寒地水稻无土育秧营养液的研发及应用

程芳艳 ，李春光 ，刘永巍 ，孙翊轩 ，乔金玲 ，孙 伟 ，高 扬 ，宋 微 ，王继亮*

（1 黑龙江省农垦科学院水稻研究所，黑龙江 佳木斯 154007；2 黑龙江省农垦科学院农作物开发研究所，黑龙江 佳木斯 154007）

黑龙江省是我国水稻主产区之一，2021 年水稻种植面积近400 万hm2，现阶段水稻育苗仍以传统土育苗为主，存在取土难、机械化程度低，需要大量劳动力等制约寒地水稻可持续发展的问题。现阶段主要采用常规钢骨架大棚置床育苗，每年春天都会出现育苗土供应紧张、苗床草害和立枯病发生较重，人工投入量大，管理过程中对技术水平要求较高等问题。寒地水稻无土营养液育秧技术可以有效解决育秧取土难的问题，避免土传病害，机械化程度高，省工、省时、省力，降低育秧成本，可以达到与常规育苗方式相持平的产量，最终实现寒地水稻育秧工程化设计、工厂化生产、自动化控制、标准化管理、产业化经营和社会化服务的“六化”目标[1-4]。

本研究主要研究水稻清洁化立体无土育秧技术，一是营养液育秧研究，研究适合寒地水稻苗期营养液配方，研究生长调节剂对水稻秧苗地上地下素质及生理生化影响。二是对秸秆基质板和不同秧盘及育秧基质进行研究，选择合适的育秧基质及育秧盘，有效利用生物废弃资源，降低成本，美化环境。

1 材料与方法

采用改良霍格兰营养液一、二（代号N1、N2），改良水稻生根壮苗营养液(N3)，改良MS 营养液(N4) 共4 种营养液（具体营养液配方见表1-5）,设清水和垦稻液施壮秧剂（农垦科学院水稻研究所自主研发）做对照，进行水稻苗期无土育秧试验。

表1 改良版霍格兰营养液一(N1)

表2 微量元素液的配置(全部为1 L)

水稻秧盘分两种，一种是泡沫漂浮盘，漂浮盘共24 穴，每穴播量为100 粒芽种。一种是钵育盘，试验品种为龙粳31，水稻种子采用正常的浸种催芽。每盘播种量为110 芽种。采用箱式和槽式两种育秧模式。

2020 年4 月20 日播种，育秧盘覆盖方式3种。一是采用发芽纸育秧：在秧盘下面铺发芽纸，播种完成后用发芽纸或沙子进行覆盖；二是育秧泡沫板育秧，采用两种播种方式，一种是夹式播种法，一种是底部平放播种棉，中间放种子，种子用发芽纸和沙子覆盖；三是无纺布育秧，底盘和盖膜全部采用无纺布，底盘在无纺布上面铺2 cm 厚的消毒稻壳。

表3 改良版霍格兰营养液二(N2)

播种后记录出苗日期，统计发芽率、3 叶1 心期，挑选代表性的苗床，将水稻秧苗根用蒸馏水进行冲洗，保持根系完整，每个处理从中挑选30 株代表性的秧苗，测定苗基部至最高叶片顶端的秧苗株高，求平均值。每10 株作为一组，将10 根秧苗平放紧靠在一起，量苗基部（离根1 cm 处）的茎基宽。生物量指标的测定将10 株水稻秧苗作为一组，分为地上和地下2 部分，在105 ℃杀青半小时后在80 ℃下烘干至恒重。计算如下参数：根生物量比(根生物量/总生物量)、叶生物量比(叶生物量/总生物量)。

表4 水稻生根壮苗营养液(N3)

表5 改良MS 营养液各物质的量（N5）

用筛选出最好的营养液进行添加生长调剂多效唑（MET，0.025%）和萘乙酸（NAA，0.002%）试验，考察这两种生长调节剂在无土育秧中的效果。

本文采用Excel 2010 对数据进行处理，采用DPS 软件对数据进行方差分析(P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 营养液比较

