CN107188713A - 一种沙基水稻育苗基质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对黄河、渭河流域等地区的生态特点，提出一种沙基水稻育苗基质及其制备方法。该沙基水稻育苗基质主要由河滩地泥沙、生土、腐熟水稻秸秆、有机肥、草炭、蛭石按照以下体积比例关系混合而成：河滩地泥沙500份、生土300份、有机肥100‑300份、腐熟水稻秸秆100份、草炭80份、蛭石20份。本发明既满足河道滩地培育高质量、高抗逆性调节能力秧苗要求，又能降低育苗成本、保护当地土地生态环境，为当地批量化育苗的发展提供了一条切实可行的有效途径。

Description

一种沙基水稻育苗基质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种农业栽培技术领域，具体涉及一种水稻育苗基质及其制备方法。

背景技术

中国水稻种植面积占全世界的19％，水稻作为中国种植面积最大、单产最高、总产最多的粮食作物，作为65％人口的主食，在中国粮食安全保障体系和农业生产中占有重要地位。随着社会经济的发展，城镇化和土地流转加快，使得水稻的生产形势发生深刻变化，水稻育秧是水稻生产关键环节，秧苗品质对于水稻的生长至关重要。推广以机插为关键技术环节的水稻全程机械化成为必然趋势。我国水稻机插示范推广已有多年，但目前仍未普及，其原因是多方面的，其中由于机插秧育秧要求高，使得生产上未能培育出既适合插秧作业要求又满足高产农艺要求的抗逆性壮秧成为了最大的技术障碍。

传统的水稻育苗，一般以熟化的表层土为主体材料，不仅用土量大、逐渐掠夺旱田耕层土壤，而且地表植被破坏十分严重。以某项待开发的大西安水田建设项目为例，初步规划建设水稻种植面积32万亩，以每亩大田需秧苗5平方计，则需基质0.29立方米，每年要挖掉表层优质土总计9.28万立方米，按地表土挖取深度10cm计算，则每年有近1400亩的地表土被挖走，巨大的表层土用量会造成区域内土地质量的显著下降。

穴盘育苗是在多孔穴盘中，以草炭、蛭石、珍珠岩等基质进行机械化播种、工厂化育苗的一种现代化育苗生产体系。其基质的主体材料即以熟化的表层土为主，使用较多的基质复合材料有泥炭、岩棉、蛭石、珍珠岩、蔗渣、菇渣、沙砾和陶粒等。目前岩棉和泥炭在全球应用最广泛，是世界上公认的较理想的栽培基质。但随着逐年大量使用，其给社会和生态环境带来的负面效应也日趋明显，一方面由于岩棉不可降解，大量使用给环境带来二次污染；另一方面，泥炭是不可再生的资源，过量的开采有耗竭的危险。

因此，寻求和发掘易得价廉、可替代岩棉等污染行材料的优良新型栽培基质已成为当今科研工作者研究热点之一。

近年来，国外已经开发了椰子纤维、树皮、锯木屑等有机基质，不但可以大幅度降低栽培成本，而且减少了对环境的污染。我国对基质研究起步较晚，“就地取材、因地制宜研究与发展”已成共识，如长江以南重点加强对稻壳炭化后的合理使用研究；华北侧重于加强炉渣配合草炭、蛭石、锯末等材料混合使用的研究；东北地区侧重于加强对草炭、锯末等的研究；西北则主要加强对砂培技术的研究等。在各类育苗基质材料中，蛭石的高持水性和层状结构，使其拥有协调基质空气和水分平衡能力，起着固定支持植物、供应少量矿质养分、保肥、保水和改良基质物理性状等多种作用。其颗粒表面的许多“空洞”为保持水分和营养成分提供了巨大的面积，同时也提供了极为适合的宜导液和通气条件。而草炭则因纤维含量丰富，疏松多孔，通气透水性好，比表面积大，吸附螯合力强，有较强的离子交换和盐分平衡控制能力，又兼有增强植物抗旱抗病抗低温抗盐渍的性能，适应性广泛。

