第二章 水稻(苗期)生育特性与机插栽培.doc

第二章 水稻（苗期）生育特性与机插栽培机插水稻，育秧高度集约化，稻作过程要求农艺与农机协调配合，技术要求高，必须掌握水稻生长发育的特性，因势利导，实行科学栽培，否则不能取得高产、稳产。本章主要讲述水稻苗期的生育特性及其在机插栽培中的应用。第一节 水稻苗期的形态建成和干重消长一、稻种（谷）的萌动解除休眠的稻谷在适宜的温度和必要的水分条件下，开始吸水，同时种子内有关萌发的一系列生化过程启动，胚乳内的营养物质降解为可溶性糖等，运入胚内（图21a），胚根与胚芽迅速生长，体积膨胀，突破颖壳露出，呈白色，俗称为露白或破胸（图21b），此时是机插中小苗育秧的适宜播期。图21 稻种吸水萌发a. 稻种萌发中的养分运转b. 稻种萌发露白机插对秧苗整齐程度的要求比手栽和抛秧更高，稻谷萌发露白整齐，是获得生长整齐的秧苗的基础，只有在浸种时稻谷吸足水分才能催出整齐的种芽。因而在机插中小苗育秧中浸种时稻谷吸足水分尤为重要。籼、粳稻谷吸足水分的吸水量，分别为风干种子重的25和30。浸种水温高（35）稻谷吸水快，水温低吸水慢。为保证稻种吸足水分，一般籼稻需浸足积温60日，粳稻需浸足80日。二、苗期根叶生长种谷露白之后，芽和种子根继续生长（图22）。芽首先看到的是芽鞘，而后相继长出的是不完全叶、第1（完全）叶、第2叶和第3叶等。第1叶完全展开第2叶抽出时，中小苗塑料薄膜覆盖育秧，即应开始通风、炼苗，而后择期揭膜。第3叶的抽出期是机插小苗移栽的适龄；第4叶抽出期是机插中小苗移栽的适龄，目前江苏的机插稻就在此期移栽。根最先长出的是由胚根而来的种子根，在第1叶的抽出期，在芽鞘节上先后长出5条不定根，这5条不定根对秧苗期扎根立苗起关键作用，在塑盘育秧和双膜育秧中是盘根牢固，形成适栽秧块的基础。从第2叶抽出到第3叶露尖（始出），秧苗不能发根，所以2叶期不适合移栽。图22 水稻幼苗期出叶发根过程三、苗期的叶、分蘖和根的分化生长水稻的苗期叶、分蘖和根生长均是遵循内部分化生长规律进行的，现以3叶1心期的秧苗为例作扼要说明（图23）。图23 3叶1心期秧苗外观与解剖示意叶的分化与抽出 第4叶抽出（第4叶叶鞘伸长）第5叶叶片伸长第6叶幼叶第7叶原基状。这表明第4叶抽出时，第5、6叶虽未抽出，但叶的许多性状如维管束（叶脉）数、叶宽甚至叶片长度也已基本确定。分蘖的分化与抽出 第4叶抽出第1分蘖抽出第2、3、4分蘖芽形成。第2、3、4分蘖是在大田发生的低位优势分蘖，其分蘖芽在秧田期分化生长是否健壮，是这些节位的分蘖能否发生的基础。根的分化与发根 第4叶抽出芽鞘节和不完全叶节的发根已完成第1节正在发根第2节根原基分化完成第3节的下位根原基分化完成。在塑盘或双膜中小苗育秧中，芽鞘节上一般能分化出5个根原基，不完全叶节、第1节和第2、3节上分别最多可以分化出8、9和10个以上的根原基，实际分化出多少个根原基，因育秧期间的环境条件而定，可有较大变幅。机插中小苗第1、2、3节上分化形成的根原基数目和健壮程度，在很大程度上决定了移栽大田后约12天内的发根能力和返青活棵的快慢。从以上3叶1心期秧苗所反映出的叶、蘖和根分化生长的规则可以看出，机插中小苗移入大田后约半个月内的出叶、发根和分蘖生长的好坏在相当大的程度上是由秧苗生长健壮与否决定的，继而影响分蘖盛期的生长，以至产量形成，壮苗是机插稻夺高产的必备基础。