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不同拌种处理对超级稻机插秧苗素质的影响

2018-06-12麦迎晓黄慧灵程思忍孙晓銮唐湘如

中国稻米 2018年3期
关键词:秧龄根数超级稻

麦迎晓 黄慧灵 程思忍 孙晓銮 唐湘如*

(1华南农业大学农学院,广州510642;2农业部华南地区作物栽培科学观测实验站,广州510642;#共同第一作者;*通讯作者:tangxr@scau.edu.cn)

超级稻品种能在有限的土地上提高粮食总产量,有效缓解我国粮食问题[1]。在未来2~3年中,超级稻产量预计能够超过1 000 kg/667 m2,具有非常可观的应用前景[2]。与此同时,农业机械化因具有劳动强度小、生产成本低等优势在我国发展迅速。因此,将高性能插秧机和标准化育秧技术有机结合,能大幅度降低劳动成本,提升经济效益。但是,机插秧对育秧要求严格,提高秧苗素质是机插秧推广和应用的关键[3-4]。

秧苗素质不仅受育秧方式、土壤质地、肥料类型、气候条件等因素影响[6-7],更与种子处理密切相关。已有研究表明,多效唑对水稻秧苗株高的调控效果显著[8];吡虫啉是符合国家A级绿色食品生产标准的高效杀虫剂,能有效减少病虫害[9-10];多菌灵与福美双以及二者的混剂广泛用于种子处理,用以防治种传病虫害和土传病虫害;辣椒素具有杀虫驱鼠的功效[11-12]。本试验在前人研究的基础上设置不同拌种剂配方对超级稻进行播前拌种处理,探究适用于超级稻机插秧育秧的新型拌种剂,用以解决培育适龄机插壮秧的难题、减少农药的使用和残留,推进水稻机械化生产进程。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种是五丰优615(审定编号:粤审稻2012011),种子由广东省农业科学院水稻研究所提供。试验分别于2016年3月、7月在华南农业大学农学院教学科研基地进行,试验用土壤为弱酸性砂质壤土(pH值4.88),3月日均温为17℃,7月日均温为31℃。

1.2 试验设计

试验采用4种不同浓度配方的拌种剂,于种子露白期进行拌种处理,分别记为 B1、B2、B3、B4;以清水浸种为对照,记作CK。试验采用完全随机区组设计,3次重复,每个育秧盘(58 cm×28 cm×2.5 cm)为1个重复。试验1于3月12日播种,试验2于7月17日播种。试验1于播后14 d、21 d、28 d进行取样测定,试验2于播后6 d、12 d、18 d取样测定。其他秧田管理措施按照育秧标准进行。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 叶绿素含量

用日本MINOLTA生产的SPAD-502型叶绿素仪,分别于取样期在每个小区定点选择具有代表性的水稻植株20株,分别测定其顶部第1片全展叶上部1/3处、中部和下部1/3处的SPAD值,取平均值,作为每张叶片的SPAD值。

1.3.2 形态指标

按3点取样法在各小区随机取60株秧苗,调查株高、茎基宽、叶龄、绿叶数、总根数、白根数、叶面积(校正系数参考通用的0.75[13])。

图1 各处理对株高的影响(A为实验1,B为实验2)

表1 各处理对秧苗株高和株高增长速率的影响

1.3.3 生理指标

试验1于播后28 d、试验2于播后18 d时,剪取约3 g新鲜秧苗,采用愈创木酚法测定叶片过氧化物酶(POD);使用酸性茚三酮测定脯氨酸含量;采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量[14]。

