育秧基质与土配比对水稻秧苗素质及光合生理的影响

陈虞雯 王子臣+周炜++王鑫 朱普平++丁艳峰

摘要：为研究育秧基质与土不同配比对水稻秧苗素质的影响，采用盆栽试验，设置了100%基质、75%基质+25%土壤、50%基质+50%土壤、25%基质+75%土壤、100%土壤5个处理，测定不同处理水稻秧苗素质，并从生理角度和光合作用层面进行了秧苗健壮程度对比分析。结果表明：75%基质+25%土壤处理秧苗素质最佳，其成秧率、叶龄、叶宽、株高、地上部干质量、根系干质量等均高于其他处理，秧苗综合生理指标及光合作用功能也表现为75%基质+25%土壤处理优于其他处理。

关键词：育秧基质；秧苗素质；光合作用；水稻

中图分类号： S511.06文献标志码： A[HK]

文章编号：1002-1302（2017）13-0057-03[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2017-03-29

基金项目：国家科技支撑计划（编号：2013BAD20B05）；公益性行业（农业）科研专项（编号：201503122）；省部共建国家重点实验室培育基地项目（编号：4911406）。

作者简介：陈虞雯（1989—），女，江苏南京人，硕士，主要从事作物栽培与耕作研究。E-mail：cyw0331@163.com。

通信作者：丁艳锋，教授，博士生导师，主要从事水稻栽培生理研究。E-mail：dingyf@njau.edu.cn。

[ZK）]

近年来，以全程机械化和秸秆全量还田为特征的现代农业的发展，对水稻育秧技术提出了新要求：既要培育壮秧，又要符合插秧机的作业标准。在此背景下，基质育秧和营养土育秧得到快速发展，相关研究有较多报道[1-6]。但实际生产中，基质育秧的秧块盘根力差、根系黏附物轻等会导致栽插过程中秧苗机械损伤大、栽后易漂浮、返青活棵慢，而营养土育秧取土困难、运输不便以及机械作业负荷大等缺点限制了其规模化工厂化育秧的推广[7]。基质与土配比育秧可以有效缓解上述机插过程遇到的问题，但围绕基质与土配比育秧方面的研究较少[8-9]。鉴于此，本研究进行了基质与土配比育秧试验，系统研究了不同配比育秧对水稻秧苗生长的影响，并从生理角度和光合作用层面进行了秧苗健壮程度分析，旨在探明培育机插标准壮秧的合适的基质与土配比比例，完善机插技术，为水稻育秧机械化及现代农业的发展提供技术支撑。

1材料与方法

1.1试验材料

供试水稻品种为盐稻12，由江苏沿海地区农业科学研究所育成。供试土壤为常规黏性土壤，取自江苏省农业科学院良种繁育大田，土壤基本理化性状为：容重1.15 g/cm3、总孔隙度54.6%、pH值7.24、有机质含量24.1 g/kg、总氮含量 0.76 g/kg、[JP2]总磷含量1.00 g/kg、总钾含量17.9 g/kg、速效磷含量38.7 mg/kg、速效钾含量158 mg/kg。供试育秧基质取自江苏省农业废弃物资源化高效利用创新团队生产基地，其容重为0.36 g/cm3、总孔隙度63.2%、pH值7.04、有机质含量 215 g/kg、总氮含量2.78 g/kg、总磷含量1.43 g/kg、总钾含量11.5 g/kg、速效磷含量27.1 mg/kg、速效钾含量492 mg/kg。[JP]

1.2试验设计

试验于2014年12月至2015年2月在江苏省农业科学院农業资源与环境研究所进行，采用盆栽模拟试验，盆钵长 25 cm、宽18 cm、高6.5 cm，每盆装育秧床土总风干质量 1 kg，预留少许介质用于盖籽，其余部分充分湿润后播种100粒事先经过浸种催芽的种子，放入QHX-400B5Ⅲ人工气候箱内培养。培养条件为白天14 h，温度27 ℃，相对湿度85%；黑暗10 h，温度20 ℃，相对湿度90%。试验期间，每天浇水1次，使其表层湿润。共设5个处理，分别为：（1）100%基质（T1）；（2）75%基质+25%土壤（T2）；（3）50%基质+50%土壤（T3）；（4）25%基质+75%土壤（T4）；（5）100%土壤（T5）。每个处理重复3次，共计15盆。

1.3测定指标及方法

于播种后35 d统计百株成秧率，分别取20个单株测量株高、叶龄、叶宽、地上鲜质量、地上干质量、根系干质量，并测定叶片可溶性糖含量（蒽酮比色法）、可溶性蛋白质含量（考马斯亮蓝G-250染色法）、根系活力（TTC法）。用便携式叶[LM]绿素计SPAD-502测定叶片SPAD值，用便携式光合仪 LI-6400XT 测定秧苗倒2叶净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）等。

1.4数据处理

采用Microsoft Office Excel（2010）软件进行试验数据汇总、作图，采用SPSS for windows（13.0）软件进行方差分析。

2结果与分析

2.1不同处理对秧苗成秧率的影响

不同配比处理间的成秧率存在明显差异（表1）。播种后35 d，T2处理育秧的成秧率最高，T3处理育秧次之，T1处理育秧的成秧率低于T2、T3处理，但高于T4处理、T5处理。表明在本试验条件下，有基质的处理其成秧率均高于纯土壤育秧处理，基质成分在50%～75%时育秧的成秧率要高于纯基质育秧处理，且处理间差异显著。这可能是因为纯土壤育秧苗床平整后，表层土壤沉淀板结，导致萌芽幼苗扎根期发生倒苗或死苗，成苗率明显降低，并且在后续生长期表层保水性能和透气性较差，不利于幼苗生长，成秧率相应下降。纯基质育秧在萌芽幼苗扎根期生长较好，但部分秧苗松散倾斜，基质特性使得在后续生长期间水分散失较快，且营养相对缺乏，导致成秧率下降。

