南疆干旱区不同覆土厚度不同水层条件下对水稻出苗的影响

陈先东，吴向东* ，杨万新

（新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所，新疆 阿拉尔 843300）

随着国内经济的发展农业现代化进程加快，农业结构调整，农村劳动力向第二、三产业转移，真正从业人员大量减少，劳动力价格及种地成本不断攀高，而直播稻省去了育秧、拔秧、插秧等工序，达到省工、省力、节本、增效的目的，同时受新疆水资源紧缺的影响，直播稻不推自广并且得以迅速发展[1]。但水稻直播在生产上存在着诸多需要解决和探讨的问题[2，3]。播种深度是其中之一，播种太浅，鸟害加重种子的损失，播种太深，种子拱土能力受限[4]。水层深度是另一种影响因子，水层过深不利于水稻出苗，同时影响水稻苗期生长，最终影响水稻产量。因此不同的覆土厚度以及水层深度对水稻出苗及苗期生长具有较大的影响。本试验主要研究不同覆土厚度不同水层条件下对水稻苗期的影响，为实际大田生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种：品系阿农粳5 号。

1.2 室内发芽率测定

在室内光照条件下，取50 粒饱满、干燥、无病种子放于垫有滤纸的培养皿中，加入适量清水进行发芽培养，设3 个重复。

发芽势（%）=（5 天发芽种子数/供试种子数）×100

发芽率（%）=（10 天发芽种子数/供试种子数）×100

1.3 试验设计

试验于2021 年8～9 月在新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所实验室进行, 供试品种阿农粳5 号，其发芽势为98 %，发芽率为100%,能满足本试验要求。试验期间室内温度为20～28℃。试验共设3 个覆土厚度：0 cm、2 cm、5 cm，每个覆土厚度下设3 个水层深度：0 cm、2 cm、5 cm，共9 个处理，每处理设3 个重复。每重复盆地铺3 cm 厚细砂，选取干燥、饱满种子50 粒进行播种。播种后按照各试验处理保持水层深度，其中0 cm 水层需保持土壤始终处于湿润状态，2 cm、5 cm 水层深度需及时补充水分保持水层深度，并于7 天换水一次，试验期内共换水3 次。试验处理见表1。

表1 各试验处理

1.4 测定项目

播后1 周开始调查出苗情况，直至出苗数连续5d 恒定不变为止，调查各处理最终出苗率。分别选取具有代表性的植株10 株，测定植株株高、根长、根数、10 株植株鲜重。

1.5 数据处理

试验数据使用Excel 2007、DPS v7.05 数据分析软件进行分析处理。

应用隶属函数法对各处理水稻苗期生长指标进行综合评价。先利用公式X (μ)= (X-Xmin)/(Xmax-Xmin)计算每处理下水稻的出苗率、株高、根长、根数、鲜重在不同处理下的具体隶属函数值[5，6]。式中，X 为水稻某一生长指标的测定值，Xmax 和Xmin 分别为所有处理中该指标的最大值和最小值，然后把每一指标在不同处理下的隶属值累加求平均值，最后把每处理各项指标隶属函数值累加求平均值，根据各材料平均隶属函数值大小确定各处理对水稻苗期生长影响的强弱，平均值越大，影响越强; 反之，影响越弱。

2 结果与分析

2.1 不同覆土厚度、不同水层条件下对水稻出苗的影响

从表2 可以看出处理Ⅰ和处理Ⅱ的出苗率最高，为100%，出苗率无显著性差异；处理Ⅲ出苗率为80.6%，出苗率降低，存在显著性差异，表明在不覆土条件下保持浅水层对水稻出苗率没有影响，当水层过深时会降低水稻出苗率。处理Ⅳ的出苗率为96.6%，明显高于处理Ⅴ出苗率（77.2%），且差异显著，同时明显高于处理Ⅵ出苗率（32.6%），处理Ⅵ出苗率显著降低，差异显著，表明在覆土2 cm 时随着水层深度的增加，水稻出苗率降低明显。处理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ的出苗率最低，为0%，与其他处理差异显著，表明水稻在覆土深度过深时水稻不会出苗。

