基質粒徑對水稻秧苗素質的影響

李睿 于廣星 陳盈 董立強 王雙 李躍東*

（1 遼寧省水稻研究所，沈陽 110101；2燈塔市農業農村事務服務中心，遼寧 燈塔 111399；*通信作者：daozuosuo@126.com）

水稻工廠化育苗是培育機插壯秧的重要途徑，具有機械化、標準化、規模化等特征[1-2]。工廠化育苗通過機械化播種、規模化育秧、標準化管理培育符合機插的健壯秧苗，是實現水稻種植全程機械化的重要環節[3-6]。工廠化育苗需要大量育苗載體。以營養土作為育苗載體，存在取土量大、取土困難、破壞耕地及容易發生土傳病害等問題[7-8]，無法滿足工廠化育苗的需求。基質的研發生產能夠解決上述諸多問題，為水稻工廠化無土育苗提供載體，是水稻規模化、集約化育苗的重要保障。諸多學者在基質研發方面做了大量研究，以草炭、有機質發酵物、珍珠巖、蛭石等為材料研發水稻育苗基質，取得了較好的育苗效果[9-12]。

粒徑能夠改變基質的物理性質，影響基質的總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度等性狀，對秧苗生長發育產生影響，但目前基質粒徑對水稻秧苗素質影響鮮有報道。本研究以水稻品種遼粳419 為試驗材料，以不同粒徑腐熟牛糞秸稈基質為育苗載體，比較分析了不同粒徑基質所育秧苗素質及移栽質量的差異，為工廠化育苗提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2022 年4—5 月在遼寧省水稻研究所試驗基地工廠化育苗智能溫室進行，供試水稻品種為常規粳稻遼粳419，該品種在遼寧省屬中晚熟品種，是遼寧中部稻區主栽品種。

1.2 試驗設計

試驗選用的基質其主要成分為牛糞和水稻秸稈，經2 次發酵制備而成，屬于有機質型育苗基質，由遼寧省水稻研究所研制[13]。以漏篩設置3 種粒徑（T1，0~3 mm；T2，0~5 mm；T3，3~5 mm）處理。以營養土為對照，取自遼寧省水稻研究所試驗田。

4 月15 日播種，采用塑料硬盤育秧（規格58 cm×28 cm×3 cm），每個處理播種150 盤，播種量為浸泡種100 g（約4 000 粒/盤），秧盤分3 個區域擺放，每個區域每個處理50 盤，按5 行×10 盤擺放，秧苗采用旱育秧模式管理，人工補水不建立水層。5 月15 日機械化移栽秧苗，采用久保田乘坐式5SPV-6CMD 型6 行高速插秧機，栽插規格30 cm×20 cm。移栽采用隨機區組大區試驗，每個處理作業區域3 次重復，為實現機械化作業效果，每個區域實際插秧面積大于60 m2，試驗調查區為去除邊行后區域。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 基質物理性質

參照郭世榮[14]的方法，采用環刀法測定基質的容重、總孔隙度、通氣空隙度、持水孔隙度、大小孔隙比。

1.3.2 秧苗素質

于5 月12 日（移栽前3 d），按對角線法選擇代表性秧苗3 盤，每盤取代表性秧苗30 株，測定秧苗葉齡、株高、莖基寬（距秧苗生根處1 cm）、SPAD（使用SPAD-502 型葉綠素儀測定第3 葉中部）。

每盤取代表性植株5 株用于根系形態分析。用蒸餾水沖洗干凈秧苗根系表面附著物，使用根系掃描儀（Epson perfection V800 photo）掃描照片，利用根系分析系統（WinRHIZO pro 2016）進行分析，測定總根長、總表面積、根體積、根直徑及根尖數等根系形態參數。

每盤另取100 株秧苗測定百株地上部干質量和百株根干質量。具體操作：將秧苗地上部分與根系分開，置于105 ℃烘箱殺青0.5 h，再于80 ℃條件下烘干至恒質量后稱重。根冠比=地下部干質量/地上部干質量。壯苗指數=（莖基寬/苗高）×地上部干質量[15]。

1.3.3 秧苗移栽質量

于移栽后3 d，每小區選取調查6 行（插秧機作業寬幅），調查漏插叢數，計算漏插率（漏插率=漏插叢數/調查叢數）。于移栽后3 d，每小區選取代表點調查6行，調查總株數和傷秧株數，計算傷株率（傷株率=傷秧株數/調查總株數）。

1.4 數據處理

采用Execel 2010 和DPS18.10 軟件進行數據整理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同粒徑基質物理性質比較

從表1 可見，T1、T2、T3 處理基質容重分別比CK顯著降低33.01%、38.84%和55.34%；T1 基質總孔隙度、通氣孔隙度、大小孔隙比最小，而持水孔隙度最大；T3 基質總孔隙度、通氣孔隙度、大小孔隙比最大，而持水孔隙度最小。上述結果表明，隨著粒徑的增加，基質的總孔隙度、通氣孔隙度、大小孔隙比呈增大趨勢，而基質的容重和持水孔隙度呈降低趨勢。

