董玉兵 莊春 紀(jì)力 陳川 章安康 邵文奇 孫春梅 鐘平

摘要：水稻漂浮育秧技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用于機(jī)插水稻育秧的新方法，該技術(shù)的應(yīng)用可以免去秧田使用、減少勞動(dòng)力投入、精簡(jiǎn)傳統(tǒng)機(jī)插秧水稻育秧的環(huán)節(jié)。以水稻為研究對(duì)象，研究漂浮育秧技術(shù)對(duì)不同水體環(huán)境的影響，結(jié)果表明，漂浮育秧對(duì)3種水體NH-3-N和PO3-4的質(zhì)量濃度未產(chǎn)生明顯影響;育秧期間3種水體NO-3-N的質(zhì)量濃度、電導(dǎo)率均呈下降趨勢(shì)，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(shù)對(duì)3種不同水體水質(zhì)均未產(chǎn)生污染現(xiàn)象，而不同水體對(duì)漂浮育秧秧苗素質(zhì)（葉齡、株高、莖基寬、干質(zhì)量、根冠比、葉綠素含量等）亦沒有產(chǎn)生明顯影響。因此漂浮育秧技術(shù)可以大面積推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)插水稻;漂浮育秧;水體環(huán)境;秧苗素質(zhì)

中圖分類號(hào)：S511.048

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）16-0096-04

機(jī)插水稻育秧技術(shù)是水稻機(jī)插秧技術(shù)體系的重要環(huán)節(jié)，直接影響著機(jī)插秧的應(yīng)用效果，決定機(jī)插秧推廣應(yīng)用的成敗，多年來機(jī)插水稻育秧技術(shù)一直是水稻機(jī)插秧技術(shù)研究推廣的重中之重[1-3]。機(jī)插水稻漂浮育秧技術(shù)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(yù)留秧田，不須要專門管水[4]，具有水分、養(yǎng)分供應(yīng)均勻一致，秧苗長(zhǎng)勢(shì)整齊，病害少，秧苗素質(zhì)高，秧塊盤結(jié)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，既能免除工廠化育秧大額的硬件設(shè)施投入，又能擺脫硬地噴灌育秧所受場(chǎng)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(shí)省力、省工節(jié)本、便捷高效、育苗健壯等許多優(yōu)勢(shì)，是一項(xiàng)機(jī)插水稻育秧的新技術(shù)[5]。然而，農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，不僅要注重技術(shù)的本身效果與經(jīng)濟(jì)效益，還要關(guān)注技術(shù)生態(tài)效應(yīng)。當(dāng)今農(nóng)業(yè)面源污染導(dǎo)致的水體富養(yǎng)化問題早已引起社會(huì)各界的普遍關(guān)注，機(jī)插水稻漂浮育秧對(duì)水體環(huán)境影響如何、是否會(huì)導(dǎo)致水體富養(yǎng)化，自然而然成為技術(shù)研究人員及社會(huì)公眾關(guān)注的問題。當(dāng)前，對(duì)于漂浮育秧或育苗，國內(nèi)外研究更多關(guān)注于育秧載體、育秧基質(zhì)或營養(yǎng)液的配方及其育苗效果，鮮有漂浮育苗尤其是機(jī)插水稻漂浮育秧對(duì)水體水質(zhì)影響方面的報(bào)道[6-8]。鑒于筆者所在項(xiàng)目組以往曾利用生物質(zhì)發(fā)電廢棄物——草木灰研制出適宜機(jī)插秧育苗的的草木灰基質(zhì)，且又由于草木灰基質(zhì)質(zhì)輕適宜于機(jī)插水稻漂浮育秧使用，并具有較高的離子交換量和較強(qiáng)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(zhì)作為育秧載體，設(shè)置不同自然水體進(jìn)行育秧試驗(yàn)，研究機(jī)插水稻漂浮育秧技術(shù)對(duì)不同水體水質(zhì)的及不同水體水質(zhì)對(duì)水稻秧苗生長(zhǎng)的影響，為機(jī)插水稻草木灰基質(zhì)漂浮育秧技術(shù)的應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所內(nèi)進(jìn)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(zhì)放置于提前裁好的泡沫板上，使其漂浮于水體上，以基質(zhì)自吸水分供給秧苗生長(zhǎng)。試驗(yàn)用草木灰基質(zhì)鋪裝育苗盤1.8 kg/盤，播種150 g水稻種，然后用 0.5 kg 基質(zhì)覆蓋，均勻?yàn)⑹?00 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(nèi)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共分為6個(gè)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(zhǎng)）×50 cm（寬）×45 cm（高）的水箱內(nèi)，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(zhì)、不播種水稻秧苗，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。通過設(shè)置有苗和無苗處理對(duì)比基質(zhì)和秧苗生長(zhǎng)對(duì)水體環(huán)境的影響。選擇自然界常見的3種水體設(shè)置試驗(yàn)，主要因?yàn)樽詠硭疄楦蓛魺o污染水質(zhì)，黃河水為徑流水代表，池塘水被認(rèn)為是輕度富營養(yǎng)化水體，以便研究水稻漂浮育秧分別對(duì)3種水體環(huán)境的影響以及3種水體對(duì)水稻秧苗生長(zhǎng)的影響。