机插中小苗育秧播量大、土量少，培育适龄壮苗，对育秧技术则有更高的要求。四、苗期的胚乳消耗和秧苗的物质积累（一）胚乳的消耗稻谷吸水萌动之后，糊粉层和盾片中的各种酶系统的活性迅速增强，胚乳中的淀粉和贮藏蛋白水解为可溶性的养分输向胚供幼苗生长，胚乳被浸蚀消耗，一般至1叶1心时胚乳被消耗掉5060，2叶1心期已消耗90以上，所残留的部分在胚的远端，其营养不再能供应幼苗的生长，此时称为秧苗的离乳期。离乳期的秧苗，已得不到胚乳的养分供给，自身的绿色叶面积尚较小，能生成的光合产物不多，往往造成营养亏缺，以致各种抗性减弱，机插中小苗育秧，常易在此期发生青枯死苗。（二）苗干重的积累稻种胚萌动后长出根和芽，随着根芽的生长，其干重也不断增长，种谷的重量由于胚乳的消耗而下降，谷苗总干重因总呼吸消耗超过光合积累也下降，这一点机插密播的盘育秧及双膜育秧和一般秧田育秧是相似的（图24a、b）。至1叶1心期，由于秧苗绿色面积增大，苗干重积累加速，谷苗总干重上升，盘育秧与双膜育秧由于密度大，苗干重上升较慢，而后几乎停止增长（称干重滞增期），苗质下降。一般将谷苗总干重超过原种谷重的时期称为超重期，超重期早，秧苗壮，在每盘（2858cm2）落芽谷200g、双膜育秧每m2落芽谷超过1230g时，秧苗几乎没有超重期，必须在进入滞增期之前，即2叶1心期（小苗）移栽。图24 秧田的苗和盘育小苗在生长过程中干重变化的比较第二节 中小苗生长的内外条件与培育壮秧一、种谷质量与播期、播量（一）种子质量大量的试验和实践表明，经比重选种的种谷，比一般风选或机械选的种谷，萌发整齐，秧苗的第1叶较大，对形成壮苗有利。所以，中小苗育秧必须坚持比重选种。选种液的比重粳稻一般应等于或大于1.10，籼稻一般应等于或大于1.06。用食盐水选种，1升水中每加20克食盐，水溶液的比重提高0.01,可按此比例配制选种液，比重为1.10的选种液新鲜鸡蛋漂浮其中约露出2分硬币大的面积。选种后必须及时充分淘洗或冲洗，将盐分清除干净。杂交稻种子昂贵，一般用清水漂选，分浮、沉两部分，分别催芽、播种，可使同一盘秧苗生长相对整齐，以利机插和大田管理。 （二）播种期水稻机插中小苗的播期主要受两方面的因素制约：一是，前茬让茬期和后茬接茬期的可能与需要；二是，根据温度变化而确定的最早播期和保证安全齐穗最晚播期。 我国稻作领域广阔，种植制度多样，品种类型很多，这里不便全面讨论全国各稻区机插稻播期问题，以下交待有关重要原则。在我国北方一年一熟的稻区和南方双季稻区早稻的机插稻育秧，最受关注的是最早播期的问题。粳稻露地育秧最早播期为当地常年日均温稳定通过10的初日，籼稻为当地常年日均温稳定通过12的初日，因品种苗期的耐寒性强弱尚可有较上述初日提早或推迟3天左右的变幅。机插中、小苗育秧大多数是塑料薄膜覆盖保温育秧，可比一般露地育秧的最早播期提早57天。在我国中部麦稻和油（菜）稻等一年两熟和南方的双季晚稻，受前茬让茬的限制机插稻不能早播，迟播后有可能不能安全齐穗，适播季节很紧，生产中最受关注的是最迟播期问题。机插中小苗在前茬让茬后与手栽3035天秧龄的大苗同时移栽，中小苗则要推迟约1520天播种，播期推迟后其播种至齐穗期所需的天数的变化，因品种类型和地域而有不同。