水卷苗育秧方法对水稻秧苗素质的影响

李玉祥，刘扬，闫飞宇，丁艳锋，王绍华，刘正辉，唐设，李刚华*

(1 石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆 石河子 832003；2 江苏省现代作物生产协同创新中心/南京农业大学，国家信息农业工程技术中心/农业部南方作物生理生态重点开放实验室，南京 210095)

水稻秧苗素质的好坏直接影响着秧苗移栽后返青活棵、大田群体生长及产量的形成。适宜的播种量及适期移栽为充分发挥插秧机的优越性能及培育本田高质量群体奠定了良好的基础，对提高机插质量与产量均具有重要意义。针对常规营养土育秧方法，前人大量的研究[1-8]已明确了播种量和移栽秧龄以及二者互作效应对秧苗素质的影响。对于水稻机插育秧新方法——水卷苗育秧方法而言，前期研究[9-15]已表明其产量能够达到常规营养土和基质育秧水平，能够实现育秧清洁化、轻量化和高效化。在此基础上，分析了播种量及移栽秧龄对水卷苗秧苗素质及产量形成的影响，初步确定了适宜的播种量及移栽秧龄[16-17]，但有关播种量和移栽秧龄二者互作效应对水卷苗育秧方法秧苗素质的影响仍未有报道。鉴于此，本文以长江中下游地区主栽水稻品种武运粳24号和杂交籼稻6两优9368为供试材料，以常规营养土育秧方法为对照，探讨不同播种量和移栽秧龄及其互作效应对水卷苗秧苗素质的影响，研究结果为机插水稻育秧方法选择及壮秧的培育提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验设计

以常规粳稻武运粳24号和杂交籼稻6两优9368为供试品种。武运粳24号播种量设置为芽谷重554.2、738.9、923.6和1108.4 g/m2，分别用A1、A2、A3、A4表示；6两优9368播种量设置为芽谷重307.9、431.0、554.2和677.3 g/m2，分别用B1、B2、B3、B4表示。水卷苗育秧方法(HLMS)每个处理播种3个育秧槽(0.28 m×4 m)。以常规营养土育秧方法为对照(CMSS)，CMSS每个播量处理播种12盘(0.28 m×0.58 m)，于2015年5月23号播种；其中，芽谷重量为稻谷的1.3倍。试验在玻璃温室内进行。

水卷苗育秧以20 g白色纺黏无纺布(南通康达复合材料有限公司)+1 cm稻壳(大米加工厂的下脚料)为育秧介质[15]，采用“水稻水培育秧苗床”[14]进行秧苗培育，苗床长4 m，每个苗床由4个育秧槽(0.28 m×4 m)组成，采用“水稻水培育秧营养液及其制备方法”配方为秧苗供给养分[11]，用HCl和NaOH调节营养液pH值，使其维持为4.5～5.5。播种后采用黑色40 g无纺布覆盖育苗，从秧苗1叶1心期开始适时炼苗[12]。播种后至秧苗2叶期(播种后第6天)用清水喷施浇灌秧苗，从2叶期开始用营养液用水泵循环浇灌秧苗。于播种后第7天用15%多效唑可湿性粉剂(750 g/hm2)兑水均匀喷施秧苗。常规营养土育秧方法按照南方水稻肥床旱育操作规程进行。

1.2 测定项目及方法

分别于播种后第13、20、27及34天，每处理随机取20株秧苗观测叶龄，并测定叶片数、黄叶数、株高、苗基宽等，量取秧苗叶片长宽，用于计算秧苗单株叶面积；每处理取100株秧苗取地上部称鲜重后置于105 ℃烘箱中烘30 min杀青，之后在80 ℃下烘至恒重，记录干重，并计算重高比(重高比=地上部干重/苗高)。切取8 cm×8 cm板面的秧苗1块，计数苗数，考察成苗率。

1.3 数据分析

在Excel2007软件中进行数据常规处理和作图，在SPSS20.0 For Windows中进行方差分析。

2 结果分析

2.1 育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗叶龄的影响

由图1可知，叶龄随着播种量的增加呈下降趋势，随着移栽秧龄的增加呈增加趋势，水卷苗育秧方法秧苗叶龄显著大于常规营养土育秧方法(表1)，两品种表现一致。其中，移栽秧龄为13 d，武运粳24号播种量由A1增加到A4时，水卷苗育秧方法叶龄比常规营养土育秧方法分别高26.8%、45%、30%和33.3%，随着移栽秧龄的增加，处理间趋势一致。对于6两优9368而言，移栽秧龄为13 d，播种量由B1增加到B4时，2种育秧方法间叶龄差异较小；当移栽秧龄为20 d，播种量由B1增加到B4时，水卷苗育秧方法叶龄分别比常规营养土育秧方法高18.5%、3.7%、17.4%和12.5%。播种量、移栽秧龄及育秧方法间互作效应对秧苗叶龄均存在极显著影响，品种间表现一致(表1)。

