雙季晚稻機插育秧床土培肥效應研究

張結剛，張美良，熊春暉，潘曉華，黃嘉佳，嚴志雁，何 虎，吳斯駿

(1 江西農業大學農學院江西省作物生理生態與遺傳育種重點實驗室，南昌 330045；2 江西省農業科學院，南昌 330200；3贛州市農業科學研究所，贛州 341000)

江西為我國水稻生產大省，也是我國重要的商品糧基地，雙季稻種植面積常年問題在3.33×106hm2左右[1]，然而由于氣候、地勢以及經濟水平等因素的影響，江西雙季稻移栽機械化發展緩慢，其雙季稻移栽機械化發展水平遠低于以一季稻為主的北方稻區和江蘇省等地區的水稻移栽機械化發展水平，且水稻移栽機械化也成為制約江西等雙季稻地區實現水稻生產全程機械化的重要環節[2-4]。培育壯秧是雙季稻機插成功的關鍵[5]，而床土則是培育機插壯秧的基礎，傳統以肥力水平較高的菜地土壤作為水稻機插秧床土對蔬菜土壤的破壞引起了農業主管部門的廣泛關注，因此因地制宜，以水稻土為基質培育適合機插育秧的優質床土成為機插育秧成功的關鍵措施之一[6]。目前國內外關于機插育秧床土培肥的研究已有很多且相對成熟[5-6]，但江西雙季稻區由于諸多條件的限制，機械移栽發展相對滯后，有關雙季稻區機插育秧床土培肥效應報道也相對較少[7-9]。本試驗研究采用速效復合肥作為培肥材料，研究稻田土壤床土培肥對機插雙季雜交晚稻秧苗素質及產量的影響，以揭示培肥對機插秧苗生長特性及大田產量的影響并獲得機插育秧床土培肥適宜指標，從而為雙季稻區機插育秧實踐提供指導性的依據。

1 材料與方法

1.1 試驗大田土壤理化性質

試驗于2009年、2010年在江西農業大學科技園試驗大田進行，其耕作層土壤理化性質如表1。

表1 試驗田耕作層土壤的理化性質

1.2 試驗設計

2009年、2010年晚稻試驗設計相同。

試驗以秈型雜交晚稻組合‘五豐優T025’(千粒重22.5g)為材料，設每100 kg床土培肥0 g、200g、400g、600g、800g復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)等5個處理，分別以CK(對照)、N1、N2、N3、N4表示。床土培肥于播種前30d進行，床土為稻田耕作層土壤經取土、曬干、敲碎、過篩等過程后備用[7]。于2009年6月26日、2010年6月25日采用58cm×28cm的毯狀硬盤進行濕潤育秧，每盤播干谷90 g，每個處理播12盤，3次重復，隨機區組排列；于2009年7月22日(秧齡26d)、2010年7月26日(秧齡30d)選用東洋PF455S步行式插秧機進行插秧，機插深度1cm，株距13cm，行距30cm，行長30m左右，每小區8行，小區面積72 m2，重復3次。秧田、大田管理按常規管理進行，于2009年11月4日、2010年11月9日進行收獲、測產。

1.3 取樣與測定[4]

1.3.1 秧苗素質考察

機插前，每個重復切取10cm×10cm的秧塊，調查出苗數(秧塊內所有秧苗數量)及成秧數(秧苗高度大于平均苗高12的苗數)，并計算成秧率(成秧數與出苗數的比值)。

選取具有代表性的秧苗30株，測定苗高、單株根數、假莖寬。

1.3.2 秧苗干物質質量

機插前，每個重復取具有代表性的秧苗100株，洗凈剪掉根系，將莖葉包裹好后于105℃烘箱殺青半小時，然后在80℃下烘至恒重測定秧苗干物質質量。

1.3.3 試驗田土壤理化性狀測定

大田翻耕前，采用五點取樣法，選取試驗田耕作層(0—20cm)土壤，經曬干、粉碎、過篩后用于測定。土壤理化性質測定項目包括土壤pH、全氮、速效氮、有效磷、速效鉀、有機質等。土壤pH：pH計測定法；土壤全氮：H2SO4-H2O2-蒸餾法；土壤速效氮：堿解-擴散吸收法；土壤速效磷：碳酸氫鈉浸提法；土壤速效鉀：NH4AC浸提法；土壤有機質：重鉻酸鉀容量外加熱法。

1.3.4 分蘗動態考察

移栽后8d開始，每處理定點30蔸，每5d記錄一次，直到分蘗數穩定。

1.3.5 大田干物質質量、全氮測定

機插后，在移栽期、分化期(二期)、抽穗期、成熟期按平均法取樣，每次每處理取5蔸。將根剪除后按莖、葉、穗分開包扎，在105℃烘箱殺青15min后置于80℃的烘箱中烘干至恒重測定干物質質量。利用上述植株樣分別測定莖、葉、穗的全N含量，全N含量用全自動凱氏定氮儀測定。