1.3.4 成秧率

在插秧前2 d,随机选取3块面积为10 cm×10 cm的秧块,洗净后调查大苗数、小苗数、空谷粒数。成秧率=大苗数/(大苗数+小苗数+空谷粒数)×100%。

1.3.5 壮秧指数

壮秧指数=茎基直径/苗高×干质量[15]。

1.3.6 苗高干质量

苗高干质量=地上部干质量(mg)/苗高(cm)。

1.4 数据分析

用Excel录入原始数据,用Statistix 8.0和Sigma Plot 12.5软件分别进行差异性分析和图形绘制,采用LSD法进行处理间显著性检验。

2 结果与分析

2.1 对秧苗形态指标的影响

2.1.1 对秧苗株高的影响

苗高是衡量秧苗是否适栽的重要指标。图1和表1 表明,B1、B2、B3、B4 处理在 2 个试验的每个时期均能显著降低秧苗高度。试验1在秧龄28 d时,4种拌种剂处理苗高较CK分别降低了54.7%、52.7%、51.9%和52.9%;试验2在18 d时,苗高分别降低了47.5%、43.5%、43.4%和45.0%。秧苗在秧龄21~28 d苗高增长率都比秧苗在秧龄14~21 d的苗高增长率大10%以上。可见,这4种拌种处理均能在保证秧苗生长的情况下,把苗高控制在适合机插的高度内,延长了适栽期。

2.1.2 对地上部形态指标的影响

从表 2可知,与 CK 相比,B1、B2、B3、B4 处理均能显著增加秧苗的绿叶数、叶龄及秧苗茎基宽。在试验1中,秧龄 14 d时,B1、B2、B3、B4处理的茎基宽与 CK 相比增幅分别为17.76%、11.51%、15.98%、17.19%,秧龄21 d时分别为44.67%、36.78%、42.07%、47.36%,秧龄28 d时分别为26.58%、8.21%、12.25%、32.70%。在试验2中,秧龄 6 d时,B1、B2、B3、B4处理的茎基宽与 CK相比增幅分别为24.37%、14.6%、7.35%、26.89%,秧龄12 d时分别为34.71%、42.88%、57.12%、42.88%,秧龄18 d时分别为43.54%、38.68%、37.08%、24.17%。

表2 不同拌种处理对秧苗形态指标的影响

在 2 个试验中的所有时期,B1、B2、B3、B4 拌种处理的秧苗SPAD值都显著高于CK。试验1中,秧龄14 d时B3、B4处理的SPAD值显著高于B1、B2;秧龄21 d和28 d时,B4处理显著高于B2、B3。试验2中,秧龄6 d时,B3、B4处理的 SPAD 值显著高于 B1、B2;秧龄12 d 和 18 d 时,B1、B2、B3、B4 处理间没有显著差异。

试验1中,秧龄14 d和21 d时,与CK相比,B2处理叶面积显著增大,而B1、B3、B4处理与CK间没有显著差异;秧龄28 d时,B3、B4处理叶面积显著增大,其中,B4处理最大。试验2中,3个时期4个处理叶面积都显著大于CK。

综合来看,B4处理对超级稻五丰优615机插秧苗的茎基宽、绿叶数、叶龄、SPAD值、叶面积的作用不但显著而且稳定。

2.1.3 对根系的影响

水稻根系功能影响生育期的长短、营养和产量水平[15],影响插秧后的返青和分蘖,所以机插秧要求根系发达、短白根多。由表3可知,试验1中,B4处理的总根数、白根数、百株根干质量都显著优于CK,总根数增加了1~2条,白根数增加了5~6条,百株根干质量增加了45.3%;B4处理的总根数显著优于B3处理、白根数显著优于B1、B2和B3处理、百株根干质量显著优于B2处理。试验 2中,B1、B2、B3、B4处理的总根数、白根数和百株根干质量均显著性优于CK,其中,B4处理的百株根干质量显著性大于B1、B2、B3处理。

