不同配比水稻育苗基質的理化性能分析與配比優(yōu)化研究

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，探究不同配比的水稻育苗基質對水稻秧苗質量的影響。通過試驗，從基質理化性質等參數進行評價與選取，對各項測定指標進行相關性分析，優(yōu)化出水稻育苗有機生態(tài)基質配制方法，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%。

關鍵詞：基質;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。據統(tǒng)計，我國水稻年種植面積3 013.7萬hm2，產量達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，導致生態(tài)環(huán)境受到破壞，嚴重影響農業(yè)可持續(xù)發(fā)展[4-5]。

水稻育秧環(huán)節(jié)中，育秧基質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存在明顯差異，同時浪費了大量土資源。有機基質栽培技術具有營養(yǎng)物質穩(wěn)定、操作制作設備簡單、經濟可觀、便于管理等優(yōu)點，成為當下主要的研究方向。經過厭氧發(fā)酵后的沼渣含有大量氮、磷、鉀及有機質等營養(yǎng)物質[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。

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[8-10]，通過研究不同配比的復合基質對水稻秧苗素質的影響，優(yōu)化出相對較好的水稻育苗有機生態(tài)基質配方，為我國水稻種植產業(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)酵原料正常產氣3個月以上的沼氣池內的發(fā)酵產物，直接進行風干處理即可，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：選用經過完全腐熟發(fā)酵后的鋸末，結束腐熟過程后，晾干備用。

稻殼：選用經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[11]如表1所示。

1.2 試驗設計

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

2021年4月19日開始進行基質育苗試驗，試驗地點為吉林省農業(yè)機械研究院內溫室大棚。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的硬質塑料育苗盤。每種配方的育苗基質設3個重復，育苗盤內敷設育苗基質的厚度為2.5 cm，覆蓋育苗基質厚度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，當種子露白后進行晾干、質量稱重、播種。在播種前將基質澆透水，出苗前保持基質濕潤，出苗后基質發(fā)白前不澆水。分別于播種后第7、15、25、35天對植株和基質進行取樣，測定秧苗生理特征相關指標及基質理化性質[12]。

基質取樣時，應輕輕抖落植株根際附近粘連的基質。取50 g鮮基質樣，放冰箱中待測。取50 g鮮基質樣，烘干研磨待測。

2 結果與分析

2.1 育秧基質理化性質

2.1.1 不同配方基質的物理性質

容重和孔隙度是衡量基質氣液固三相比例是否合適的較為簡單的指標[13-14]。一般認為，理想栽培基質的標準為容重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種復合基質容重為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。各復合基質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，表明各復合基質的通氣性能優(yōu)于CK，持水性能與CK相差不大。

2.1.2 不同配方基質的化學性質

pH值是基質種植效果的重要參數之一，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，各配方育秧基質的pH值均滿足水稻適宜生長的微酸性環(huán)境。

電導率（EC值）直接反映基質帶有的可溶性鹽分，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，各復合基質及CK的EC值均符合優(yōu)良基質的要求。

有機質含量與基質的肥力水平密切相關，有機質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數據可以看出，各配方基質及CK的有機質含量均比自然土壤（有機質含量1%～5%）要高很多，滿足水稻秧苗正常生長的營養(yǎng)需求。各復合基質的速效氮、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合基質低。各復合基質與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 基質育苗過程中理化性質的變化

2.2.1 速效磷含量的變化

速效磷含量可以反映基質中磷素的現(xiàn)實供應狀況[20]。不同配方水稻育苗基質速效磷含量的變化情況，見圖1。試驗組水稻育苗基質的速效磷含量總體呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，生產后期基質中速效磷含量與育秧前基質中速效磷含量基本相同。在整個水稻秧苗的生長期，水稻育苗基質中磷養(yǎng)分供應充足。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;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，水稻秧苗生產后期基質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的速效鉀含量變化曲線，見圖2?？梢钥闯觯髟囼灲M水稻育苗基質速效鉀含量的變化趨勢基本相同，即在水稻育秧期，基質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，育苗快結束時，各配方基質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速效氮含量的變化曲線，見圖3。各配方基質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，基質中速效氮含量也較高。隨著基質中氮養(yǎng)分被水稻秧苗不斷吸收，基質中速效氮含量隨之降低。在第四次取樣時，各配方基質速效氮含量又都有所增加。從整體上看，各配方基質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 不同配方基質物理性質的變化

由圖4可以看出，各階段基質容重變化不大，容重表現(xiàn)穩(wěn)定，對照組容重值最大。育苗期間基質總孔隙度波動較大，各配方基質以及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分別為A3、A6、A4、A5，育苗結束后各配方基質持水孔隙由大到小依次為A3>A4>A6>A5>CK>A1>A7>A2>A8。

3 結論與討論

水稻基質的研究有利于促進水稻產量提升，并且方便了后續(xù)的種植、施肥等工序，對于農業(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，以目前市場上應用的商品化基質作為對照，從基質理化性質變化進行評價與篩選，并對各項測定指標進行相關性分析，優(yōu)化出水稻育苗有機生態(tài)基質配制方法。最終得出，當水稻種植基質配制體積比為沼渣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業(yè)提出新工藝的同時，結合了好氧發(fā)酵與厭氧發(fā)酵后續(xù)的產物，實現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用，之后可根據相關原料配比進行育苗生產試驗。

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