裴海林 張蕾蕾 袁存亮 黃超 孫京

摘? ? 要：以畜禽糞便沼渣、秸稈、稻殼等為原材料，按照不同比例配制成水稻育苗基質(zhì)，探究不同配比的水稻育苗基質(zhì)對水稻秧苗質(zhì)量的影響。通過試驗，從基質(zhì)理化性質(zhì)等參數(shù)進行評價與選取，對各項測定指標(biāo)進行相關(guān)性分析，優(yōu)化出水稻育苗有機生態(tài)基質(zhì)配制方法，即配制體積比為沼渣20%～25%、碳化稻殼5%～10%、河沙10%、腐熟秸稈50%～55%、腐熟鋸末10%。

關(guān)鍵詞：基質(zhì);水稻;配比;沼渣;育苗

文章編號：1005-2690（2022）07-0005-04? ? ? ?中國圖書分類號：S511? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：B

水稻是我國主要糧食作物之一，水稻的高效種植方法歷來都是研究重點。據(jù)統(tǒng)計，我國水稻年種植面積3 013.7萬hm2，產(chǎn)量達20 423.6萬t[1-3]。水稻種植過程中育秧階段十分重要，常見的水稻種植普遍采用秧苗移栽方式。水稻育秧過程中需要大量的育秧土為秧苗生長提供養(yǎng)分，往往需要采集大量土壤，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境受到破壞，嚴重影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[4-5]。

水稻育秧環(huán)節(jié)中，育秧基質(zhì)原材料的選擇對水稻育秧效果起決定性作用[6]。目前，我國大部分水稻育秧地區(qū)仍然選擇自制育秧土。由于土壤的肥力程度不均勻，使所育秧苗的綜合素質(zhì)存在明顯差異，同時浪費了大量土資源。有機基質(zhì)栽培技術(shù)具有營養(yǎng)物質(zhì)穩(wěn)定、操作制作設(shè)備簡單、經(jīng)濟可觀、便于管理等優(yōu)點，成為當(dāng)下主要的研究方向。經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的沼渣含有大量氮、磷、鉀及有機質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)[7]，還含有豐富的腐殖酸，是非常值得推廣的有機肥料，同時可作為水稻秧苗有機栽培基質(zhì)。

本研究以畜禽糞便沼渣、發(fā)酵腐熟好的秸稈、碳化稻殼以及其他輔助配料，按照不同體積的配比制成水稻育苗基質(zhì)[8-10]，通過研究不同配比的復(fù)合基質(zhì)對水稻秧苗素質(zhì)的影響，優(yōu)化出相對較好的水稻育苗有機生態(tài)基質(zhì)配方，為我國水稻種植產(chǎn)業(yè)提供高效的種植途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

沼渣：試驗所用沼渣是以牛糞為主要發(fā)酵原料正常產(chǎn)氣3個月以上的沼氣池內(nèi)的發(fā)酵產(chǎn)物，直接進行風(fēng)干處理即可，將沼渣置于太陽下自然干燥備用。

秸稈：選用完全發(fā)酵腐熟處理的玉米秸稈。

鋸末：選用經(jīng)過完全腐熟發(fā)酵后的鋸末，結(jié)束腐熟過程后，晾干備用。

稻殼：選用經(jīng)過碳化處理后完全碳化且基本保持原形的炭化稻殼。

河沙：選用河沙作為栽培基質(zhì)時，其顆粒直徑以0.5～3.0 mm為宜。

本次試驗所選的試驗材料理化性質(zhì)[11]如表1所示。

1.2 試驗設(shè)計

將各基質(zhì)材料按照一定比例混合（按體積比），配制成8種不同配方的復(fù)合基質(zhì)，用于水稻育苗試驗。以用于生產(chǎn)的商品化育苗基質(zhì)作為對照（CK）。不同復(fù)合基質(zhì)配比設(shè)計如表2所示。

