稻草基質育秧不同有機肥處理對水稻秧苗生長的影響

朱 寧，譚雪明，李木英，潘曉華，石慶華

(作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點實驗室/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點實驗室/江西農業(yè)大學雙季稻現(xiàn)代化生產協(xié)同創(chuàng)新中心，江西 南昌 330045)

機插秧質量是水稻機械化生產成敗的關鍵，機插秧質量不佳是導致栽后秧苗緩苗期長[1]、易造成穗數(shù)不足而減產[2]的重要原因，實現(xiàn)水稻機插育秧技術規(guī)范化、標準化是培育機插壯秧、提高機插質量的關鍵措施。當前我國水稻機插育秧主要利用農田優(yōu)質表土、原地或異地集中育秧。農田優(yōu)質表土育秧有利于培育機插壯秧，但其質量大，不便運輸和規(guī)范化作業(yè)，且年復一年取土育秧，表土耗量大，對農田土壤耕層造成嚴重破壞[3-4]。為了最大程度地減少機插稻育秧取土對農田表土層的破壞，同時達到機插稻育秧技術的規(guī)范化、標準化，利用代土基質育秧將成為首選[5-6]。以稻草作為主要原料的水稻育秧基質，既有效利用了水稻生產的廢棄物稻草、節(jié)省了育秧成本，有利于基質標準化生產，又保護了農田表土層，輕便運輸。稻草基質育秧試驗效果良好[7-8]。為了培育更好的機插壯秧，稻草作為一種新型育秧基質的主要材質，仍有諸多需要探明地方。已有研究[9-10]表明，氮素是影響水稻生長最敏感的元素，不同施氮量對水稻秧苗素質和成秧率有不同的影響；基質配料和培肥量對水稻秧苗素質有明顯影響[10-15]；有機肥可以提高土壤速效養(yǎng)分含量和土壤酶活性，有利農作物生長[16-17]，而有機肥用于水稻育秧基質培肥未見報道。由于制作有機肥的物料來源多樣，其養(yǎng)分含量、物理性狀和肥效可能存在差異，為了明確不同有機肥的育秧效果，有必要探討不同類型、不同用量的有機肥對水稻秧苗生長影響，旨在為確定不同類型有機肥培肥水稻育秧基質的效果，并為適宜用量提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年7月在江西農業(yè)大學科技園進行。育秧所用基質為自行研制的稻草基質，速效氮1.565 6 g/kg，全氮8.135 3 g/kg。基質選用有機肥，雞糞有機肥(JF)為高安寶迪生態(tài)農業(yè)科技有限公司，其養(yǎng)分為全氮2.34%、速效氮2.25%、磷(P2O5)1.30%、鉀(K2O)2.35%；豬糞有機肥(ZF)為江西怡農生物科技有限公司生產，其養(yǎng)分為全氮2.24%、速效氮0.36%、磷(P2O5)0.76%、鉀(K2O)0.87%；垃圾有機肥(LJ)為萬年生活垃圾處理廠生產，其養(yǎng)分為全氮2.12%、速效氮1.11%、磷(P2O5)1.11%、鉀(K2O)1.57%；化肥為市售三元復合肥，氮、磷(P2O5)、鉀(K2O)含量均為15%。供試品種為中嘉早17。7寸塑盤(58 cm×23 cm×2.5 cm)育秧。

1.2 試驗處理

由于有機肥養(yǎng)分含量不盡一致，本試驗只考慮對水稻秧苗生長影響較大的氮素養(yǎng)分含量。按照有機肥速效氮計算基質有機肥用量，速效氮用量設3個施氮水平，分別為100 L基質施用速效氮15，45，75 g，以不加任何肥料的處理(CK1)和每100 L基質加300 g三元復合肥(100 g肥料含純氮15 g、五氮化二磷15 g、氧化鉀15 g；CK2)為對照，每個處理3次重復。試驗處理的肥料用量見表1。

表1 基質處理肥料用量

1.3 育秧管理

播種前基質充分堆漚發(fā)酵以及與肥料溶融，基質裝盤后用千分之一的敵克松藥液均勻地噴灑于秧盤至基質潤透無積水。每盤播種干谷70 g，各處理重復3盤，播后覆土蓋種，覆土厚度0.5～1 cm，以蓋沒種子為宜。播種后畦面上水至基質吸透水，此后旱地育秧管理方式。

