CN105198629A

CN105198629A - 一种水稻育秧基质及其产业化生产方法

Info

Publication number: CN105198629A
Application number: CN201510681108.6A
Authority: CN
Inventors: 常义军; 黄忠阳; 吴华兵; 贲娇; 吴志鹏; 徐明喜; 周晓平; 刘庆叶; 成维东
Original assignee: Nanjing Junhui Biological Technology Co Ltd; NANJING INSTITUTE OF VEGETABLE SCIENCE
Current assignee: Nanjing Junhui Biological Technology Co Ltd; NANJING INSTITUTE OF VEGETABLE SCIENCE
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2035-10-19
Also published as: CN105198629B

Abstract

本发明公开一种水稻育秧基质及其产业化生产方法，该基质包含以下组分：有机发酵物料、蛭石和基质调理剂；其中，有机发酵物料、蛭石的质量比为(6～10)：(1～3)，基质调理剂添加量为基质总质量的3％～9％。所述的有机发酵物料是由茶渣、中药渣和珍珠岩按照干物质质量比为(40～51)：(23～30)：(7～9)的比例混合后发酵而成。该基质富含活性有机质和各种营养物质；用该基质替代传统营养土基质，可实现保护耕地土壤，消纳有机废弃物，保护生态环境，育苗省工节本，实现低碳循环。利用该基质可采用秧盘育秧，苗齐而壮，根系发达，秧盘苗的盘根力强。基质育秧综合成本同比常规营养土育秧生产，每亩可节省人工等综合成本700～800元。

Description

一种水稻育秧基质及其产业化生产方法

技术领域

本发明属农业领域，具体涉及一种水稻育秧基质及其产业化生产方法。

背景技术

随着农业机械化的发展、农村产业结构的调整和农村劳动力的转移，水稻机插秧的面积大幅度提高，如江苏南京地区的机插秧的比例达到69％。

机插秧必须采用秧盘育秧，目前农村仍然采用营养土秧盘育秧，每年需要消耗大量的耕层土壤(100万亩大田水稻的育秧至少需消耗耕层土壤12万立方)，而且人工筛土费工、费力；同时营养土的复配需加入畜禽粪便进行发酵处理，营养土的质量不稳定，培育的秧苗质量亦不稳定。

营养型育秧基质是近年来发展的新型产品，但是采用的有机原料仍主要是畜禽粪便，由于动物饲料中的NaCI等无机盐的添加，导致产品中电导率较高，造成育秧基质复配困难，产品质量不够稳定，生产有时会出现问题，这也是农民接受营养型育秧基质较难的原因之一；如南京地区的营养型育秧基质使用比例不到6％。

随着农村土地流转、种植大户的形成，规模化秧盘育秧的的迫切需求，营养型基质育秧技术需广泛普及，同时为了保护良田的耕层土壤，研究适合秧盘育秧的理化性质优良的营养型水稻育秧基质迫在眉睫。

近年来，由于速溶茶、茶饮料、茶多酚保健品迎合了人们目前生活习惯，因而一大批速溶茶厂、茶饮料厂、茶多酚厂的应运而生，但这些加工企业在生产产品的同时，产生的大量茶叶废渣。据统计，我国每年排放的茶渣达到16万吨，但仅很少的茶渣得到有效的处理，大部分茶渣则仍为自然堆放，经过风吹日晒，大量的茶渣污水流向周围的农田和河流，散发出异味，不但造成环境污染，还严重浪费了生物质资源。据测定茶渣中含N3.5％～4.0％、P₂O₅0.43％、K₂O1.44％、有机碳28.11％、碳/氮比值为6.76。同时，茶渣中蛋白质含量较高，粗蛋白含量高达17％～19％，氨基酸组成较合理，赖氨酸和蛋氨酸含量分别为1.5％～2％和0.5％～0.7％，粗纤维含量也较高(16％～18％)，还含有一定量的维生素、茶多酚、咖啡碱及少量的茶皂素等。以上研究结果表明，茶渣是一种养分含量较高、营养物质丰富的有机废弃物，因而利用茶渣实现废弃资源的合理利用，变废为宝，成为今后研究的一个重要方向。

