CN108990759A - 一种高效育秧的优良水稻育秧基质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效育秧的优良水稻育秧基质，由一定比例的云母粉、河沙、泥炭土、食用菌菌渣、炉渣、PGPR菌剂、锯末腐熟物、稻壳灰、椰糠、酒糟、硅钙肥、FeSO4·7H₂O组成。本发明通过选配多种有机和无机育秧基质，显著优化了育秧基质的容重、孔隙度、电导率(EC)、pH、主要养分氮磷钾、有机质等理化性质，显著提高了水稻秧苗的素质，满足机插育苗的各项指标；本发明还具有理化性质稳定、价格便宜、取材方便、对环境污染小、用后易处理的特点，具有较高实用性，应用前景广阔。

Description

一种高效育秧的优良水稻育秧基质

技术领域

本发明涉及农业科学技术领域，特别涉及一种高效育秧的优良水稻育秧基质。

背景技术

水稻是全球主要粮食作物，全球有50％人口以稻米为主食，90％水稻生产来自亚洲。中国作为世界水稻种植面积第二大国，第一大产稻国和消费国，其水稻种植对全球粮食安全具有十分重要的意义。我国早期水稻种植方式为直播，而后演变为手工移栽，直至近代逐渐发展为直播、抛秧、手工移栽、机插秧多种方式并存的种植方式。机插秧种植是采用高性能插秧机代替人工栽插秧苗的水稻移栽方式，与常规移栽方式相比，具有省工、省时、省力、省秧田，栽插质量好、成本降低，增加收益等优点。不仅如此，机插秧能实现秧苗的有序分布，能充分利用温光资源，便于实施水稻精确定量管理，具有大面积平衡增产优势，高产稳产性好。由于高工作效益、经济效益和规模效益，机插秧已然成为水稻种植发展的必然方向，对增加农民收入、保障我国粮食安全等有着巨大作用。

我国传统的育秧技术是大田育秧，插秧时必须进行秧苗洗根移栽，费工耗时，且秧苗只适合手工栽插，采用机插秧则植伤严重，效果很差。近现代通过学习发达地区，育秧技术有所改进，目前生产上机插秧主要采用的育秧技术有软盘育秧、硬盘育秧、双膜育秧技术等，育秧方式上也增加了较为先进的工厂化育秧。我国南北方稻区育秧方式不同，北方主要以旱地土旱育秧为主，而南方则以泥浆育秧为主。但在机插秧育秧上南北方都存在着许多的问题，播种不均造成秧苗生长过程中光照与通气条件不一，秧苗长势不匀，产生机插漏插、伤秧、搭桥和蓬头；茬口衔接与播期不适造成秧龄过长或过短，秧苗过矮不利于插秧机秧爪抓秧，造成漏插、倒秧与漂秧，秧龄过长，秧苗老化、细长，造成倒秧、伤秧与勾秧、零乱散落；水分与肥力过剩，秧苗易徒长，造成机插倒秧、伤秧与勾秧；床土过酸过碱，秧苗长势孱弱，素质较差；床土过厚过薄土质不佳，过厚，秧苗根系过长，伤秧机率大，栽插后秧苗返青慢，影响水稻产量，过薄，秧苗盘根差，易伤秧。这些问题对机插秧影响是巨大的，由此而造成机械生产与传统农业不适应，使现代化水稻机械化种植业发展困难。

水稻育秧技术是机械插秧技术的关键环节，育秧基质则是育秧技术的核心，对水稻机械生产有着重要影响。良好的基质可以有利于植株的生长，保护环境，具有一定的理化性质和生物学稳定性，对作物影响较大的理化形状主要有容重、孔隙度、电导率、pH和主要养分氮磷钾、有机质和有益土壤微生物等。目前，育秧基质所用原料大致分为生物质资源和矿物质资源两种。生物质资源为原料的基质中所含植株生长所需的各种营养元素充足，不易流失，有较强的保水保肥能力，但稳定性较差；而矿物质资源为原料的基质化学性质稳定，透水透气好，保水保肥能力差，有一定的缓冲能力，但太过松散，秧苗难以盘根不倒；生物质资源和矿物质混合资源混合基质很好利用不同成分的优点来互补，具有养分充足、保水保肥能力强、透气性好、缓冲能力强等优点。

