CN106518401B - 一种机插水稻育秧基质的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机插水稻育秧基质的制备方法，尤其涉及到一种生防菌剂的使用，所述制备方法，以秸秆废弃物为原料，经多种有益微生物发酵40~60天，将得到的微生物有机肥与珍珠岩、蛭石、泥炭以及保水剂按比例配制成水稻育秧基质，再加入玉米粉配制的生防菌剂拟茎点霉HQ285146，该基质容重小，方便搬运；保水性好，减少灌溉次数，节约用水量；营养物质丰富，在整个育秧期间不需额外追肥；秧苗出秧整齐、根系活力系数高；成本低廉、与机插技术兼容性强；既能减少稻田土的使用量，还能避免因稻草处理不当对环境造成污染的风险。
Description
技术领域
本发明属于水稻育秧及农业废弃物利用领域，特别涉及一种以稻秆发酵物为原料的机插水稻育秧基质及其制备方法。
背景技术
随着社会经济发展，农村劳动力转移及农村劳动力老龄化，迫切需要以机插秧为主的水稻机械化生产技术。机插秧具有减轻劳动强度、节省秧床、节省人工、高产稳产、节本增效等优势，对发展规模稻作，促进劳动力转移，提高劳动生产率和土地生产率，稳定发展粮食生产，促进我国现代农业发展有重要意义。培育适合机插秧的生长的基质，是机插秧技术发展的关键。机插育秧基质主要以稻田泥浆和旱地土为主，采用营养土育秧具有成本低廉的优点，但取土强度大，育秧和起苗用工多，病虫害严重，工艺复杂不易于标准化和规范化操作；长期在同一秧田取土，会破坏表土层结构，引起土壤风化；另外营养土密度大，会增加育秧盘重量，使得作业机械负荷大、磨损快，限制了机插水稻秧苗的普及推广。
为了克服营养土育秧的不足，目前对营养土替代材料进行了较多的研究，这些材料包括蚯蚓粪、稻杆、醋糟、金针菇等。专利CN201510826235.0公布了一种以腐熟稻草为原料的机插水稻育秧基质及其制备方法，所述制备方法为将加入腐秆菌剂的稻草制成的腐熟稻草粉与稻田土混配均匀得到水稻育秧基质，该基质由体积比66.67%的稻草粉末和33.33%的稻田土组成，但是育秧基质中掺入大量的稻田土，仍未解决营养土用量及作业机械负荷大、磨损快的问题；专利CN200910029966.7公布了机插水稻育秧基质及其生产方法，以秸秆等有机废弃物为原料，经多种有益微生物发酵，以肥料缓释、粘结剂、保水剂配制成水稻育秧基质，该发明存在工序复杂、成本高昂、基质含有不易降解物质等缺点；专利CN201110095150.1、CN201310756272.X、CN201610246156.7以及赵青松等分别研究了以醋糟、金针菇、工业废弃物等为原料的水稻育秧基质的机械化育秧技术，但仍存在技术复杂、成本高、保水性差，质量轻容易飘摇，机插困难的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种机插水稻育秧基质的制备方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现，具体操作步骤如下：（1）制备玉米粉提取物：将晒干的玉米粉碎后过筛，与磷酸盐缓冲液混合，搅拌均匀，静置后得到玉米粉提取液和固相玉米粉沉淀；
（2）生防菌活化：将生防菌拟茎点霉HQ285146活化，再用马铃薯葡萄糖液体培养基扩大培养，获取生防菌活化液，将生防菌活化液与步骤（1）中的玉米粉提取液混合得到液体生防菌剂或与步骤（1）中的玉米粉混合得到固体生防菌剂；
（3）制备有机肥：收集秸秆和畜禽粪便作为制备有机肥的原料，接入好氧发酵有益菌，进行静态好氧高温堆肥，进行40~60天的好氧高温发酵，当秸秆和畜禽粪便发酵物温度降至环境温度，颜色呈现褐色且无臭味时，将堆垛摊开晾晒干燥后粉碎过筛，备用；
（4）制备水稻育秧基质：将步骤（3）中有机肥混合作为水稻育秧基质的主料，添加珍珠岩、蛭石、草木灰以及保水剂并混匀制备成水稻育秧基质粗品，同时加入步骤（2）中活化的液体或固体生防菌剂拟茎点霉HQ285146，制备得成品水稻育秧基质。
其中，步骤（1）玉米粉提取物制备方式优选为：将晒干的玉米用粉碎机粉碎后过20目筛，得到的玉米粉与pH为7，浓度为0.5mol/L的磷酸盐缓冲液按质量比1：2的比例混匀，在室温下搅拌180分钟，静置2天，收集固相玉米粉和玉米粉提取液备用。
