双季晚稻机插育秧床土培肥效应研究

张结刚，张美良，熊春晖，潘晓华，黄嘉佳，严志雁，何 虎，吴斯骏

(1 江西农业大学农学院江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，南昌 330045；2 江西省农业科学院，南昌 330200；3赣州市农业科学研究所，赣州 341000)

江西为我国水稻生产大省，也是我国重要的商品粮基地，双季稻种植面积常年问题在3.33×106hm2左右[1]，然而由于气候、地势以及经济水平等因素的影响，江西双季稻移栽机械化发展缓慢，其双季稻移栽机械化发展水平远低于以一季稻为主的北方稻区和江苏省等地区的水稻移栽机械化发展水平，且水稻移栽机械化也成为制约江西等双季稻地区实现水稻生产全程机械化的重要环节[2-4]。培育壮秧是双季稻机插成功的关键[5]，而床土则是培育机插壮秧的基础，传统以肥力水平较高的菜地土壤作为水稻机插秧床土对蔬菜土壤的破坏引起了农业主管部门的广泛关注，因此因地制宜，以水稻土为基质培育适合机插育秧的优质床土成为机插育秧成功的关键措施之一[6]。目前国内外关于机插育秧床土培肥的研究已有很多且相对成熟[5-6]，但江西双季稻区由于诸多条件的限制，机械移栽发展相对滞后，有关双季稻区机插育秧床土培肥效应报道也相对较少[7-9]。本试验研究采用速效复合肥作为培肥材料，研究稻田土壤床土培肥对机插双季杂交晚稻秧苗素质及产量的影响，以揭示培肥对机插秧苗生长特性及大田产量的影响并获得机插育秧床土培肥适宜指标，从而为双季稻区机插育秧实践提供指导性的依据。

1 材料与方法

1.1 试验大田土壤理化性质

试验于2009年、2010年在江西农业大学科技园试验大田进行，其耕作层土壤理化性质如表1。

表1 试验田耕作层土壤的理化性质

1.2 试验设计

2009年、2010年晚稻试验设计相同。

试验以籼型杂交晚稻组合‘五丰优T025’(千粒重22.5g)为材料，设每100 kg床土培肥0 g、200g、400g、600g、800g复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)等5个处理，分别以CK(对照)、N1、N2、N3、N4表示。床土培肥于播种前30d进行，床土为稻田耕作层土壤经取土、晒干、敲碎、过筛等过程后备用[7]。于2009年6月26日、2010年6月25日采用58cm×28cm的毯状硬盘进行湿润育秧，每盘播干谷90 g，每个处理播12盘，3次重复，随机区组排列；于2009年7月22日(秧龄26d)、2010年7月26日(秧龄30d)选用东洋PF455S步行式插秧机进行插秧，机插深度1cm，株距13cm，行距30cm，行长30m左右，每小区8行，小区面积72 m2，重复3次。秧田、大田管理按常规管理进行，于2009年11月4日、2010年11月9日进行收获、测产。

1.3 取样与测定[4]

1.3.1 秧苗素质考察

机插前，每个重复切取10cm×10cm的秧块，调查出苗数(秧块内所有秧苗数量)及成秧数(秧苗高度大于平均苗高12的苗数)，并计算成秧率(成秧数与出苗数的比值)。

选取具有代表性的秧苗30株，测定苗高、单株根数、假茎宽。

1.3.2 秧苗干物质质量

机插前，每个重复取具有代表性的秧苗100株，洗净剪掉根系，将茎叶包裹好后于105℃烘箱杀青半小时，然后在80℃下烘至恒重测定秧苗干物质质量。

1.3.3 试验田土壤理化性状测定

大田翻耕前，采用五点取样法，选取试验田耕作层(0—20cm)土壤，经晒干、粉碎、过筛后用于测定。土壤理化性质测定项目包括土壤pH、全氮、速效氮、有效磷、速效钾、有机质等。土壤pH：pH计测定法；土壤全氮：H2SO4-H2O2-蒸馏法；土壤速效氮：碱解-扩散吸收法；土壤速效磷：碳酸氢钠浸提法；土壤速效钾：NH4AC浸提法；土壤有机质：重铬酸钾容量外加热法。

1.3.4 分蘖动态考察

移栽后8d开始，每处理定点30蔸，每5d记录一次，直到分蘖数稳定。

1.3.5 大田干物质质量、全氮测定

机插后，在移栽期、分化期(二期)、抽穗期、成熟期按平均法取样，每次每处理取5蔸。将根剪除后按茎、叶、穗分开包扎，在105℃烘箱杀青15min后置于80℃的烘箱中烘干至恒重测定干物质质量。利用上述植株样分别测定茎、叶、穗的全N含量，全N含量用全自动凯氏定氮仪测定。