另外，每年制药厂也会产生大量的中药渣，如果不扩展其利用途径将会污染环境并造成资源浪费。目前，关于茶渣综合利用的研究主要有：利用茶渣固体发酵成饲料，有机无机复合肥，提取茶叶蛋白，开发重金属吸附剂等。而茶渣作为水稻育秧基质的研究未见报道，将茶渣和中药渣配合使用作为水稻育秧基质的研究也未见报道。茶渣和中药渣的综合利用范围仍然较窄，需要进一步研究以扩大其利用范围，实现废弃资源的合理利用，减少环境污染，节约能源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前水稻育秧基本上仍然采用营养土进行秧盘育秧，每年需要消耗大量的良田的耕层土壤，而且费力费工、生产周期长，同时缺乏专业的研究，培育的育苗质量不稳定，为了保护良田的耕层土壤，缓解农业生产企业劳动力紧张问题、满足种植大户规模化秧盘育秧、拓展育秧基质原料来源、降低基质成本的需求，研究适合秧盘育秧的理化性质优良的营养型水稻育秧基质迫在眉睫。

针对上述技术问题本发明的目的在于提供一种水稻育秧基质。

本发明的另一目的在于提供上述水稻育秧基质的工业化生产方法。

本发明的又一目的在于提供一种水稻育秧基质在水稻育秧中的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明所提供的水稻育秧基质是利用茶渣和中药渣为主料与珍珠岩一起发酵后，再与蛭石等进行复配，形成的水稻育秧基质。采用该基质培育水稻秧苗可以克服背景技术中所存在的技术问题。所述的中药渣为常规的中药渣，例如主要成分包含玄参、石斛、金银花的中药渣，已进行粉碎处理。

本发明中使用的珍珠岩不仅仅是育秧基质的调理剂，而且是充当了有机物料发酵的调理剂——吸水、提高物料通气和泡松，简化生产工艺；在长期的发酵过程中珍珠岩吸附有机养分、比重增大，育秧过程中不会出现漂浮现象。

一种水稻育秧基质，该基质包含以下组分：有机发酵物料、蛭石和基质调理剂；其中，有机发酵物料、蛭石质量比为(4～12)：(0.5～4)，基质调理剂添加量为基质总质量的3％～9％；所述的有机发酵物料是由茶渣、中药渣和珍珠岩(本发明中作为发酵调理剂)按照干物质质量比为(35～55)：(22～32)：(6～10)的比例混合后发酵而成。

优选的：所述有机发酵物料和蛭石的质量比为：(6～10)：(1～3)；基质调理剂添加量为基质总质量的6％，所述的茶渣、中药渣和珍珠岩的干物质质量比为(40～51)：(23～30)：(7～9)。

进一步优选的：所述有机发酵物料和蛭石的质量比为：(7～9)：2；基质调理剂添加量为基质总质量的6％，所述的茶渣、中药渣和珍珠岩的干物质质量比为(42～47)：27：8。

更进一步优选的：所述有机发酵物料和蛭石的质量比为8:2；基质调理剂添加量为基质总质量的6％，所述的茶渣、中药渣和珍珠岩的干物质质量比为45：27：8。

上述的基质调理剂为过磷酸钙。

上述的水稻育秧基质的产业化生产方法，包括以下步骤：

(1)制备有机发酵物料：按干物质质量计，将茶渣、中药渣和珍珠岩按比例混合，采用条垛式发酵+隧道式发酵的方式进行发酵；所述条垛式发酵的过程为：将物料条垛状堆放并按0.1～0.5kg/m³的用量接种发酵菌剂，当物料堆放温度达到55～60℃，进行翻堆，将通过条垛式发酵含水量达到50％～55％的物料移入发酵隧道(全封闭发酵仓)，根据设定的发酵温度自动通气供氧，经过6～7天隧道发酵，即可制成有机发酵物料；

