李睿 董立强 商文奇 马亮 王先俱 王铮 李跃东

(辽宁省水稻研究所，沈阳 110101；*通信联系人，E-mail：daozuosuo@126.com)

随着社会经济的发展，水稻生产模式也发生转变，全程机械化是现代稻作技术发展的必然趋势[1-4]。机械化插秧是水稻全程机械化的关键环节，而标准化育秧是机插秧的前提[4-7]。水稻工厂化育苗具有机械化、标准化、规模化等特征，是培育符合机插标准健壮秧苗的重要途径。近几年，辽宁采用机械化播种旱育秧模式，育苗技术发展迅速，但仍存在育苗水平参差不齐，苗期管理全凭经验等问题。其中，水分管理方面问题尤为严重，个别地区甚至存在大水漫灌、以水养苗等粗犷的管理方式，不仅造成水资源的浪费，而且易导致秧苗素质弱、移栽效果差、返青分蘖滞后等问题，成为水稻高产稳产的严重隐患[8-10]。

大量学者在育秧方式对水稻秧苗素质及产量影响等方面做了相关的研究[11-15]，对旱育秧模式下育苗基质的研发[16-17]、秧苗营养需求[18-19]、药剂调节[20-21]等方面提出了各自的观点，然而对旱育秧模式苗期水分管理的报道较少。本研究采用育苗基质和营养土2种育苗载体进行育苗，于秧苗1叶1心期设置3种喷水方式，时间间隔为24 h、48 h和72 h，研究不同育秧载体和水分管理对秧苗素质、插秧质量、缓苗活棵及水稻产量的影响，旨在探明不同水分管理方式对秧苗素质的影响，为生产符合机插标准的健壮秧苗提供方法指导。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

苗期试验分别于2018和2019年4－5月在辽宁省水稻研究所试验基地工厂化育苗智能温室进行，大田试验在苏家屯区八一街道三家子村(41°34′51″N，123°15′22″E)进行。供试水稻品种为常规稻辽粳 401，该品种在辽宁省属中晚熟品种，是辽宁中部稻区主栽品种。

1.2 试验设计

试验选用2种育苗载体：有机质型育苗基质和营养土。有机质型育苗基质为辽宁省水稻研究所配制；营养土取自辽宁省水稻研究所试验田，2者添加肥料及调试剂一致。苗期试验分别于 2018年和2019年4月15日播种，采用塑料硬盘育秧(规格58 cm×28 cm×3 cm)，基质和营养土各播150盘，播种量为浸泡种100 g(约4000粒/盘)，秧盘分三个区域摆放，每区域基质和营养土各50盘，每行10盘，共5行。于1叶1心期，对秧苗进行喷水处理，时间间隔为24 h、48 h和72 h(基质育秧秧苗间隔24 h喷水以J24表示，其余类推；营养土育秧秧苗间隔24 h喷水以Y24表示，其余类推)，每次喷水0.5 h，至秧盘内含水量达到饱和，且苗床湿润。水分处理期间苗床温度及秧盘内基质和土壤的含水量情况如图 1～2。

分别于2018年和2019年5月15日采用久保田乘坐式5SPV-6CMD型6行高速插秧机插秧，插秧密度为30.0 cm×16.7 cm。大田氮肥(尿素，折合成纯氮)、磷肥(钙镁磷肥，折合成 P2O5)和钾肥(氯化钾，折合成 K2O)用量分别为 225 kg/hm2，、70 kg/hm2和 75 kg/hm2，氮肥按m基肥∶m分蘖肥∶m穗肥=5∶3∶2施用，磷肥全部作基肥，钾肥按m基肥∶m穗肥=3∶2施用。大田水分管理及病虫草害防治按常规管理进行。移栽采用随机区组大区试验，每处理作业区域3次重复，为实现机械化作业效果，每区域实际插秧面积大于360 m2，试验调查区为去除边行后区域。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 秧苗素质

于5月12日(移栽前3 d)，按对角线法选择代表性秧苗3盘，每盘取代表性秧苗30株，测定秧苗叶龄、株高、根长、根数、茎基宽(距秧苗生根处1 cm)，每盘另取 100株秧苗测定百株地上部干质量、百株根干质量和根冠比。具体操作为将秧苗地上部分与根系分开，置于105℃烘箱中杀青0.5 h后，80℃下烘干至恒重，根冠比=秧苗根干质量/秧苗地上部干质量。

图2 水分处理期间含水量情况Fig. 2. Moisture content during water treatment.