1.3.6 實際產量測定與產量構成考察

成熟期，每個小區中心量40m2左右面積測定實際產量，且每小區隨機選取具有代表性的5蔸水稻用于考察產量構成。

1.4 數據分析

數據分析和圖表繪制采用DPS和Excel軟件進行。

2 結果與分析

2.1 床土培肥對產量及其構成的影響

產量是評價秧苗素質優劣的最有說服力的指標[4,6,10]。床土培肥對機插雙季晚稻的產量、有效穗及每穗實粒數影響顯著(表2)，2009年、2010年規律基本一致。床土培肥增產明顯，培肥處理N1、N2、N3、N4實際產量平均比CK處理分別增加1 044.06 kghm2、1 949.56 kghm2、2 370.01 kghm2、2 114.55 kghm2，增幅分別達17.44%、32.56%、39.59%、35.32%，培肥處理實際產量總體平均比無培肥CK處理實際產量增加1 869.54 kghm2，平均增產幅度達31.23%。處理N1、N2、N3、N4平均有效穗比CK處理分別增加5.70%、12.33%、24.10%、25.99%，培肥處理單位面積有效穗總體平均比無培肥CK處理提高17.03%；而培肥處理N1、N2、N3、N4每穗實粒數比CK處理分別降低2.46%、4.31%、6.68%、12.11%，培肥處理每穗實粒數總體平均比無培肥CK處理降低6.39%；培肥處理N1、N2、N3、N4結實率分別比無培肥CK處理降低1.28%、2.82%、4.41%、7.31%，培肥處理結實率總體平均比無培肥CK處理低3.95%。故而床土培肥有利于增加單位面積有效穗，但同時會影響每穗實粒數和結實率，穗型變小。床土培肥主要是通過增加單位面積有效穗來提高實際產量的。

隨著床土培肥水平的提高，各培肥處理有效穗均不斷增加，每穗實粒數和結實率反而呈不斷降低的趨勢，實際產量則表現出先增加后降低的趨勢，N3處理實際產量達到最高，其實際產量比無培肥CK處理增產39.59%，比其他培肥處理N1、N2、N4分別增產18.86%、5.29%、3.15%。綜合來看，N3處理培肥水平增產效果最顯著，是雙季晚稻機插育秧床土培肥比較合理的培肥水平。

表2 床土培肥對產量及其構成的影響

注：同一列數值后小寫字母表示在0.05水平上差異顯著性，下同

2.2 床土培肥對秧苗素質的影響

秧苗素質是雙季晚稻機插成功的關鍵[6]。試驗結果表明，床土培肥對秧苗素質影響差異顯著(表3)，床土培肥可培育適宜機插的雙季晚稻壯秧，2009年、2010年試驗結果基本一致。

隨著床土培肥水平的提高，各培肥處理秧苗苗高、葉齡、假莖寬、根數、百苗干物質質量均不斷增加，以N4處理達到最高，N3處理與N4處理之間除苗高外其他指標差異不顯著。

表3 床土培肥對秧苗素質的影響

2.3 床土培肥對成秧率的影響

由圖1可知，隨著床土培肥量的增加，成秧率不斷提高，最高培肥N4處理兩年平均比無培肥CK處理高10.61%，說明床土培肥具有明顯的壯秧效果。

2.4 床土培肥對分蘗動態的影響

由圖2可知，各處理大田單位面積群體莖蘗數隨著時間的推移呈現出先升高后降低的趨勢，均在機插后30—35d左右達到分蘗最高峰，然后開始下降且在機插后60 d左右趨于穩定。由圖可知，無培肥CK對照處理整個大田生長期的單位面積群體莖蘗數不足且少于培肥處理，床土培肥能明顯增加單位面積群體莖蘗數。由于床土培肥有利于培育壯秧，機插后秧苗健壯早發，從而保證了培肥處理單位面積群體莖蘗數。隨著床土培肥水平的提高，各培肥處理的單位面積群體莖蘗數均不斷增加，且整個大田生長期均以N4處理最高；高水平培肥處理N4雖然分蘗數多，但其無效分蘗多，成穗率降低。綜合來說，適量床土培肥能培育壯秧促進早發以保證單位面積分蘗數而提高單位面積的有效穗，從而增加產量，但過高水平的床土培肥可能造成分蘗過旺，高峰分蘗數過多導致成穗率降低且穗型小，實際產量降低。

圖1 床土培肥對秧苗成秧率的影響Fig.1 Effect of seedbed soil fertilizing on strong seedling rate

圖2 床土培肥對機插后大田分蘗動態的影響(2010年)Fig.2 Effect of seedbed soil fertilizing on tiller number(2010)

2.5 床土培肥對大田物質生產的影響

床土培肥能明顯提高雙季機插晚稻總干物質生產量及各個時期的生物量積累(表4)。培肥處理N1、N2、N3、N4干物質量分別比無培肥CK處理增加 642.89 kghm2、1 165.32 kghm2、1 640.32 kghm2、1 878.17 kghm2，床土培肥對總干物質生產量增幅分別為3.92%、7.10%、9.99%、11.44%。其他各時期的生物量積累與總物質生產的規律類似。隨著床土培肥水平的提高各處理生物量積累不斷增加，但各時期生物量積累所占比例差異性不顯著。