目前，我国机插水稻主要采用营养土育秧，虽然一定程度上促进了我国水稻机插秧的发展，但不利于我国生态环境破坏国土资源，不能进行水稻机插秧的大面积推广。基质育秧作为一种新型育秧技术，能满足机插水稻秧苗的要求，与普通营养土育秧相比，基质育秧在秧苗竖直、机械可操作性、病虫草害防治、增产增收、生态效益等方面均有显著优势。如何研制一个合理的基质配方，使其满足育苗的要求，基质的选材与筛选是非常重要的一个环节。近年来，各式各样新的材料被用来作为栽培用基质，其中有成功的，也不乏失败的，这就带来一个问题:如何开发一种理化性质稳定、价格便宜、取材方便、对环境污染小、用后易处理的基质显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前育秧基质选材和筛选中存在的各种问题，提供一种高效育秧的优良水稻育秧基质，以培育出满足机械化插秧要求的水稻秧苗，同时，在育秧过程中，通过育秧基质提高秧苗素质，为增产增收打下基础。

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种高效育秧的优良水稻育秧基质，包含如下重量份的组分：云母粉5～15份、河沙5～20份、泥炭土10～40份、食用菌菌渣10～30份、炉渣26～50份、PGPR菌剂1～10份、锯末腐熟物10～50份、稻壳灰5～25份、椰糠2～8份、酒糟2～20份、硅钙肥10～30份、FeSO4·7H₂O 0.5～10份。

优选地，一种高效育秧的优良水稻育秧基质，包含如下重量份的组分：云母粉10份、河沙12份、泥炭土24份、食用菌菌渣18份、炉渣38份、PGPR菌剂6份、锯末腐熟物30份、稻壳灰15份、椰糠5份、酒糟11份、硅钙肥22份、FeSO4·7H₂O 5份。

优选地，所述河沙粒径0.5～1mm；云母粉粒径0.1～0.3mm；炉渣粒径1～3mm，pH8.0～9.0；泥炭土有机质含量55～75％，比重0.7～1.0，pH5.6～6.4；酒糟粒径为0.5～1mm，其发酵原料为糯米；硅钙肥中有效硅含量为15～25％。

优选地，所述食用菌菌渣为食用菌收获后的栽培肥料，其发酵制备方法为：

(1)将新鲜食用菌菌渣置入发酵槽中，用鸡粪和适量尿素将碳氮比调节至25～35；

(2)接入1～5‰菌渣高温发酵复合菌剂，混匀，调节水分含量至60％；

(3)每天测定堆体温度和环境温度1次，前15d每天翻堆1次，后30d每6d翻堆1次。发酵45d后，当堆体温度与环境温度趋于一致，终止发酵；

(4)将发酵后的菌渣风干后粉碎，过1.5mm筛网备用。

优选地，所述食用菌为草菇、香菇、杏鲍菇、白玉菇、银耳或猴头菇中的至少一种。

优选地，所述PGPR菌剂包含棕色固氮菌、泾阳链霉菌、米曲霉、巨大芽孢杆菌，假单胞解磷细菌、枯草芽孢杆菌中的至少一种。

优选地，所述锯末腐熟物的制备方法为：

(1)将木材锯末过3mm筛网，掺入麸皮，控制C/N比为35；

(2)黄孢原毛平革菌菌剂的制备：将1×10⁷个/mL菌种孢子悬液按1‰重量比接入麸皮稻草粉土豆培养基，于35～38℃培养12～14天备用；所述培养基中麸皮、稻草粉、土豆重量比为3:5:16；