(2)复配基质：将步骤(1)制备的有机发酵物料与蛭石按比例复配，添加基质调理剂，混匀，即可获得水稻育秧基质。

优选的：所述的发酵温度为：前期高温63～67℃发酵70～75小时；55～60℃巴氏灭菌8～12小时；后期中低温40～45℃发酵70～75小时；进一步优选为：前期高温65℃发酵72小时；58℃巴氏灭菌10小时；后期中低温43℃发酵72小时。

本发明所述的水稻育秧基质：该基质有机质含量为250～400g/kg，N+P₂O₅+K₂O总养分为25～30g/kg，其中P₂O₅≥8g/kg，pH6.5～7.0，EC值1.5～2.5，容重0.3～0.35g/cm³，总孔隙65～75％，通气孔隙21～25％。

上述的水稻育秧基质在水稻育苗中的应用。

本发明所采用的新型轻基质原料茶渣、中药渣和珍珠岩混合发酵后制成有机发酵混合物料，然后按一定比例加入蛭石和基质调理剂等进行复配制成。用于水稻秧盘育秧，具备了现有育苗土实现不了的许多优点，如根系发达而健壮、盘根力强保证了机插秧的需要，秧苗健壮，秧苗期无需补施肥料，便于操作和运输，壮苗增收等。

茶渣、中药渣和珍珠岩复配的物料在按一定比例混合发酵，由于珍珠岩的使用方法的改进，发挥了调节发酵物料的含水量、增加物料的通气性的功能，减少了其他调理辅料的添加，发酵后的物料理化性状稳定，适合规模化工厂化生产，非常适合作为水稻育秧基质的主要原料，同时茶渣还具有一定的网状结构，在吸附重金属方面具有显著效果，在保水方面的效果也非常优良。

以过磷酸钙作为的基质调理剂的添加，不仅仅调节了基质的pH值，而且保证了水稻磷元素营养临界期在苗期的吸收。

因此，根据茶渣、中药渣等有机废弃物的营养特性和物理性状的优势，开展水稻育秧基质的研究及开发，筛选新型优质有机营养型水稻基质。并拓展了水稻育秧基质的原料来源。

本发明的有益效果：

本发明利用茶渣等有机物料按一定比例混合发酵后，与一定比例的蛭石、基质调理剂混合，配制成水稻育秧基质，用该基质水稻育秧与现有的营养土相比，实现四个创新：

1、首次将珍珠岩应用于有机物料发酵，作为废弃物发酵调理剂；

2、发酵茶渣具有养分含量高，同时本项目中生产工艺的使用，使发酵物料的控制在pH中性左右而EC维持在1.5～2.5以及具有良好的总孔隙度和通气孔隙等诸多优良性状。

3、该基质富含活性有机质和各种营养物质，含植物生长调节剂，可一次性同时解决三大问题：水稻苗期营养问题、生根率低、根系不发达；

4、用该基质替代营养土基质，可实现保护耕地土壤，消纳有机废弃物，保护生态环境，育苗省工节本，实现低碳循环。

5、利用该基质可采用秧盘育秧，苗齐而壮，根系发达，秧盘苗的盘根力强。基质育秧综合成本同比常规营养土育秧生产，每亩可节省人工等综合成本700～800元。

具体实施方式

实施例1制备水稻育秧基质的有机发酵物料：

将茶渣(含水量为80％，来自茶饮料厂的废弃茶渣)、中药渣(南京金陵制药厂提供的生产脉络宁的药渣，主要成分为玄参、石斛、金银花等)和珍珠岩，按干物质质量比为45：27：8的比例进行混合，采用条垛式发酵调节物料含水量后，再进行隧道式发酵使物料发酵充分而均匀：