1.4 測定內容與方法

每處理每盤選取具有代表性的10 cm×10 cm的小塊秧苗調查出苗率。各處理每盤定株具有代表性的秧苗10株，定株記載秧苗苗高和出葉。3葉期左右即播種后16 d秧苗素質考察，每處理重復3次。選取10 cm×10 cm秧塊計數(shù)，測定其苗高、假莖寬(距發(fā)根處0.5 cm處的莖寬)、葉齡和單株根數(shù)。選取具代表性的100株秧苗烘干，測定其干物質質量。根冠比=根干質量/莖葉干質量；秧苗充實度=莖葉干質量/苗高；壯苗指數(shù)=(假莖寬/苗高)×莖葉質量。根系盤結力(單苗拔離秧盤承受的力)按周青等[18]方法測定。發(fā)根力(發(fā)根數(shù)×平均發(fā)根長)按張勝[19]方法測定，發(fā)根力為新發(fā)根總長，發(fā)根數(shù)×平均發(fā)根長。葉綠素含量采用丙酮-乙醇提取法測定，根系活力用ɑ-萘胺法測定，可溶性糖和淀粉含量用硫酸蒽酮法測定[20]。植株全氮含量采用FOSS全自動定氮儀測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用Excel、DPS軟件進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 稻草基質不同有機肥處理對秧苗生長的影響

2.1.1 對秧苗苗高生長的影響 由表2可見，同等氮素用量、不同有機肥處理的育秧基質所育秧苗的苗高差異顯著。播種后的7 d內，ZF處理苗高大于JF和LJ處理，10 d之后LJ處理秧苗的苗高與ZF肥處理差距逐漸減小，JF處理秧苗苗高最小。同種有機肥不同用量處理的苗高，一般為氮肥用量多的處理苗高大于用量少的處理。移栽前苗高，LJ 3個用量處理差異未達顯著；JF和ZF的氮素用量處理2、3間的差異都不顯著，顯著高于氮素用量處理1。CK2苗高顯著高于CK1；JF1處理與CK1差異不顯著，JF2處理JF3處理顯著低于CK2而顯著高于CK1；ZF和LJ各用量處理的苗高都顯著高于CK1，與CK2差異不顯著。

2.1.2 對秧苗出葉的影響 由表3可見，各有機肥不同用量處理的出葉，隨著培肥量的增加出葉數(shù)增多；不同有機肥的平均出葉差異小，LJ處理的出葉稍快于ZF和JF處理。播后4 d，不同有機肥的平均出葉數(shù)JF和LJ處理高于ZF處理；各有機肥氮素用量處理3(0.75 g/L)和CK2的葉片數(shù)顯著多于用量處理2(0.45 g/L和處理1(0.15 g/L)，處理2與處理1之間差異不顯著。播后7 d，JF處理平均出葉最少，ZF和LJ處理間差異較小；不同有機肥氮素用量處理，ZF3和LJ3處理出葉最多，但是與ZF2和LJ各處理、及對照處理間差異不顯著；除ZF3和LJ3處理之外，處理間差異也不顯著。播后10 d，ZF和LJ處理的平均出葉數(shù)多于JF處理；各不同用量處理的出葉數(shù)，除JF2和JF3差異不顯著，其它各有機肥不同用量處理間差異顯著。播后13 d，各處理差異總的趨勢與播后10 d處理間的差異基本一致。播后16 d，各有機肥處理平均出葉數(shù)由大到小依次為LJ、ZF和JF；各有機肥不同用量間差異，JF與之前一致，ZF和LJ不同用量處理差異，用量處理2和處理3與處理1差異達顯著，各處理與氮素用量處理2和處理3差異不顯著，除ZF和LJ用量處理3外，其它處理與CK差異不顯著。

表2 稻草基質不同有機肥處理對秧苗苗高生長的影響

表3 稻草基質不同有機肥處理對秧苗出葉數(shù)的影響

2.2 稻草基質不同有機肥處理對秧苗葉、根性狀的影響

2.2.1 對秧苗葉片性狀的影響 由表4可見，各處理葉長、寬和葉綠素含量基本隨基質培肥用量的增加而增加；除二葉長，寬外不同有機肥處理的各葉性狀平均值由大到小依次為LJ、ZF、JF處理。各處理間一葉長差異小，僅JF1和LJ3差異達顯著，其它處理間差異不顯著。二葉長以ZF3處理最大，與ZF1差異顯著，ZF各氮素用量處理顯著大于其它處理和對照；JF、LJ的不同用量處理以及對照的差異多未達顯著。不同處理二葉寬的差異與二葉長的趨勢基本一致。各有機肥處理的三葉長隨培肥量的增加而增大，JF和ZF的氮素用量1處理的三葉長顯著小于用量2和用量3，用量2和用量3處理的三葉長差異不顯著，LJ各用量處理的三葉長差異不顯著。各有機肥氮素用量處理3葉綠素含量最高，但不同用量處理間及CK2的差異未達顯著；各處理葉綠素含量顯著高于CK1。