这些都是作为水稻育苗基质材料之一的极好的原材料，尽管目前国内一些科研院所在不同程度上开展了基质的开发研究，但尚未达到实用阶段。因此如何在不同的区域针对不同土质，设置适合的用量和比例对秧苗进行定向培育以及增强秧苗在逆境条件下(大风、干旱、高温等)的抗性调节能力，仍有待解决。

目前，对于西北地区黄河、渭河流域，在避免采用熟化的表层土作主体材料的要求下，培育高质量、高抗逆性调节能力秧苗仍是一个重要的课题。

发明内容

本发明针对黄河、渭河流域等地区的生态特点，提出一种沙基水稻育苗基质及其制备方法，既满足河道滩地培育高质量、高抗逆性调节能力秧苗要求，又能降低育苗成本、保护当地土地生态环境，为当地批量化育苗的发展提供了一条切实可行的有效途径。

河沙成分复杂、一般来说主要成分是石英，硅元素含量高。硅是禾本科植物水稻小麦等必须的元素，在作物体内作用是促进健康、增强抗性、平衡营养。河沙孔隙率一般为39％-49％，透水透气性好且来源广泛、取材方便、成本低。

关中地区黄河、渭河的干流、支流沿岸，区域内河道泥沙资源丰富，本发明中以泥沙、生土作为主体基质材料提供了巨大的可能性。水田开发区域内河滩地土壤质地偏砂，保水能力差，对水稻的抗逆性调节能力要求高。

本发明的解决方案如下：

该沙基水稻育苗基质，主要由河滩地泥沙、生土、腐熟水稻秸秆、有机肥、草炭、蛭石按照以下体积比例关系混合而成：河滩地泥沙500份、生土300份、有机肥100-300份、腐熟水稻秸秆100份、草炭80份、蛭石20份。

基于以上方案，本发明还进一步作了如下优化：

最佳配方为：河滩地泥沙500份、生土300份、有机肥200份、腐熟水稻秸秆100份、草炭80份、蛭石20份。

上述有机肥为羊粪。

上述河滩地泥沙、生土、以及有机肥均为小于2mm的颗粒；蛭石和草炭均为小于5mm的颗粒。

上述沙基水稻育苗基质中还加有土壤消毒剂。

上述土壤消毒剂采用恶霉灵，在沙基水稻育苗基质中的添加比例为1.5g/m³。

一种制备上述沙基水稻育苗基质的方法，包括以下步骤：

1)腐熟水稻秸秆的制备

将水稻秸秆粉碎成小于5mm段，预先浸水，使其含水量保持在50-60％；每100kg水稻秸秆使用秸秆腐熟剂200g，混合均匀；将秸秆整齐堆垛，高度0.8-1.2米，堆腐过程中每隔七天翻垛一次，并及时补充水分，使含水量保持在40％-45％；堆肥40-50天达到使用标准要求；

2)将河滩地泥沙、生土、有机肥过2mm筛，去除杂质大颗粒；

3)将蛭石、草炭粉碎为小于5mm颗粒；

4)按照上述的体积比例关系混合各组分，加入土壤消毒剂(优选恶霉灵，农药登记证号：PD20084267，山东亿尔化学有限公司生产，每立方米基质1.5g恶霉灵)，混合均匀；

5)pH调适至6.0-7.0。具体可采用稀硫酸、稀磷酸或稀硝酸进行pH调适。

本发明具有以下有益效果：

1、河道泥沙，生土均是就近采集，距离近、来源广、成本低。

2、经过粒径级配，所得基质不仅多孔透气、保水保肥性强、缓冲性强、还有具有水稻生长所需要的土壤条件及养分条件。

3、本发明的基质不需要优质的耕层土、节约了珍贵的土地资源，防止破坏耕地、植被和水土流失，保护生态环境。所有材料都是就近取材，充分利用当地优势资源。

4、以泥沙、生土作为主体基质材料，按植物营养保障需求制备出性能稳定的育苗基质，该基质培育出的水稻秧苗根系发达、茎粗壮、抗逆性强、适应性高。

附图说明

图1为表征基质表层土壤结皮的电镜图，其中a、b、c是对同一部位不同放大倍数(依次增大)下的结果。该图表征了结皮下层假根、丝状藻类、基质相互缠绕，有利于基质保持土壤水分、固沙防风。

