播種量和苗后水分管理對寒地水稻秧苗素質的影響

牛春薈， 錢永德， 汪秀志， 董奇卓， 張雪松， 張 鵬， 王泰毅， 周凌聿

(黑龍江八一農墾大學，黑龍江大慶 163000)

我國是水稻種植大國，水稻的種植面積達0.28億～0.30 億 hm。水稻是我國主要的糧食作物，近5年中國農業年鑒統計結果表明，水稻種植面積約占全國糧食作物種植面積的 27.5%，而產量約占糧食總產量的 37.3%，全國 65%以上的人口以稻米為主食，稻米供求的細小變化都可能導致糧食價格乃至整個物價波動。因此，水稻高產穩產對確保我國糧食安全具有重要的戰略意義。秧苗素質對于稻作生產非常重要，它直接決定了秧苗移栽后的生長發育。培育健壯秧苗是水稻高產的重要前提。培育健壯秧苗涉及的因素較多，而合理確定秧田播種量是重要因素之一。而且，秧苗素質是限制水稻機械化生產的主要因子之一，直接影響水稻機械化精確栽培、高產群體的構建及產量；秧苗的發根力是秧苗綜合素質的重要指標，根力強的秧苗，栽后成活率高，返青快。在育秧環節已有研究表明，不同育秧方式下，合理的播種量能節約種子、降低成本，還能改善機插稻田間布局，使得通風透光能力好，光合生產能力優勢明顯，過度增加播種量，會導致成本較高，秧苗素質變差。本試驗以早粳稻品種龍粳31的秧苗素質為主要研究對象，研究不同播種量和出苗后土壤水分管理對水稻秧苗素質的影響，為寒地水稻培育壯苗技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

本試驗以早粳稻品種龍粳31為材料，由黑龍江八一農墾大學水稻中心提供。試驗于2020年11月在黑龍江八一農墾大學水稻中心溫室進行。播種前將已篩選的種子倒入網袋，放在盛有清水的盒中浸泡，將盒子放入32 ℃恒溫箱中，72 h后將盒內多余水分去除并在盒上覆蓋保鮮膜進行催芽處理，待種子出芽至2～5 mm時將芽谷播在準備好的秧盤中。試驗以播種量和苗后水分管理為處理因素，采用2因素完全隨機區組試驗設計3種播量，即A1為480 g/m，A2為600 g/m，A3為720 g/m，其中A2為對照。播種后5 d出苗，待秧苗生長至1葉1心時開始土壤水分處理，模擬旱育秧、濕潤育秧、水育秧的苗后土壤水分狀態，設置3個水平，即土壤含水量約50%(H)，土壤含水量約100%(R)，土壤表層淺灌水層1 cm (S)，每個處理設置 3 次重復。

1.2 測定指標與方法

試驗分別于出苗至1葉1心期、水分處理后5、20 d，每個處理隨機選取15株長勢良好的秧苗調查株高、葉齡、莖基寬、地上部、地下部干質量，用LA-S根系分析軟件分析總根長和根表面積。根據公式計算充實度、壯秧指數和整齊度：

充實度=莖葉干質量/苗高；

壯秧指數=莖基寬×充實度；

1.3 數據分析

利用Excel 2016、DPS數據處理系統和Origin 2018進行數據分析和處理。

2 結果與分析

2.1 播種量和苗后水分管理對秧苗素質的影響

2.1.1 秧苗整齊度 由圖1可見，在不同播量下A1處理的整齊度最高，A1、A2處理整齊度差異不顯著；不同水分處理下R處理整齊度最高；播種量×水分管理條件下，HA2、RA2處理的整齊度分別比SA2處理整齊度高2.4%、2.5%，處理間差異顯著。