所述步骤（2）中，生防菌剂制备方式具体为：液体生防菌拟茎点霉HQ285146的配方为拟茎点霉HQ285146活化液1份体积，玉米粉提取液9份体积；固体生防菌拟茎点霉HQ285146的配方为拟茎点霉HQ285146活化液1份质量，玉米粉5份质量。其中，制备好的液体生防菌菌剂活菌数为100亿个/毫升，固体生防菌菌剂活菌数为20亿个/克；
所述步骤（3）中，秸秆和畜禽粪便在水泥地面大棚内进行静态好氧高温堆肥，堆垛高1.5~2.0m、直径2~3m，含秸秆500~2000kg，用300~1000kg粪便调节C/N为25~30，含水率60~70%，接入微生物有益菌剂，进行40~60天的好氧高温发酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加适量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，以便混匀物料；
其中，所述好氧发酵有益菌选自绿色木霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌及酿酒酵母中的一种菌或几种菌组成的复合菌剂。
好氧发酵有益菌的接种比例为堆垛质量的0.1~1%。
所述步骤（4）中，水稻育秧基质原料体积配比为：有机肥2~5份、珍珠岩3~5份、蛭石3~5份、草木灰1~2份、保水剂0.5~1份；其中珍珠岩粒径3~5mm，蛭石粒径3~5mm。
保水剂优选选用聚丙烯酰胺颗粒，粒径3~5mm。
液体生防菌拟茎点霉HQ285146添加量与水稻育秧基质粗品体积质量比1:5；固体生防菌拟茎点霉HQ285146添加量与水稻育秧基质粗品质量比1:3。
上述的有机肥原料，秸秆可选用水稻秸秆、玉米秸秆、花生秸秆、小麦秸秆中的一种或几种；畜禽粪便选用猪粪、牛粪、鸡粪中的一种或几种。
本发明的另一目的在于提供采用上述方法制备的水稻育秧基质。
采用本发明的方法制备的基质营养含量高，保水性好；并且容重小，方便搬运，适用于机插水稻。
本发明的又一目的在于提供上述水稻育秧基质在水稻育秧中的应用。
本发明提供了一种具体育秧应用方法，具体为在硬质塑料育秧盘(58cm×28cm×3cm)中放置育秧基质，厚度为2.5cm，均匀播入催芽好的谷子，覆育秧基质厚度0.5cm，播种量1株/孔。每个育秧区域釆用旱育秧方式育秧，即播前烧透水，出苗前保持湿润，出苗后基质发白前不浇水。在60天的育苗生长期内不使用任何化肥，种子的生长发育完全依靠基质来提供营养。秧苗出秧整齐、根系活力系数高。
本发明以腐熟秸秆作为水稻育秧基质的主要成分，在满足秧苗正常生长的前提下，既可以减少营养土的使用量，降低生产成本，增加经济效益，同时还可避免因稻草处理不当对环境造成污染的风险。以秸秆废弃物为原料，经多种有益微生物发酵40~60天，将得到的有机肥与珍珠岩、蛭石、泥炭以及保水剂按比例配制成水稻育秧基质，加入液体或固体生防菌剂拟茎点霉HQ285146，该基质容重小，方便搬运；保水性好，减少灌溉次数，节约用水量；营养物质丰富，在整个育秧期间不需额外追肥；秧苗出秧整齐、根系活力系数高；成本低廉、与机插技术兼容性强；既能减少稻田土的使用量，还能避免因秸秆处理不当对环境造成污染的风险。
附图说明
图1是本发明育秧基质的制备方法。
图2是不加生防菌的水稻秧苗生长状况；
图3为加入生防菌的水稻秧苗生长状况。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例中所用酿酒酵母（Saccharomyces）、绿色木霉（Trichoderma viride）、黑曲霉（Aspergillus niger）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）均购自中国菌种保藏中心，酿酒酵母编号bio-68045，黑曲霉编号bio-68022，绿色木霉编号bio-66770，枯草芽孢杆菌编号bio-75402。所用生防菌拟茎点霉HQ285146制备方法具体见专利CN105921510A。