(3)在步骤(1)制备的底物中，按1wt％的比例接入黄孢原毛平革菌菌剂，堆肥21d后终止发酵；

(4)晾干锯末腐熟物，过3mm筛网备用。

本发明获得的有益效果：

本发明通过选配多种有机和无机育秧基质，显著优化了育秧基质的容重、孔隙度、电导率(EC)、pH、主要养分氮磷钾、有机质等理化性质，显著提高了水稻秧苗的素质，满足机插育苗的各项指标；本发明还具有理化性质稳定、价格便宜、取材方便、对环境污染小、用后易处理的特点，具有较高实用性，应用前景广阔。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

以下材料如无特殊说明均可通过购买获得。

实施例1：按如下方法配制水稻育秧基质：

育秧基质的组分为(以重量份计)：

粒径0.2mm的云母粉10份、粒径0.7mm的河沙12份、有机质含量65％，比重0.85，pH6.0的泥炭土24份、食用菌菌渣18份、粒径2mm，pH8.6的炉渣38份、PGPR菌剂6份、锯末腐熟物30份、稻壳灰15份、椰糠5份、粒径为0.8mm的糯米酒糟11份、有效硅含量为20％的硅钙肥22份、FeSO4·7H2O 5份。

配制方法：

(1)将FeSO4·7H2O按10wt％比例溶于清水中，将炉渣浸泡于硫酸亚铁水溶液中12h备用；椰糠提前按重量比1:20加入清水泡发12h，1000rpm，离心15min，脱水备用；

(2)将草菇和/或香菇菌渣进行发酵腐熟后使用，方法如下：

(A)将新鲜草菇或香菇菌渣置入发酵槽中，用鸡粪和适量尿素将碳氮比调节至30；

(B)接入3‰菌渣高温发酵复合菌剂，混匀，调节水分含量至60％；

(C)每天测定堆体温度和环境温度1次，前15d每天翻堆1次，后30d每6d翻堆1次。发酵45d后，当堆体温度与环境温度趋于一致，终止发酵；

(D)将发酵后的菌渣风干后粉碎，过1.5mm筛网备用。

(3)锯末腐熟物的制备：

(A)将木材锯末过3mm筛网，掺入麸皮，控制C/N比为35；

(B)黄孢原毛平革菌菌剂的制备：将1×10⁷个/mL菌种孢子悬液按1‰重量比接入麸皮稻草粉土豆培养基，于37℃培养13天备用；所述培养基中麸皮、稻草粉、土豆重量比为3:5:16；

(C)在步骤(1)制备的底物中，按1wt％的比例接入黄孢原毛平革菌菌剂，堆肥21d后终止发酵；

(D)晾干锯末腐熟物，过3mm筛网备用。

(4)将包含棕色固氮菌、泾阳链霉菌、假单胞解磷细菌、枯草芽孢杆菌的PGPR菌剂预先与锯末腐熟物和食用菌菌渣预混后备用。

(5)将预处理后的各组分充分混合后按重量比1:1加入清水，所有组分充分混合后分装入育秧盘中备用；

实施例2：按如下方法配制水稻育秧基质：

育秧基质的组分为(以重量份计)：

粒径0.1mm的云母粉5份、粒径0.5mm的河沙5份、有机质含量55％，比重0.7，pH5.6的泥炭土10份、食用菌菌渣10份、粒径1mm，pH 8.0的炉渣26份、PGPR菌剂1份、锯末腐熟物10份、稻壳灰5份、椰糠2份、粒径为0.5mm的糯米酒糟2份、有效硅含量为15％硅钙肥10份、FeSO4·7H2O 0.5份。

配制方法：

(1)将FeSO4·7H2O按5wt％比例溶于清水中，将炉渣浸泡于硫酸亚铁水溶液中12h备用；椰糠提前按重量比1:10加入清水泡发24h，2000rpm，离心20min，脱水备用；