图1 育秧方法、移栽秧龄及播种量对秧苗叶龄的影响Fig.1 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the number of appeared leaves of rice seedlings for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.2 育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗株高的影响

育秧方法、移栽秧龄和播种量均会影响秧苗的株高，但影响程度有差异(图2)。对于不同育秧方法而言，水卷苗育秧方法秧苗株高小于常规营养土育秧方法，两品种表现一致；对于播种量而言，整体表现为小播量处理秧苗株高大于大播量处理，两品种表现一致；随着移栽秧龄的增加，秧苗株高显著增加，但移栽秧龄为34 d时，株高增加幅度减小。方差分析表明，育秧方法、移栽秧龄和播种量及其互作对秧苗株高的影响均达显著或极显著水平，两品种表现一致。武运粳24号显著性表现为育秧方法>移栽秧龄>播种量，互作效应中以育秧方法和移栽秧龄效应影响最大；6两优9368显著性表现为移栽秧龄>育秧方法>播种量，互作效应中以移栽秧龄和播种量效应影响最大。

图2 育秧方法、移栽秧龄及播种量对秧苗株高的影响Fig.2 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the seedling height of rice seedlings for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.3 育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗苗基宽的影响

苗基宽是衡量秧苗素质的一个重要指标。苗基宽越大，秧苗素质越好，穗子大。由图3可知，随着播种量增加苗基宽呈下降趋势，且随着移栽秧龄增加，处理间差异增大。随着移栽秧龄增加，苗基宽呈增加趋势，当移栽秧龄超过34 d时，苗基宽增加幅度减小，武运粳24号有下降趋势。育秧方法对苗基宽的影响在品种间存在一定差异，其中不同育秧方法对武运粳24号苗基宽无显著影响，而对6两优9368为有极显著影响。对于不同处理间互作效应对苗基宽的影响，除育秧方法和播种量二者间互作效应对武运粳24号秧苗苗基宽无显著影响外，其他处理间互作效应对两品种苗基宽均产生显著或极显著影响(表1)。

图3 育秧方法、移栽秧龄及播种量对秧苗苗基宽的影响Fig.3 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the seedling stem width of rice seedlings for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.4 育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗干物重的影响

随着播种量的增加，秧苗干物重呈下降趋势，且随着移栽秧龄的增大处理间差异增大，两品种表现一致(图4)。随着移栽秧龄的增加，秧苗干物重呈增加趋势，但大苗移栽时增加幅度降低(秧龄34 d)，甚至有下降趋势(6两优9368)。育秧方法对秧苗物质积累量的影响表现为，小苗移栽时(秧龄13 d)为常规育秧方法高于水卷苗育秧方法，而大苗移栽时为(秧龄27 d、34 d)为水卷苗育秧方法高于常规营养土育秧方法。方差分析表明，移栽秧龄和播种量对武运粳24号的影响达极显著水平，而育秧方法无显著影响，其中显著性表现为移栽秧龄>播种量；互作效应中育秧方法和移栽秧龄及移栽秧龄和播种量对武运粳24号干物重均有极显著影响。对于6两优9368而言，育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗干物重的影响均达极显著水平，其中显著性表现为移栽秧龄>播种量>育秧方法；互作效应中除育秧方法和移栽秧龄外，其他处理间均无显著影响。

图4 育秧方法、移栽秧龄及播种量对秧苗物质积累量的影响Fig.4 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the dry weight of seedling for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.5 育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗黄叶数的影响

由图5可知，中小苗移栽时(13～20 d)，水卷苗育秧方法几乎没有黄叶，而常规营养土育秧方法在秧龄20 d时已出现黄叶，且随着播种量的增加而增加。随着移栽秧龄的增加，秧苗黄叶数呈增加趋势，且增加幅度加大，两品种表现一致。不同育秧方法间，水卷苗育秧方法秧苗黄叶数少于常规营养土育秧方法，两品种表现一致。方差分析表明，育秧方法、移栽秧龄和播种量对武运粳24号的影响均达极显著水平，其中显著性表现为移栽秧龄>育秧方法>播种量；互作效应中育秧方法和移栽秧龄及育秧方法和播种量对武运粳24号黄叶数均有显著或极显著影响。对于6两优9368而言，育秧方法和移栽秧龄对秧苗黄叶数的影响达极显著水平，其中显著性表现为移栽秧龄>育秧方法；互作效应中育秧方法和移栽秧龄及育秧方法、移栽秧龄和播种量效应对秧苗黄叶数有极显著影响。

图5 育秧方法、移栽秧龄及播种量对秧苗黄叶数的影响Fig.5 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the number of yellow leaves of rice seedling for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.6 育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗重高比的影响

