不同育秧介质与基质组合对水稻秧苗素质的影响
选取扬稻6号（籼稻）和南粳9108（粳稻）2个品种，以有机质基质为对照，采用硫包衣尿素（SCU）、生物炭、高分子吸水性树脂（SAP）与育秧基质配成组合来研究对水稻秧苗素质的影响，即硫包衣尿素（含氮37%）与基质(0.04%，SCUw/基质w)、生物质炭与基质 (5.0%，生物炭w/基质w)、高分子吸水树脂与基质 (0.1%，SAPw/基质w)。结果表明，扬稻6号秧苗茎基宽极显著大于南粳9108，地上部鲜重与干重极显著高于南粳9108，但地下部鲜重极显著低于南粳9108，扬稻6号与南粳9108间秧苗蛋白质含量、CAT、POD、SOD活性差异不显著，综合比较，不同育秧介质与基质组合处理对扬稻6号秧苗素质的影响优于南粳9108；对扬稻6号来说，基质+SAP处理的秧苗茎基宽最高，最长根长较长，地上部、地下部鲜重极显著高于对照及其他处理，地上部、地下部干重均较高，蛋白质含量显著高于对照及其他处理，MDA含量极显著低于对照及其他处理，CAT、SOD活性最高，POD活性极显著低于对照，但酶活性总体较高，综合比较，扬稻6号以基质+SAP处理的秧苗素质最优；对南粳9108来说，基质+SAP处理的秧苗茎基宽最高，最长根长显著长于对照及其他处理，根系活力较大，地上部鲜重、地下部鲜重与干重均较高，蛋白质含量极限著高于对照，MDA含量极显著低于对照及其他处理，CAT、POD活性较高，SOD活性最高，酶活性总体最高，综合比较，南粳9108以基质+SAP处理的秧苗素质最优。关键词: 水稻，硫包衣尿素，生物质炭，高分子吸水树脂，秧苗素质
目 录
1 引言 1
2 材料与方法 3
2.1 供试品种与材料 3
2.2 试验设计 3
2.3 测定项目与方法 3
2.3.1形态指标的测定 3
2.3.2生理指标的测定 3
2.4 数据分析与作图 4
3 结果与分析 4
3.1不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期秧苗地上部分主要形态指标的影响 4
3.2不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期主要根系性状的影响 8
3.3不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
心、三叶一心期秧苗生物量和充实度的影响 9
3.4不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期秧苗光合色素含量的影响 11
3.5不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期地上部膜脂过氧化和保护酶活性的影响 13
3.6不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期秧苗N、P、K含量的影响 15
4 讨论 18
结论 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
水稻是世界三大粮食作物之一，是我国主要的粮食作物，在粮食安全中占有极其重要的地位。随着农村劳动力的大量转移和老龄化现象的加剧，推进以机插秧为主的水稻机械化高产种植技术，对于稳定中国水稻种植面积，提高水稻单产，保障粮食安全具有重要意义［1，2］。育秧是机插秧水稻种植环节最重要的一环，培育标准化壮秧，是构建高产群体起点的生物基础［3］。
农谚常说：“秧好一半禾”，足见水稻育秧的重要性。目前育秧方式主要是采用基质育秧，育秧基质相较于营养土有许多优点，但在生产上，基质水分容易流失，导致基质中养分前期流失过快；待水稻秧苗在两叶期后，逐渐进入了离乳期，胚乳中所能提供的养分和能量已基本消耗完，其生长需要靠根部从水稻育秧基质中吸收养分时，基质养分供应不足，延长了秧龄导致秧苗素质下降。育秧基质氮素含量过低，秧苗苗高和干物质量在生长后期增加缓慢，导致生长受到抑制［4］。而周青等［5］研究发现，秧苗的营养生长过旺，适宜移栽期的缩短是由于有机基质培肥度高。基质保肥性能一般，研究发现，水浆管理上，基质肥料流失情况比较严重是因为采取了过度冲淋或大水漫灌的温室、大棚；过度冲淋或大水漫灌的温室、大棚的秧苗相比较于同期湿润灌溉基质育秧秧苗叶色明显偏黄，长势明显偏弱［6］。在基质中添加养分缓释材料可以改善基质的性能，常用的养分缓释材料有硫包衣尿素、生物炭和高分子吸水树脂。
