不同温湿度条件下叠盘方式育秧对机栽水稻秧苗质量与产量的影响研究

摘 要：该试验以浙江省建德市为试验地点，选用当地推广的嘉丰优2号杂交中籼稻品种，利用杭州丰筑XL-21型智能温湿度控制装备，比较不同温湿度组合下叠盘育秧与常规育秧的秧苗特性及机插水稻产量差异。结果表明，叠盘35 ℃/90%处理培育的秧苗综合性状表现最佳，成苗率达96.1%，较常规育秧对照高12.8个百分点，苗高、叶龄、根系活力等指标亦明显改善，秧苗缺苗率、漏插率和浮苗率分别降至3.6%、1.1%和1.6%，较常规育秧显著降低，最高产量9 412.5 kg·hm-2，较常规育秧增产15.1%。综合分析认为，温度35 ℃、相对湿度90%是建德市嘉丰优2号水稻叠盘育秧的最佳温湿度条件，叠盘育秧的增产优势基本随温湿度条件改善而提高。

关键词：叠盘育秧；温湿度；秧苗素质；机栽水稻；产量研究

中图分类号：S511 文献标志码：A 文章编号：2096-9902（2024）21-0057-04

Abstract： The test took Jiande City， Zhejiang Province as the test site. The locally promoted hybrid medium indica rice variety Jiafengyou 2 was selected and Hangzhou Fengzhu XL-21 intelligent temperature control equipment was used to compare the seedling characteristics and machine transplanted rice yield differences between stacked and conventional seedlings under different temperature and humidity combinations. The results showed that， The comprehensive characteristics of seedlings cultivated by stacking 35 ℃/90% treatment performed best. The seedling rate reached 96.1%， which was 12.8 percentage points higher than that of conventional seedling raising control. Indicators such as seedling height， leaf age， and root vitality were also significantly improved. The seedling lack rate， missed transplanting rate and floating seedling rate dropped to 3.6%， 1.1% and 1.6%， respectively， which was significantly lower than that of conventional seedling raising. The highest yield was 9 412.5 kg·hm-2， which increased by 15.1% compared with conventional seedling raising. Comprehensive analysis shows that the temperature of 35 ℃ and relative humidity oV0Yvx6Xp59qev4mPMziOHw==f 90% are the best temperature and humidity conditions for stacked rice seedlings of Jiafengyou 2 in Jiande City. The yield increase advantage of stacked rice seedlings basically increases with the improvement of temperature and humidity conditions.

Keywords： stacked tray seedling raising; temperature and humidity; seedling quality; machine-transplanted rice; yield research

水稻是我国重要的粮食作物，其产量和品质在很大程度上取决于育秧质量。随着农业现代化进程的不断推进，水稻生产逐步实现了由传统人工栽插向机械化栽插的转变，有效解决了水稻生产“育秧难、栽插难”等问题。叠盘育秧通过将秧盘叠放，利用其间形成相对封闭的环境来维持秧苗生长所需的温度和湿度，以促进秧苗生长，不同温湿度条件下，叠盘育秧所使用的水稻种子的发芽率、出苗速度及秧苗生长的速率均存在差异，因此有必要开展精准调控叠盘内部小气候环境的研究。本研究以浙江省建德市为试验地点，选用当地广泛应用的水稻品种嘉丰优2号，采用杭州丰筑XL-21型智能温湿度控制装备设置不同的温湿度梯度，比较叠盘育秧与常规育秧方式在秧苗质量、机插品质以及产量方面的差异，以期为当地乃至其他类似稻区的水稻育秧和机插生产提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2023年4月至10月在浙江省建德市进行。供试水稻品种为当地广泛应用的优质高产杂交中籼稻品种嘉丰优2号[1]，由浙江省嘉兴市农业科学研究院与浙江可得丰种业有限公司合作研制。试验所用秧盘为512孔（16×32）标准塑料秧盘，内部长宽高分别为58 cm×28 cm×2.8 cm。秧盘充填基质为pH 5.0～6.5、EC值0.76 mS/cm、有机质含量150 g/kg、总氮1.6%、总磷0.9%、总钾1.2%的育秧专用基质。试验采用杭州丰筑科技有限公司生产的XL-21型智能温湿度控制育秧系统，系统集成了高精度数字温湿度传感器、10通道温湿度独立控制模块、4G远程监控控制平台等，播种后育秧全程温度控制精度可达±0.3 ℃，湿度控制精度可达±3%，水稻育秧期间温湿度数据每10 min自动采集1次。