条垛式发酵(快速脱水)：将混合物料条垛状堆放(宽200cm、高100-120cm、长视情况而定)并按0.3kg/m³的用量接种发酵菌剂(有机物料腐熟剂，南京宁粮生物工程公司生产)，每当物料堆放温度达到58～60℃时，采用自走式翻抛机翻抛(防止过度高温，同时促进物料脱水、换气和疏松，以下同样操作)，条垛式发酵约12～15天，物料水分含量调节至50％～55％时，条垛式发酵完成；

隧道式发酵：将条垛式发酵后的物料移入发酵隧道(堆积高度150～200厘米)进行隧道发酵，发酵隧道(全封闭发酵仓)，根据设定的发酵温度(前期高温65℃发酵72小时；58℃巴氏灭菌10小时；后期中低温43℃发酵72小时)自动通气供氧，经过隧道发酵，即可制成有机发酵物料。

实施例2制备水稻育秧基质的有机发酵物料：

将茶渣(含水量为80％，来自茶饮料厂的废弃茶渣)、中药渣(南京金陵制药厂提供的生产脉络宁的药渣，主要成分为玄参、石斛、金银花等)和珍珠岩，按干物质质量比为42：27：8的比例进行混合，采用条垛式发酵调节物料含水量后，再进行隧道式发酵使物料发酵充分而均匀：

实施例3制备水稻育秧基质的有机发酵物料：

将茶渣(含水量为80％，来自茶饮料厂的废弃茶渣)、中药渣(南京金陵制药厂提供的生产脉络宁的药渣，主要成分为玄参、石斛、金银花等)和珍珠岩，按干物质质量比为47：27：8的比例进行混合，采用条垛式发酵调节物料含水量后，再进行隧道式发酵使物料发酵充分而均匀：

条垛式发酵(快速脱水)：将混合物料条垛状堆放(宽200cm、高100-120cm、长视情况而定)并按0.3kg/m³的用量接种发酵菌剂(有机物料腐熟剂，南京宁粮生物工程公司生产)，每当物料堆放温度达到57～60℃时，采用自走式翻抛机翻抛(防止过度高温，同时促进物料脱水、换气和疏松，以下同样操作)，条垛式发酵约12～15天，物料水分含量调节至50％～55％时，条垛式发酵完成；

实施例4水稻育秧基质的筛选与配制

(1)有机发酵物料与蛭石配比的筛选

根据水稻幼苗的生长习性，采用实施例1制备的有机发酵物料，以蛭石和基质调理剂(过磷酸钙，南京云台山硫铁矿集团公司生产)为辅料进行复配，混匀，即可获得水稻育秧基质。

在有机发酵物料和蛭石的质量比为(7～9)：2范围内(基质调理剂的添加量为基质总质量的6％)，按不同比例(质量比)组合设置了3个配方，以现有常用营养土基质为对照，共设4个处理：

配方1：有机发酵物料：蛭石为9:2；添加基质调理剂6％

配方2：有机发酵物料：蛭石为8:2；添加基质调理剂6％

配方3：有机发酵物料：蛭石为7:2；添加基质调理剂6％

CK(营养土)：筛选耕层土：干猪粪为10:2(堆置腐熟，粉碎过筛)

通过对各配方理化性状分析，各配方基质对水稻幼苗生根与成活率的影响测定，确定其各原料的适宜配比。

表1、表2结果表明：配方1、配方2、配方3的育苗基质，有机质含量为250～400g/kg，N+P₂O₅+K₂O总养分为25～30g/kg，其中P₂O₅≥8g/kg，pH6.5～7.0，EC值1.5～2.5，容重0.3～0.35g/cm³，总孔隙65～75％，通气孔隙21～25％。各项指标均比较适中；而且水稻秧苗的根系发达，白根多，盘结力强，成秧率高，秧苗生长健壮，各项指标优于对照，是比较适宜的基质配方，考虑到基质的贮藏和保证基质使用的安全性，其中以配方2最优。