具体实施方式

本发明研制的沙基水稻育苗基质材料，包括河滩地泥沙、生土为主材料，配合草炭、腐熟秸秆(水稻秸秆)、有机肥(羊粪)、蛭石等生物诱导剂，其中河滩地泥沙和生土从区域内的黄河滩地、附近土坡采集，腐熟秸秆以水稻秸秆为原材料在富平中试基地自制，草炭、有机肥、蛭石价格低廉，通过直接购买获取。

制备方法如下：

1、腐熟水稻秸秆的制备：将水稻秸秆粉碎成小于5mm段，预先浸水，使其含水量保持在50-60％，用手握紧滴水为宜；每100kg水稻秸秆使用秸秆腐熟剂200g，混合均匀；将秸秆整齐堆垛，高度0.8-1.2米，长度根据秸秆量的多少可以任意调节，堆腐过程中每隔7天翻垛一次，含水量低于30％，应及时补充水分，使含水量保持在40％-45％左右，可加快秸秆腐解。堆肥40-50天即可达到使用标准要求。

2.将河沙、生土、有机肥过2mm筛，去除杂质大颗粒。

3.将蛭石、草炭粉碎为小于5mm颗粒。

4.取不同基质以一定的体积比例混合，加入恶霉灵(每立方米基质1.5g拌土)，混合均匀。

5.用稀硫酸进行pH调适(调节pH在6.0-7.0)。

试验设置

试验于2017年在富平中试基地土体有机重构科研温室内进行。试验材料进行灭菌处理，以河滩地泥沙、生土、草炭、腐熟秸秆、有机肥(粪肥)、蛭石等为主要材料配置混合为不同复合基质共设计9个处理(表1)，不同配方的育苗基质进行pH调适(调节pH在6.0-7.0)后分别装于32孔穴盘中，每孔2粒种子。每处理各装3盘作为重复，共30个穴盘，在温室内随机区组排列。育苗期间苗床管理措施均保持一致。

泥沙均为弱碱性，全氮、有效磷、速效钾等土体养分均缺乏，饱和导水率为47cm d-1-98cm d-1，容重1.57-1.70g cm-3，粘粒0.95％～2.58％、粉粒2.74％～42.10％、砂粒55.32％～97.26％砂粒和粉粒含量较高，土体质地为砂壤土。施用有机肥(羊粪)符合《有机肥料NY 525-2012》、《肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标GB/T 23349-2009》标准要求。

表1水稻育苗基质配方试验

种子处理：

按照每亩大田3.5-4kg的标准，准备新丰2号种子。

将种子晾晒2天，用比重为1.1的盐水选种，去除瘪种，用清水冲洗1-2次。

用50％多菌灵可湿性粉剂500倍液，浸泡48小时，消毒后用水洗净。

将种子放入粗眼布袋或纱袋，放水中(水温达20℃)时，需要4～5天，每天换一清水。

在30～32℃温度下破胸，露白后降到25～30℃催芽。露白后开始，注意种子堆内温度上升，每天里外翻动几次，90％以上种子芽长1～2mm时把种子放在阴凉处，晾芽1～2天。

数据分析：

播种后30天，取每盘有代表性的3株水稻秧苗测定其株高、茎粗、根长、干物重，取相应基质测定养分元素含量、观察土壤结皮现象。

1.不同配比基质对秧苗素质的影响

秧苗素质对水稻大田生育期及产量形成具有十分重要的影响。秧苗素质弱，不利于机插后的返青活棵，分蘖发生晚，造成有效穗数偏低，产量下降，齐穗期推迟，生育期延长。

根冠比是指植物地下部分与地上部分的鲜重或干重的比值，是植物的生长状况以及环境条件对作物地上、地下部不同影响的反映，一般来说，温度较高，水分、氮肥供应充足，磷肥较少，光照较弱时会促进植物地上部生长，降低根冠比，相反情况下则促进地下部生长，增加根冠比。由表2可以看出，水稻秧苗根冠比分布在0.90～1.08之间，各处理秧苗干物重无显著差异(P＜0.05)。表明基质类型对根冠比影响较小，前期秧苗生长旺盛，后期可能由于生长空间及养分供应潜能等原因。