表4 稻草基質不同有機肥處理對秧苗葉片性狀的影響

2.2.2 對秧苗根系性狀的影響 由表5 可見，不同有機肥處理的根系性狀差異與地上部不盡一致，不同性狀差異的規(guī)律性不明顯。不同有機肥處理單株根數(shù)，平均值由大到小依次為LJ、JF、ZF；不同用量處理LJ3處理根數(shù)最多，與JF1、ZF1、ZF2、CK2差異顯著，其余處理間差異不顯著。最長根長，ZF平均最大，

表5 稻草基質不同有機肥處理對秧苗根系性狀的影響

其次是LG平均，JF平均最??；ZF、LJ和JF2、JF3不同用量處理差異不顯著，顯著大于CK，JF1與CK根長最小。由此可見，基質有機肥培肥比化肥有利根系生長。根系盤結力，JF平均最大，其次是ZF平均，LG平均最??；不同有機肥用量差異均不顯著,可見不同有機肥培肥的基質育秧對移栽秧苗的根系盤結力影響很小。根系氧化力，各有機肥處理JF平均最大，ZF平均和LG平均差異??；不同有機肥用量處理的根系氧化力隨著肥料用量的增加而提高，以JF3和CK2根系氧化力最強，各處理間JF和ZF的用量處理1和處理3的根系活力差異達顯著，其它處理間差異不顯著；CK1的根系活力顯著小于CK2。發(fā)根力試驗表明，隨著基質培肥量的增加根系發(fā)根力增強，總根長增加，3種有機肥以JF處理發(fā)根力最強；各有機肥氮素用量處理與CK1的發(fā)根力差異不顯著，各有機肥氮素用量處理3與CK2差異不顯著；相關分析表明，發(fā)根力與根系氧化力顯著相關，相關系數(shù)為0.825 0，可見增加稻草基質培肥量提高根系氧化力，有利移栽后新根發(fā)生。

2.3 稻草基質不同有機肥處理對秧苗素質的影響

由表6可見，不同有機肥處理的單株總干質量，ZF平均最大，JF平均最小。不同氮素用量處理間單株干質量，JF3大于JF2和JF1；ZF不同用量處理隨著用培氮量的增加而增加,ZF3顯著高于ZF2和ZE1；LJ處理3個用量處理間差異不顯著，各處理的單株干質量高于對照。單株莖葉干質量，ZF平均最大，其次是LJ平均，JF平均最??；莖葉干質量隨不同培氮量增加而提高，JF和ZF的氮素用量處理3莖葉干質量顯著大于用量處理2和用量處理1，LJ3顯著高于LJ2和LJ1處理。不同有機肥處理根系干質量，ZF平均最大，其次是JF平均，LJ平均最小；根系干質量，除ZF各用量處理差異不顯著，JF和LJ的低培氮量的處理1根系干質量最大，顯著高于氮素用量處理2和用量處理3，說明氮素用量處理2和氮量處理3的根量多，活力也大(表5)?；|不同培氮量處理對根系和莖葉干質量的影響不盡相同，試驗表明增加基質培氮量對促進地上部莖葉干質量積累的效果較明顯，而減少基質培氮量多數(shù)處理的根系干質量不同程度的有所增加。從根冠比可見，隨著基質培氮量的增加，根冠比值下降，但多數(shù)處理間差異不顯著。表6 還表明，基質培氮量對秧苗假莖寬影響明顯，LG平均最大，JF平均最?。徊煌喾柿吭囼灡砻?，增加基質培氮量假莖寬增大，JF處理間差異不顯著，LJ和ZF的氮素用量處理3顯著大于用量處理1和用量處理2?；|不同培氮量處理的秧苗充實度均以處理3的值最大，處理間差異不顯著。壯苗指數(shù)，基質培氮量處理1較大與其株高較小有關，盡管基質培氮量處理3的株高較大，但由于假莖寬和干質量也較大，其壯苗指數(shù)大于基質培氮量處理2和處理1。各處理間差異均未達顯著，僅CK2顯著小于JF1、ZF3、LJ3。試驗表明供試LJ培肥的稻草基質，培育的稻苗素質相對較優(yōu)。

