土的保水性和透气性密切相关[3]，本试验基质中珍珠岩、蛭石、椰糠、泥碳等透气性较强的物质存在，提高了基质的保水特性以及透气性，因此基质的成苗率要高于稻田土。

基质的养分较强，因此基质育秧秧苗的叶龄、苗高、干物质积累以及秧苗充实度要高于稻田土，对叶龄和苗高进行分析，发现育秧土覆盖2 L 的叶龄有最大值，这可能和种子发芽破土过程产生的较强的生理反应有关[15-17]，种子破土过程生长素、细胞分裂素等含量显著增加[18]，土壤厚度越厚，相关激素含量越高，因此出现了覆盖土加厚情况下叶龄和苗高显著增加的现象。对苗高进行分析，发现育秧土覆盖2 L和1 L 的苗高差异不大，而育秧土覆盖0.4 L 的苗高最小，这和覆盖土0.4 L 种子扎根不牢有关，根系扎根不牢，影响养分吸收，进而影响干物质积累和秧苗生长，秧苗地上部干物质积累和苗高出现相同的趋势，由于基质养分充足，基质育秧的干物质积累要高于稻田土育秧。由于覆盖土过厚或者过薄，导致秧苗生长均匀度降低，其中主要是增加了弱苗的比例，在实际生产中，弱苗率增加提高了机插后秧苗死亡的风险[19]。对不同覆盖土厚度的秧苗充实度进行分析，发现基质育秧覆盖土1 L 的秧苗充实度最高，育秧土覆盖2 L 增加了种子破土出苗的难度[20]，进而拉长了基部茎鞘，茎鞘变得细弱，因此秧苗强壮程度小于覆盖土1 L。而覆盖土0.4 L由于根系扎根不深，并不利于养分的吸收[21]，2个品种的趋势是一致的。然而稻田土覆盖土2 L和1 L秧苗的充实度并不存在显著差异，这和稻田土养分较弱有关。综上述，在实际生产中，育秧土选择透气保水性较好的基质为宜，同时育秧基质覆盖1 L左右秧苗素质最好。