各菌剂的处理方式为：酿酒酵母、绿色木霉、黑曲霉分别在马铃薯葡萄糖液体培养基180转/分、28℃培养5天，枯草芽孢杆菌在牛肉膏蛋白胨液体培养基培养180转/分、37℃培养2天。
如图1所示，利用有益菌剂发酵秸秆和禽畜粪便混合物制备有机肥，以有机肥为主料，添加辅料和活化处理的生防菌剂制备水稻育秧基质，具体步骤将在实施例中详细描述。
实施例1 制备拟茎点霉HQ285146生防菌剂
（1）将晒干的玉米用粉碎机粉碎后过20目筛，得到的玉米粉与磷酸盐缓冲液按质量比1~2的比例混匀，在室温下搅拌180分钟，静置2天，收集固相玉米粉和玉米粉提取液备用。
（2）生防菌拟茎点霉HQ285146在马铃薯葡萄糖斜面活化培养3天，接种到马铃薯葡萄糖液体培养基培养4天得到种子液，再将种子液按照体积比1%进行培养6天，得到培养液，备用。
（3）将步骤（2）培养液与玉米粉提取液按照体积比1:9混合得到液体生防菌菌剂，活菌数为100亿个/毫升；将步骤（2）培养液与玉米粉按照质量比1:5混合得到固体生防菌菌剂，活菌数为20亿个/克。
实施例2
在大棚水泥地面上进行静态好氧高温堆肥，本实施例设置两个实验组，一组添加有益菌剂，一组不添加有益菌剂。向长度为3cm水稻秸秆1000kg中接入发酵有益菌剂，发酵有益菌剂选用黑曲霉和酿酒酵母复合菌，复合菌各组分体积比为1:1，菌剂接种量为堆垛重量的1%，用含水率为80%的新鲜猪粪调整堆肥物料C/N为27，同时调节含水率70%，将堆料堆成高1.5m、直径2m的堆垛，进行50天的好氧高温发酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加适量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混匀物料。当水稻秸秆和新鲜猪粪发酵物温度降至环境温度，颜色呈现褐色且无臭味时，将堆垛摊开晾晒干燥后粉碎过筛，与不加有益菌的有机肥相比，加入有益菌的有机肥总氮提高45.1%、速效氮提高35.5%、总磷提高31.2%、速效磷提高21.6%、总钾提高31.2%、速效钾提高27.1%。
以有机肥为水稻育秧基质的主料，通过与珍珠岩、蛭石、草木灰、保水剂分别按照2:3:3:1:1的体积比例配制成水稻育秧基质粗品，向基质粗品中入固体生防菌拟茎点霉HQ285146，固体生防菌添加量为与水稻育秧基质粗品质量比1:3。
实施例3
在大棚水泥地面上进行静态好氧高温堆肥。向长度为4cm花生秸秆1500kg中接入发酵有益菌剂，发酵有益菌剂选用绿色木霉，菌剂接种量为堆垛重量的0.6%，用鸡粪调整堆肥物料C/N为27，同时调节含水率65%，将堆料堆成高2m、直径3m的堆垛，进行40天的好氧高温发酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加适量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混匀物料。当花生秸秆和鸡粪发酵物温度降至环境温度，颜色呈现褐色且无臭味时，将堆垛摊开晾晒干燥后粉碎过筛，备用。
以有机肥为水稻育秧基质的主料，通过与珍珠岩、蛭石、草木灰、保水剂分别按照3:5:5:2:0.6的体积例配制成水稻育秧基质粗品，向基质粗品中入液体生防菌拟茎点霉HQ285146，液体生防菌剂与基质粗品的体积质量比为1:5。
实施例4
在大棚水泥地面上进行静态好氧高温堆肥。向长度为5cm玉米秸秆2000kg中接入发酵有益菌剂，发酵有益菌剂选用黑曲霉、枯草芽孢杆菌和绿色木霉复合菌，复合菌各组分体积比为1:1，菌剂接种量为堆垛重量的0.1%，用干牛粪调整堆肥物料C/N为28，同时调节含水率60%，将堆料堆成高2m、直径3m的堆垛，进行60天的好氧高温发酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加适量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混匀物料。当玉米秸秆和牛粪发酵物温度降至环境温度，颜色呈现褐色且无臭味时，将堆垛摊开晾晒干燥后粉碎过筛，备用。