硫包衣尿素（SulfurCoated Urea，简称SCU）是由硫磺包裹尿素，聚合蜡密封剂而制成，这类硫包膜被认为是可以通过微生物、化学和物理的过程缓慢降解，延长养分N的控、缓释放时间，使土壤养分供应与作物需要相一致的不透性膜。另外SCU能提高12.5%的N肥利用率［7］，从而提高作物的产量和品质。氮素是水稻生长不可或缺的重要元素，刘永等［8］研究发现，秧田期施氮对秧苗生长影响显著，随着施氮量增加，秧苗含氮量显著升高，苗高和地上部干物质增加，在每秧盘施氮量达 2～3 g 后趋于稳定；每盘施氮量为2g时，秧苗根长和地下部干物质最高，呈现先增加后降低趋势；根冠比呈降低趋势，在每盘施氮量超过2g后下降明显，产量在每盘施氮量2g时最高，施氮处理显著高于未施氮处理。结合秧苗的各项指标及移栽后产量，基质育秧适宜的纯氮施用量是每盘2g。因此，基质育秧中纯氮施用量为每盘2g。
生物炭(biochar)，一般指以自然界广泛存在的生物质资源为基础，利用特定的炭化技术，由生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的富碳产物［912］。生物炭具有大量微孔结构，容重低、含碳量高、灰分含量高、低可溶性和强吸附性，在一定程度上具备了替代现有不可再生水稻旱育苗基质材料的潜质［11，1314］。研究认为，在土壤中添加生物炭后，可降低土壤紧实度、提高p H和盐基饱和度、减小容重、提高通气透水性，可吸附铵态氮［1517］、磷酸根离子等［18］， 提高土壤有效养分水平。土壤微生物的繁衍和群落结构变化的有利促进［1921］，根结线虫的抵制侵入等［22］。作物生长发育和产量提高的必然有利促进是因为土壤结构与理化特性的良好变化［23］。研究表明，生物炭对水稻［2425］、玉米［26］等具有正向效应。在东北冷凉气候条件下，在水稻育苗基质中添加适量(5.0%~10.0%，生物炭w/稻田土w)生物炭有利于水稻秧苗根系的形态建成及伸长和增粗，从而形成发达根系，提高秧苗素质，具有较好的应用前景［27］。因此，在水稻育苗基质中添加适量 (5.0%~10.0%，生物炭w/稻田土w)生物炭，可为解决水稻旱育苗基质质量下降的问题提供新途径。
高吸水性树脂，也即保水剂( SAP) 是一类具有超强吸水和保水能力的新型高分子材料，近年被广泛应用于农业生产及水土保持中［28］。SAP 主要的性能是具有超高吸水性和保水性，且具有一定的保肥性［29］。基质中加入SAP可以延缓植株萎蔫发生时间，提高种苗成活率，川岛和夫［30］发现加入0.3%的树脂于培养盆栽万寿菊的基质中的万寿菊停止浇水130.5 h后开始萎蔫，不加树脂的停止浇水96 h后表现出萎蔫。另外，基质中加入SAP可以提高植株水分利用率，有研究表明，水分利用率的提高随着加入基质中的SAP 的质量分数增加，当树脂施用量为0.80%时，KL水分利用率比对照组提高了1.1倍［31］。黄占斌等［32］的试验结果表明，土壤中保水剂在0.005%~0.01%范围时，土壤团聚体显著增加，当土壤保水剂含量大于0.1%时，土壤团聚体量增加缓慢，土壤保水剂含量在0.1%以下时，可显著减少径流和土壤流失量。李景生等［33］认为，保水剂在土壤中含量在0.05%~0.1%范围内吸水率最大。因此，栽培土壤中保水剂含量应以0.1%（保水剂w/土壤w）为佳。
目 录
1 引言 1
2 材料与方法 3
2.1 供试品种与材料 3
2.2 试验设计 3
2.3 测定项目与方法 3
2.3.1形态指标的测定 3
2.3.2生理指标的测定 3
2.4 数据分析与作图 4
3 结果与分析 4
3.1不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期秧苗地上部分主要形态指标的影响 4
3.2不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期主要根系性状的影响 8
3.3不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
心、三叶一心期秧苗生物量和充实度的影响 9
3.4不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期秧苗光合色素含量的影响 11
3.5不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期地上部膜脂过氧化和保护酶活性的影响 13
3.6不同育秧介质与基质组合对水稻一叶一心、二叶一心、三叶一心期秧苗N、P、K含量的影响 15
4 讨论 18
结论 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