2.2 对秧苗壮秧指数、成秧率和苗高干质量的影响

壮秧指数和苗高干质量是反映秧苗壮实程度的重要指标,成秧率是衡量生产效率的重要指标。由表4可知,试验1中,4种拌种处理的壮秧指数显著高于CK,其中B1和B4处理相对较高;而试验2中,4种拌种处理的壮秧指数显著高于CK,其中B2处理最高。可见,4个配方都具有提高壮苗指数的效果。经4种拌种剂拌种,秧苗在2次试验中的株高干质量均显著大于CK。在试验1中,B1、B4处理的株高干质量显著大于B2与B3处理;在试验2中,4个拌种剂处理间没有显著差异。与CK相比,各处理的株高干质量分别提高了67.74%~127.72%和71.90%~102.93%。2次试验中,B1、B2、B3、B4处理的成秧率显著高于CK。在试验1中,B3、B4处理显著高于其他处理,在试验2中,4种拌种剂处理间没有显著差异。其中,B4处理在2次试验中分别达到85.89%、84.27%,表现最优。综合来看,B1、B2、B3、B4处理能在提高壮秧指数和苗高干质量的同时保证成秧率。

表3 秧龄28 d/18 d时,不同拌种处理对秧苗的总根数、白根数和百株根干质量的影响

表4 不同处理对秧苗壮秧指数、成秧率和苗高干质量的影响

表5 秧龄28 d时不同处理对秧苗POD的活性、游离的脯氨酸和可溶性蛋白含量的影响

2.3 不同拌种处理对秧苗生理指标的影响

过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量以及可溶性蛋白含量是评价水稻秧苗抗性的指标。由表5可知,在2次试验中,经B1、B2、B3、B4拌种的秧苗地上部的POD活性、游离脯氨酸含量以及可溶性蛋白含量显著高于CK。其中,B3和B4处理的秧苗POD活性高于B1和B2处理;B4处理的游离脯氨酸和可溶性蛋白含量高于B1、B2、B3处理。可见,B4处理对秧苗生理指标的影响最显著。

3 讨论与结论

机械插秧配套农艺技术不完善是限制我国水稻机械化种植的重要因素[16],采用多种药剂复配拌种是一种经济、有效、简便的育壮秧措施。以往研究表明,多效唑、吡虫啉、福美双、多菌灵以及辣椒素对秧苗生长发育具有重要影响[17-20]。本试验将5种成分按不同比例进行复配成B1、B2、B3、B4,结果表明,用这 4种配方拌种均显著影响超级稻机插秧幼苗的形态指标以及生理特性。拌种处理后,秧苗高度控制在合理范围;秧苗的茎基宽、叶面积显著优于CK;秧苗绿叶数和叶龄比CK大,SPAD值也显著高于CK;成秧率大幅度提高;秧苗的壮秧指数和株高干质量比CK提高近1倍;秧苗根系发达,总根数、白根数和百根干质量都显著大于CK。可见,用B1、B2、B3、B4拌种能促进秧苗的生长发育,并且有利于营养物质的运输与积累。

气候变化影响着我国大部分地区雨养水稻和灌溉水稻的生产[21],提高作物抗逆性很有必要。POD活性与呼吸作用、光合作用以及生长素的氧化都有一定的关系;游离脯氨酸在植物渗透协调中起着重要的作用,其含量可以反映植物水分和盐分胁迫的忍耐和抵抗能力;可溶性蛋白是重要的渗透调节物质和营养物质,其含量的增加和积累能提高植物细胞的保水能力。POD活性、脯氨酸含量以及可溶性蛋白含量都与水稻秧苗的抗旱性、抗寒性密切相关[22-24]。本试验结果表明,B1、B2、B3、B4拌种处理显著提高了POD活性、脯氨酸含量以及可溶性蛋白含量。2次试验中,B4处理的秧苗POD活性分别提高了53.6%和25.87%;游离脯氨酸含量分别增加了1.62倍和2.90倍;可溶性蛋白含量分别提高了19.8%和13.98%。可见,B4配方提高水稻秧苗的抗逆能力、增加营养物质积累的作用最为显著。

B4处理能有效控制株高,提高茎基宽、SPAD值、叶面积,促进根系发育,增强抗逆性。其效果最稳定且突出,是超级稻机插秧育秧较适宜的拌种配方。

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