(2)将杏鲍菇和/或白玉菇菌渣发酵腐熟后使用，方法如下：

(A)将新鲜杏鲍菇和/或白玉菇菌渣置入发酵槽中，用鸡粪和适量尿素将碳氮比调节至25；

(B)接入1‰菌渣高温发酵复合菌剂，混匀，调节水分含量至50％；

(C)每天测定堆体温度和环境温度1次，前15d每天翻堆1次，后30d每6d翻堆1次。发酵45d后，当堆体温度与环境温度趋于一致，终止发酵；

(D)将发酵后的菌渣风干后粉碎，过1.5mm筛网备用。

(3)锯末腐熟物的制备：

(A)将木材锯末过3mm筛网，掺入麸皮，控制C/N比为35；

(B)黄孢原毛平革菌菌剂的制备：将1×10⁷个/mL菌种孢子悬液按1‰重量比接入麸皮稻草粉土豆培养基，于35℃培养12天备用；所述培养基中麸皮、稻草粉、土豆重量比为3:5:16；

(C)在步骤(1)制备的底物中，按1wt％的比例接入黄孢原毛平革菌菌剂，堆肥30d后终止发酵；

(D)晾干锯末腐熟物，过3mm筛网备用。

(4)将包含棕色固氮菌、米曲霉、巨大芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌的PGPR菌剂预先与锯末腐熟物和食用菌菌渣预混后备用。

(5)将预处理后的各组分充分混合后按重量比1:0.5加入清水，所有组分充分混合后分装入育秧盘中备用；

实施例3：按如下方法配制水稻育秧基质：

育秧基质的组分为(以重量份计)：

粒径0.3mm的云母粉15份、粒径1mm的河沙20份、有机质含量75％，比重1.0，pH6.4的泥炭土40份、食用菌菌渣30份、粒径3mm，pH 9.0的炉渣50份、PGPR菌剂10份、锯末腐熟物50份、稻壳灰25份、椰糠8份、粒径为1mm的糯米酒糟20份、有效硅含量为25％的硅钙肥30份、FeSO4·7H2O 10份。

配制方法：

(1)将FeSO4·7H2O按8wt％比例溶于清水中，将炉渣浸泡于硫酸亚铁水溶液中18h备用；椰糠提前按重量比1:30加入清水泡发8h，1500rpm，离心10min，脱水备用；

(2)将银耳和/或猴头菇菌渣进行发酵腐熟后使用，方法如下：

(A)将新鲜银耳和/或猴头菇菌渣置入发酵槽中，用鸡粪和适量尿素将碳氮比调节至35；

(B)接入5‰菌渣高温发酵复合菌剂，混匀，调节水分含量至65％；

(C)每天测定堆体温度和环境温度1次，前15d每天翻堆1次，后30d每6d翻堆1次。发酵45d后，当堆体温度与环境温度趋于一致，终止发酵；

(D)将发酵后的菌渣风干后粉碎，过1.5mm筛网备用。

(3)锯末腐熟物的制备：

(A)将木材锯末过3mm筛网，掺入麸皮，控制C/N比为35；

(B)黄孢原毛平革菌菌剂的制备：将1×10⁷个/mL菌种孢子悬液按1‰重量比接入麸皮稻草粉土豆培养基，于38℃培养14天备用；所述培养基中麸皮、稻草粉、土豆重量比为3:5:16；