1.3 樣品采集與測(cè)定

1.3.1 樣品采集 試驗(yàn)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(jié)束，育苗期為28 d。在育苗當(dāng)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(shí)記錄水位變化。每次采集200 mL水樣裝于干凈塑料瓶（250 mL）內(nèi)，帶回實(shí)驗(yàn)室用于分析水樣水質(zhì)指標(biāo)。最后一次采集水樣（即育苗第29天）的同時(shí)采集植株樣品（此時(shí)正值水稻秧苗3葉期），每盤隨機(jī)取10 cm×10 cm的秧苗帶回實(shí)驗(yàn)室考察秧苗生長(zhǎng)狀況。

1.3.2 水樣測(cè)定 帶回實(shí)驗(yàn)室的水樣分別測(cè)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(zhì)量濃度以及pH值、電導(dǎo)率和渾濁度等指標(biāo)。氨態(tài)氮質(zhì)量濃度的測(cè)定用水楊酸-次氯酸鹽光度法，硝態(tài)氮質(zhì)量濃度的測(cè)定用紫外分光光度法，溶解性磷酸鹽質(zhì)量濃度的用鉬銻抗分光光度法，鉀離子質(zhì)量濃度的測(cè)定用火焰光度法，pH值的測(cè)定用玻璃電極法（水土比為2.5 ∶ 1），電導(dǎo)率用電導(dǎo)率儀測(cè)定，渾濁度采用分光光度法測(cè)定[9]。

1.3.3 植株樣品測(cè)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(gè)重復(fù)取10株長(zhǎng)勢(shì)均勻的秧苗分別測(cè)量株高、葉齡、葉長(zhǎng)、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(zhì)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(zhǎng)度，葉齡代表水稻的生長(zhǎng)階段，葉長(zhǎng)是指水稻在3葉期每張葉片的長(zhǎng)度，莖基寬是水稻莖基部寬度，葉綠素含量使用SPAD儀測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算;采用SPSS 22.0軟件進(jìn)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(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 育苗期間不同水體水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化

2.1.1 漂浮育秧對(duì)水體NH3-N及NO-3-N質(zhì)量濃度影響 從圖1可以看出，3種水體NH3-N質(zhì)量濃度普遍較低，質(zhì)量濃度均低于0.1 mg/L。3種水體 NH3-N 的質(zhì)量濃度普遍低于地表水Ⅰ類水質(zhì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)0.15 mg/L。因此，漂浮育秧不會(huì)對(duì)水體中的 NH3-N 的質(zhì)量濃度產(chǎn)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(zhì)量濃度最高，育苗期間所有處理 NO-3-N 的質(zhì)量濃度均呈下降趨勢(shì)，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(biāo)準(zhǔn)限值，均未達(dá)到污染狀態(tài)。說明漂浮育秧對(duì)水體不會(huì)產(chǎn)生硝酸鹽污染。