表1不同基质配方的理化性状

表2水稻秧苗质量调查表

品种：武运粳23秧龄：16天

实施例5水稻育秧基质的配制

采用实施例2制备的有机发酵物料与蛭石和按照质量比为8:2的比例进行复配，添加基质总质量6％的基质调理剂，混匀，即可获得水稻育秧基质。

通过上述方法配制的水稻基质理化性状优良，该基质有机质含量为280g/kg，N+P₂O₅+K₂O总养分为27g/kg，其中P₂O₅为8.3g/kg，pH6.8，EC值1.97，容重0.31g/cm³，总孔隙68～70％，通气孔隙22.5％。

实施例6水稻育秧基质的配制

采用实施例3制备的有机发酵物料与蛭石和按照质量比为7:2的比例进行复配，添加基质总质量6％的基质调理剂，混匀，即可获得水稻育秧基质。

实施例7

采用实施例4～6中制备的基质，进行秧盘水稻育秧，秧苗健壮、根系发达，白根多，盘结力强，成秧率高，基质育秧综合成本同比常规营养土育秧生产，每亩可节省人工等综合成本700～800元。

Claims

1.一种水稻育秧基质，其特征在于该基质包含以下组分：有机发酵物料、蛭石和基质调理剂；其中，有机发酵物料、蛭石质量比为(4～12)：(0.5～4)，基质调理剂添加量为基质总质量的3％～9％；所述的有机发酵物料是由茶渣、中药渣和珍珠岩按照干物质质量比为(35～55)：(22～32)：(6～10)的比例混合后发酵而成。

2.根据权利要求1所述的水稻育秧基质，其特征在于所述有机发酵物料和蛭石的质量比为：(6～10)：(1～3)；基质调理剂添加量为基质总质量的6％，所述的茶渣、中药渣和珍珠岩的干物质质量比为(40～51)：(23～30)：(7～9)。

3.根据权利要求2所述的水稻育秧基质，其特征在于所述有机发酵物料和蛭石的质量比为：(7～9)：2；基质调理剂添加量为基质总质量的6％，所述的茶渣、中药渣和珍珠岩的干物质质量比为(42～47)：27：8。

4.根据权利要求3所述的水稻育秧基质，其特征在于所述有机发酵物料和蛭石的质量比为8:2；基质调理剂添加量为基质总质量的6％，所述的茶渣、中药渣和珍珠岩的干物质质量比为45：27：8。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的水稻育秧基质，其特征在于所述的基质调理剂为过磷酸钙。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的水稻育秧基质，其特征在于采用以下方法制备：

(1)制备有机发酵物料：按干物质质量计，将茶渣、中药渣和珍珠岩按比例混合，采用条垛式发酵+隧道式发酵的方式进行发酵；所述条垛式发酵的过程为：将物料条垛状堆放并按0.1～0.5kg/m³的用量接种发酵菌剂，当物料堆放温度达到55～60℃，进行翻堆，将通过条垛式发酵含水量达到50％～55％的物料移入发酵隧道，根据设定的发酵温度自动通气供氧，经过6～7天隧道发酵，即可制成有机发酵物料；

7.根据权利要求6中任意一项所述的水稻育秧基质，其特征在于所述的发酵温度为：前期高温63～67℃发酵70～75小时；55～60℃巴氏灭菌8～12小时；后期中低温40～45℃发酵70～75小时；优选为：前期高温65℃发酵72小时；58℃巴氏灭菌10小时；后期中低温43℃发酵72小时。

8.权利要求1～4中任意一项所述的水稻育秧基质的产业化生产方法，其特征在于包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的水稻育秧基质的产业化生产方法，其特征在于所述的发酵温度为：前期高温63～67℃发酵70～75小时；55～60℃巴氏灭菌8～12小时；后期中低温40～45℃发酵70～75小时；优选为：前期高温65℃发酵72小时；58℃巴氏灭菌10小时；后期中低温43℃发酵72小时。

10.权利要求1所述的水稻育秧基质在水稻育秧生产中的应用。