1.2 试验方法

1.2.1 育秧方式

采用随机区组设计，设置2个育秧方式：①叠盘育秧，秧盘为512孔塑料秧盘，播前以自来水浸泡2～3 h，沥干后装入育秧基质，装盘厚度约2.3 cm，播种时用漏勺将浸种催芽至露白的种子均匀点播于秧盘孔穴内，每孔1粒谷种，覆盖少量细干基质，喷水润湿秧盘。播种当天按16叠×4垛×4行叠放于温控叠盘设施内，叠放高度为45 cm，通过杭州丰筑XL-21型智能温湿度控制育秧系统进行全程温湿度调控，出苗10 d后开始降温至大棚温度，并逐日增加通风量，直至秧苗三叶一心时移出大棚，秧龄30 d左右可进行机插。叠盘育秧全程覆盖黑色遮光网，直至出苗后方揭去遮光。揭去遮光后秧苗开始绿化，叠盘期结束，期间遇低温（<10 ℃）夜间覆盖保温被。②常规平置育秧（对照），秧盘平铺于大棚内育秧床上，每日上午9：00和下午15：00各喷水1次，保持秧盘基质湿润，常规秧盘规格及播前处理同叠盘育秧，播种密度略低（孔穴内0.7粒），平铺于大棚内秧床上育秧。出苗前秧床蒙盖透光薄膜保温保湿，出苗后视苗情揭去薄膜并加强通风，同时根据天气状况进行适当遮荫降温，遇低温则覆盖稻草或秸秆保温。其余管理同叠盘育秧。大田试验随机区组设计，3次重复。小区长9 m，宽3 m，面积27 m2。栽插采用武义众合农业机械有限公司生产的井关PZ60型插秧机，6行插，行距30 cm，株距14 cm，每穴插3粒谷苗。

1.2.2 温湿度梯度设置

每种育秧方式下设置4个温湿度梯度：25 ℃/80%、30 ℃/85%、35 ℃/90%、40 ℃/95%，每个温湿度组合为1个处理，共8个处理，每个处理3次重复，每个小区育秧面积为2.0 m×1.2 m。秧龄30 d时统一进行机插[2]。

4个温湿度梯度在播种至揭膜出苗期（约7 d）恒定控制各处理设定的温湿度水平；出苗后至三叶一心期（约10 d），白天（8：00—18：00）温度控制在设定值，相对湿度维持在80%，夜间（18：00—次日8：00）温度下调5 ℃，相对湿度维持90%；三叶一心期后育秧土温度和湿度不再控制，自然变化。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 秧苗质量

成苗率：播种后28 d，在每盘选取5处100粒种子（共500粒）的区域，调查出苗数，计算成苗率。苗高、叶龄，机插前在每盘随机选取10株秧苗，测量从秧苗基部到最高叶尖的高度，取其平均值为苗高；同时观察测定秧苗叶片完全展开数为叶龄[3]。根系活力，机插前每盘选取10株秧苗根系，参照TTC还原率法测定根系活力。

1.3.2 机插品质

机插苗后7 d内，每小区随机选择5点，每点含10穴，调查缺苗穴数和计算缺苗率；漏插穴数和计算漏插率；浮苗穴数和计算浮苗率。测定公式如下：缺苗率（%）=缺苗穴数/（调查穴数×穴插基本苗数）×100%；漏插率（%）=漏插穴数/调查穴数×100%；浮苗率（%）=浮苗穴数/调查穴数×100%。

1.3.3 产量与产量构成

成熟期每小区随机选取200穴调查有效穗数，计算每公顷有效穗数。收获时按各小区实收面积测产，以平方米产量折算为公顷产量。每个小区随机取6穴，考种每穴有效穗数、每穗粒数和结实率，用水稻胴米粒测定粒重。