2.2不同处理对秧苗叶龄、叶宽及株高的影响

基质与土配比育秧能够提升秧苗生长速度（表1）。T2处理育秧，在播种后35 d，叶龄和株高均高于其他处理。秧龄大小顺序为T2=T3>T4>T1>T5，株高大小顺序为T2>T1>T3>T4>T5，叶片宽度大小顺序为T3>T2>T4>T5>T1。表明合适的基质与土配比育秧叶龄、株高、叶宽优于纯基质和纯土壤育秧，75%基质+25%土壤处理较为明显。在稻麦轮作生产季节紧张的情况下，合理的基质与土配比育秧能够缩短周期，便于茬口的安排。endprint

2.3不同处理对秧苗干物质累积量的影响

秧苗干物质累积量是衡量秧苗健壮度的重要指标之一。从表1可以看出，T2处理育秧，其地上部鲜质量、地上部干质量、根系干质量均高于其他含基质处理，且显著高于纯土壤处理。T2、T3处理干物质累积量（地上部干质量+根系干质量）均大于其他处理，T4、T5处理干物质累积量均小于T1处理。表明纯基质育秧优于常规土壤育秧，但不是最好的育秧方式，T2、T3处理的基质与土配比育秧效果更佳。

2.4不同处理对秧苗叶片及根系生理的影响

叶片可溶性糖和可溶性蛋白质是幼苗代谢活动的基本物质，具有渗透调节功能，在一定程度上反映了叶片健康程度以及抵抗逆境的能力。从表2可以看出，T2处理育秧，其可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量均高于T1处理，且可溶性糖含量达6.32 mg/g，显著高于T1、T4、T5处理。从叶片生理角度进一步说明了T2处理土壤配比育秧的优越性。叶片SPAD值是用数字来表示叶片中叶绿素含量相对应的参数，与叶片中的氮含量呈相关性，因此也被用来衡量作物的健康程度。有基质参与的育秧处理，其秧苗叶片SPAD值均高于纯土壤育秧处理，T1、T2、T3、T4处理间差异不显著，说明基质育秧有助于叶片叶绿素含量的提升，但基质用量多少对叶片叶绿素含量的提升幅度之间没有明显的相关关系，叶绿素含量高低顺序为T2>T3>T4>T1>T5。从不同处理秧苗的根系活力可看出，基质育秧有助于提升秧苗根系活力，基质与土配比育秧中基质成分越高根系活力越大，这可能与基质的通透性较好有关。

2.5不同处理对秧苗光合作用的影响

光合作用是秧苗生长以及形成产量的基础。气孔导度是衡量秧苗受环境影响的敏感指标之一。从图1-A可以看出，不同处理气孔导度大小顺序为T2>T1>T4>T5>T3，表明T2、T1处理与其他处理相比能够保持较低的叶片气孔阻力，更有利于秧苗生长。从图1-B可以看出，不同处理净光合速率大小顺序为T1>T2>T3>T4>T5，表明使用基质育秧能够提升秧苗的净光合速率，提升效果随基质成分的增加而增大。本结论可以从胞间CO2浓度得到进一步验证（图1-C），T1处理净光合速率最大，其相应的胞间CO2浓度最低，而T5处理净光合速率最小，则其相应的胞间CO2浓度最大。从[CM（25]图1-D可以看出，叶片蒸腾速率T1处理、T5处理均大于二者配比育秧处理，说明其水分消耗比较大，不是最佳的育秧方式。综合以上4个指标可以看出，T2处理处理光合性能最佳，有力佐证了该处理能够取得较好的育秧效果。

3讨论

“秧好一半谷”，多年的水稻栽培科学试验表明，培育壮秧是一项能够促进水稻高产的重要技术措施[10-12]。农业全程机械化的发展以及秸秆全量还田的推进，倒逼着育秧技术的改进。秧苗既要壮实又要适机性好，还要保证立苗率。吴文革等使用营养土育秧秧块盘根力增加、成型度好，易于符合插秧机作业要求[2]。周青等采用有基质育秧比常规营养土育秧秧苗更健壮，移栽后有更强的抵御或者适应能力[1]。表明营养土育秧适机性优于基质育秧，但秧苗长势不及基质育秧，在基质中增加泥土成分，能够增大秧苗根系附着黏重，进而提升其适机性。张卫星等研究表明，谷壳与土按2 ∶[KG-*3]1或 3 ∶[KG-*3]1 体积配比时能够培育出适合机插的高素质秧苗，秧苗地上部和地下部干物质量显著高于纯谷壳和纯土处理[8]。徐红等选用淮农育秧基质、柴米河育秧基质、镇江培蕾育秧基质分别与沙土按1 ∶[KG-*3]1混合育秧，结果在叶龄、株高、茎基宽等指标上与纯基质育秧基本相当，但盘根效果显著优于纯基质[9]。本研究结果与张卫星等的研究结果[8]基本一致，但选材上比其更具应用价值和规模工厂化推广前景。试验选用江苏省农业废弃物资源化高效利用创新团队研发的专用育秧基质，基质与土3 ∶[KG-*3]1配比（即75%基质+25%土）能够取得最佳的育秧效果，成秧率、叶龄、叶宽、株高、地上部干质量、根系干质量等指标均高于纯基质育秧和纯土壤育秧。从叶片与根系生理指标以及叶片光合功能层面分析也均表明75%基质+25%土处理育秧效果优于纯基质、纯土壤育秧。

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