薛文多 李超凡 王世平 周 雷 李 寧 趙 娜 尹 巖
(1 鞍鋼資源有限公司鞍山綜合服務(wù)分公司,遼寧鞍山 114000;2 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所,沈陽(yáng) 110016;3 沈陽(yáng)大學(xué)區(qū)域污染環(huán)境生態(tài)修復(fù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,沈陽(yáng) 110044)
糧食安全是國(guó)家安全的重要基礎(chǔ),加快推動(dòng)“藏糧于地、藏糧于技”是保障糧食安全的重要戰(zhàn)略舉措。水稻是我國(guó)主要的糧食作物之一,在我國(guó)糧食生產(chǎn)中占有重要的地位。2020 年我國(guó)水稻種植面積約3000 萬(wàn) hm2,占全國(guó)糧食作物種植面積的25.76%;稻谷總產(chǎn)量約2.12 萬(wàn) t,占全國(guó)糧食總產(chǎn)量的31.64%[1]。因此,提高水稻產(chǎn)量,增強(qiáng)水稻綜合生產(chǎn)能力,對(duì)保障糧食安全具有重要意義。育秧是水稻生產(chǎn)過程中具有決定性作用的關(guān)鍵基礎(chǔ)工序之一[2]。近年來,我國(guó)研究學(xué)者在選種、水溫管理、調(diào)酸等方面的技術(shù)研究比較成熟。水稻育秧選種要選擇綜合性狀好、抗病蟲、生育期適中的品種,并根據(jù)不同的種植方式,選擇不同的水稻品種,例如,早稻拋秧種植水稻需選擇莖稈矮粗壯、抗倒力強(qiáng)、分蘗力中等偏強(qiáng)的品種。秧苗在1 葉1 心、2 葉1 心、3葉期溫度需分別控制在25~30℃、20~25℃和20℃左右[3]。水稻生長(zhǎng)適宜的pH 為6~7,幼苗生長(zhǎng)以pH 4.5~5.5 為宜,在酸性條件下,秧苗可保持旺盛的生理機(jī)能,維持較高的養(yǎng)分吸收效果,抗病、抗低溫能力也得到提升。然而,在育秧方式、育秧基質(zhì)、播種量、育秧藥劑等育秧技術(shù)問題方面還在不斷探索。水稻育秧技術(shù)以及受其影響的秧苗素質(zhì)對(duì)水稻中后期生長(zhǎng)及產(chǎn)量存在重要影響,因此,本文對(duì)水稻秧苗生長(zhǎng)常見問題,以及育秧方式、基質(zhì)種類、播種量、藥劑種類等對(duì)秧苗素質(zhì)的影響進(jìn)行系統(tǒng)梳理,旨在通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)歸納,有效解決如何“育好秧、育壯秧”的問題,為我國(guó)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供理論支撐。
一般來講,高素質(zhì)的秧苗應(yīng)具備形態(tài)上健壯、代謝協(xié)調(diào)、葉齡適宜、生產(chǎn)力高等特點(diǎn)[3]。目前,我國(guó)學(xué)者對(duì)于秧苗素質(zhì)的觀測(cè)時(shí)間大都集中在3 葉期[4]和播種后15~16d[5-7],也有在移栽前1d 進(jìn)行秧苗素質(zhì)觀測(cè)[4,8]。