2021年4月19日開始進行基質(zhì)育苗試驗，試驗地點為吉林省農(nóng)業(yè)機械研究院內(nèi)溫室大棚。試驗水稻品種為吉粳511，育苗試驗育苗盤采用規(guī)格為58 cm×28 cm×3 cm的硬質(zhì)塑料育苗盤。每種配方的育苗基質(zhì)設(shè)3個重復(fù)，育苗盤內(nèi)敷設(shè)育苗基質(zhì)的厚度為2.5 cm，覆蓋育苗基質(zhì)厚度0.5 cm左右，每盤播芽谷（120±1.6） g。水稻播種前浸種2 d，在35 ℃中溫條件下催芽2 d，當(dāng)種子露白后進行晾干、質(zhì)量稱重、播種。在播種前將基質(zhì)澆透水，出苗前保持基質(zhì)濕潤，出苗后基質(zhì)發(fā)白前不澆水。分別于播種后第7、15、25、35天對植株和基質(zhì)進行取樣，測定秧苗生理特征相關(guān)指標(biāo)及基質(zhì)理化性質(zhì)[12]。

基質(zhì)取樣時，應(yīng)輕輕抖落植株根際附近粘連的基質(zhì)。取50 g鮮基質(zhì)樣，放冰箱中待測。取50 g鮮基質(zhì)樣，烘干研磨待測。

2 結(jié)果與分析

2.1 育秧基質(zhì)理化性質(zhì)

2.1.1 不同配方基質(zhì)的物理性質(zhì)

容重和孔隙度是衡量基質(zhì)氣液固三相比例是否合適的較為簡單的指標(biāo)[13-14]。一般認為，理想栽培基質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)為容重0.2～0.8 g/cm3，總孔隙度在54%～96%，通氣孔隙與持水孔隙之比以1∶2～1∶4為宜 。

如表3所示，試驗自行配制的8種復(fù)合基質(zhì)容重為0.337～0.542 g/cm3，總孔隙度67.31%～70.29%，大小孔隙比1∶1.4～1∶2.81。除A7和A8的大小孔隙比偏低外，其余均符合優(yōu)良基質(zhì)的要求。CK的容重為0.72 g/cm3，總孔隙度59.07%，大小孔隙比為1∶3.84。CK的容重值最高。各復(fù)合基質(zhì)的通氣孔隙均明顯大于對照，持水孔隙與對照接近，大小孔隙比均小于對照，表明各復(fù)合基質(zhì)的通氣性能優(yōu)于CK，持水性能與CK相差不大。

2.1.2 不同配方基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

pH值是基質(zhì)種植效果的重要參數(shù)之一，直接影響植物養(yǎng)分吸收[15]。水稻在秧苗期喜酸，最佳pH值為4.5～6.0。pH值若呈現(xiàn)過酸或過堿，都會影響幼苗的正常生長發(fā)育，并容易使水稻秧苗在苗期感染疾病。如表4所示，各配方育秧基質(zhì)的pH值均滿足水稻適宜生長的微酸性環(huán)境。

電導(dǎo)率（EC值）直接反映基質(zhì)帶有的可溶性鹽分，會直接影響秧苗的生長情況[16-18]。作物生長的安全EC值為小于2.6 mS/cm。從表4可以看出，各復(fù)合基質(zhì)及CK的EC值均符合優(yōu)良基質(zhì)的要求。

有機質(zhì)含量與基質(zhì)的肥力水平密切相關(guān)，有機質(zhì)含量對水稻秧苗生長及根系發(fā)育有一定促進作用[19]。從表4數(shù)據(jù)可以看出，各配方基質(zhì)及CK的有機質(zhì)含量均比自然土壤（有機質(zhì)含量1%～5%）要高很多，滿足水稻秧苗正常生長的營養(yǎng)需求。各復(fù)合基質(zhì)的速效氮、速效磷、速效鉀含量比較豐富，能夠滿足水稻育秧期間秧苗養(yǎng)分吸收強度。而CK的速效氮、速效磷、速效鉀含量明顯比各復(fù)合基質(zhì)低。各復(fù)合基質(zhì)與CK的具體種植效果還需通過育秧試驗來驗證。747F3A7E-AB77-474E-9990-A700D0C30767