1.3.2 移栽质量及缓苗情况

于移栽后2 d，每小区调查6行(插秧机作业宽幅)，每行36穴，调查漏插穴数，漏插率(%)=漏插穴数/调查穴数×100。于移栽后2 d，每小区选取代表点，调查6行，每行7穴，调查总株数和伤秧株数，伤株率(%)=伤秧株数/调查总株数×100。

于移栽后3 d，每小区选取4处生长一致，具有代表性的连续10株水稻作为代表点，每3 d调查1处定点秧苗的新根数量，共调查4次。

1.3.3 叶绿素荧光参数

于移栽后 5 d，每小区选取长势相对一致的秧苗，采用便携式脉冲调制叶绿素荧光仪(MINI-PAM，德国)，测量秧苗第3片叶叶绿素荧光参数。

1.3.4 产量及其构成因素

成熟期每小区按平均有效穗数选取 20丛代表性水稻考种，测定每穗总粒数、实粒数、千粒重和结实率。收获时每小区实打实收，晾干后测定稻谷质量和含水量，按标准含水量14.5%折算水稻产量。

1.4 数据处理

使用Excel 2010进行数据整理，SPSS 19.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 水分处理对秧苗素质的影响

2.1.1 水分处理对秧苗地上部性状的影响

由表1表可知，播种后27 d，各水分处理秧苗均生长至3叶1心阶段，水分处理间叶龄差异不显著，说明喷水时间间隔由24 h延长至72 h对秧苗的生育进程作用不明显。间隔72 h喷水处理秧苗的SPAD值最大，显著高于24 h处理，2018年Y72处理显著高于Y48处理，其余情况下高于48 h处理但无显著差异。随喷水时间间隔的延长，秧苗株高降低，2018年J72株高显著低于J24和J48，Y72显著低于 Y24，低于 Y48但差异不显著，2019年间隔72 h喷水处理株高显著低于24 h和48 h处理。秧苗地上部干质量也表现出随喷水时间间隔的延长而降低的规律，2年的试验结果显示间隔72 h喷水处理秧苗的地上部干质量显著低于24 h处理，且2019年J72的地上部干质量显著低于J48，其余情况下低于间隔48 h喷水处理但无显著差异。

2018年和2019年，基质和营养土秧苗的叶色值(SPAD)表现出随喷水间隔时间延长而升高的趋势，株高和地上部分干质量表现出相反的趋势。这说明水稻苗期控制水分，能够抑制秧苗地上部分的生长，降低秧苗的株高和地上部分干质量。

表1 水分处理对秧苗地上部性状的影响Table 1. Effects of water treatment on the aboveground part traits of rice seedlings.

表2 水分处理对秧苗根系的影响Table 2. Effects of water treatment on roots of rice seedlings.

2.1.2 水分处理对秧苗根系的影响

根数、根长、根干质量是根系生长情况的重要指标，对其进行分析可知(表2)，随喷水时间间隔的延长，秧苗的根数增加，结果显示间隔72 h喷水处理的根数显著多于24 h和48 h处理，仅2018年Y72与Y48差异未达显著水平。秧苗的根干质量也随喷水时间间隔的延长而增加，结果显示间隔72 h喷水处理的根干质量显著大于24 h处理和48 h处理，仅2018年J72的根干质量与J48差异未达到显著水平。延长喷水时间间隔，能够促进根系生长，抑制秧苗地上部分生长，2年试验结果显示，间隔72 h喷水处理的根冠比显著大于24 h处理和48 h处理。

2018年和2019年，基质和营养土秧苗的根数、根干质量、根冠比均表现出随喷水间隔延长而增加的趋势，说明苗期延长喷水时间间隔，能够促进秧苗根系生长，增加秧苗的根数和根干质量，增大秧苗的根冠比。

表3 水分处理对秧苗移栽质量的影响Table 3. Effects of water treatment on the quality of mechanically transplanted rice seedlings.

