機插水稻漂浮育秧對不同水體水質的影響

董玉兵 莊春 紀力 陳川 章安康 邵文奇 孫春梅 鐘平

摘要：水稻漂浮育秧技術是一項應用于機插水稻育秧的新方法，該技術的應用可以免去秧田使用、減少勞動力投入、精簡傳統(tǒng)機插秧水稻育秧的環(huán)節(jié)。以水稻為研究對象，研究漂浮育秧技術對不同水體環(huán)境的影響，結果表明，漂浮育秧對3種水體NH-3-N和PO3-4的質量濃度未產生明顯影響;育秧期間3種水體NO-3-N的質量濃度、電導率均呈下降趨勢，但處理之間變化不明顯。3種水體水樣渾濁度差距較大，黃河水初始渾濁度最高，下降速度最快，自來水在育秧后期渾濁度略有升高;在育秧期間3種水體pH值均輕微上升。說明漂浮育秧技術對3種不同水體水質均未產生污染現(xiàn)象，而不同水體對漂浮育秧秧苗素質（葉齡、株高、莖基寬、干質量、根冠比、葉綠素含量等）亦沒有產生明顯影響。因此漂浮育秧技術可以大面積推廣應用。

關鍵詞：機插水稻;漂浮育秧;水體環(huán)境;秧苗素質

中圖分類號：S511.048

文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2020）16-0096-04

機插水稻育秧技術是水稻機插秧技術體系的重要環(huán)節(jié)，直接影響著機插秧的應用效果，決定機插秧推廣應用的成敗，多年來機插水稻育秧技術一直是水稻機插秧技術研究推廣的重中之重[1-3]。機插水稻漂浮育秧技術是指利用河流、湖泊、溝渠、池塘等自然淺水體表面育秧的一種方法，不須要預留秧田，不須要專門管水[4]，具有水分、養(yǎng)分供應均勻一致，秧苗長勢整齊，病害少，秧苗素質高，秧塊盤結優(yōu)良等優(yōu)點，既能免除工廠化育秧大額的硬件設施投入，又能擺脫硬地噴灌育秧所受場地的限制，更能免除露地育秧精整秧田之煩及擺盤搬秧之勞，具有省時省力、省工節(jié)本、便捷高效、育苗健壯等許多優(yōu)勢，是一項機插水稻育秧的新技術[5]。然而，農業(yè)技術創(chuàng)新與應用，不僅要注重技術的本身效果與經濟效益，還要關注技術生態(tài)效應。當今農業(yè)面源污染導致的水體富養(yǎng)化問題早已引起社會各界的普遍關注，機插水稻漂浮育秧對水體環(huán)境影響如何、是否會導致水體富養(yǎng)化，自然而然成為技術研究人員及社會公眾關注的問題。當前，對于漂浮育秧或育苗，國內外研究更多關注于育秧載體、育秧基質或營養(yǎng)液的配方及其育苗效果，鮮有漂浮育苗尤其是機插水稻漂浮育秧對水體水質影響方面的報道[6-8]。鑒于筆者所在項目組以往曾利用生物質發(fā)電廢棄物——草木灰研制出適宜機插秧育苗的的草木灰基質，且又由于草木灰基質質輕適宜于機插水稻漂浮育秧使用，并具有較高的離子交換量和較強的吸附能力，可能有利于避免漂浮育秧的引起水體富養(yǎng)化問題，因此采用草木灰基質作為育秧載體，設置不同自然水體進行育秧試驗，研究機插水稻漂浮育秧技術對不同水體水質的及不同水體水質對水稻秧苗生長的影響，為機插水稻草木灰基質漂浮育秧技術的應用推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于江蘇徐淮地區(qū)淮陰農業(yè)科學研究所內進行，供試水稻品種為南粳9180。育苗方式為漂浮育秧，將常規(guī)育秧盤（28 cm×58 cm）鋪裝基質放置于提前裁好的泡沫板上，使其漂浮于水體上，以基質自吸水分供給秧苗生長。試驗用草木灰基質鋪裝育苗盤1.8 kg/盤，播種150 g水稻種，然后用 0.5 kg 基質覆蓋，均勻灑施900 mL自來水，暗化出苗。播種前用咪鮮·甲霜靈水稻專用拌種劑拌種。出苗后統(tǒng)一將育苗盤放置于提前布置好的水箱內。