水稻秧苗干重、鲜重反应秧苗粗壮程度。秧苗粗壮可提高机插质量，降低秧苗进入大田环境后的返青时间。9种处理下水稻秧苗鲜重、干重以8号处理最为显著，鲜重为0.1837g/株、干重为0.0385g/株，比处理最差的3号处理高出68％、95％，优势明显。

水稻根系既是水分和养分吸收的主要器官，又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所，其形态和生理特性与水稻地上部生长发育有密切联系，对秧苗盘根性也有较大影响，并影响大田机插质量。9种基质处理下水稻秧苗根长根尖数有较明显的差别，以7、8、9号处理根长最长、根尖数最多，其中以8号处理70.47cm根长、1313个根尖为最多。以3、5号处理最差。

表2不同配比基质对秧苗素质的影响

试验编号	鲜重(g)	干重(g)	根冠比	根长(cm)	根尖数(个)
						1	0.1333	0.0209	0.90*	68.39	479**
2	0.1251	0.0190	0.96*	44.62	328*
						3	0.1094	0.0197	1.01*	26.24	232**
4	0.1211	0.0208	1.08*	56.38	495*
						5	0.1152	0.0212	1.04*	31.49	254**
6	0.1280	0.0251	0.95*	38.07	387**
						7	0.1157	0.0206	0.97*	66.24	782*
8	0.1837	0.0385	0.99*	70.47	1313*
						9	0.1328	0.0224	0.99*	63.21	711*

2.土壤结皮对育苗基质的影响

结皮在提高土壤结构、增加土壤养分、排泄胞外物质、保持土壤水分和防止盐碱化都起着重要作用。如图1所示，每一个处理的基质表层均有结皮现象产生，丝状藻类和松散的沙粒结合到一起，形成结皮并且具有一定的防风固沙能力，结皮的下层则有大量的真菌菌丝，假根和丝状藻类一起对沙粒起着缠绕捆绑作用,结皮厚度和强度明显加强。

Claims (8)

1.一种沙基水稻育苗基质，其特征在于：主要由河滩地泥沙、生土、腐熟水稻秸秆、有机肥、草炭、蛭石按照以下体积比例关系混合而成：河滩地泥沙500份、生土300份、有机肥100-300份、腐熟水稻秸秆100份、草炭80份、蛭石20份。

2.根据权利要求1所述的沙基水稻育苗基质，其特征在于：河滩地泥沙500份、生土300份、有机肥200份、腐熟水稻秸秆100份、草炭80份、蛭石20份。

3.根据权利要求1所述的沙基水稻育苗基质，其特征在于：所述有机肥为羊粪。

4.根据权利要求1所述的沙基水稻育苗基质，其特征在于：所述河滩地泥沙、生土、以及有机肥均为小于2mm的颗粒；蛭石和草炭均为小于5mm的颗粒。

5.根据权利要求1所述的沙基水稻育苗基质，其特征在于：所述沙基水稻育苗基质中还加有土壤消毒剂。

6.根据权利要求5所述的沙基水稻育苗基质，其特征在于：所述土壤消毒剂采用恶霉灵，在沙基水稻育苗基质中的添加比例为1.5g/m³。

7.一种权利要求5所述沙基水稻育苗基质的制备方法，包括以下步骤：

1)腐熟水稻秸秆的制备

将水稻秸秆粉碎成小于5mm段，预先浸水，使其含水量保持在50-60％；每100kg水稻秸秆使用秸秆腐熟剂200g，混合均匀；将秸秆整齐堆垛，高度0.8-1.2米，堆腐过程中每隔七天翻垛一次，并及时补充水分，使含水量保持在40％-45％；堆肥40-50天达到使用标准要求；

2)将河滩地泥沙、生土、有机肥过2mm筛，去除杂质大颗粒；

3)将蛭石、草炭粉碎为小于5mm颗粒；

4)按照权利要求1中所述的体积比例关系混合各组分，再加入土壤消毒剂，混合均匀；

5)pH调适至6.0-7.0。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤5)采用稀硫酸、稀磷酸或稀硝酸进行pH调适。