表4 水分处理对移栽后秧苗新根数量的影响Table 4. Effect of water treatment on the number of new roots of mechanically transplanted rice seedlings.

2.2 水分处理对秧苗机插质量的影响

漏插率和伤株率是水稻秧苗机插质量的主要指标，能够影响大田移栽的基本苗数量。分析可知(表3)，2018年和2019年，基质和营养土秧苗间隔72 h喷水处理机插的漏插率均显著低于24 h处理，且2018年Y72显著低于Y48，其余情况下低于48 h处理但无显著差异。除2019年Y72伤株率低于Y48处理外，2018年和2019年间隔72 h喷水处理秧苗的伤株率显著低于24 h和48 h处理。2018年和2019年，间隔72 h喷水处理的移栽基本苗数量显著高于24 h处理，且2019年J72显著高于J48，其他情况下高于48 h处理但无显著差异。

2018年和2019年，基质和营养土秧苗的漏插率和伤株率均表现出随喷水间隔延长而降低的趋势，基本苗数量则正好相反，说明喷水时间间隔的延长，提高了秧苗素质，从而降低了秧苗的漏插率和伤株率，使移栽的基本苗数量增加。

2.3 水分处理对缓苗情况的影响

2.3.1 水分处理对移栽后秧苗新根数量的影响

由表4可知，2018年和2019年秧苗在机械化移栽后3 d至12 d，间隔72 h喷水处理秧苗的新根数最多，48 h处理次之，24 h处理最少，其中间隔72 h喷水处理与24 h处理秧苗移栽后的新根数量差异达到显著水平。在机插后3-6 d，间隔72 h喷水处理的新根增加数量最多，48 h处理次之，24 h处理最少，其中72 h与24 h处理差异达到显著水平。机插后6-9 d，间隔72 h喷水处理秧苗新根增加数量显著高于24 h处理，且2018年显著高于48 h处理。在机插后9-12 d，间隔24 h喷水处理新根的增量最多，显著高于48 h和72 h处理。在移栽后初期，间隔 72 h喷水处理秧苗新根增加数量多，而24 h处理秧苗在移栽后9-10 d新根增加量才处于较高水平，说明72 h处理的秧苗移栽后，缓苗期短，活棵迅速。

2.3.2 水分处理对秧苗叶绿素荧光参数的影响

不同喷水间隔处理秧苗移栽后最大光化学量子产量(Fv/Fm)(图 3)为 0.63～0.71，其中 J72的Fv/Fm值最高，显著高于J24和J48，Y72的Fv/Fm值显著高于Y24，2018年高于Y48但差异不显著，2019年显著高于 Y48。2年测量结果显示，间隔72 h喷水处理的实际光化学量子产量(Yield)显著高于24 h处理和48 h处理。2018年和2019年Fv/Fm和Yield两项参数表现出随喷水间隔延长而上升的趋势。

2018年和2019年研究结果表明，移栽后间隔72 h喷水处理秧苗的光化学猝灭系数(qP)最大，显著高于24 h处理，高于48 h处理但差异不显著。间隔72 h喷水处理秧苗的非光化学猝灭系数(NPQ)显著高于24 h和48 h处理。2018年和2019年qP和 NPQ两项参数表现出随喷水间隔时间延长而上升的趋势，说明72 h处理的秧苗活性较高，耗散多余光能的能力更强。

图3 水分处理对秧苗叶绿素荧光参数的影响Flg. 3. Effect of water treatment on chlorophyll fluorescence parameters.

2.4 水分处理对水稻产量及其构成因素的影响

有效穗数、每穗粒数和结实率能够影响水稻的产量。分析可知(表5)，两年的产量均以J72的产量最高、Y72次之，两者2018年和2019年分别为10.32 kg/hm2、10.27 kg/hm2和 10.90 kg/hm2、10.79 kg/hm2。除2019年Y72的产量与Y48差异未达到显著水平外，间隔72 h喷水处理产量均显著高于24 h处理和48 h处理。其中，2018年J72产量比J24和J48分别高7.17%和3.72%，Y72比Y24和Y48分别高7.31%和3.74%；2019年J72产量比J24和J48分别高 10.21%和 5.42%，Y72比 Y24和 Y48分别高11.70%和5.17%。

产量构成因素方面，2018年间隔72 h喷水处理有效穗数显著高于24 h处理，高于48 h处理但差异未达到显著水平；2019年，间隔72 h喷水处理有效穗数显著高于24 h处理和48 h处理。间隔72 h喷水处理的结实率显著大于24 h处理，且2019年Y72显著高于Y48，其余情况下高于48 h处理但差异不显著。各处理间每穗颖花数、千粒重与差异不显著。

表5 水分处理对水稻产量及其构成因素的影响Table 5. Effect of water treatment on rice grain yield and its components.