1.2 試驗設計

試驗共分為6個處理，分別為自來水有苗處理（自R）、自來水無苗處理（自）、黃河水有苗處理（黃R）、黃河水無苗處理（黃）、池塘水有苗處理（池R）、池塘水無苗處理（池）。分別取自來水、黃河水、池塘水于70 cm（長）×50 cm（寬）×45 cm（高）的水箱內，水位高度為35 cm;無秧苗處理同樣放置漂浮育秧裝置，但不鋪裝基質、不播種水稻秧苗，每個處理3個重復。通過設置有苗和無苗處理對比基質和秧苗生長對水體環(huán)境的影響。選擇自然界常見的3種水體設置試驗，主要因為自來水為干凈無污染水質，黃河水為徑流水代表，池塘水被認為是輕度富營養(yǎng)化水體，以便研究水稻漂浮育秧分別對3種水體環(huán)境的影響以及3種水體對水稻秧苗生長的影響。

1.3 樣品采集與測定

1.3.1 樣品采集 試驗于2018年9月7日鋪盤育苗，暗化出苗4 d，9月11日取水裝箱放入育秧盤，10月9日育秧結束，育苗期為28 d。在育苗當天（第1天）第1次采集水樣，之后每隔7 d采集1次水樣，直至育苗第29天最后一次采集水樣，總共采集5次，與此同時記錄水位變化。每次采集200 mL水樣裝于干凈塑料瓶（250 mL）內，帶回實驗室用于分析水樣水質指標。最后一次采集水樣（即育苗第29天）的同時采集植株樣品（此時正值水稻秧苗3葉期），每盤隨機取10 cm×10 cm的秧苗帶回實驗室考察秧苗生長狀況。

1.3.2 水樣測定 帶回實驗室的水樣分別測定氨態(tài)氮（NH3-N）、硝態(tài)氮（NO-3-N）、溶解性磷酸鹽（PO3-4）、鉀離子（K+）的質量濃度以及pH值、電導率和渾濁度等指標。氨態(tài)氮質量濃度的測定用水楊酸-次氯酸鹽光度法，硝態(tài)氮質量濃度的測定用紫外分光光度法，溶解性磷酸鹽質量濃度的用鉬銻抗分光光度法，鉀離子質量濃度的測定用火焰光度法，pH值的測定用玻璃電極法（水土比為2.5 ∶ 1），電導率用電導率儀測定，渾濁度采用分光光度法測定[9]。

1.3.3 植株樣品測量 取回的植株樣品先用水沖洗干凈后考察水稻成苗數(shù)，隨后每個重復取10株長勢均勻的秧苗分別測量株高、葉齡、葉長、莖基寬、葉綠素含量，并將取回植株分地上部和地下部烘干稱量干質量。成苗數(shù)為水稻有效苗數(shù)，株高為水稻莖基部到頂部的長度，葉齡代表水稻的生長階段，葉長是指水稻在3葉期每張葉片的長度，莖基寬是水稻莖基部寬度，葉綠素含量使用SPAD儀測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)計算;采用SPSS 22.0軟件進行處理之間方差分析及多重比較（SNK法，α=0.05）;采用Origin Lab軟件進行作圖。

2 結果與分析

2.1 育苗期間不同水體水質動態(tài)變化

2.1.1 漂浮育秧對水體NH3-N及NO-3-N質量濃度影響 從圖1可以看出，3種水體NH3-N質量濃度普遍較低，質量濃度均低于0.1 mg/L。3種水體 NH3-N 的質量濃度普遍低于地表水Ⅰ類水質統(tǒng)一標準0.15 mg/L。因此，漂浮育秧不會對水體中的 NH3-N 的質量濃度產生影響。

從圖2可以看出，3種水體中自來水初始 NO-3-N 的質量濃度最高，育苗期間所有處理 NO-3-N 的質量濃度均呈下降趨勢，其中未育苗的自來水處理NO-3-N濃度下降最快。3種水體NO-3-N濃度均低于地表水標準限值，均未達到污染狀態(tài)。說明漂浮育秧對水體不會產生硝酸鹽污染。

2.1.2 漂浮育秧的對水體PO3-4的質量濃度的影響 從圖3可以看出，3種水體PO3-4的質量濃度均很低，基本位于檢測線附近，均低于0.1 mg/L，均低于地表水環(huán)境質量標準Ⅱ類水質標準。3種水的漂浮育秧處理與其空白處理之間PO3-4的質量濃度差異均不明顯。表明漂浮育秧不會對水體中的PO3-4的質量濃度產生影響。

2.1.3 漂浮育秧對不同水體K+的質量濃度的影響 從圖4可以看出，不同水體之間K+的質量濃度差異較大，池塘水K+的質量濃度明顯高于黃河水和自來水;黃河水和自來水之間K+的質量濃度在育苗期間變化幅度一致，但自來水K+的質量濃度略高于黃河水。整個育苗期間水體中K+的質量濃度有輕微波動，但整體并無明顯變化。有秧苗和無秧苗處理之間水體中K+的質量濃度變化幾乎沒有差異，說明漂浮育秧對水體K+的質量濃度沒有明顯影響。