表2 不同覆土厚度、不同水层条件下水稻出苗率

处理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ三个处理中，处理Ⅰ的出苗率最高，处理Ⅶ的出苗率最低；处理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ三个处理中，处理Ⅱ的出苗率最高，处理Ⅷ的出苗率最低；处理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ三个处理中，处理Ⅲ的出苗率最高，处理Ⅸ的出苗率最低；表明在相同水层条件下，随着覆土厚度的增加不利于水稻出苗，表现为出苗率降低。

从图1 可以看出，处理Ⅰ的出苗速度最快，出苗时间最短。其中处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个处理中，处理Ⅰ的出苗速度最快、出苗时间最短，处理Ⅲ的出苗最慢、出苗时间最长；处理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三个处理中，处理Ⅳ出苗速度最快、出苗时间最短，处理Ⅵ出苗最慢、出苗时间最长；处理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ不出苗。表明在同一覆土厚度的情况下随着水层深度的增加水稻开始出苗时间呈延迟趋势，其中在覆土5 cm时无论水层深度为多少出苗数均为0。

图1 不同覆土厚度、不同水层条件下水稻出苗时间

处理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ三个处理中，处理Ⅰ出苗速度最快、出苗时间最短，处理Ⅶ不出苗；处理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ三个处理中，处理Ⅱ出苗速度最快、出苗时间最短，处理Ⅷ不出苗；处理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ三个处理中，处理Ⅲ出苗速度最快、出苗时间最短，处理Ⅸ不出苗。表明在同一水层情况下，随着覆土厚度的增加出苗时间呈延迟趋势。

2.2 不同覆土厚度、不同水层条件下对水稻株高的影响

从表3 中可以看出，不同覆土厚度不同水层条件下各处理的株高差异显著。其中处理Ⅱ的株高最高，为23.72 cm，处理Ⅲ株高显著低于处理Ⅱ，同时也低于处理Ⅰ，说明在不覆土的情况下保持一定水层有利于水稻的生长，表现为株高增高，当水层较高时不利于水稻的生长，表现出株高较低；处理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ这三个处理中，处理Ⅳ株高最高，为22.96 cm，处理Ⅵ株高最低，为12.94 cm，且存在显著性差异，说明在覆土2 cm 的情况下随着水层深度的增加，水稻植株株高呈下降趋势，不利于水稻的生长；处理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ不出苗，株高为0 cm，说明当覆土过深的时候水稻不会出苗。

表3 不同覆土厚度、不同水层条件下水稻株高

处理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ三个处理中，处理Ⅳ的株高最高，为22.96 cm，明显高于处理Ⅰ和处理Ⅶ，说明在0 cm 水层的情况下适当的覆土有利于水稻的生长，表现为株高增高，当覆土深度过高时不利于水稻出苗；处理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ这三个处理中，处理Ⅱ的株高最高，为23.72 cm，明显高于处理Ⅴ和处理Ⅷ，且存在显著性差异；处理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ这三个处理中，处理Ⅲ株高最高，为19.90 cm，明显高于处理Ⅵ和处理Ⅸ，且存在显著性差异。说明在保持2 cm 和5 cm 水层的情况下，水稻株高随着覆土深度的增加呈降低的趋势，不利于水稻的生长，表现为株高降低。

2.3 不同覆土厚度、不同水层条件下对水稻根长的影响

从表4 中可以看出，处理Ⅱ的根长最长，为13.23 cm，高于处理Ⅰ根长（12.48 cm），处理Ⅱ根长明显高于处理Ⅲ，表明在0 覆土条件下，水层过深不利于水稻根的生长，根长明显变短。处理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ这三个处理中，处理Ⅳ根长最长，为12.43 cm，明显高于处理Ⅴ（9.02 cm）、处理Ⅵ（4.97 cm），表明在覆土2 cm 条件下，随着水层深度的增加根长有降低的趋势且很明显。