从表1～5 可以看出，不同的营养液全部包含水稻秧苗生长所需要的大量元素，其中N1 营养液中含Co、Mn、Zn、B、Mo、Cu 微量元素，N2 与N1营养液中的大量元素含量有所不同，并且取消了微量元素的添加；N3 微量元素取消了Co、Mo，并且添加了柠檬酸和硫酸进行调酸。大量元素的含量在工作液中含量不同。通过这4 个营养液的比较试验（表6）可知，四种营养液都能基本满足寒地水稻秧苗生育期营养元素的需求，N3 各项指标与对照均达到差异显著。综合比较N3 是最佳配方。

表6 不同营养液配比对秧苗素质的影响

2.2 不同调节剂对水稻秧苗生长的影响

从表7 可知，MET 和NAA 加营养液的株高均低于CK，经显著性分析可知，各处理的株高均显著低于CK。各处理均显著促进秧苗茎基宽的增加，较CK 增加37.4%、15.3%。

生物量的积累大小可以作为衡量水稻秧苗生长的重要指标。由表7 可知，两种调节剂对地上、地下生物量的积累影响不同。分析可知，MET 和NAA 均对龙粳31 秧苗的总生物量有所增加，但两种调节剂的增加没有达到显著水平。MET 处理的叶生物量比显著增加，NAA 处理没有达到显著水平。综合分析：MET 处理对于水稻地上秧苗的植株形态调控效果优于NAA。

表7 不同调节剂对水稻秧苗素质的影响

2.3 不同秧盘和覆盖方式的水培效果

从表8 可知，育苗纸和脱脂棉的育苗效果不佳，沙子覆盖的泡沫盘和秧盘芽率、秧苗素质均能达到生产壮苗标准，但盘根效果只是良，尤其是稻壳以及沙子覆盖，胶着度不够，秧盘需要轻拿轻放，不符合生产需要。无纺布育秧只适合卷秧，秧苗素质和盘根效果良好。

表8 槽式无土育秧试验结果

2.4 N3 营养液在育秧基质中的应用

由于水培育秧对育秧装置的技术要求更高，为了提高实用性及可操作性，2021 年对筛选出的营养液进行了水稻育秧基质的应用。2021 年对中选营养液N3 进行重复试验验证。秧盘采用漂浮盘和常规塑料盘以及稻草压制盘进行试验。育秧方式分为营养液漂浮育秧、改良基质育秧、纯粉碎稻壳育秧三种，基质成分为椰砖、草碳土、蛭石、粉碎稻壳，配方比例为3:2:2:1。

从表9 可知，在四个不同设计的钵盘试验中，钵盘+N3 营养液+改良基质的育秧组合秧苗素质较高，符合壮苗标准。稻草盘+基质+N3 营养液，与钵盘+土+水相比，差异显著，秧苗素质也符合壮苗标准，但根毛数较少，稻草盘根系盘根效果也较好，但盘根交织复杂，分苗伤根，对返青有一定影响。漂浮盘+基质+N3 与漂浮盘+基质+液施壮秧剂相比较，前者秧苗各方面素质都高于后者，但水培与普通培育相比，根系欠发达，需要进一步改良。钵盘+粉碎稻壳+N3 营养液秧苗素质也能符合插秧要求，根系欠发达，在破针出苗时，保水性不好，而且粉碎稻壳覆盖，在浇施营养液时容易被冲散，有一定的弊端。综上所述，钵盘+N3营养液+改良基质的育秧组合秧苗素质最好，符合大田水稻育秧生产需要。

表9 不同育秧方式的比较试验

从表9 可知，漂浮育秧是穴播，所以比普通稻草盘和钵盘苗的叶龄和各项指标偏高，跟播种密度有关，各项设计间的根毛数差异不显著。所以评价育秧方式需要通过各项指标综合考量。

3 结论

依据黑龙江省寒地水稻育秧苗营养需求，共参考设计4 种含有不同成分的水稻营养液(N1、N2、N3、N4)，通过两年的水培和育秧基质试验，确定了N3 为适合寒地水稻无土育秧的最佳配方。多效唑（MET）处理对于水稻地上秧苗的植株形态调控效果优于萘乙酸（NAA）。通过对不同育秧盘、育苗方式、覆盖方式的筛选，最终确定基质成分为椰砖、草碳土、蛭石、粉碎稻壳，配方比例为3:2:2:1。进一步研究表明：在钵盘+N3 营养液+改良基质的育秧组合中秧苗素质最好，符合水稻育秧生产需要。