觀測(cè)的指標(biāo)多集中在株高、葉齡、莖基寬、葉綠素相對(duì)含量(SPAD)、葉片數(shù)、葉面積、第1 葉鞘高、頂葉長(zhǎng)、基部黃葉數(shù)、分蘗數(shù)、單株綠葉數(shù)等秧苗形態(tài)指標(biāo)[5-7,9-11],根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根直徑、根尖數(shù)、根條數(shù)、白根數(shù)、每株不定根數(shù)、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)、根系吸收面積、根系活力、根系盤結(jié)力等根系形態(tài)指標(biāo)[5-7,9-10],秧苗根系和地上部分的氮磷鉀養(yǎng)分含量、可溶性糖含量、淀粉含量等含量指標(biāo)[8-9]以及地上部和地下部鮮、干重[4-6,10-11]。也有部分學(xué)者在秧苗1 葉1 心期觀測(cè)出苗率指標(biāo)[4,9]。此外,成秧率、出苗整齊度、根冠比、重高比等安全性指標(biāo)和秧卷破碎率、秧苗成活率、秧苗充實(shí)度、缺穴率等苗青長(zhǎng)勢(shì)指標(biāo)也是秧苗素質(zhì)的觀測(cè)指標(biāo)[4-5,11]。水稻育秧過程因溫度控制、藥劑選施、育苗土調(diào)配等技術(shù)環(huán)節(jié)不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致秧苗素質(zhì)低下。溫害
秧苗受低溫危害后發(fā)芽率降低,秧苗滯長(zhǎng),主要表現(xiàn)為水育秧的腐病、爛秧,旱育秧的離枯病、青枯病,以及根系發(fā)育不良、徒長(zhǎng)等現(xiàn)象[3]。秧苗受高溫危害后會(huì)產(chǎn)生催芽燒芽癥狀,主要表現(xiàn)為芽發(fā)黃甚至腐爛。藥害 發(fā)生藥害的原因常為施用變質(zhì)藥劑、過量施藥等,秧苗發(fā)生藥害的表現(xiàn)為焦斑、黃化、畸形等[3]。病害 因育苗土調(diào)酸或調(diào)配不當(dāng)會(huì)造成黃化或立枯病,其主要表現(xiàn)為幼苗莖基部變黃至黃褐色,全株青枯或變黃褐色至枯死。預(yù)防立枯病主要為對(duì)床土調(diào)酸并進(jìn)行消毒。秧苗“戴帽子” 發(fā)生秧苗“戴帽子”現(xiàn)象主要因?yàn)樯w土板結(jié)、過干過細(xì)等,常見表現(xiàn)為蓋土被秧苗頂起,對(duì)于生長(zhǎng)較慢的秧苗牙尖因黏在土塊而被拔起懸于半空中,對(duì)于未被拔起的秧苗因沒有蓋土而秧根裸露。
育秧方式按照地塊的選擇可分為塑料薄膜保溫旱育秧(包括旱田地、軒田地、草田地、大地臺(tái)等)、本田地旱育秧、塑料薄膜隔離物保溫旱育秧;按照塑料薄膜覆蓋情況可分為大棚育秧、中棚育秧、小棚育秧;按照苗床水分含量可分為旱育秧、濕潤(rùn)育秧、水育秧[3]。目前,常用的主要是大中棚旱育秧。許多研究人員深入開展育秧方式探索研究,從不同角度豐富和拓展了育秧方式,并就不同育秧方式對(duì)秧苗素質(zhì)的影響展開研究試驗(yàn)。郭小鷗等[12]對(duì)比缽苗育秧和毯苗育秧2 種方式對(duì)秧苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響,結(jié)果表明缽苗育秧下的秧苗株高、百株鮮重、根長(zhǎng)等性狀顯著好于毯苗育秧。對(duì)比水育秧、旱育秧和雙膜淤泥育秧3 種育秧方式發(fā)現(xiàn)旱育秧單位面積板塊成苗數(shù)最多,其中百株干重更具優(yōu)勢(shì);旱育秧和水育秧在單位高度承載重量和根量方面更具優(yōu)勢(shì);水育秧在定長(zhǎng)葉片、葉鞘等秧苗生長(zhǎng)形態(tài)方面更具優(yōu)勢(shì)[13],但要控制水量,以防由于水量過多而導(dǎo)致產(chǎn)量下降[14]。