(C)在步骤(1)制备的底物中，按1wt％的比例接入黄孢原毛平革菌菌剂，堆肥17d后终止发酵；

(D)晾干锯末腐熟物，过3mm筛网备用。

(4)将包含棕色固氮菌、泾阳链霉菌、巨大芽孢杆菌、假单胞解磷细菌的PGPR菌剂预先与锯末腐熟物和食用菌菌渣预混后备用。

(5)将预处理后的各组分充分混合后按重量比1:1.5加入清水，所有组分充分混合后分装入育秧盘中备用；

以育秧营养土作为对照，测定实施例1-3中配制的育秧基质的理化性质，方法如下：

播种之前分别测定每个重复基质的容重、总孔隙度、电导率、pH值以及碱解氮、速效磷、速效钾、有机质。碱解氮、速效磷、速效钾、有机质的测定具体试验操作方法参考鲍士旦主编《土壤农化分析》第四版(鲍士旦，2007)。容重及总孔隙度测定采用环刀法具体参考刘多森等(1983)土壤容重和孔隙度测定方法。pH测定采用梅特勒pH计(测定方法参照国际标准《土壤质量-pH的测定》ISO10390)，电导率(EC)测定采用DDS-11A型电导仪。

结果如下：

表1不同水稻育秧基质的理化性质

注：处理1-3为实施例1-3，处理4为空白对照营养土。

实施例1-3中的各基质的各项理化性质均较对照组有显著提升，明显优于营养土。优选实施例中的总孔隙度达到71.32％，有利于秧苗根系的伸展，便于后续的机械分秧插秧；电导率提高表明阳离子交换率提升，无机矿物元素溶出，利于秧苗吸收；pH中性偏酸，而水稻喜中性偏酸，故而更适合水稻育秧，各种营养物质的大幅提升有利于秧苗在生根后，插秧前生物量的快速积累，达到壮苗的效果，提升抗逆性。

以育秧营养土作为对照，比较实施例1-3不同配比基质对秧苗性，具体方法如下：

水稻品种采用“甬优7860”，全随机排列，采用塑料秧盘育秧，育秧盘规格58cm×28cm×2cm，网室水泥地面无苗床。采用人工混合方式将基质材料按比率充分混合，每盘基质用量3.5kg，秧盘底部基质1.5cm覆土0.5cm，每盘播种量150g干芽谷，此后每天人工浇水保持基质湿润，由于基质营养条件较充足，培养期间不施肥。

播种后的20天(两叶一心期)测定秧苗性状。测定每个重复随机抽取的20株秧苗株高、茎基宽、叶龄、SPAD值(使用SPAR-502Plus便携式叶绿素计进行测定)、叶面积(长×宽×0.75)、每株不定根数、发根能力(每重复随机抽取秧苗20株，将全部根系剪掉后在自来水中培养，水培用盆钵内套塑料袋，用打孔圆形塑料泡沫固定秧苗，每盆培养20株秧苗，放于室外自然条件下培养，水培后7d测定每株秧苗新发生的根数)。每个重复随机抽取100株测定植株鲜重，地上部干重、地下部干重。每个重复测定根系盘结力测定方法参考瞿廷广等(2003)根系盘结力测定方法。

表2不同育秧基质秧苗性状

表2数据表明利用实施例1-3的基质培育的秧苗除根系盘结力外其余数据值均高于传统营养土，表明秧苗的整体素质显著高于营养土秧苗，而根系盘结力主要用于保证秧苗在移动和装卸过程不散盘，便于起秧、装框、分秧、机插，这一结论是在营养土育苗情况下得出的，在育秧基质条件下，基质的密度比土壤小，实际的盘根力应该以确保秧块在移动和装卸过程不散盘，在栽插过程中保持秧苗直立不倒即可。在实际应用过程中，虽然实施例1-3培育的秧苗虽然盘结力小于营养土，但根系发达，韧性强，仍能满足机插的各项要求。

比较实施例1-3中基质的生产性能，方法如下：

基质的生产性能主要测定每50cm²苗数、1cm3体积基质生产秧苗重量。每个重复随机取三处测定每50cm²苗数，

1cm³体积基质生产秧苗重量＝测得基质上秧苗鲜重/对应原配比基质体积

结果如下：

表3不同配比基质的生产性能

处理	1cm3基质上秧苗鲜重(g)	50cm2秧苗数(株)
			实施例1	0.217	154.2
实施例2	0.178	146.7
			实施例3	0.196	150.9
营养土	0.146	139.5