随着播种量增加，秧苗重高比呈下降趋势，且随着移栽秧龄增大，下降幅度增加，两品种表现一致(图6)。随着移栽秧龄增加，秧苗重高比呈先增后降趋势，中苗移栽时(秧龄20 d)增加快，但大苗移栽时增加幅度降低(秧龄27 d)，甚至有下降趋势(秧龄34 d)，两品种表现一致。不同育秧方法间，武运粳24号水卷苗育秧方法秧苗重高比高于常规营养土育秧方法；而6两优9368，秧龄13 d移栽时2种育秧方法处理间无显著差异，其他秧龄移栽时均表现为水卷苗育秧方法高于常规营养土育秧方法。方差分析表明，育秧方法、移栽秧龄、播种量及其互作对武运粳24号秧苗重高比的影响均达极显著水平，其中显著性表现为育秧方法>移栽秧龄>播种量；互作效应中以育秧方法和播种量效应影响最大。对于6两优9368而言，育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗重高比的影响均达极显著水平，显著性表现为移栽秧龄>育秧方法>播种量；互作效应中育秧方法和移栽秧龄及移栽秧龄和播种量效应对秧苗重高比有极显著影响。

图6 育秧方法、移栽秧龄及播种量对秧苗重高比的影响Fig.6 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the dry weight-height ratio of seedling shoot for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.7 育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗成苗率的影响

随着播种量和移栽秧龄的增加，成苗率均表现为下降趋势，两品种表现一致(图7)。不同育秧方法间，小苗移栽(13 d)时水卷苗育秧方法成苗率略低于常规营养土育秧方法，随着移栽秧龄的增加，水卷苗育秧方法成苗率高于常规营养土育秧方法。方差分析表明，育秧方法、移栽秧龄和播种量对成苗率的影响均达极显著水平，显著性表现为移栽秧龄>播种量>育秧方法，两品种表现一致。互作效应中武运粳24号除育秧方法和播种量效应对成苗率无显著影响外，其他处理间互作效应均达到显著或极显著水平；6两优9368育秧方法和移栽秧龄及育秧方法和播种量效应对成苗率影响显著。

图7 育秧方法、移栽秧龄及播种量对秧苗成苗率的影响Fig.7 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the seedling emergence rate for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.8 育秧方法、移栽秧龄和播种量对秧苗叶面积指数的影响

随着播种量的增加，叶面积指数呈增加趋势，两品种表现一致(图8)。随着移栽秧龄的增加，水卷苗育秧方法叶面积指数呈增加趋势，而常规营养土育秧方法在秧龄13～27 d移栽时呈增加趋势，到34 d时呈下降趋势，两品种表现一致。育秧方法对叶面积指数的影响随着移栽秧龄的增加趋势不一致，移栽秧龄由13 d增加到27 d时，叶面积指数均为水卷苗育秧方法低于常规营养土育秧方法；当移栽秧龄为34 d时，水卷苗育秧方法叶面积指数高于常规营养土育秧方法，两品种表现一致。除育秧方法和播种量间互作效应对6两优9368叶面积指数无显著交互影响外，其他处理间互作效应对两品种叶面积指数均产生显著或极显著影响。

图8 育秧方法、移栽秧龄及播种量对叶面积指数的影响Fig.8 Effect of different seedling raising methods,seedling ages and sowing densities on the leaf area indexof rice seedlings for Wuyunjing24 and 6Liangyou9368

2.9 育秧方法、移栽秧龄和播种量及其互作效应对秧苗素质性状的方差分析

方差分析表明(表1)：育秧方法间比较，对于武运粳24号而言，苗基宽和干物重差异不显著，叶龄、株高、黄叶数、成苗率和叶面积指数均达到极显著水平；对于6两优9368而言，上述各项指标均达到极显著水平。移栽秧龄间比较，两品种(武运粳24号和6两优9368)上述各指标均达到极显著差异。播种量间比较，武运粳24号上述各指标均达到极显著水平；对于6两优9368而言，处理间黄叶数差异不显著，其他指标均达到极显著差异，处理间交互作用对秧苗素质大多参数有显著或极显著影响。

表1 育秧方法、移栽秧龄、播种量及其互作效应对秧苗素质影响的方差分析(F值)Tab.1 Analysis of variance for seedling quality indexes affected by seedling raising method,seedling age,sowing density and their interactions(F value)