表4 各处理水稻根长

处理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ这三个处理中，处理Ⅰ根长最长，为12.48 cm，高于处理Ⅳ（12.43 cm），明显高于处理Ⅶ（0 cm）；处理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ这三个处理中，处理Ⅱ明显高于处理Ⅴ（9.02 cm）和处理Ⅷ（0 cm）；处理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ这三个处理中，处理Ⅲ根长（10.43 cm）明显高于处理Ⅵ（4.97 cm）和处理Ⅸ（0 cm）。表明在相同水层条件下，覆土厚度越深越不利于水稻根的生长，表现为根长有降低的趋势。

2.4 不同覆土厚度、不同水层条件下对水稻根数的影响

从表5 中可以看出，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ这6 个出苗的处理根数没有明显的差异，处理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ根数为0，明显低于其他处理。表明当覆土厚度达到一定厚度时水稻不会发根。

表5 不同覆土厚度、不同水层条件下水稻根数

2.5 不同覆土厚度、不同水层条件下对水稻植株鲜重的影响

从表6 中可以看出处理Ⅰ的鲜重最重，为1.15 g，高于处理Ⅱ（1.05 g），明显高于处理Ⅲ（0.99 g）、处理Ⅳ（0.90 g）、处理Ⅴ（0.68 g）和处理Ⅵ（0.53 g），处理Ⅶ、Ⅷ和Ⅸ的鲜重最低，为0 g。处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个处理中，处理Ⅰ的鲜重最高，处理Ⅲ的鲜重最低；处理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三个处理中，处理Ⅳ的鲜重最高，处理Ⅵ的鲜重最低。表明在相同的覆土条件下，随着水层深度的增加不利于水稻幼苗的生长，表现为植株鲜重的降低。

表6 不同覆土厚度、不同水层条件下10 株鲜重

处理Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ三个处理中，处理Ⅰ的鲜重最高，处理Ⅶ的鲜重最低；处理Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ三个处理中，处理Ⅱ的鲜重最高，处理Ⅷ的鲜重最低；处理Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ三个处理中，处理Ⅲ的鲜重最高，处理Ⅸ的鲜重最低。表明在相同水层条件下随着覆土厚度的增加不利于水稻幼苗的生长，表现为植株鲜重的降低。

2.6 隶属函数

对水稻苗期生长影响的综合评判是多项指标综合作用的结果，本研究为了较全面地反映各处理对水稻生长影响的综合效果，运用隶属函数法，对各项相关指标用平均隶属度对9 个处理进行综合评价。平均隶属度越大，表明处理越有利于水稻生长，反之则不适。结果表明（表7），9 个处理的平均隶属度0～0.974，处理Ⅱ的最高，为0.974，处理Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ最低，为0。表7 中平均隶属度显示9 个处理对水稻苗期生长的影响效果优劣排序为：处理Ⅱ＞处理Ⅰ＞处理Ⅳ＞处理Ⅲ＞处理Ⅴ＞处理Ⅵ＞处理Ⅶ=处理Ⅷ=处理Ⅸ。

表7 不同覆土厚度、不同水层条件下隶属函数

3 结论

实验结果表明，处理Ⅱ即覆土厚度为0 cm水层深度为2 cm 时隶属函数为0.974，是9 个处理中表现最好的处理，最有利于水稻出苗及苗期的生长。

（1）在覆土厚度为0 cm 的时候，保持2 cm的水层利于水稻出苗及苗期的生长，当水层较深时水稻出苗及苗期生长会受到影响。因此在不覆土条件下应保持浅水层，利于水稻的出苗及苗期生长。

（2）在覆土厚度为2 cm 时，0 cm 的水层对水稻出苗及苗期生长是有利的，随着水层的增加水稻出苗和苗期生长都会受到抑制，最终影响水稻产量。覆土条件下应尽量浅覆土，同时覆土条件下不应保持水层，必须落干，促使种子吸收水分后有足够的氧气保证种子发芽生根出苗。

（3）在覆土厚度为5 cm 时，受种子拱土能力的影响，水稻不出苗。覆土过深导致水稻不出苗，最终影响水稻产量。