張橋等[15]發(fā)現(xiàn)相比營(yíng)養(yǎng)土育秧,稀泥育秧與手扶式插秧機(jī)具的搭配對(duì)秧苗群體的質(zhì)量和產(chǎn)量的效果都更好。杜友等[2]對(duì)比分析了規(guī)格化育秧和大田泥漿育秧2 種方式對(duì)水稻秧苗素質(zhì)的影響,研究結(jié)果表明大田泥漿育秧的秧苗株高、葉齡、百株干重等指標(biāo)顯著優(yōu)于規(guī)格化育秧。朱文榮等[16]進(jìn)行了露地、大棚地面、大棚層架式、硬地硬盤4 種集中育秧方式育秧,發(fā)現(xiàn)硬地硬盤和露地育秧方式在基部莖粗、單株總根數(shù)、百株鮮重等性狀具有優(yōu)勢(shì);而大棚層架式育秧因溫度難以控制,秧苗生長(zhǎng)過快,秧苗素質(zhì)降低。蔣云偉等[17]研究表明地?zé)嵊矸绞娇梢杂行岣哐砻缢刭|(zhì)。
育秧基質(zhì)影響著播種質(zhì)量、育苗管理和秧苗素質(zhì)。一般來說,育秧基質(zhì)采用自然資源、農(nóng)業(yè)廢棄物等加工制成,具備質(zhì)地適宜、粒徑適中、有機(jī)質(zhì)含量高、養(yǎng)分調(diào)節(jié)適宜、弱酸性、無(wú)病菌等特點(diǎn)[18]。不同育秧基質(zhì)對(duì)秧苗素質(zhì)的影響體現(xiàn)在其保肥供肥特性和通氣保水性的差異上[19]。優(yōu)質(zhì)的育秧基質(zhì)可以滿足秧苗生長(zhǎng)需要的水、肥、氣、熱,可為秧苗根系提供足夠的支撐和緩沖能力,同時(shí),無(wú)有害微生物、病原菌、害蟲卵、草籽等。由于育秧工序復(fù)雜、取土困難、秧苗素質(zhì)不穩(wěn),因此,開發(fā)效果良好、無(wú)質(zhì)量問題、獲取方便的無(wú)土育秧基質(zhì)替代營(yíng)養(yǎng)土是目前研究的主流方向[20-21]。目前,育秧基質(zhì)主要有以草炭、稻殼、秸稈、菌渣等為代表的有機(jī)基質(zhì),以巖棉、珍珠巖、蛭石、沙等為代表的無(wú)機(jī)基質(zhì),以及有機(jī)基質(zhì)和無(wú)機(jī)基質(zhì)按一定比例混合的混合基質(zhì)。林阿典等[22]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)調(diào)配以泥炭、蛭石和水稻土為原料水稻育秧基質(zhì)的比例,可以培育出素質(zhì)較高的秧苗。饒鐳等[20]認(rèn)為在以豬糞和粉煤灰為主料的育秧基質(zhì)中,添加酒糟可改善秧苗素質(zhì),促進(jìn)秧苗健壯生長(zhǎng),而添加中藥渣則會(huì)抑制秧苗生長(zhǎng)。張楠等[23]研究得出土壤、草炭、河沙以12∶5∶3 或5∶3∶2 配比可以培育出健壯秧苗。豬糞有機(jī)肥培肥的稻草育秧基質(zhì)秧苗生長(zhǎng)較快,根系性狀較優(yōu)[24]。
一般而言,育秧播種量宜稀不宜密。播種量小,陽(yáng)光充足,養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)不激烈,秧苗長(zhǎng)得快。相反播種量大,秧苗處于密生環(huán)境,會(huì)因?yàn)楣庹?、養(yǎng)分等競(jìng)爭(zhēng)激烈而長(zhǎng)勢(shì)緩慢,造成整體秧苗大小不一[3,19]。研究表明,降低播種量可改善植株性狀,促進(jìn)根系生長(zhǎng)[25]。苗高干質(zhì)量、苗基部粗度等秧苗素質(zhì)指標(biāo)隨落谷密度增加呈下降趨勢(shì)。目前,關(guān)于適宜播種量尚無(wú)統(tǒng)一說法,因育秧方式、水稻品種等因素均會(huì)影響適宜播種量。