2.1.4 漂浮育秧對不同水體pH值的影響 從圖5可以看出，育苗期間水體中pH值未發(fā)生明顯變化，3種水體pH值范圍在7.3～8.3，屬于偏弱堿性。育苗期間內黃河水pH值略高于另外2種水體。黃河水和池塘水育苗和不育苗水體的pH值差異不大;但自來水pH值先下降后上升，且隨著時間的延長變化幅度較大?？赡苁屈S河水和池塘水水體長期處于動態(tài)平衡狀態(tài)，對pH值緩沖能力強，因此自來水水體pH值變化明顯。自來水pH值先下降，可能是自來水體中細菌和藻類孳生[10-11]，導致水體pH值下降。而育苗基質為草木灰呈堿性，這可能是后期水體pH值上升的原因之一。

2.1.5 漂浮育秧對不同水體電導率的影響 從圖6可以看出，育苗期間3種水體電導率也呈下降趨勢，總體上池塘水電導率低于黃河水和自來水;有苗處理和無苗處理變化差異不明顯。表明水體中可溶性鹽含量逐漸降低?？赡苁撬w長時間靜止，其中可溶性膠體隨著時間的推移逐漸凝沉淀，造成水體中電導率逐漸下降。

2.1.6 漂浮育秧對水體渾濁度的影響 從圖7可以看出，育苗期間黃河水和池塘水水體的渾濁度隨著時間的延長變化差異較大。隨著時間推移，黃河水處理水樣渾濁度降低明顯，這可能因為黃河水中泥沙含量較多，在試驗中水樣靜止，使得黃河水中泥沙沉淀并吸附水體中大量的可溶性膠體，使得水樣渾濁度降低明顯。而池塘水的水樣渾濁度也在逐漸降低，可能是池塘水本身的懸浮顆粒沉淀，使渾濁度降低。自來水渾濁度整體變化不明顯。而育苗處理和對照處理之間渾濁度變化一致，說明漂浮育秧對水體渾濁度沒有影響。

2.2 不同水體水稻秧苗生長狀況

從表1可以看出，不同水體對漂浮育秧秧苗葉齡、株高、莖基寬、干質量、根冠比、葉綠素含量都未產生顯著影響。僅池塘水成苗數(shù)略低于自來水和黃河水。從圖8可以看到，不同水體之間葉長也不明顯。由此可以初步預測，常見自然水體的水質對漂浮育秧秧苗素質不會產生明顯影響。

3 結論與討論

3種水體在初始水質方面有部分差異，育秧期間變化幅度也不一致。3種水體NH3-N、NO-3-N和PO3-4的質量濃度很低，均未達到水體污染標準。池塘水與黃河水和自來水相比，K+的質量濃度較高，但K+的質量濃度一般不作為水體污染指標。研究結果表明，漂浮育秧技術對水體環(huán)境未產生不良影響，不會污染環(huán)境，但也沒有表現(xiàn)出凈化水體的效果（可能由于所取3種水樣中NH3-N、NO-3-N和PO3-4的質量濃度很低有關，還有待于進一步研究）。本試驗研究了3種不同水體下水稻漂浮技術對秧苗素質的影響，發(fā)現(xiàn)3種水體對水稻秧苗素質也沒有明顯影響?？梢姡∮砑夹g并不會對環(huán)境產生負擔，是一種環(huán)境友好型技術。此外，相關研究表明，漂浮育秧可以在多種作物中培育壯苗，有利于作物移栽[12-15]。筆者還發(fā)現(xiàn)，漂浮育秧配套技術可以育出適宜的機插健壯秧苗，其素質與常規(guī)技術比較沒有明顯差別。本試驗注重考察漂浮育秧對水質影響，為防止雨水對試驗帶來的影響，將試驗水箱置于廊沿下進行，由于光照不充足，加之非正季育秧且育秧時間較晚，導致秧苗素質不太理想。從對水質影響角度看，以草木灰基質為育秧載體的機插水稻漂浮育秧技術對水體的水質無明顯不良影響，可以廣泛用于自然水體。利用溝、渠、池、河等自然水體淺水面育秧，實現(xiàn)機插育秧免秧田、免灌水、取秧放秧輕便，可以很大程度地節(jié)約成本，減輕育秧勞作。因此，基于草木灰基質的機插水稻漂浮育秧技術可以大面積推廣應用。

本次機插水稻漂浮育秧對水體水質的影響僅以草木灰基質為育秧載體進行了初步研究，采用營養(yǎng)土及其他類型基質作為育秧載體下的漂浮育秧技術對水體水質的影響有待于進一步研究闡明。

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