水稻是世界三大粮食作物之一，是我国主要的粮食作物，在粮食安全中占有极其重要的地位。随着农村劳动力的大量转移和老龄化现象的加剧，推进以机插秧为主的水稻机械化高产种植技术，对于稳定中国水稻种植面积，提高水稻单产，保障粮食安全具有重要意义［1，2］。育秧是机插秧水稻种植环节最重要的一环，培育标准化壮秧，是构建高产群体起点的生物基础［3］。
农谚常说：“秧好一半禾”，足见水稻育秧的重要性。目前育秧方式主要是采用基质育秧，育秧基质相较于营养土有许多优点，但在生产上，基质水分容易流失，导致基质中养分前期流失过快；待水稻秧苗在两叶期后，逐渐进入了离乳期，胚乳中所能提供的养分和能量已基本消耗完，其生长需要靠根部从水稻育秧基质中吸收养分时，基质养分供应不足，延长了秧龄导致秧苗素质下降。育秧基质氮素含量过低，秧苗苗高和干物质量在生长后期增加缓慢，导致生长受到抑制［4］。而周青等［5］研究发现，秧苗的营养生长过旺，适宜移栽期的缩短是由于有机基质培肥度高。基质保肥性能一般，研究发现，水浆管理上，基质肥料流失情况比较严重是因为采取了过度冲淋或大水漫灌的温室、大棚；过度冲淋或大水漫灌的温室、大棚的秧苗相比较于同期湿润灌溉基质育秧秧苗叶色明显偏黄，长势明显偏弱［6］。在基质中添加养分缓释材料可以改善基质的性能，常用的养分缓释材料有硫包衣尿素、生物炭和高分子吸水树脂。
硫包衣尿素（SulfurCoated Urea，简称SCU）是由硫磺包裹尿素，聚合蜡密封剂而制成，这类硫包膜被认为是可以通过微生物、化学和物理的过程缓慢降解，延长养分N的控、缓释放时间，使土壤养分供应与作物需要相一致的不透性膜。另外SCU能提高12.5%的N肥利用率［7］，从而提高作物的产量和品质。氮素是水稻生长不可或缺的重要元素，刘永等［8］研究发现，秧田期施氮对秧苗生长影响显著，随着施氮量增加，秧苗含氮量显著升高，苗高和地上部干物质增加，在每秧盘施氮量达 2～3 g 后趋于稳定；每盘施氮量为2g时，秧苗根长和地下部干物质最高，呈现先增加后降低趋势；根冠比呈降低趋势，在每盘施氮量超过2g后下降明显，产量在每盘施氮量2g时最高，施氮处理显著高于未施氮处理。结合秧苗的各项指标及移栽后产量，基质育秧适宜的纯氮施用量是每盘2g。因此，基质育秧中纯氮施用量为每盘2g。
生物炭(biochar)，一般指以自然界广泛存在的生物质资源为基础，利用特定的炭化技术，由生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的富碳产物［912］。生物炭具有大量微孔结构，容重低、含碳量高、灰分含量高、低可溶性和强吸附性，在一定程度上具备了替代现有不可再生水稻旱育苗基质材料的潜质［11，1314］。研究认为，在土壤中添加生物炭后，可降低土壤紧实度、提高p H和盐基饱和度、减小容重、提高通气透水性，可吸附铵态氮［1517］、磷酸根离子等［18］， 提高土壤有效养分水平。土壤微生物的繁衍和群落结构变化的有利促进［1921］，根结线虫的抵制侵入等［22］。作物生长发育和产量提高的必然有利促进是因为土壤结构与理化特性的良好变化［23］。研究表明，生物炭对水稻［2425］、玉米［26］等具有正向效应。在东北冷凉气候条件下，在水稻育苗基质中添加适量(5.0%~10.0%，生物炭w/稻田土w)生物炭有利于水稻秧苗根系的形态建成及伸长和增粗，从而形成发达根系，提高秧苗素质，具有较好的应用前景［27］。因此，在水稻育苗基质中添加适量 (5.0%~10.0%，生物炭w/稻田土w)生物炭，可为解决水稻旱育苗基质质量下降的问题提供新途径。
高吸水性树脂，也即保水剂( SAP) 是一类具有超强吸水和保水能力的新型高分子材料，近年被广泛应用于农业生产及水土保持中［28］。SAP 主要的性能是具有超高吸水性和保水性，且具有一定的保肥性［29］。基质中加入SAP可以延缓植株萎蔫发生时间，提高种苗成活率，川岛和夫［30］发现加入0.3%的树脂于培养盆栽万寿菊的基质中的万寿菊停止浇水130.5 h后开始萎蔫，不加树脂的停止浇水96 h后表现出萎蔫。另外，基质中加入SAP可以提高植株水分利用率，有研究表明，水分利用率的提高随着加入基质中的SAP 的质量分数增加，当树脂施用量为0.80%时，KL水分利用率比对照组提高了1.1倍［31］。黄占斌等［32］的试验结果表明，土壤中保水剂在0.005%~0.01%范围时，土壤团聚体显著增加，当土壤保水剂含量大于0.1%时，土壤团聚体量增加缓慢，土壤保水剂含量在0.1%以下时，可显著减少径流和土壤流失量。李景生等［33］认为，保水剂在土壤中含量在0.05%~0.1%范围内吸水率最大。因此，栽培土壤中保水剂含量应以0.1%（保水剂w/土壤w）为佳。
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