李玉祥等[25]試驗(yàn)結(jié)果表明2.03粒/cm2常規(guī)粳稻和1.14 粒/cm2雜交秈稻是水卷苗育秧最適宜的播種量。黃華占水稻機(jī)械育秧的適宜播種量為60.8~81.1g/盤[26]。有研究表明,常規(guī)粳稻在120~180g/盤的播種量下,秧苗素質(zhì)較好[27]。早稻塑盤育秧常規(guī)稻用種量為3~4kg/667m2,地膜濕潤(rùn)育秧常規(guī)稻用種量為6~7kg/667m2[3]。唐小潔等[28]認(rèn)為采用缽形毯狀秧盤育秧時(shí),25cm 行距最佳播種量為90~100g/盤,30cm 行距最佳播種量為100~120g/盤。
水稻在育苗期常出現(xiàn)病蟲草害、秧苗徒長(zhǎng)、抗逆性低、肥力不夠等問題[29-30],導(dǎo)致秧苗素質(zhì)較差。目前,常采用藥劑施用的方式,有針對(duì)性地改善秧苗生長(zhǎng)環(huán)境,進(jìn)而提高秧苗素質(zhì)。我國(guó)研究學(xué)者根據(jù)秧苗生理、生態(tài)特征,研發(fā)出一類集營(yíng)養(yǎng)劑、消毒劑、增酸劑、化學(xué)調(diào)控劑于一體的新型育秧制劑,其對(duì)矮化植株、促進(jìn)分蘗和增產(chǎn)、增強(qiáng)植株抗逆性能等均表現(xiàn)出較好的效果[31-32]。新型育秧制劑含有豐富的氮、磷、鉀、腐殖酸、消毒劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等成分,具有增肥增效、改良土壤、刺激作物生長(zhǎng)等作用[33]。目前,常用的新型育秧制劑有壯秧劑、旱育保姆種衣劑、多效唑、土壤粘結(jié)劑、保水劑等[33-35](表1)。為防治水稻秧苗期的病蟲草害,我國(guó)研究學(xué)者采用多種藥劑進(jìn)行了效果試驗(yàn)。對(duì)于秧苗蟲害,研究主要集中于防治灰飛虱、根蚜、二化螟、薊馬等,供試殺蟲劑多以10%吡蟲啉、30%噻蟲嗪等為主,均取得了較好的試驗(yàn)效果。對(duì)于秧苗病害,研究主要集中在立枯病和惡苗?。ㄓ址Q徒長(zhǎng)病)2 種病害,供試殺菌劑多以25%咪鮮胺、62.5g/L 精甲· 咯菌腈、16%咪鮮·殺螟丹、25%氰烯菌酯等為主,抗病效果較好[36-38]。相對(duì)于水稻秧苗殺蟲劑和殺菌劑而言,除草劑研究的相對(duì)較少,主要有330g/L 二甲戊靈乳油、19%丁·撲可濕性粉劑等[39]。
表1 水稻育苗期常用藥劑
本文對(duì)水稻育秧影響因素的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié),發(fā)現(xiàn)為有效解決“育好秧、育壯秧”難題,除了在育秧方式、育秧基質(zhì)、播種量、育秧藥劑等育秧技術(shù)問題方面進(jìn)行探索,還需進(jìn)一步構(gòu)建規(guī)范的秧苗素質(zhì)評(píng)價(jià)體系;針對(duì)不同地域、不同水稻品種、不同土壤類型等形成可復(fù)制、可推廣的育秧方式,挖掘效果良好、獲取方便、質(zhì)量穩(wěn)定、固廢資源化的育秧基質(zhì)技術(shù)體系;針對(duì)不同的育秧方式、不同水稻品種制定播種量標(biāo)準(zhǔn),研發(fā)科學(xué)合理、低毒高效、環(huán)境友好的“藥劑處方”,形成一套標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的水稻育秧“傻瓜模式”,保障我國(guó)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。