以有机肥为水稻育秧基质的主料，通过与珍珠岩、蛭石、草木灰、保水剂分别按照5:4:4:0.5:0.5的体积比例配制成水稻育秧基质粗品，向基质粗品中入固体生防菌拟茎点霉HQ285146，固体生防菌添加量为与水稻育秧基质粗品质量比1:3。
实施例5
在大棚水泥地面上进行静态好氧高温堆肥。向长度为5cm小麦秸秆、水稻秸秆混合物2000kg中接入发酵有益菌剂，发酵有益菌剂选用黑曲霉、枯草芽孢杆菌、绿色木霉和酿酒酵母复合菌，复合菌各组分体积比为1:1，菌剂接种量为堆垛重量的0.5%，用干牛粪和鸡粪调整堆肥物料C/N为28，同时调节含水率65%，将堆料堆成高2m、直径3m的堆垛，进行60天的好氧高温发酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加适量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混匀物料。当玉米秸秆和牛粪发酵物温度降至环境温度，颜色呈现褐色且无臭味时，将堆垛摊开晾晒干燥后粉碎过筛，备用。
以有机肥为水稻育秧基质的主料，通过与珍珠岩、蛭石、草木灰、保水剂分别按照3:3:2:1:0.5的体积比配制成水稻育秧基质粗品，向基质粗品中入固体生防菌拟茎点霉HQ285146，固体生防菌添加量为与水稻育秧基质粗品质量比1:3。
实施例6 水稻育秧
采用实施例2制备的水稻育秧基质进行水稻育秧。在硬质塑料育秧盘(58cm×28cm×3cm)中放置育秧基质，厚度为2.5cm，均匀播入催芽好的谷子，覆育秧基质厚度0.5cm，播种量1株/孔。每个育秧区域釆用旱育秧方式育秧，即播前烧透水，出苗前保持湿润，出苗后基质发白前不浇水。在60天的育苗生长期内不使用任何化肥，种子的生长发育完全依靠基质来提供营养。在秧苗末期，测定叶绿素含量、地上部分干鲜重、根的干鲜重；各处理根系活力、发根能力，对根部机械能力进行评估，评定每处理的综合育秧效果。水稻秧苗干重、鲜重是评价水稻幼苗生长量的重要指标，本实验分别测定了不同基质中秧苗的鲜重，包括地上部鲜重、地下部(根)鲜重。图2和图3所示分别为不加生防菌与加入生防菌的水稻秧苗生长状态。与不加生防菌的基质相比，加入生防菌的基质水稻秧苗株高增加了51%、根长增加了30.2%、地下鲜重增加了600%、地上鲜重增加了700%、根系活力增加了61%、根吸收面积增加72%、叶绿素含量增加150%因此，通过添加生防菌剂加速稻草腐解进程，可为农业废弃物的无害化、商品化、资源化利用及利用废弃纤维资源快速生产育秧基质提供理论依据和实例。
本发明通过应用生防菌剂进行发酵稻草，配制高效育秧基质，探讨腐解稻草育秧基质对机插稻秧苗素质的影响，为合理开发利用育秧基质资源提供技术支撑。这将会对水稻稻草育秧基质的产业发展有促进与带动作用，并且会产生显著的经济效益和社会效益。
Claims (3)
1.一种机插水稻育秧基质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在大棚水泥地面上进行静态好氧高温堆肥，向长度为3cm水稻秸秆1000kg中接入发酵有益菌剂，发酵有益菌剂选用黑曲霉和酿酒酵母复合菌，复合菌各组分体积比为1:1，菌剂接种量为堆垛重量的1%，用含水率为80%的新鲜猪粪调整堆肥物料C/N为27，同时调节含水率70%，将堆料堆成高1.5m、直径2m的堆垛，进行50天的好氧高温发酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加适量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混匀物料；当水稻秸秆和新鲜猪粪发酵物温度降至环境温度，颜色呈现褐色且无臭味时，将堆垛摊开晾晒干燥后粉碎过筛；
以有机肥为水稻育秧基质的主料，通过与珍珠岩、蛭石、草木灰、保水剂分别按照2:3:3:1:1的体积比例配制成水稻育秧基质粗品，向基质粗品中加 入固体生防菌拟茎点霉HQ285146，固体生防菌添加量为与水稻育秧基质粗品质量比1:3。
2.权利要求1所述方法制备的水稻育秧基质。
3.权利要求2所述水稻育秧基质在水稻育秧中的应用。
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