2.1.2 秧苗充實度、壯秧指數 不同處理對秧苗的充實度和壯秧指數見圖2、圖3，不同播量和水分處理下，充實度和壯秧指數均表現為A1>A2>A3，H>R>S，呈極顯著差異；H處理下，充實度和壯秧指數均表現為HA1>HA2>HA3，HA1處理的充實度和壯秧指數比HA2、HA3處理高6.7%、23.1%和18.2%、45.9%；R處理下充實度最高的為HA2；S處理的充實度、壯秧指數最低的均為HA3。A1播量間充實度呈顯著性差異，HA2、RA2處理與SA2處理和HA3處理、RA3處理與SA3處理差異極顯著；A1、A2播量處理的壯秧指數差異極顯著。

2.1.3 秧苗素質 從表1可以看出，A1播量處理的莖基寬比A2、A3處理高5.3%、9.6%；H處理的莖基寬比S、R處理增加13.89%、10.80%，株高比S、R處理低24.55%、19.91%。播種量對秧苗的莖基寬、充實度和壯秧指數達到極顯著水平；水分管理對秧苗株高、莖基寬等的影響均達到極顯著水平；從互作效應來看，水分管理×播種量對株高、莖基寬的影響存在顯著的互作效應，對充實度、壯秧指數的影響存在極顯著的互作效應。

表1 不同處理對秧苗素質的影響

2.2 播種量和苗后水分管理對秧苗根系的影響

2.2.1 總根長 不同處理對秧苗總根長的影響見圖4，不同播量下秧苗根長隨著時間延長逐漸增長。水分管理前，各處理間差異不顯著。水分管理后，根長迅速增加，H處理的增長幅度最大。水處理5 d后，H、R處理根長最高為A1播量，H、R處理A1播量根長比水分管理前分別增加131.27%、284.12%，S處理根系長度生長情況表現為A3>A2>A1，A3播量根長比水分管理前增加195.68%；A1處理播量下，HA1、RA1處理間總根長差異顯著，HA1、SA1處理間差異極顯著，A2、A3播量處理間總根長差異不顯著。水處理20 d后，H和R處理根系長度生長情況均表現為A1>A2>A3，其中，H處理下A1處理比A2處理高10.09%，A3播量比A2播量低9.56%，R處理下A1比A2高3.79%，A3處理比A2處理低5.03%，S處理表現為A1>A3>A2；A1、A2播量下，HA1、HA2 分別與SA1、SA2的總根長的差異達顯著水平，與A3處理差異不顯著。表明H、R處理的根系長度隨著播種量的增加逐漸減小。

2.2.2 根表面積 不同處理條件下對秧苗的根表面積變化見圖5，水分管理前，R處理各播量的根表面積差異較小；H處理A1播量根表面積最高。水處理5 d后，H處理各播量的根表面積表現為A1>A2>A3處理，A1處理比A2處理高30.0%，A3處理比A2處理低26.4%；S處理下根表面積最高的是A3處理。水處理20 d后，H處理A1的根表面積比A2處理高16.2%，A3比A2播量低4.6%。相同播量條件下，HA1與RA1、SA1的根表面積差異極顯著， RA1與SA1處理差異顯著；HA2與RA2、SA2處理差異極顯著，RA2、SA2處理差異顯著，HA3與RA3、SA3的根表面積呈極顯著差異，RA3與SA3的根表面積差異不顯著。可見水分管理后，H、R處理各播量的根表面積隨時間的延長加逐漸增多，播種量越大，根表面積越少，S處理在水分管理20 d后根表面積變化差異較小。

2.3 播種量和苗后水分管理對發根力的影響

從表2可知， A1播量單株根長比A2、 A3播量高50.0%、61.5%，處理間差異極顯著；A2、A3處理間差異不顯著。A1播量單株根數比A3播量高60.0%，處理間差異極顯著；A3播量比A2播量的單株根數低28.6%，處理間差異顯著；A1、A2處理間單株根數差異不顯著。苗后水分管理對單株根數、單株根長均表現為H處理>R處理>S處理，達到極顯著的水平，對平均根長的影響差異顯著。從互作效應來看，水分管理×播種量對平均根長的影響存在顯著的互作效應。表明A1播量下土壤含水量50%的秧苗發根力各項指標均優于其他處理。