但总体来说，中、晚粳品种因其感光性强，迟播后其播期至齐穗期的天数缩短较多，而籼稻（华南一季晚籼和典型的双季后作稻品种除外）基本营养生长期长、感光性中等或弱，推迟播种后生育期缩短较少。以江苏为例，中、晚粳品种播期从5月5日6月25日间，播期每推迟10天，播种至齐穗的天数一般缩短46天；中籼稻播期每推迟10天，播种至齐穗期约缩短2天。机插稻安全齐穗的温度指标与手栽稻相同，即粳稻为连续3天以上（含3天）日均温20的始日，籼稻为22的始日，并取80%保证率的日期。根据上述指标大体可以框出当地机插中、小苗的最迟播期的界限，心中有个大数。生产中确定机插稻播期的因素是多方面的，除了上述最早播期和保证安全齐穗的安全播期这两个限制性因素外，还需尽量将直接形成产量的时期（出穗期和灌浆结实期）安排在当地温光条件最佳时段。光照充足对开花和结实均有利，温度在2535之间都比较适合水稻开花受精，最适宜的开花受精的温度为30左右；水稻灌浆结实期日均温在2126对产量和品质的形成相对最有利，其间，籼稻要求温度偏高一些，粳稻偏低；品质形成对温度的要求略低于产量形成。我国中南部主要稻区稻田复种指数高，北方稻区水稻生育季节短，实际开花结实期可供选择的余地不大，机插稻秧龄短，其选择余地还要更小一些。各地机插稻具体品种的适播期范围，应根据当地分期播种试验的产量和生育期两方面的结果以及前茬收获期和后茬适宜播期而定。在适播期范围内，还应根据机具、劳力和灌溉水等生产条件实施分期播种，以保证秧苗适龄移栽，不超秧龄。（三）播量机插中小苗育秧的播量（落谷密度）对成秧率、秧苗的素质、每穴苗数和缺穴率有很大影响，进而影响产量形成，播量是中小苗育秧的关键技术之一。以下扼要分析播量与成苗率、苗质以及产量的关系，以期了解和掌握确定机插稻秧床播量的原则。1. 播量与成苗率机插稻中小苗育秧落谷密度大，一般每cm2有两三粒甚至更多种谷，随播量的增加，叠谷重籽率增大，成苗率下降。图25是一个粳稻品种机插双膜育秧的播量试验的结果，在播量640g/m2(170.7粒/dm2)到1500g/m2(400.1粒/dm2)的试验区间内，成苗率随播量的增加呈抛物线状下降，在较高的播量下随播量增加成苗率下降的速率更大。这是在确定播量和计算用苗量时应该注意的。图25 双膜育秧的落谷密度与成苗率2. 播量与秧苗的干重落谷密度稀，每个苗所得到的营养空间大，秧苗干重增长快，秧苗干重滞增期推迟，苗体壮，秧龄弹性大。以下以一个在江苏做的双膜育秧播量试验的结果来说明（图26）：播后15天（秧龄为3.03.2叶）时，稀播处理的百苗干重明显超过密播，最稀的处理（171粒/dm2）已高出最密的处理（400粒/dm2）40以上，苗基部的粗度亦呈如此趋势；至播后20天（秧龄3.84.1叶）3个较密播的处理苗干重开始不同程度下降，进入秧苗干重滞增期，苗质迅速变劣，而最稀播的处理苗干重仍在明显上升。稀播对促进单苗健壮的作用是十分明显的。3. 产量机插秧和手栽秧秧床（田）落谷密度对产量的影响的机制不一样，除单苗素质外，缺穴率和每穴苗数对产量形成有十分重要的作用。