2 结果与分析

2.1 不同温湿度下叠盘育秧对秧苗质量的影响

由表1可知，育秧方式和温湿度梯度对水稻秧苗成苗率、苗高、叶龄和根系活力均具有显著影响。在4个温湿度梯度下，叠盘育秧的成苗率均显著高于常规平置育秧。其中，叠盘35 ℃/90%处理的成苗率最高，达96.1%，较常规育秧提高16.2个百分点。随着温湿度梯度的升高，叠盘育秧处理间成苗率表现出先升高后降低的趋势，30 ℃/85%至35 ℃/90%处理间差异不显著，但显著高于其余处理。叠盘育秧处理的秧苗苗高总体低于常规平置，且随温湿度升高差异逐渐缩小：温度25 ℃时，叠盘苗高比常规育秧低2.6 cm；温度40 ℃时二者仅相差0.7 cm，表明叠盘更有利于在低温条件下控制秧苗徒长。不同育秧方式下秧苗叶龄变化趋势与苗高相反，叠盘秧苗叶龄普遍高于常规育秧，且高温下优势更为明显。温度40 ℃时，叠盘秧苗平均达到3.8叶，较常规育秧增加0.6叶。从秧苗根系活力来看，叠盘育秧处理明显优于常规平置育秧，根系活力值随温湿度梯度升高而不断提高，40 ℃/95%处理下达到最大，为873.5 μg·g-1·h-1，比常规育秧提高39.45%。

2.2 不同温湿度下叠盘育秧对水稻机插品质的影响

秧苗素质是影响机插水稻田间成苗质量的关键因素。研究考察机插7 d内的缺苗率、漏插率和浮苗率，评价了不同温湿度下叠盘育秧对水稻机插品质的影响（表2）。结果表明，叠盘育秧处理的机插秧苗缺苗率显著低于常规育秧，且以35 ℃/90%处理的缺苗率最低，仅为3.6%，较常规育秧降低57.64%；35 ℃/90%叠盘处理的漏插率为1.1%，显著低于其他处理，说明该温湿度下形成的秧苗根系发达，分布均匀，更易与土壤结合，株高整齐一致，有利于插植；35 ℃/90%叠盘处理的秧苗浮苗率仅1.6%，显著低于其他处理。

表2 不同温湿度叠盘育秧对水稻机插品质的影响

2.3 不同温湿度下叠盘育秧苗对水稻产量及其构成因素的影响

产量是评价栽培措施优劣的核心指标。由表3可知，35 ℃/90%叠盘育秧处理的水稻产量最高，达9 412.5 kg·hm-2，显著高于其他处理，较常规育秧提高15.1%。进一步分析产量构成因素可以发现，35 ℃/90%叠盘育秧处理的每公顷有效穗数达到239.1万，明显高于对照常规育秧处理的206.7万；其每穗粒数和结实率也表现最佳，分别比常规育秧增加15.4粒和4.9个百分点，而千粒重差异不显著。30 ℃/85%叠盘育秧处理的产量仅次于35 ℃/90%，也能达到9 095.0 kg·hm-2，较常规育秧增产12.1%。为进一步分析叠盘育秧的增产原因，对移栽后不同处理的水稻生长状况进行了跟踪调查，结果显示，35 ℃/90%叠盘育秧处理的机插秧苗成活率最高，苗期分蘖成穗率显著高于常规平置育秧处理。至拔节期，该处理的叶面积指数、茎粗和干物质积累量等指标亦明显优于其他处理。表明叠盘育秧培育的壮秧不仅有利于秧苗快速成活、分蘖成穗，而且能够增强植株群体在生育后期对环境资源的获取和利用能力。

2.4 最佳叠盘育秧温湿度条件的确定

基于对水稻秧苗性状、机插品质和产量的综合分析，35 ℃/90%叠盘育秧条件在各项指标上均表现出明显优势（表4）。与其他温湿度梯度相比，该处理培育的秧苗植株矮壮、根系发达、叶色浓绿，成苗率高达96.1%，机插后田间秧苗成活率和整齐度最佳，漏插率、缺苗率和浮苗率分别降至1.1%、3.6%和1.6%，因此获得最高的产量，达9 412.5 kg·hm-2，比常规育秧增产15.1%。因此，研究确定35 ℃/90%为建德市嘉丰优2号杂交中籼稻叠盘育秧的最佳温湿度参数。