1.3.6 实际产量测定与产量构成考察

成熟期，每个小区中心量40m2左右面积测定实际产量，且每小区随机选取具有代表性的5蔸水稻用于考察产量构成。

1.4 数据分析

数据分析和图表绘制采用DPS和Excel软件进行。

2 结果与分析

2.1 床土培肥对产量及其构成的影响

产量是评价秧苗素质优劣的最有说服力的指标[4,6,10]。床土培肥对机插双季晚稻的产量、有效穗及每穗实粒数影响显著(表2)，2009年、2010年规律基本一致。床土培肥增产明显，培肥处理N1、N2、N3、N4实际产量平均比CK处理分别增加1 044.06 kghm2、1 949.56 kghm2、2 370.01 kghm2、2 114.55 kghm2，增幅分别达17.44%、32.56%、39.59%、35.32%，培肥处理实际产量总体平均比无培肥CK处理实际产量增加1 869.54 kghm2，平均增产幅度达31.23%。处理N1、N2、N3、N4平均有效穗比CK处理分别增加5.70%、12.33%、24.10%、25.99%，培肥处理单位面积有效穗总体平均比无培肥CK处理提高17.03%；而培肥处理N1、N2、N3、N4每穗实粒数比CK处理分别降低2.46%、4.31%、6.68%、12.11%，培肥处理每穗实粒数总体平均比无培肥CK处理降低6.39%；培肥处理N1、N2、N3、N4结实率分别比无培肥CK处理降低1.28%、2.82%、4.41%、7.31%，培肥处理结实率总体平均比无培肥CK处理低3.95%。故而床土培肥有利于增加单位面积有效穗，但同时会影响每穗实粒数和结实率，穗型变小。床土培肥主要是通过增加单位面积有效穗来提高实际产量的。

随着床土培肥水平的提高，各培肥处理有效穗均不断增加，每穗实粒数和结实率反而呈不断降低的趋势，实际产量则表现出先增加后降低的趋势，N3处理实际产量达到最高，其实际产量比无培肥CK处理增产39.59%，比其他培肥处理N1、N2、N4分别增产18.86%、5.29%、3.15%。综合来看，N3处理培肥水平增产效果最显著，是双季晚稻机插育秧床土培肥比较合理的培肥水平。

表2 床土培肥对产量及其构成的影响

注：同一列数值后小写字母表示在0.05水平上差异显著性，下同

2.2 床土培肥对秧苗素质的影响

秧苗素质是双季晚稻机插成功的关键[6]。试验结果表明，床土培肥对秧苗素质影响差异显著(表3)，床土培肥可培育适宜机插的双季晚稻壮秧，2009年、2010年试验结果基本一致。

随着床土培肥水平的提高，各培肥处理秧苗苗高、叶龄、假茎宽、根数、百苗干物质质量均不断增加，以N4处理达到最高，N3处理与N4处理之间除苗高外其他指标差异不显著。

表3 床土培肥对秧苗素质的影响

2.3 床土培肥对成秧率的影响

由图1可知，随着床土培肥量的增加，成秧率不断提高，最高培肥N4处理两年平均比无培肥CK处理高10.61%，说明床土培肥具有明显的壮秧效果。

2.4 床土培肥对分蘖动态的影响

由图2可知，各处理大田单位面积群体茎蘖数随着时间的推移呈现出先升高后降低的趋势，均在机插后30—35d左右达到分蘖最高峰，然后开始下降且在机插后60 d左右趋于稳定。由图可知，无培肥CK对照处理整个大田生长期的单位面积群体茎蘖数不足且少于培肥处理，床土培肥能明显增加单位面积群体茎蘖数。由于床土培肥有利于培育壮秧，机插后秧苗健壮早发，从而保证了培肥处理单位面积群体茎蘖数。随着床土培肥水平的提高，各培肥处理的单位面积群体茎蘖数均不断增加，且整个大田生长期均以N4处理最高；高水平培肥处理N4虽然分蘖数多，但其无效分蘖多，成穗率降低。综合来说，适量床土培肥能培育壮秧促进早发以保证单位面积分蘖数而提高单位面积的有效穗，从而增加产量，但过高水平的床土培肥可能造成分蘖过旺，高峰分蘖数过多导致成穗率降低且穗型小，实际产量降低。

图1 床土培肥对秧苗成秧率的影响Fig.1 Effect of seedbed soil fertilizing on strong seedling rate

图2 床土培肥对机插后大田分蘖动态的影响(2010年)Fig.2 Effect of seedbed soil fertilizing on tiller number(2010)

2.5 床土培肥对大田物质生产的影响

床土培肥能明显提高双季机插晚稻总干物质生产量及各个时期的生物量积累(表4)。培肥处理N1、N2、N3、N4干物质量分别比无培肥CK处理增加 642.89 kghm2、1 165.32 kghm2、1 640.32 kghm2、1 878.17 kghm2，床土培肥对总干物质生产量增幅分别为3.92%、7.10%、9.99%、11.44%。其他各时期的生物量积累与总物质生产的规律类似。随着床土培肥水平的提高各处理生物量积累不断增加，但各时期生物量积累所占比例差异性不显著。