仍以上述的试验为例，由密播至稀播缺穴率由1.2递增到17.6，每穴苗数由3.84减少为2.16,落谷密度最稀的处理，虽因苗壮而分蘖早，单株分蘖多，但因缺穴率高，每穴苗数较少，最高茎蘖数仍明显少于落谷密度较密的处理，单位面积穗数显著减少，而使产量低于较密的处理。图26 双膜育秧不同落谷密度处理秧苗地上部干重消长根据江苏近年的试验和大面积生产总结，一年两熟制稻田机插中、晚粳品种双膜和塑盘育秧适宜的落谷密度为230250粒/dm2，如种谷的千粒重为27g、发芽率95%，约合每m2播芽谷920g，每盘播150g。如此落谷量的秧苗适宜在叶龄3.13.9时移栽，有一定的秧龄弹性。若能确保在秧龄3.2叶之前移栽，播量尚可酌情提高1020%。各稻区熟制、生态和生产条件不同，适宜的落谷密度当会有一定变化，上述江苏的情况仅供参考。二、床土在育秧床土的诸因素中，pH值、肥力和水分是影响秧苗生长最重要的因素。（一） 床土pH大量的研究表明，床土偏酸对水稻的幼苗生长有利，一般认为床土pH 56秧苗生长最健壮，较床土pH 7时苗干重明显重，抗逆性也强。江苏近年来机插育苗的实践表明，两熟制稻田育秧期间温度已较高，床土pH 67之间不调酸，秧苗也生长正常，也能够培育出适合机插的壮秧。若床土pH值高于8.5,纵令在高温下育秧，也会发生程度不等的死苗，苗质也弱，栽后返青慢，成活率下降。育秧期间温度较低的北方稻区和土壤盐碱较重的地区机插育秧床土需调酸已成共识，而南方稻区育秧期间温度较高的情况下是否也要调酸，应根据已有的育秧实践而定，无须作一刀切的硬性规定。（二） 床土培肥床土培肥是培育中小苗壮秧的关键技术之一。据对江苏省苏中地区机插稻重点推广县床土分析表明：各育秧点间基础床土的速效三要素含量差异极大，碱解氮含量在56.5158.3mg/kg之间，相差8倍；速效磷含量在2.156.9mg/kg之间，相差26倍；速效钾在69.0305.7mg/kg之间，相差3.4倍。培肥之后速效三要素的含量都有增加，但差异仍然极大，碱解氮含量低的在100mg/kg左右，最高的达到接近700mg/kg；速效磷低的在40mg/kg左右，最高接近200mg/kg；速效钾低的在140mg/kg左右，最高的达1600mg/kg以上。床土速效养分不但差幅大，而且不少床土的某些要素含量显然超过了培育壮苗的要求，另一些床土却不能满足培育壮秧的需要（碱解氮在100mg/kg左右）。由此可见目前机插中小苗育秧中床土培肥的盲目性以及因土培肥的重要性。床土培肥试验还表明，秧苗适栽期3叶1心期（秧龄为3.13.5）,床土碱解氮含量与苗高呈极显著线性正相关(r=0.8428*)，与苗基粗呈显著线性正相关（r=0.9064*），而与栽后5天的田间发根力呈抛物线状回归关系，综合发根力最强和苗高达到12cm在各自回归式中所对应碱解氮含量，培肥后的床土速效氮含量在250300mg/kg之间为适宜，在移栽期温度较低的情况下，为了提高发根力，床土碱解氮还可以偏高一些。床土速效磷、钾的适宜含量指标尚待进一步试验和分析，才能作出初步的判断。以上床土碱解氮的培肥指标是在江苏稻作条件下提出的，仅供各地参考。（三） 床土水分根据育秧床土水分的状况可分为旱育秧和湿润育秧两种。旱育秧 秧床旱做，播种后旱管，用喷水或洇水补充水分，秧床（含秧盘）土壤保持旱作状态，有人测定其床土水势保持在-10kPa-40kPa之间，这一育秧方式，育出的秧苗质老健，发根力强，返青活棵快。