2.2 基質(zhì)育苗過程中理化性質(zhì)的變化

2.2.1 速效磷含量的變化

速效磷含量可以反映基質(zhì)中磷素的現(xiàn)實供應(yīng)狀況[20]。不同配方水稻育苗基質(zhì)速效磷含量的變化情況，見圖1。試驗組水稻育苗基質(zhì)的速效磷含量總體呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，生產(chǎn)后期基質(zhì)中速效磷含量與育秧前基質(zhì)中速效磷含量基本相同。在整個水稻秧苗的生長期，水稻育苗基質(zhì)中磷養(yǎng)分供應(yīng)充足。各配方處理中，A7、A8在第一次取樣時速效磷含量達到最高值，為231.12 mg/kg和223.36 mg/kg，這可能與沼渣中磷含量較高有關(guān);沼渣添加比例少的A1和A2在第一次取樣時速效磷含量相對較低，為171.86 mg/kg和176.35 mg/kg。各試驗組配方基質(zhì)的速效磷含量均明顯高于CK，并且在育苗過程中速效磷含量變化趨勢比較接近，水稻秧苗生產(chǎn)后期基質(zhì)速效磷殘留量由大到小依次為A7>A3>A8>A5>A4>A6>A1>A2>CK。

2.2.2 速效鉀含量的變化

不同配方水稻育苗基質(zhì)的速效鉀含量變化曲線，見圖2?？梢钥闯?，各試驗組水稻育苗基質(zhì)速效鉀含量的變化趨勢基本相同，即在水稻育秧期，基質(zhì)中速效鉀的含量呈整體下降趨勢，第二次到第三次采樣中間下降幅度較大，第三次采樣后趨于平緩。從圖2可以看出，各配方基質(zhì)速效鉀含量基本呈持續(xù)下降趨勢，但各配方處理各個時期速效鉀含量均明顯高于CK，育苗快結(jié)束時，各配方基質(zhì)中速效鉀殘留量由大到小依次為A3>A6>A8>A7>A1>A2>A5>A4>CK。

2.2.3 速效氮含量的變化

不同配方水稻育苗基質(zhì)速效氮含量的變化曲線，見圖3。各配方基質(zhì)速效氮含量均隨著時間的加長逐漸下降。在水稻育苗前期，水稻育苗中氮養(yǎng)分充足，基質(zhì)中速效氮含量也較高。隨著基質(zhì)中氮養(yǎng)分被水稻秧苗不斷吸收，基質(zhì)中速效氮含量隨之降低。在第四次取樣時，各配方基質(zhì)速效氮含量又都有所增加。從整體上看，各配方基質(zhì)在水稻育苗過程中速效氮與速效磷的變化趨勢基本相同，均呈現(xiàn)先降低后升高，但速效氮含量隨著育苗期的結(jié)束明顯降低，對照組速效氮變化則較為平緩。

2.3 不同配方基質(zhì)物理性質(zhì)的變化

由圖4可以看出，各階段基質(zhì)容重變化不大，容重表現(xiàn)穩(wěn)定，對照組容重值最大。育苗期間基質(zhì)總孔隙度波動較大，各配方基質(zhì)以及CK的總孔隙度在25 d時下降到最低值，第35天取樣時總孔隙度又有所升高。整個育秧過程A6總孔隙度最大，各取樣點值分別為70.29%、69.57%、68.32%、62.78%、66.97%。

由圖4可以看出，整個育苗期，各處理及CK通氣孔隙整體變化不大，最終略有升高。而持水孔隙在育苗結(jié)束期孔隙度大幅度減少，持水孔隙度呈持續(xù)下降趨勢，分苗后7 d、15 d、25 d、35 d的持水孔隙度最大的配方基質(zhì)分別為A3、A6、A4、A5，育苗結(jié)束后各配方基質(zhì)持水孔隙由大到小依次為A3>A4>A6>A5>CK>A1>A7>A2>A8。

3 結(jié)論與討論

水稻基質(zhì)的研究有利于促進水稻產(chǎn)量提升，并且方便了后續(xù)的種植、施肥等工序，對于農(nóng)業(yè)廢棄物實現(xiàn)了資源化的可循環(huán)利用。