3 讨论

育秧是水稻生产的关键环节，不仅决定了秧苗素质，而且影响水稻的产量。如若秧苗素质低，不仅机插质量差，缓苗活棵慢，且造成分蘖发生晚，有效穗数降低，产量下降[11,22-23]。由此可见，秧苗素质对水稻各阶段的生长均有影响，从而影响水稻的最终产量。本研究发现，采用基质和营养土培育秧苗，在苗期延长喷水时间间隔，均能够增强水稻秧苗素质，显著提高水稻产量。延长喷水时间间隔后，秧苗地上部分生长显著受到抑制，秧苗株高得到有效控制，同时水分的亏缺促进了秧苗根系生长，增大秧苗的根冠比，提高了秧苗素质，增强了秧苗对胁迫的适应能力。这与前人苗期进行适度干旱胁迫能够提高水稻秧苗素质的研究结论一致[24-26]。

喷水间隔的延长，提高了水稻的秧苗素质，使其在移栽时机插质量好，移栽后缓苗活棵迅速。喷水间隔延长处理的秧苗，伤株率和漏插率更低，究其原因，延长喷水间隔的秧苗，株高降低，株高的降低能够减轻移栽时插秧机秧针对秧苗的机械损伤，从而降低秧苗的伤株率；水分的亏缺促进了秧苗根系发育，增强了秧苗的根系盘结力，使秧苗呈毯状不易松散，有利于降低秧苗的漏插率。伤株率和漏插率的降低，能够保证大田的基本苗数量，为随后的茎蘖增加奠定基础，为成熟期获得更多有效穗数提供有力支撑。喷水间隔延长的秧苗移栽后缓苗活棵迅速，间隔72 h喷水处理秧苗新根数量增加最多，且在移栽后12 d内，72 h处理秧苗的新根数量一直高于其他处理，这得益于苗期适度的水分亏缺有利于增强秧苗的发根力，而水分充足则会削弱秧苗移栽后在大田期的发根优势[27-28]。

叶绿素荧光参数能够反映植株的光合生理状况[29-31]。本研究发现，延长喷水间隔的秧苗，其叶绿素荧光参数处于较高水平。移栽过程中秧苗受到机械损伤[32]，移栽后秧苗的生长环境发生改变，秧苗受到一定程度的胁迫。在胁迫条件下，植物光合作用受到影响，Fv/Fm值会明显下降[29,33]。本研究中间隔 72 h喷水处理秧苗的叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Yield、qP、NPQ)高于其他处理，说明秧苗移栽时受到的机械损伤更低，对大田环境的适应性更强，光合作用处于更佳状态。叶绿素荧光参数的分析结果为上述结论提供了光合生理参数佐证。

喷水间隔延长处理的秧苗，有效穗数和结实率显著提高，但每穗颖花数和千粒重变化不大。延长喷水时间间隔，一方面降低了秧苗的伤株率和漏插率，保证了大田的基本苗数量；另一方面秧苗移栽后发根力强，秧苗迅速适应大田环境进入到营养生长阶段。两方面因素促进了秧苗茎蘖增加与茎蘖成穗，营养生长阶段物质积累多，有利于灌浆时期物质转运，提高了结实率。

4 结论

秧苗1叶1心期后喷水时间间隔延长至72 h，可以有效抑制秧苗地上部分生长，降低秧苗的株高，促进秧苗根系生长，增加秧苗的根数，增大秧苗的根冠比，提高秧苗素质。秧苗素质的提高，提高了机插质量，为移栽后快速缓苗活棵奠定基础，使秧苗更快的进入到营养生长阶段，增加单位面积有效穗数，保证了水稻产量。