表1 不同粒徑基質的物理性質

2.2 不同粒徑基質對秧苗素質的影響

由表2 可知，不同處理秧苗的葉齡與葉色（SPAD）無顯著差異。T3 處理秧苗株高最大，T2 處理秧苗次之，二者顯著大于T1 處理秧苗；T2 處理秧苗莖基寬最大，T3 處理秧苗次之，二者顯著大于T1 處理秧苗；地上部干質量T2 和T3 處理秧苗差異不顯著，二者均顯著高于T1 處理和CK 秧苗；T3 處理秧苗根干質量顯著大于其他處理，T2 處理秧苗根干質量顯著大于T1 處理和CK。由此可見，粒徑較大的基質所培育秧苗，在株高、莖基寬、干物質積累等方面更具有優勢，秧苗生長更加旺盛。

表2 不同粒徑基質處理秧苗素質

2.3 不同粒徑基質對秧苗根系性狀的影響

由表3 可見，T3 處理秧苗根系總根長、總表面積、總根尖數顯著大于CK 和T1 處理秧苗，大于T2 處理秧苗但差異不顯著；T3 處理秧苗的根系總體積最大，顯著大于T1 處理秧苗，大于T2 處理和CK 秧苗但未達顯著水平；T3 處理秧苗的根系平均直徑最小。秧苗總根長、總表面積、總體積、根尖數等指標表現出T3＞T2＞CK＞T1 的規律。由此可見，大粒徑基質有利于水稻秧苗根系生長發育。

表3 不同粒徑基質秧苗根系性狀

2.4 不同粒徑基質對秧苗充實度和壯苗指數的影響

對不同粒徑基質秧苗的充實度和壯苗指數分析表明（圖1），T2 處理秧苗充實度最高，為1.68 g/cm，T1 處理秧苗充實度最低，為1.53 g/cm。T2 處理秧苗壯苗指數最高，為3.72，T1 處理秧苗壯苗指數最低，為3.25。秧苗的充實度和壯苗指數呈T2＞T3＞CK＞T1 的趨勢，說明基質粒徑小不利于培育健壯秧苗，秧苗充實度低，壯苗指標差。

圖1 不同粒徑基質處理秧苗充實度和壯苗指數

2.5 不同粒徑基質對秧苗移栽質量的影響

由表4 可見，T2 處理秧苗漏插率顯著低于其他處理，T3 處理秧苗漏插率最高，比T2 處理高1.3 個百分點；T2 處理秧苗的傷株率最低，顯著低于其他處理；各處理間大田基本苗數表現為T2＞T3＞CK＞T1，但處理間無顯著差異。綜上所述，T2 秧苗漏插率和傷株率最低，基本苗數最多，秧苗移栽質量最好。

表4 不同粒徑基質處理秧苗移栽質量

3 討論

粒徑大小與基質的物理性質密切相關，直接影響容重、總孔隙度和大小孔隙比[16-17]。本研究中，隨著基質粒徑的增加，基質的容重降低，而總孔隙度、通氣孔隙度、大小孔隙比呈增大趨勢。

本研究發現，基質粒徑對水稻秧苗生育進程作用不明顯，各處理秧苗葉齡無差異；基質粒徑對水稻秧苗根系生長影響顯著，小粒徑基質（0~3 mm）培育的秧苗根干質量、根系總長、總表面積、總體積和根尖數等指標均顯著低于大粒徑基質（3~5 mm）培育的秧苗，也低于營養土培育的秧苗但差異不顯著。其原因在于，小粒徑基質緊實度高、容重大，基質透氣透水性差，影響根系對氧氣、水分和營養的吸收，進而影響根系生長；大粒徑基質容重小，疏松透氣，利于根系生長[18-19]。金軍等[20]認為，秧苗根系發達，對水分和營養吸收、運輸的能力更強，對促進地上部生長發育具有重要意義。本研究也發現，大粒徑基質培育的秧苗不僅根系發達，地上部分同樣生長旺盛，株高、莖基寬、地上部干質量較小粒徑基質培育秧苗均具有顯著優勢。但3~5 mm 粒徑基質由于孔隙度較大，水分易散失而干旱，增加了秧苗管理的難度。

粒徑通過改變基質總孔隙度、通氣孔隙度等物理性狀，影響秧苗根系生長發育。大粒徑基質培育的秧苗根系發達，根系吸收運輸水分和營養能力強，促進了地上部生長，秧苗充實度高；小粒徑基質培育的秧苗根系生長受抑，根系吸收、運輸能力差，影響地上部生長，秧苗充實度較低。充實度較差的秧苗，在搬運及秧針撕扯過程中更易受到機械損傷，傷株率較高。本研究發現，0~5 mm 粒徑基質培育的秧苗漏插率顯著低于0~3 mm粒徑基質和營養土培育的秧苗。這是因為0~5 mm 基質培育的秧苗根系更加發達，根系盤結更好，秧苗呈毯狀不易松散，降低了秧苗的漏插率[21-23]。但3~5 mm 粒徑基質培育的秧苗漏插率卻顯著增高，原因可能是大粒徑基質雖利于根系生長，但其固根能力較差，對根系的支撐作用不好，不利于機插[17,24-25]；另一方面大粒徑基質容重較低，秧毯質量較輕，秧毯的重力難以克服其在秧箱內所受到的摩擦力，秧毯下滑不暢導致漏插。

4 結論

腐熟牛糞秸稈基質粒徑控制在0~5 mm 范圍，有利于提高水稻秧苗素質，秧苗莖基寬增大、根系發達、干物質積累增加，充實度和壯苗指數提高；秧苗移栽后漏插率和傷株率顯著降低，保證了大田基本苗數，促進秧苗早生快發，為水稻獲得穩產高產奠定基礎。