2.6 床土培肥对氮素积累的影响

床土培肥对增加氮素积累作用明显(表5)，培肥处理N1、N2、N3、N4总吸氮量分别比无培肥处理N0增加8.50 kghm2、15.76 kghm2、25.92 kghm2、27.99 kghm2，其增幅分别为7.52%、13.94%、22.92%、24.75%。随着水稻生育期的推移，各个处理的氮素积累量均随着培肥水平的提而不断增加，但各处理各时期的氮素积累量相对百分比差异不显著。床土培肥有利于机插后有较多的氮素积累从而获得较好的生长势。

表4 床土培肥对大田物质生产的影响(2010年)

表5 床土培肥对氮素积累的影响(2010年)

3 结论与讨论

3.1 床土培肥与机插双季晚稻秧苗素质的关系

两年双季晚稻机插育秧床土培肥试验证明：床土培肥对双季晚稻机插秧苗生育特性影响显著，床土培肥处理秧苗素质明显优于无培肥对照处理，床土培肥能明显增加秧苗苗高、假茎宽、百苗干物质质量及根量，提高秧苗素质，优化了秧苗群体指标。该研究结果与已有报道[12-15]基本一致，均认为床土培肥能有效改善床土供肥能力，促进早发，提升秧苗群体质量，是培育壮秧的有效措施。

已有研究表明机插秧苗不宜过高[16-18]，机插秧苗过高易被机械损伤而出现死苗的现象最终影响机插质量。本试验研究发现适量范围内进行床土培肥有利于增强秧苗素质，而过高的床土培肥对进一步提高秧苗素质效果不明显。本试验认为每100kg床土使用600g复合肥培肥较为适宜，但不同类型床土培肥用量有不同，这与张祖建等[6,18]人研究结果一致，认为床土培肥一定要适量，贫瘠的土壤应适当增加培肥用量，而肥沃的土壤可适当减少培肥用量，至于不同类型土壤培肥量与不同类型肥料之间的变化关系有待进一步研究验证。

3.2 床土培肥与机插双季晚稻大田群体生长的关系

适宜健壮秧苗是机插质量、大田群体高起点的保证[6,19]，大田实际产量也是确定床土培肥水平的关键因素[18-22]。床土培肥能培育健壮秧苗，大田分蘖动态调查表明培肥处理分蘖速度明显快于无培肥对照处理，有利于建立大田高质量的群体起点。床土培肥对机插双季晚稻产量影响显著，床土培肥处理实际产量显著高于无培肥处理，而随着培肥水平的提高有效穗不断增加，每穗实粒数、结实率不断降低，故而实际产量表现出先增加后降低的趋势，以每100kg床土培肥600g复合肥的处理实际产量最高。随着床土培肥水平的提高，机插大田后分蘖速度、干物质积累量、氮素积累量、单位面积有效穗均不断增加，但是过高的床土培肥使每穗实粒数降低、穗型变小、成穗率降低，最终实际产量降低。这与邵文娟等[10]、张洪程等[19]研究结果较为一致，高峰苗数、有效穗随床土培肥水平的提高而增多，成穗率则不断降低，即培肥水平高的处理有效穗多但穗型偏小、每穗实粒数少。因此本文认为过高的床土培肥对进一步提高大田高质量的群体效果不佳，床土培肥的确定要根据床土土壤类型、肥力及水稻品种特性等条件而定[19]，床土土壤肥力高、水稻分蘖能力强可适当降低床土培肥量，反之应增加。

本试验只进行了复合肥的培肥用量研究，而其氮磷钾肥料配比适宜范围及有机无机配比适宜范围等有待进一步研究确定。

3.3 利用水稻土开展机插秧床土培肥的必要性

在我国水稻主产区，由于经济、地理、气候等因素，机插稻育秧床土均由种植者自备，不同地区土壤类型及肥力水平相差很大[23]，不利于水稻移栽机械化的推广。报道[6,14,17]认为床土培肥是培育机插壮秧的有效措施，也是获得大量适合机插育秧床土最行之有效的方法。张结刚等[1]研究表明，肥力水平较高的菜园土是理想的机插秧育秧床土，但大规模的工厂化育秧采用菜园土作为床土将对蔬菜用地及蔬菜产业造成不利影响，因此，找到适合大规模工厂化育秧的床土对双季稻区机械移栽的发展至关重要。本研究认为通过对水稻土进行培肥来培育健壮秧苗的适宜床土是可行的，且水稻土具有取土方便、培肥简易等优点，在水稻机插秧育秧床土利用上具有可持续性。

然而不同类型床土、不同类型肥料及不同水稻品种对培肥水平均有影响，生产实践上应结合实际调整床土培肥用量。此外，如遇过高床土培肥而使秧苗过高不利于机插的情况，可采用生长调节剂加以控制[24-26]，以保证培育出适合机插的健壮秧苗。