疊盤出苗低溫煉芽處理對早稻秧苗素質的影響

章秋琳 朱德峰 陳惠哲 張玉屏 向鏡 張義凱 王亞梁

（中國水稻研究所/水稻生物育種全國重點實驗室，杭州 311400；*通信作者：wangyl0103@126.com）

雙季稻生產對保障水稻穩產增產和國家糧食安全起著十分重要的作用。隨著經濟社會發展和農村勞動力轉移，水稻生產向輕簡規模化發展，雙季早稻直播和機插面積顯著增加[1]。與直播相比，機插具有明顯的豐產優勢[2]。機插的關鍵是育秧，育秧的關鍵是出苗。為了提高育秧效率并避免早稻出苗期間的低溫傷害，中國水稻研究所研發了疊盤出苗育秧技術[3]，提高了工廠化育供秧效率。然而，氣候變化加劇對雙季早稻育秧造成嚴重影響，其中雙季早稻育秧期間的低溫冷害，會增加早稻爛種爛秧現象[4]。前人研究發現，通過煉芽能增加水稻秧苗抗逆性，促進水稻生長[5]。在前期預備試驗中，作者發現疊盤出苗后通過低溫煉芽處理能夠緩解育秧期低溫對秧苗的傷害。因此，作者進行了早稻疊盤出苗低溫煉芽處理對秧苗素質影響的試驗，以期為早稻育秧應對低溫傷害提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用生產上大面積種植的早稻品種中嘉早17。

1.2 試驗設計

試驗在2022 年3 月早稻育秧期開展。采用裂區設計，主區為煉芽處理，設置疊盤出苗不煉芽（對照，CK）和低溫煉芽，副區為育秧處理，分露天育秧和薄膜覆蓋育秧。試驗共4 個處理，每個處理20 個秧盤，3 次重復。種子在3 月15 日浸種，3 月18 日催芽，每盤播種量60 g，疊盤后暗室出苗，暗室恒溫32 ℃，相對濕度維持在100%。48 h 暗室出苗結束后進行不煉芽和煉芽處理，不煉芽處理疊盤出苗后大田直接擺放育秧，煉芽處理在低溫15 ℃下疊盤放置24 h 后大田擺放育秧。育秧分露天育秧和薄膜覆蓋育秧2 個處理，處理時間15 d。之后打開薄膜一直到育秧30 d 結束。露天和薄膜覆蓋育秧15 d 期間的空氣溫度如圖1 所示。

圖1 露天和薄膜覆蓋育秧處理15 d 期間的空氣溫度

1.3 測定項目及方法

1.3.1 成苗率

秧齡30 d 時每處理取樣3 盤，每盤取10 cm×10 cm統計秧苗成苗數和未成苗種子數，計算成苗率。成苗率（%）=成苗數/（成苗數+未成苗種子數）×100%。

1.3.2 葉綠素含量

秧齡15 d 和秧齡30 d 時每處理取秧苗15 株，剪下葉片混勻，采用95%乙醇提取法[6]測定葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量。

1.3.3 秧苗性狀和干物質積累量

秧齡15 d 和秧齡30 d 時每處理取3 盤，每盤300株測定葉齡、株高和根長。每處理秧盤取大小一致秧苗30 株，分地上部和地下部，烘干測定干物質積累量。

1.3.4 秧苗充實度

秧苗充實度（mg/cm）=秧苗莖葉干物質量（mg）/株高（cm）。

1.4 數據處理

采用Excel 2016 進行數據統計并作圖，采用SAS 9.4 進行方差分析，student-t 檢驗不煉芽處理和低溫煉芽處理之間的差異。

2 結果與分析

2.1 成苗率

由圖2 可知，不煉芽條件下，露天育秧的成苗率比薄膜覆蓋育秧低18.8%，低溫煉芽處理提高了露天育秧秧苗成苗率，露天育秧下煉芽處理秧苗成苗率比不煉芽處理提高8.8%。在薄膜覆蓋育秧條件下，煉芽與不煉芽處理間成苗率差異不大。以上結果說明，疊盤出苗后遇低溫，通過低溫煉芽處理能夠提高秧苗成苗率。