2.6 床土培肥對氮素積累的影響

床土培肥對增加氮素積累作用明顯(表5)，培肥處理N1、N2、N3、N4總吸氮量分別比無培肥處理N0增加8.50 kghm2、15.76 kghm2、25.92 kghm2、27.99 kghm2，其增幅分別為7.52%、13.94%、22.92%、24.75%。隨著水稻生育期的推移，各個處理的氮素積累量均隨著培肥水平的提而不斷增加，但各處理各時期的氮素積累量相對百分比差異不顯著。床土培肥有利于機插后有較多的氮素積累從而獲得較好的生長勢。

表4 床土培肥對大田物質生產的影響(2010年)

表5 床土培肥對氮素積累的影響(2010年)

3 結論與討論

3.1 床土培肥與機插雙季晚稻秧苗素質的關系

兩年雙季晚稻機插育秧床土培肥試驗證明：床土培肥對雙季晚稻機插秧苗生育特性影響顯著，床土培肥處理秧苗素質明顯優于無培肥對照處理，床土培肥能明顯增加秧苗苗高、假莖寬、百苗干物質質量及根量，提高秧苗素質，優化了秧苗群體指標。該研究結果與已有報道[12-15]基本一致，均認為床土培肥能有效改善床土供肥能力，促進早發，提升秧苗群體質量，是培育壯秧的有效措施。

已有研究表明機插秧苗不宜過高[16-18]，機插秧苗過高易被機械損傷而出現死苗的現象最終影響機插質量。本試驗研究發現適量范圍內進行床土培肥有利于增強秧苗素質，而過高的床土培肥對進一步提高秧苗素質效果不明顯。本試驗認為每100kg床土使用600g復合肥培肥較為適宜，但不同類型床土培肥用量有不同，這與張祖建等[6,18]人研究結果一致，認為床土培肥一定要適量，貧瘠的土壤應適當增加培肥用量，而肥沃的土壤可適當減少培肥用量，至于不同類型土壤培肥量與不同類型肥料之間的變化關系有待進一步研究驗證。

3.2 床土培肥與機插雙季晚稻大田群體生長的關系

適宜健壯秧苗是機插質量、大田群體高起點的保證[6,19]，大田實際產量也是確定床土培肥水平的關鍵因素[18-22]。床土培肥能培育健壯秧苗，大田分蘗動態調查表明培肥處理分蘗速度明顯快于無培肥對照處理，有利于建立大田高質量的群體起點。床土培肥對機插雙季晚稻產量影響顯著，床土培肥處理實際產量顯著高于無培肥處理，而隨著培肥水平的提高有效穗不斷增加，每穗實粒數、結實率不斷降低，故而實際產量表現出先增加后降低的趨勢，以每100kg床土培肥600g復合肥的處理實際產量最高。隨著床土培肥水平的提高，機插大田后分蘗速度、干物質積累量、氮素積累量、單位面積有效穗均不斷增加，但是過高的床土培肥使每穗實粒數降低、穗型變小、成穗率降低，最終實際產量降低。這與邵文娟等[10]、張洪程等[19]研究結果較為一致，高峰苗數、有效穗隨床土培肥水平的提高而增多，成穗率則不斷降低，即培肥水平高的處理有效穗多但穗型偏小、每穗實粒數少。因此本文認為過高的床土培肥對進一步提高大田高質量的群體效果不佳，床土培肥的確定要根據床土土壤類型、肥力及水稻品種特性等條件而定[19]，床土土壤肥力高、水稻分蘗能力強可適當降低床土培肥量，反之應增加。

本試驗只進行了復合肥的培肥用量研究，而其氮磷鉀肥料配比適宜范圍及有機無機配比適宜范圍等有待進一步研究確定。

3.3 利用水稻土開展機插秧床土培肥的必要性

在我國水稻主產區，由于經濟、地理、氣候等因素，機插稻育秧床土均由種植者自備，不同地區土壤類型及肥力水平相差很大[23]，不利于水稻移栽機械化的推廣。報道[6,14,17]認為床土培肥是培育機插壯秧的有效措施，也是獲得大量適合機插育秧床土最行之有效的方法。張結剛等[1]研究表明，肥力水平較高的菜園土是理想的機插秧育秧床土，但大規模的工廠化育秧采用菜園土作為床土將對蔬菜用地及蔬菜產業造成不利影響，因此，找到適合大規模工廠化育秧的床土對雙季稻區機械移栽的發展至關重要。本研究認為通過對水稻土進行培肥來培育健壯秧苗的適宜床土是可行的，且水稻土具有取土方便、培肥簡易等優點，在水稻機插秧育秧床土利用上具有可持續性。

然而不同類型床土、不同類型肥料及不同水稻品種對培肥水平均有影響，生產實踐上應結合實際調整床土培肥用量。此外，如遇過高床土培肥而使秧苗過高不利于機插的情況，可采用生長調節劑加以控制[24-26]，以保證培育出適合機插的健壯秧苗。