以畜禽糞便沼渣、發(fā)酵腐熟好的秸稈、碳化稻殼以及其他輔助配料，按照不同體積比配制成基質(zhì)，以目前市場上應(yīng)用的商品化基質(zhì)作為對照，從基質(zhì)理化性質(zhì)變化進行評價與篩選，并對各項測定指標(biāo)進行相關(guān)性分析，優(yōu)化出水稻育苗有機生態(tài)基質(zhì)配制方法。最終得出，當(dāng)水稻種植基質(zhì)配制體積比為沼渣20%～25%、碳化稻殼5%～10%、河沙10%、腐熟秸稈50%～55%、腐熟鋸末10%較為適合。

本次研究在為水稻育苗產(chǎn)業(yè)提出新工藝的同時，結(jié)合了好氧發(fā)酵與厭氧發(fā)酵后續(xù)的產(chǎn)物，實現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用，之后可根據(jù)相關(guān)原料配比進行育苗生產(chǎn)試驗。

參考文獻：

[1]林育炯，張均華，胡志華，等.我國水稻機插秧育秧基質(zhì)研究進展[J].中國稻米，2015，21（4）：7-13.

[2]張野，何鐵光，何永群，等.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀概述[J].農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用，2014（3）：64-67，72.

[3]蔣紅剛，魏廣彬，蔣祖明，等.水稻育秧基質(zhì)生產(chǎn)與使用環(huán)節(jié)適宜水分的確定研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（23）：35，37.

[4]崔景富.水稻基質(zhì)育苗與常規(guī)育苗對比試驗[J].北方水稻，2014，44（1）：40-42.

[5]劉志剛，王紀章，徐云峰，等.基質(zhì)配方和灌溉方式對生菜根系和產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2014，45（2）：156-160.

[6]王送軍.水稻工廠化基質(zhì)育秧技術(shù)應(yīng)用[J].農(nóng)機使用與維修，2021（11）：18-20.

[7]張莉.水稻新基質(zhì)育苗技術(shù)應(yīng)用[J].農(nóng)村實用科技信息，2012（4）：16-17.

[8]史志中，張璐，丁莉.水稻基質(zhì)育秧技術(shù)優(yōu)勢凸顯[J].農(nóng)機科技推廣，2012（10）：34.

[9]曾清華.紙廠廢棄麥秸末腐熟合成基質(zhì)的工藝參數(shù)篩選及其在蔬菜作物上的應(yīng)用[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[10]鄭鐵志，鄒世麗，翟坤程，等.吉林水稻規(guī)格化育秧技術(shù)驗證[J].農(nóng)機科技推廣，2017（6）：50-51.

[11]唐志強，董立強，李睿，等.氮素與土壤類型對水稻秧苗素質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響[J].作物雜志，2018（3）：141-147.

[12]王津，魏賽金，魏麗梅.秸稈腐熟劑對水稻秧苗素質(zhì)及育秧基質(zhì)微生物的影響[J].核農(nóng)學(xué)報，2021，35（10）：2413-2422.

[13]李志翔，湯計超，吳朝暉，等.不同育秧方式對水稻秧苗素質(zhì)及產(chǎn)量的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，59（23）：41-45，62.

[14]趙海成，聶強，辛明強，等.蘇打鹽堿地水稻基質(zhì)板育苗的產(chǎn)量品質(zhì)效應(yīng)研究[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2021，33（3）：1-7.

[15]張志民，李春艷，王迎君.水稻基質(zhì)育苗和傳統(tǒng)育苗對比試驗總結(jié)[J].新農(nóng)業(yè)，2021（1）：7-9.

[16]馬疏言，蘇慶旺，武志海，等.不同育秧基質(zhì)對水稻秧苗素質(zhì)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)，2018（16）：56-57.

[17]譚雪明，胡凱，李木英，等.稻草基質(zhì)育秧的氮肥管理對水稻秧苗素質(zhì)的影響[J].雜交水稻，2018，33（3）：59-63，69.

[18]鄧亮.育秧基質(zhì)對水稻工廠化盤育秧秧苗素質(zhì)的影響[D].荊州：長江大學(xué)，2016.

[19]李睿，張悅，張睿，等.不同配比基質(zhì)對水稻秧苗素質(zhì)的影響[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（6）：19-21.

[20]鄭在環(huán)，于晶，于慧玲，等.秸稈基質(zhì)育秧對水稻秧苗素質(zhì)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)，2018（19）：67.

（編輯：郭 瑞）747F3A7E-AB77-474E-9990-A700D0C30767