圖2 疊盤出苗低溫煉芽處理對秧苗成苗率的影響

2.2 秧苗葉綠素

如圖3 所示，低溫煉芽處理增加了露天育秧的葉綠素和類胡蘿卜素含量，與不煉芽處理相比，煉芽處理后露天育秧15 d 秧苗葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量分別增加11.8%、9.1%和5.1%，露天育秧30 d秧苗葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量分別增加42.7%、29.6%和39.0%。然而在薄膜覆蓋育秧下，與不煉芽處理相比，煉芽處理秧苗的葉綠素含量呈下降趨勢，但不顯著。

圖3 疊盤出苗煉芽處理對秧苗葉綠素的影響

2.3 秧苗性狀

如表1 所示，煉芽處理和育秧方式對秧苗株高、葉齡和根長有顯著影響。露天育秧15 d，煉芽處理的秧苗株高、葉齡和根長分別比不煉芽處理增加6.0%、14.5%和20.5%；露天育秧30 d，煉芽處理的秧苗株高、葉齡和根長比不煉芽處理有增加的趨勢，其中根長增幅顯著。薄膜覆蓋育秧15 d，煉芽處理的株高、葉齡和根長與不煉芽處理相比有下降趨勢，其中株高顯著降低22.3%；薄膜覆蓋育秧30 d，與不煉芽處理相比，煉芽處理的秧苗株高下降6.0%，葉齡和根長分別增加5.1%和7.3%，均達顯著水平。

表1 疊盤出苗煉芽處理對秧苗性狀的影響

2.4 秧苗干物質積累量

如表2 所示，煉芽處理和育秧方式對秧苗干物質積累和充實度有顯著影響。露天育秧15 d，煉芽處理的秧苗莖葉干物質量、根干物質量和秧苗充實度分別比不煉芽處理增加22.0%、25.7%和15.5%；露天育秧30 d，煉芽處理的秧苗株高、葉齡和根長比不煉芽處理增加13.1%、10.8%和6.9%。薄膜覆蓋育秧15 d，煉芽處理的莖葉干物質量和根干物質量與不煉芽處理相比下降，但秧苗充實度顯著增加7.2%。

表2 疊盤出苗煉芽處理對秧苗干物質積累的影響

3 討論

低溫對水稻成苗會造成顯著影響。王亞梁等[7]研究表明，低溫對種子發芽的影響與種子糖代謝受阻有關，這可能也是低溫導致秧苗成苗率下降的主要原因。試驗中發現，通過低溫煉芽處理顯著提高了秧苗成苗率，這也說明，低溫并不是導致秧苗死亡的主要原因，可能是光照和低溫的交互作用導致，然而相應的生理機制還需要進一步研究。對葉綠素含量進行檢測，未煉芽處理的秧苗葉綠素含量顯著低于經過低溫煉芽處理的秧苗，說明疊盤出苗擺盤后葉綠素形成受到了低溫的影響，這與低溫破壞葉綠體結構以及抑制相關酶活性有關[8]。低溫破壞葉綠素形成進而影響干物質積累，因此出現低溫下秧苗變弱和干物質積累降低的現象。有研究發現，通過煉芽處理，促進了低溫下葉綠素形成，低溫煉芽處理過程中，疊盤出苗后的芽一直處在黑暗中，葉綠素尚未形成[9]，通過低溫鍛煉，提高了低溫下葉綠體的葉綠素合成能力，進而促進了葉片光合作用和干物質積累。研究中發現，低溫降低了秧苗的株高和根長，特別是基部莖節的伸長受到了影響，這與低溫抑制生長素、赤霉素和細胞分裂素等激素合成有關[10]。然而，低溫煉芽如何影響激素形成調控秧苗生長的相關機理需進一步研究。

4 結論

低溫煉芽處理能夠緩解育秧期的低溫傷害。在早稻工廠化育秧過程中，結合低溫煉芽處理促進秧苗素質提高，對提高早稻產量有積極作用。