此方式也有不足之处，对床土培肥的要求高，在较低的温度下旱育秧床土必须调酸度至pH 56,并用敌克松灭菌，才能防止死苗，且一量发现有青枯苗的迹象很难挽救；秧床补水所耗劳力多；育苗的中后期遇雨，易造成徒长，苗质下降，加剧超秧龄的危害。湿润育秧 一般带水耕整做秧板，播后沟灌，长期保持秧沟有水，秧板或秧盘内土壤湿润。这一育秧方式，秧苗苗质一般没有旱育秧老健，但秧床管水省工，而且床土经常处于水分饱和状态，有利于抑制导致青枯死苗的腐霉和镰刀菌对秧根的侵染，不易发生死苗。这种水分状态还有利于秧苗对土壤养分的吸收，对床土培肥和调酸的要求较低，在发现部分秧苗清晨不见叶尖吐水的死苗征兆时可灌薄水层挽救，能比较有效地遏制死苗的发生和蔓延。在机插中小苗育秧中采取何种床土水分管理方式，应因地制宜，如在育秧期间温度低、土质较差的地区或集中育秧、秧床面积较大的情况下，可考虑采取湿润育秧法，以求育秧的安全可靠；而土质很好或有价廉、质优的商品床土供应，或较高温度下小面积秧苗的情况下可考虑采用旱育秧法。我国稻作生态条件多种多样，生产条件各异，机插育秧的管水方式，各地应根据实际情况而定，不宜过分强调某一种方式。三、壮秧的标准日本在上世纪70年代稻作工作者就绘制出一幅机插稻小苗的理想的壮苗形态图，用以指导育苗，至今也未有多大变化。我国机插中小苗壮秧的形态，由于我国水稻品种类型多样，大的类别有常规籼、粳稻和杂交稻3类，每一类型中品种间株高、叶形亦有较大差异，大面积生产应用的品种由株高90cm到130cm的都有，所以在我国很难得出一个各地通用的中小苗壮秧形态指标。但是从适应机插的要求出发，中小苗壮秧也有一些共同的要素，即：株高适中在1217cm，苗基粗度较粗，根系健康有力，盘结好，叶色鲜绿无病斑，不带害虫。以下绘制出江苏机插稻（直立或半直立穗型的中、晚粳）中小苗壮秧形态的模式图（图27），以供参考。图27 江苏中粳机插中、小苗壮秧形态模式第三节 机插稻的基本苗确定一、水稻分蘖成穗规律（一）叶蘖同伸关系前面已经说过，秧苗第4叶抽出时第1分蘖同时由第1叶叶鞘中抽出，这样的出叶与分蘖相差3个叶位，即N叶抽出（N3）分蘖抽出，这样的关系一直保持到分蘖终止；分蘖抽出之后其出叶速度大体与主茎（母茎）相同，这就是很重要的水稻生长规律之一的叶蘖同伸关系。（二）有效分蘖临界叶龄期分蘖生长初期，生长所需的养分是主要由主茎供给的，主茎开始拔节时一般就不再供给分蘖所需的养分，如此时分蘖不能独立营养，即将停滞生长继而死亡。什么样分蘖才有独立的营养能力呢？大量的研究表明，进入4叶期（3叶1心）的分蘖开始具有独立营养能力。在主茎开始拔节时具有3叶1心的分蘖，一般都能够继续生长直至抽穗结实成为有效分蘖。根据叶节（间）同伸规则，拔节始期的叶龄是茎秆伸长节间数（n）减2的倒数叶龄期，即（n2）的倒数叶龄期。拔节始期具有3叶1心的分蘖发生时，要比拔节始期的叶龄提前3个叶龄，即n 2+3。而这是倒数叶龄，若用由下向上数的叶龄表示，应为主茎总数（N）减茎秆伸长节间数（n）的叶龄，可简化表示为（Nn）的叶龄是有效分蘖临界叶龄期。在机插中小苗单株（主茎）的有效分蘖数是从开始分蘖的叶龄起到有效分蘖临界叶龄期止的叶龄数（一般生产大田二次