3 讨论

3.1 温湿度与叠盘育秧效果的关系

温度和湿度是影响水稻种子萌发、秧苗生长的关键生态因子。研究表明，与常规平置育秧相比，叠盘育秧能够显著提高秧苗质量，其优势效应随着温湿度条件的改善而增强。叠盘育秧过程中，秧盘间形成相对封闭的微环境，利于维持种子萌发和幼苗生长所需的温湿度，此类小气候环境可通过智能装备精准调控，保障秧苗在最适宜条件下生长发育[4]。供试的4个温湿度组合中，35 ℃/90%叠盘育秧培育的秧苗综合性状最优，不仅显著提高了秧苗的成苗率、壮秧指数和根系活力，还能控制苗高、促进分蘖，使秧苗在移栽时达到较好的形态和生理素质。在较低温度（25 ℃）下，提高空气湿度虽然可改善叠盘内部小气候，但秧苗生长缓慢，分蘖少，根系活力低；而在较高温度（40 ℃）下，即使维持90%以上高湿环境，秧苗内部呼吸代谢加快，但光合同化受到抑制，不利于干物质积累，秧苗外观上徒长明显，由此可见，水稻秧苗对温湿度的响应亦存在“适宜范围”。前人研究表明，水稻种子的萌发和幼苗生长对温度和水分条件较为敏感，本研究结果显示，在35 ℃/90%的叠盘环境下，嘉丰优2号水稻种子的出苗率和秧苗生长均表现最佳，这可能与叠盘内部相对密闭的环境以及品种自身的生理特性有关。有研究指出，在较高温度下，水稻种子的呼吸代谢加快，需要消耗更多的内源营养物质，如果湿度较低，种子和秧苗容易因缺水而发生干燥失水，进而影响种子活力和幼苗的正常发育。而在叠盘环境中，较高的空气湿度有利于维持种子和秧苗组织的水分平衡，减轻了高温可能造成的伤害。因此，叠盘育秧过程中应严格控制温湿度条件，避免极端高温干燥环境的出现。

3.2 叠盘育秧苗质量对机栽水稻生长发育的影响

秧苗质量是机插水稻高产优质的物质基础。叶面积、干物质积累量、根系活力等生理指标直接关系到秧苗移栽后的成活率、分蘖成穗率和后期库源关系[5]。研究发现，35 ℃/90%叠盘育秧的秧苗在移栽时已具备3.6片叶、较粗壮的茎秆和发达的根系，较其他处理植株分蘖早、成穗多，最终获得了最高的产量，表明通过调控育秧期温湿度，培育生长健壮、生理活性高的壮秧，能够显著提高机插水稻的整体生产性能。叠盘育秧苗在田间也表现出良好的机插适应性，35 ℃/90%叠盘育秧处理的秧苗移栽后，其缺苗率、漏插率和浮苗率均显著低于常规平置育秧，苗块移植后植株快速成活，长势整齐，可能得益于叠盘育秧培育的秧苗苗高整齐、根系发达，移栽时对机械损伤的抵抗力强，苗块与土壤的结合紧密，能迅速与新环境建立水分养分联系，恢复生长[6]。研究中35 ℃/90%叠盘育秧培育的壮秧在大田表现出明显的生长优势，既提高了移栽成活率，促进了分蘖成穗，又增强了后期群体对光能的截获和干物质生产能力，最终实现了水稻产量的显著提升，采用适宜温湿度条件的叠盘育秧模式培育优质壮秧，对于保障机插水稻高产稳产具有重要意义。

4 结论

研究表明，在浙江省建德市采用温度35 ℃、相对湿度90%的条件进行嘉丰优2号杂交中籼稻品种叠盘育秧，利用杭州丰筑XL-21型智能温湿度控制育秧系统精准调控育秧过程，可显著提升秧苗质量、改善机插性能，最终实现水稻产量比常规育秧提高15.1%。叠盘育秧过程中温度和湿度的优化组合以及智能化控制是取得良好增产效果的关键，今后有必要开展多熟制、多品种间的比较试验，进一步优化不同类型水稻品种叠盘育秧模式。

参考文献：

[1] 李树森，程思明，陈正中，等.浙江省建德市水稻精准育秧技术要点[J].农业工程技术，2023，43（31）：41-42.

[2] 王亚梁，朱德峰，李慧，等.水稻叠盘出苗育秧对秧苗生长特性及均匀度的影响[J].杂交水稻，2022，37（2）：118-122.

[3] 陈兰，张启武.育秧基质处理和叠盘暗出苗技术对早稻秧苗素质及产量的影响[J].中国稻米，2018，24（5）：110-111，115.

[4] 吴晓，李潮，邹泽国，等.水稻暗室恒温叠盘育秧技术探析[J].农业科技通讯，2020（12）：252-253.

[5] 邵美红，朱德峰，程思明，等.早稻叠盘出苗育秧机插的秧苗质量及产量研究[J].作物杂志，2024（1）：229-232.

[6] 陈惠哲，向镜，王岳钧，等.水稻叠盘出苗育秧的种子出苗特性及秧苗机插效果[J].核农学报，2020，34（12）：2823-2830.