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

2.1.3 漂浮育秧對(duì)不同水體K+的質(zhì)量濃度的影響 從圖4可以看出，不同水體之間K+的質(zhì)量濃度差異較大，池塘水K+的質(zhì)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(zhì)量濃度在育苗期間變化幅度一致，但自來水K+的質(zhì)量濃度略高于黃河水。整個(gè)育苗期間水體中K+的質(zhì)量濃度有輕微波動(dòng)，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(zhì)量濃度變化幾乎沒有差異，說明漂浮育秧對(duì)水體K+的質(zhì)量濃度沒有明顯影響。

2.1.4 漂浮育秧對(duì)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(nèi)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(shí)間的延長(zhǎng)變化幅度較大?？赡苁屈S河水和池塘水水體長(zhǎng)期處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，對(duì)pH值緩沖能力強(qiáng)，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(xì)菌和藻類孳生[10-11]，導(dǎo)致水體pH值下降。而育苗基質(zhì)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(duì)不同水體電導(dǎo)率的影響 從圖6可以看出，育苗期間3種水體電導(dǎo)率也呈下降趨勢(shì)，總體上池塘水電導(dǎo)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(zhǎng)時(shí)間靜止，其中可溶性膠體隨著時(shí)間的推移逐漸凝沉淀，造成水體中電導(dǎo)率逐漸下降。

2.1.6 漂浮育秧對(duì)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(shí)間的延長(zhǎng)變化差異較大。隨著時(shí)間推移，黃河水處理水樣渾濁度降低明顯，這可能因?yàn)辄S河水中泥沙含量較多，在試驗(yàn)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(duì)照處理之間渾濁度變化一致，說明漂浮育秧對(duì)水體渾濁度沒有影響。

2.2 不同水體水稻秧苗生長(zhǎng)狀況

從表1可以看出，不同水體對(duì)漂浮育秧秧苗葉齡、株高、莖基寬、干質(zhì)量、根冠比、葉綠素含量都未產(chǎn)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(zhǎng)也不明顯。由此可以初步預(yù)測(cè)，常見自然水體的水質(zhì)對(duì)漂浮育秧秧苗素質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生明顯影響。

3 結(jié)論與討論

3種水體在初始水質(zhì)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(zhì)量濃度很低，均未達(dá)到水體污染標(biāo)準(zhǔn)。池塘水與黃河水和自來水相比，K+的質(zhì)量濃度較高，但K+的質(zhì)量濃度一般不作為水體污染指標(biāo)。研究結(jié)果表明，漂浮育秧技術(shù)對(duì)水體環(huán)境未產(chǎn)生不良影響，不會(huì)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(zhì)量濃度很低有關(guān)，還有待于進(jìn)一步研究）。本試驗(yàn)研究了3種不同水體下水稻漂浮技術(shù)對(duì)秧苗素質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)3種水體對(duì)水稻秧苗素質(zhì)也沒有明顯影響。可見，漂浮育秧技術(shù)并不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)擔(dān)，是一種環(huán)境友好型技術(shù)。此外，相關(guān)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(shù)可以育出適宜的機(jī)插健壯秧苗，其素質(zhì)與常規(guī)技術(shù)比較沒有明顯差別。本試驗(yàn)注重考察漂浮育秧對(duì)水質(zhì)影響，為防止雨水對(duì)試驗(yàn)帶來的影響，將試驗(yàn)水箱置于廊沿下進(jìn)行，由于光照不充足，加之非正季育秧且育秧時(shí)間較晚，導(dǎo)致秧苗素質(zhì)不太理想。從對(duì)水質(zhì)影響角度看，以草木灰基質(zhì)為育秧載體的機(jī)插水稻漂浮育秧技術(shù)對(duì)水體的水質(zhì)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(shí)現(xiàn)機(jī)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(zhì)的機(jī)插水稻漂浮育秧技術(shù)可以大面積推廣應(yīng)用。

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

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