注：*表示在0.05水平差异显著，**表示在0.01水平差异显著，NS表示无显著差异。

3 讨论

水卷苗育秧方法是一种新的水稻机插无土育秧方法，对比分析其与常规营养土育秧方法对秧苗素质的影响，对促进我国水稻育秧方法向轻简化、集约化、规模化方向发展具有重要意义。壮秧的培育是水稻高产的基础，秧苗素质的好坏直接影响着水稻移栽大田后返青活棵、物质积累及生长发育，进而影响最终产量[9-10]，而播种量和移栽秧龄是影响秧苗质素重要的因子。适宜播种量的确定及适期移栽不仅会影响新型高速插秧机的作业性能，对高产群体建设也具有重要意义[18-22]。本文研究表明，随着苗床播种量的增加及移栽秧龄的延迟，秧苗叶龄、株高、苗基宽、干物质积累量、黄叶数、重高比及叶面积指数均呈一定的增加趋势，当移栽秧龄延迟到34 d时，秧苗苗基宽、干物质积累量、重高比及叶面积指增加幅度较小甚至会降低；而成苗率随着播种量的增加及移栽秧龄的延迟显著下降，当移栽秧龄延迟到34 d时，下降幅度增大，两品种表现基本一致，本研究结果与前人研究[5-8,22-24]结果基本一致。对于不同育秧方法方法而言，两品种(武运粳24号和6两优9368)秧苗叶龄、重高比、成苗率及6两优9368苗基宽为水卷苗育秧方法优于常规营养土育秧方法；而秧苗黄叶数及叶面积指数(秧龄13～27 d)低于常规营养土育秧方法。

叶龄常用来表示水稻秧龄的大小[25]，而叶龄进程与积温关系密切[26-27]；除此之外，叶龄也受外界栽培管理条件的影响[28]。钟代彬等[29]研究表明主茎叶片数受2个QTL控制，而主茎总叶片数多有利于高产。采用水卷苗育秧方法培育秧苗时，会加快秧苗的出叶速度而增加主茎叶片数，这可能是水卷苗育秧方法获得高产的一种表现[9]。秧苗重高比是移栽前检验秧苗素质的重要指标之一[30]。研究[31]表明，水卷苗育秧方法秧苗重高比显著低于常规营养土育秧方法；本研究表明，除6两优9368在秧龄13 d移栽时表现为水卷苗育秧方法秧苗重高比略低于常规营养土育秧方法外，其他时期均为水卷苗育秧方法高于常规营养土育秧方法。主要原因可能是水卷苗育秧方法优化了营养液配方[11]和苗期管理方法[12]。适宜的成苗数一方面能够促使壮秧的培育，另一方面也能够保证机插质量[18]。秧龄13 d移栽时，水卷苗育秧方法成苗率略低于常规营养土育秧方法，但处理间无显著差异；随着移栽秧龄的延迟，水卷苗育秧方法成苗率优于常规营养土育秧方法，其主要原因可能是水卷苗育秧方法水肥管理是根据秧苗长势进行配施，摒弃了常规营养土育秧方法床土配肥方法(一次性施肥)，水肥管理更科学。水稻秧苗素质的优劣，可从秧苗地上部绿叶数直观的反映，低播种量处理时秧苗生长发育良好、苗床群体遮阴轻，绿叶数多，秧苗个体素质强[7-8,23]；相反，播种量过大时，苗床群体遮阴严重，秧苗生长环境恶劣，黄叶数增多，秧苗个体素质下降，且随着移栽秧龄的增加播种量对绿叶数的影响增大。本研究中，随着播种量的增加及移栽秧龄的推迟，秧苗黄叶数显著增加；水卷苗育秧方法秧苗黄叶数显著少于常规营养土育秧，表明水卷苗育秧方法秧苗生长环境优于常规营养土育秧方法，易培育壮秧。叶面积指数是判断秧苗群体生长环境优劣的重要指标，适宜的叶面积指数对培育健壮秧苗具有重要意义[19,32]。本研究中，随着播种量的增加，秧苗叶面积指数显著增加；随着移栽秧龄的延迟，水卷苗育秧方法叶面积指数呈增加趋势，而常规营养土育秧方法呈先增后降趋势；对不同育秧方法而言，秧龄13～27 d移栽时水卷苗育秧方法叶面积指数小于常规营养土育秧方法，34 d移栽时表现相反。表明水卷苗育秧方法在中小苗移栽时群体生长环境优于常规营养土育秧方法，秧苗个体生长有优势，大苗移栽时水卷苗仍能维持一定的生长。

4 结论

与常规营养土育秧方法相比，水卷苗育秧方法叶龄大、黄叶数少、重高比大、叶面积适宜；小苗移栽时(13 d)育秧方法间成苗率无显著差异，随着移栽秧龄的增加，水卷苗育秧方法成苗率优于常规营养土育秧方法，水卷苗育秧方法秧苗素质能够达到常规营养土育秧方法的水平，甚至有一定优势，是一种潜在的替代常规营养土育秧方法的选择。在生产上，水卷苗育秧方法中小苗(13～20 d)移栽时应适当加大播种量，大苗(27 d)移栽时应减小播种量，且移栽秧龄不宜延迟到34 d。