表6 稻草基質不同有機肥處理對秧苗素質的影響

2.4 稻草基質不同有機肥處理對秧苗氮、糖含量的影響

表7表明，不同有機肥處理影響水稻秧苗氮、糖含量?？偟内厔荩仓耆侩S著基質培肥量的增加，糖含量隨著基質培肥量的增加而下降。不同有機肥處理秧苗含量表明，秧苗的植株含氮量以垃圾有機肥處理最高，其次是豬糞有機肥和化學復合肥，雞糞有機肥最低；不同有機肥用量處理，JF3處理顯著高于JF2和JF1，ZF3和ZF2處理顯著高于ZF1，LG不同用量處理間差異不顯著；可見水稻秧苗氮肥利用，與不同類型有機肥培肥的育秧基質有關。不同有機肥處理秧苗的可溶糖性、淀粉和總糖含量差異與植株氮含量趨勢一致，LJ平均含量最高，其次是ZF平均，JF平均含量最低；基質不同氮素用量處理植株的可溶糖性、淀粉和總糖含量，呈現(xiàn)隨基質培氮量增加糖含量下降；有機肥不同用量處理的可溶性糖含量差異，JF處理間不顯著，ZF和LJ一般是氮素用量3處理顯著小于用量處理1；淀粉和總糖含量，不同培氮量處理間差異不顯著；LG各氮素用量處理的淀粉和總糖含量都顯著大于JF和ZF各用量處理。LJ各處理糖氮比高于JF和ZF各處理；各有機肥不同培氮量處理間糖氮比差異不顯著；各有機肥處理的總糖含量低于2個對照。表7表明，盡管多數(shù)處理間秧苗含水量差異不顯著，但隨著基質培氮量的增加，秧苗含水量提高趨勢明顯。

表7 稻草基質不同有機肥處理對秧苗氮、糖含量的影響

3 結論與討論

本研究表明，不同有機肥施氮量培肥的稻草基質，其育秧效果存在一些差異。綜合水稻秧苗各項指標，垃圾有機肥和豬糞有機肥培肥的稻草基質育秧，秧苗地上部性狀優(yōu)于雞糞有機肥培肥基質的秧苗，秧苗生長較快，株高和葉齡較大；不同有機肥對根系生長的影響差異明顯，垃圾有機肥和豬糞有機肥培肥的稻草基質育秧相比，豬糞有機肥處理和秧苗地下部根系性狀優(yōu)于垃圾有機肥處理，表現(xiàn)在其根長、根質量和根冠比較大；雞糞有機肥處理的秧苗部分根系性狀優(yōu)于垃圾有機肥處理，雞糞有機肥處理的根質量和根長雖不及豬糞有機肥處理，但雞糞有機肥處理的秧苗根系氧化力明顯高于其它處理，秧苗發(fā)根力與根系氧化力極顯著正相關。雞糞有機肥提高水稻秧苗根系氧化力可能與其富含鉀、磷元素有關，朱冰心[13]研究結果，適宜增施鉀肥，有利提高秧苗根系活力和水培發(fā)根數(shù)。從秧苗綜合素質看來，有機肥培肥的基質育秧效果優(yōu)于或等同于三元復合肥。本試驗表明，100 L稻草基質培氮45～75 g育秧，秧苗素質多數(shù)指標差異不顯著，但在此范圍，除JF1處理的根系性狀以及與株高關聯(lián)的指標大于JF2、JF3外，秧苗總體上是隨著培氮量增加，秧苗素質趨優(yōu)，基質培氮用量0.75 g/L處理的葉、根的干物質量、假莖寬、秧苗充實度、壯苗指數(shù)均為最優(yōu)；基質培氮量的增加，秧苗含水率提高的趨勢明顯，秧苗植株含量水率高，其生理活性高。因此100 L稻草基質的有機肥培氮量擬不低于75 g，但培氮量的上限還有待進一步試驗探明。本試驗不同有機肥培肥的稻草基質育秧，在有機肥氮含量同等施氮量條件下，雞糞有機肥處理的秧苗生物量和植物株含氮量均低于豬糞、垃圾有機肥處理，垃圾有機肥和豬糞有機肥育秧苗效果優(yōu)于雞糞有機肥。有研究[21-22]認為，有機肥的養(yǎng)分礦化受多種因素的影響，礦化量變異性較大，本研究不同有機肥的育秧效果存在差異可能與有機肥源、有機肥生產技術條件等有一定關系；此外不同有機肥的的殘留率存在差異也影響育秧效果[23-24]，周博等[24]對不同有機肥的碳、氮殘留率進行比較，結果認為豬糞和牛糞的碳、氮殘留量大于雞糞，認為在等量施氮量和同等礦化條件下，豬糞和牛糞培肥效果要好于雞糞。本試驗供試的有機肥，相同的基質培氮量，雞糞有機肥培肥的基質育秧效果不如豬糞和垃圾有機肥培肥的基質好，可能與此因素有關。

有機肥可作為稻草基質的培肥肥源，育秧效果優(yōu)于化肥三元復合肥，稻草基質有機肥培肥用量，每100 L培氮量應不少于75 g純氮。

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