魯耀雄，范海珊，崔新衛(wèi)，龍世平，彭福元

(湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源利用研究所，湖南 長沙 410125）

為了減輕水稻生產(chǎn)的勞動強度，近年來全國各地大力推廣應(yīng)用機械插秧技術(shù)。發(fā)展水稻機械插秧的關(guān)鍵是解決秧苗的素質(zhì)。育秧方式、秧苗密度、播種量、播種期及壯秧劑等都影響著機插秧苗的素質(zhì)[1-3]，育秧基質(zhì)對秧苗素質(zhì)也有重要影響。水稻育秧基質(zhì)研究一般以普通土為主[4-5]，此外還有無土栽培研究。普通土育秧存在用土量大、破壞植被嚴重、苗細苗弱、易發(fā)生病害、勞動強度大等問題。而無土栽培多以單種基質(zhì)如谷殼粉、秸稈粉、珍珠巖、碳化稻殼、海棉、巖棉等為主[6-7]，利用這些基質(zhì)育秧會存在營養(yǎng)不足、不全，吸水、保水能力差，水稻出苗率下降、生長不旺、秧苗不勻等問題。隨著經(jīng)濟和生產(chǎn)的發(fā)展，有機廢渣育秧基質(zhì)越來越受到科研工作者的關(guān)注。該研究以造紙廠蘆葦殘渣、畜牧糞便、碳化稻殼等廢棄物為主要原料，科學(xué)配制成新型有機廢渣水稻育秧基質(zhì)，研究了其對水稻工廠化育秧的秧苗素質(zhì)的影響，以期為水稻工廠化育秧和機插秧發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試水稻品種為中嘉早17號，用0.2%三氯異氰尿酸溶液浸泡種子，浸種量為0.8 kg/L，浸泡時間24 h，放置在30℃恒溫箱中催芽。

育秧基質(zhì)為有機廢渣育秧基質(zhì)及對照育秧基質(zhì)。有機廢渣育秧基質(zhì)由湖南省農(nóng)業(yè)生物資源利用研究所研制，其基本理化性質(zhì)為pH值6.22，容重0.27 g/cm3，有機質(zhì) 25.5%，堿解氮 254.8 mg/kg，速效磷291.58 mg/kg，速效鉀1 735 mg/kg；湖南省某農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)公司生產(chǎn)的育秧基質(zhì)（CK）為對照，由泥炭、珍珠巖等配比而成。育秧硬質(zhì)塑料盤規(guī)格為58 cm×28 cm×3 cm。

1.2 方法

試驗于2012年在湖南二一現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司早稻育秧大棚進行，試驗設(shè)有機廢渣育秧基質(zhì)（T）及對照育秧基質(zhì)（CK）2個處理。2種育秧基質(zhì)和催芽好的稻種均利用自動育秧播種機播種，播種盤標記后，隨機放在工廠化育秧大棚中，進行正常的育秧管理。

1.3 水稻秧苗素質(zhì)測定

1.3.1 農(nóng)藝性狀的測定在2葉一心期，每盤隨機抽取20株秧苗測定苗高、莖基寬度、每株不定根數(shù)(5 mm以上)、最長不定根長、單株葉面積（單葉面積=長×寬×0.774 6，不含心葉）[8]、根系吸收面積（甲烯藍法）、葉綠素含量（乙醇提取法）、百株地上部與地下部干重。

1.3.2 全氮磷鉀的測定在2葉一心期，每個處理隨機抽取3盤，每盤隨機取一定量秧苗整株樣品，將植株根系上面的基質(zhì)洗凈，放入烘箱中105℃殺青后，再在60℃下烘干至恒重。粉碎測定秧苗植株氮、磷、鉀的含量。全氮的測定采用凱氏定氮法，全磷的測定采用礬鉬酸比色法，全鉀的測定采用火焰光度計法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和SAS 8.1軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用t檢驗法進行顯著性差異比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 對水稻秧苗農(nóng)藝性狀的影響

如表1所示，有機廢渣基質(zhì)處理的秧苗其苗高、莖粗、葉數(shù)、總?cè)~面積、根長、根干重、地上部干重都顯著優(yōu)于對照基質(zhì)，苗高增加2.3 cm，單株總?cè)~面積增加1.4 cm2，根長增長1.2 cm。盡管有機廢渣育秧基質(zhì)地上部與地下部生物量均高于對照，但根冠比值少于對照，說明其秧苗地上部的生長快于地下部。由此可見，有機廢渣基質(zhì)育秧能夠明顯改善水稻秧苗的農(nóng)藝性狀。

表1 不同基質(zhì)對水稻秧苗農(nóng)藝性狀的影響

2.2 對水稻秧苗生理性狀的影響

2.2.1 對水稻秧苗葉綠素、類胡蘿卜素含量及根系活力的影響如表2所示，有機廢渣育秧基質(zhì)處理秧苗的葉綠素及類胡蘿卜素的含量都明顯高于對照，葉綠色含量增加1.10 mg/g，類胡蘿卜素含量增加0.14 mg/g，說明有機廢渣基質(zhì)育出的水稻秧苗具有更強的光合作用能力。