表3数据表明单位体积的育秧基质生产的秧苗重量及株数均优于传统营养土，生产效率高，摊薄生产成本，节省人力，可用于大批量的工厂化秧苗生产。

综上所述，本发明通过选配多种有机和无机育秧基质，显著优化了育秧基质的容重、孔隙度、电导率(EC)、pH、主要养分氮磷钾、有机质等理化性质，显著提高了水稻秧苗的素质，满足机插育苗的各项指标；本发明还具有理化性质稳定、价格便宜、取材方便、对环境污染小、用后易处理的特点，具有较高实用性，应用前景广阔。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种高效育秧的优良水稻育秧基质，其特征在于，包含如下重量份的组分：云母粉5～15份、河沙5～20份、泥炭土10～40份、食用菌菌渣10～30份、炉渣26～50份、PGPR菌剂1～10份、锯末腐熟物10～50份、稻壳灰5～25份、椰糠2～8份、酒糟2～20份、硅钙肥10～30份、FeSO4·7H₂O 0.5～10份。

2.根据权利要求1中一种高效育秧的优良水稻育秧基质，其特征在于，包含如下重量份的组分：云母粉10份、河沙12份、泥炭土24份、食用菌菌渣18份、炉渣38份、PGPR菌剂6份、锯末腐熟物30份、稻壳灰15份、椰糠5份、酒糟11份、硅钙肥22份、FeSO4·7H₂O 5份。

3.根据权利要求1中一种高效育秧的优良水稻育秧基质，其特征在于：所述河沙粒径0.5～1mm；云母粉粒径0.1～0.3mm；炉渣粒径1～3mm，pH 8.0～9.0；泥炭土有机质含量55～75％，比重0.7～1.0，pH5.6～6.4；酒糟粒径为0.5～1mm，其发酵原料为糯米；硅钙肥中有效硅含量为15～25％。

4.根据权利要求1中一种高效育秧的优良水稻育秧基质，其特征在于，所述食用菌菌渣为食用菌收获后的栽培肥料，其发酵制备方法为：

(1)将新鲜食用菌菌渣置入发酵槽中，用鸡粪和适量尿素将碳氮比调节至25～35；

(2)接入1～5‰菌渣高温发酵复合菌剂，混匀，调节水分含量至60％；

(3)每天测定堆体温度和环境温度1次，前15d每天翻堆1次，后30d每6d翻堆1次，发酵45d后，当堆体温度与环境温度趋于一致，终止发酵；

(4)将发酵后的菌渣风干后粉碎，过1.5mm筛网备用。

5.根据权利要求4中一种高效育秧的优良水稻育秧基质，其特征在于，所述食用菌为草菇、香菇、杏鲍菇、白玉菇、银耳或猴头菇中的至少一种。

6.根据权利要求1中一种高效育秧的优良水稻育秧基质，其特征在于：所述PGPR菌剂包含棕色固氮菌、泾阳链霉菌、米曲霉、巨大芽孢杆菌，假单胞解磷细菌、枯草芽孢杆菌中的至少一种。

7.根据权利要求1中一种高效育秧的优良水稻育秧基质，其特征在于，所述锯末腐熟物的制备方法为：

(1)将木材锯末过3mm筛网，掺入麸皮，控制C/N比为35；

(2)黄孢原毛平革菌菌剂的制备：将1×10⁷个/mL菌种孢子悬液按1‰重量比接入麸皮稻草粉土豆培养基，于35～38℃培养12～14天备用；所述培养基中麸皮、稻草粉、土豆重量比为3:5:16；

(3)在步骤(1)制备的底物中，按1wt％的比例接入黄孢原毛平革菌菌剂，堆肥21d后终止发酵；

(4)晾干锯末腐熟物，过3mm筛网备用。