表2 播種量和苗后水分管理對秧苗發根力的影響

2.4 播種量和苗后水分管理對秧苗干質量的影響

從表3可知，A1處理的地下干質量比A2處理高11.5%，處理間差異顯著，A1比A3高23.6%，處理間差異極顯著；A1處理的總干質量比A2、A3處理分別高11.7%、24.6%，A3處理比A2處理少10.4%；播種量對3葉1心期的秧苗地上部干質量、地下部干質量和總干質量存在極顯著影響；苗后水分管理對3葉1心期的秧苗地上部干質量、地下部干質量、總質量和根冠比存在極顯著影響。水分管理×播種量對秧苗地上部、地下部干質量和總干質量存在極顯著的互作效應。苗后水分管理和播種量對1葉1心期的秧苗各指標影響不顯著。

表3 播種量和苗后水分管理對秧苗干質量的影響

3 討論與結論

水稻的育秧技術方式以及秧苗素質對水稻中后期生長及產量形成有重要的影響。培育健壯的秧苗是水稻獲得高產的重要前提。本試驗結果表明，播種量和苗后水分管理對秧苗素質的各項指標存在顯著和極顯著的影響。充實度、壯秧指數和總干質量等均表現為H處理>R處理>S處理，株高表現為S處理>R處理>H處理。H處理的莖基部寬度最高，株高最低，總干質量和壯秧指數等表現優于其他處理，所以在土壤含水量約50%(H)的情況下秧苗表現了敦實壯苗的特征，還能夠有效地強化秧苗年齡彈性，延長秧齡，最終培育的秧苗質量也較高。相關研究表明，播種量是影響秧苗素質的一個重要因素。相關研究認為，增加播種量會導致秧苗發根力變差，成苗率下降，苗基寬、地上部和根系干質量降低，秧苗素質變差。本試驗研究結果與之相似又略有不同，土壤含水量約50%(H)時，隨著播種量的增加，秧苗的充實度、壯秧指數、根長、發根力、總干質量等逐漸降低，而土壤含水量約100%(R)的水分管理初期和土壤表層淺灌1cm水層(S)的充實度、根冠比等指標暫未發現這一規律。

根是作物生長的基礎，根深葉茂，根固枝榮，沒有良好的根系，根本就談不上作物的生長和生產。本試驗在水稻1葉1心期時進行水分管理，水分管理前，各處理的根系長度、表面積等生長情況差異不顯著；水分管理5 d后，不同播量對根系的表面積差異顯著；水分管理20 d后，H處理的總根長表現為A1>A2>A3處理，根長隨著播種量增大而減小，S處理根系未發現這一生長規律。H處理的總根長比R處理高28.67%，比S處理高40.1%。表明在水分控制下，H處理的根系生長情況優于S、R處理。秧苗的發根力既是秧苗綜合素質的重要指標，也是栽后的重要生理指標。發根力強的秧苗，栽后成活率高，返青快，分蘗起步早。本研究結果顯示，播種量和水分管理對單株根數、單株根長的影響均達到極顯著水平，表明H處理的發根力高于其他處理。從播量來看，播量越低發根力越高，可能由于播量較小，土壤養分供應充分，自身消耗養分較少，所以發根力較大。

秧苗地上部和地下部的生長量反映了秧苗生長的健壯程度。本試驗結果表明，播種量越高，秧苗的莖基寬、充實度、壯秧指數等秧苗素質指標越低，發根力、干質量也逐漸下降；隨著土壤含水量的增加，秧苗素質等各項指標呈下降趨勢；播種量×苗后水分管理對秧苗的莖基寬、充實度、壯秧指數等存在顯著、極顯著的影響，秧苗素質隨著播種量的增加逐漸降低。本試驗設置的3種播量中，A1為480 g/m，A2為600 g/m，A3為720 g/m，A1播量的整體指標高于A2、A3播量，可在后續進行進一步研究。土壤含水量約50%的水分管理下，秧苗素質、根系各指標以及發根力等均優于其他苗后水分管理下的秧苗，有較大的生長潛力。綜上所述，降低播種量，控制苗后水分管理，是培育水稻壯苗的有效途徑。