表2 不同基質(zhì)對水稻秧苗根系活力的影響

根據(jù)植物礦質(zhì)元素吸收理論，植物對溶質(zhì)的吸收具有表面吸附的特性，被吸附物質(zhì)在根系表面形成一層均勻的單分子層。因此，能根據(jù)根系某種物質(zhì)的吸附量來測定根系的總吸收面積。當根系對溶質(zhì)的吸附達到飽和后，根系的活躍部分能將吸附著的物質(zhì)進一步轉(zhuǎn)移到細胞中去，并繼續(xù)產(chǎn)生吸附作用，從而計算出根系活躍吸收表面積。根系活躍吸收表面積可以作為根系吸收活力的指標。從表2中可以看出，雖然有機廢渣基質(zhì)處理秧苗的根系總吸收面積小于對照，但其活躍吸收面積比對照提高了0.02 m2，差異達到了顯著水平。根系活躍吸收面積大，根系活力強，這樣的秧苗移栽后根系發(fā)根力更強，有利于水稻的生長發(fā)育。

2.2.2 對水稻秧苗全氮磷鉀含量的影響如表3所示，有機廢渣基質(zhì)處理的水稻秧苗全氮、全磷與全鉀均高于對照，且差異達到顯著水平。其中，氮、磷、鉀含量分別提高了34.43%、114.29%、37.50%。這說明有機廢渣基質(zhì)育秧更有利于水稻秧苗的營養(yǎng)吸收和氮磷鉀積累，能為秧苗生長和分蘗打下良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

表3 不同基質(zhì)對水稻秧苗植株全氮、全磷和全鉀含量的影響 （%）

2.3 經(jīng)濟效益分析

目前，江蘇、湖南等地水稻工廠化育秧基質(zhì)都以泥炭為主要原料，配比蛭石或珍珠巖等其他原料，大部分仍處于研究示范階段，投入市場還很少。泥炭是一種不可再生資源，大量開采會帶來嚴重的資源和環(huán)境壓力[9-10]。國家已經(jīng)出臺對泥炭實行限制性開采的措施，隨著泥炭、蛭石、珍珠巖等育苗基質(zhì)用量的增加，其復(fù)合基質(zhì)的價格會越來越高。當前市場上以泥炭為主的育秧基質(zhì)一包為50 L，價格為18～20元/包，每個育秧盤需要基質(zhì)約4 L，每包可以裝12.5盤，機械插秧需22～25盤/667m2。工廠化育秧基質(zhì)成本為30～40元/667m2，許多水稻種植戶和農(nóng)民都難以接受。

利用造紙的蘆葦殘渣，配比其他廢棄物如食用菌糠、糞便等，經(jīng)過微生物發(fā)酵腐熟（20～22 d），制成新型有機廢渣水稻育秧基質(zhì)，基質(zhì)成色好，病原菌少。經(jīng)過多次育秧試驗發(fā)現(xiàn)，該基質(zhì)可以部分或全部替代泥炭，育秧效果甚至優(yōu)于以泥炭為主要原料的水稻育秧基質(zhì)，而且價格相對便宜，工廠化育秧基質(zhì)成本為24～30元/667m2，易于被水稻種植戶和農(nóng)民接受。

3 討論與結(jié)論

目前，水稻育秧基質(zhì)主要以天然泥炭為主要原料，但泥炭資源有限，短期內(nèi)不可再生，迫切需要開發(fā)泥炭替代品。利用造紙?zhí)J葦殘渣為主要原料配制水稻育秧基質(zhì)，可以代替泥炭，通過分析水稻秧苗的9個農(nóng)藝性狀和8個生理指標，除根系總吸收面積和不定根數(shù)外，有機廢渣基質(zhì)處理秧苗的其他指標都優(yōu)于對照，且相差達到顯著水平。這說明有機廢渣基質(zhì)培育的水稻秧苗光合作用和營養(yǎng)吸收更好，根系活力更強，為移栽后迅速發(fā)根生長和分蘗打下較好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

研究還發(fā)現(xiàn)，利用造紙?zhí)J葦殘渣配制的有機廢渣基質(zhì)育秧水稻根系總吸收面積小于泥炭基質(zhì)，可能與它更適宜于秧苗根系生長，根系粗壯有關(guān)。因為泥炭基質(zhì)的水稻秧苗根系細小，同體積根系數(shù)量更多，根系表面積更大，從而表現(xiàn)出根系總吸收面積大。通過工廠化育秧基質(zhì)試驗比較，利用造紙?zhí)J葦殘渣等有機廢棄物為主要原料，混配碳化稻殼等制成的基質(zhì)育秧效果優(yōu)于利用泥炭配比的育秧基質(zhì)，且生產(chǎn)成本減少約10元/667m2，有利于推廣應(yīng)用，更能適應(yīng)于水稻規(guī)模化、工廠化育秧。

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