接種菌劑腐熟稻草育秧基質提高機插稻秧苗素質及產量

呂偉生，黃國強，邵正英，曾勇軍，石慶華，潘曉華，魏賽金※

（1. 江西農業大學生物科學與工程學院/雙季稻現代化生產協同創新中心/江西省作物生理生態與遺傳育種重點實驗室/江西省農業微生物資源開發與利用工程實驗室，南昌 330045； 2.江西省紅壤研究所/國家紅壤改良工程技術研究中心/農業部江西耕地保育科學觀測實驗站，南昌 331717）

接種菌劑腐熟稻草育秧基質提高機插稻秧苗素質及產量

呂偉生1,2，黃國強1，邵正英1，曾勇軍1，石慶華1，潘曉華1，魏賽金1※

（1. 江西農業大學生物科學與工程學院/雙季稻現代化生產協同創新中心/江西省作物生理生態與遺傳育種重點實驗室/江西省農業微生物資源開發與利用工程實驗室，南昌 330045； 2.江西省紅壤研究所/國家紅壤改良工程技術研究中心/農業部江西耕地保育科學觀測實驗站，南昌 331717）

為探明稻草育秧基質在機插稻生產中的應用效果，該文以水稻土（CK）為對照，研究了接種自制腐稈菌劑的稻草基質（T1）、不接種腐稈菌劑的稻草基質（T2）2種基質理化性狀及其對機插稻秧苗素質、機插質量及產量形成的影響。結果表明，T1、T2容重顯著低于CK，含水量、孔隙度（通氣孔隙度和持水孔隙度）和養分含量則顯著高于CK；接種腐稈菌劑改善了稻草育秧基質的理化性狀，可降低基質有機質含量、提高速效養分濃度及減小碳氮比（C/N）。與T2和CK相比，T1培育出的秧苗綜合素質較好、機插質量高，有利于促進大田分蘗早生快發，同時增加了各時期葉面積指數、干物質質量及N、P、K吸收量，可形成較多的有效穗和充足的總穎花量，最終促進水稻高產的形成。T1產量比CK提高了4.37%，增產效果顯著。可見，接種腐稈菌劑的稻草基質能滿足水稻秧苗正常生長，與當前機插技術兼容性強，有利于提高機插稻產量及稻草的資源化利用，是一種較為理想的機插稻育秧基質。

基質；機械化；秸稈；機插稻；腐稈菌劑；理化性狀；秧苗素質；產量形成

0 引 言

水稻是中國的主要糧食作物，全國有近2/3的人口以稻米為主食，水稻生產在保障國家糧食安全方面占有極其重要的地位[1-3]。隨著經濟的快速發展和農村勞動力的大量轉移，機械化已成為水稻生產發展的重要方向，但種植機械化仍是其中最薄弱環節，雙季稻區種植機械化發展尤為緩慢[4]。“秧好一半禾，壯秧產量高”，足見育秧在水稻生產中的重要性。而機插稻育秧與傳統水稻育秧差異較大，育秧難特別是育秧基質問題一直是制約機插稻發展的一個重要因素[5]。目前，旱地土育秧和本田泥漿育秧是中國南方稻區機插育秧的主要方式，但其用土（泥）量大、對土壤耕作層破壞嚴重、勞動強度大等問題突出，不利于機插秧的可持續發展[6]。因此，充分利用有機廢棄物如食用菌菌渣[7-8]、谷殼[8-10]、草木灰[11]、泥炭[12]和有機肥[13-14]等原料，研發可全部或部分替代土（泥）的水稻育秧基質成為當前的研究熱點。中國農業廢棄物資源十分豐富，每年僅作物秸稈產量就多達7億t，其中近1/3為水稻秸稈[15-16]。然而，因缺乏相應的技術和設備，2/3以上的秸稈被廢棄或焚燒，造成嚴重的資源浪費和環境污染[17]。合理利用秸稈開發有機基質，不僅能解決因廢棄或焚燒帶來的資源浪費和環境污染問題，也可以在一定程度上緩解育秧取土（泥）難的問題[18-19]。目前秸稈作為有機基質的研究和應用主要集中在辣椒[20]、番茄[21-22]等蔬菜栽培上，而作為機插稻育秧基質的研究還鮮有報道[23]。近年來，本研究團隊篩選出能夠快速分解稻草的微生物，并研制成了復合腐稈菌劑[24]，該菌劑可顯著提高稻草堆肥質量[25]及稻草還田效果[26-28]。受此啟發，本研究以稻草、水稻土及自行研制的復合腐稈菌劑為試驗材料，按照一定比例混配成稻草育秧基質[23]，在大田條件下探究基質對機插稻秧苗素質、機插質量及產量形成的影響，以期為稻草資源化利用與機插稻生產發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

復合腐稈菌劑由黑曲霉、韋氏芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、葡萄球菌、氧化木糖無色桿菌組成，其中黑曲霉孢子濃度為1.0×1010cfu/g，總細菌活菌數為1.5×1010cfu/g。稻草為江西農業大學農業科技園頭年晚季稻收割后風干的稻草，用機械粉碎過0.85 mm篩后備用。水稻土取自江西農業大學上高水稻試驗基地稻田耕作層（0～20 cm），經風干、磨碎并過5 mm篩后備用。供試水稻品種為三系雜交晚秈稻H優518（國審稻2011020，被農業部確認為2013年全國12個超級稻示范推廣品種之一），該品種豐產性好、米質優且生育期適宜，是江西、湖南等雙季稻區晚稻機插的主推品種。

1.2 試驗設計

稻草腐熟于2015年6月在江西農業大學江西省農業微生物資源開發與利用工程實驗室進行。腐熟試驗設2個處理，處理1接種質量分數為8%的腐稈菌劑，處理2為不接種菌劑。根據微生物的發酵原理，接種質量分數控制在1%～10%均是可行的，前期室內試驗接種量為5%[25]，為了保證菌劑在復雜的大田環境仍具有較高活性但又不與水稻爭奪過多的養分，故接種量設為8%。具體方法為：將稻草粉加水調至含水率60%～65%（處理1加水前即接種腐稈菌劑），添加質量分數1.0%的尿素，混合均勻后置于塑料桶內堆漚發酵，3 d后進行翻堆，并向堆體澆水，保證含水率為60%～65%，之后每3 d翻堆一次，以保證好氧條件，14 d后即得腐熟稻草。在稻草堆置發酵期間，室溫控制在25～35 ℃，堆體溫度控制在35～60 ℃[29]。

基質育秧及大田機插試驗于2015年7－10月在江西農業大學上高水稻試驗基地進行。7月2日進行基質育秧試驗，設置3種處理﹕接種8%菌劑腐熟稻草﹕水稻土體積比為2﹕1（T1）、不接種菌劑腐熟稻草﹕水稻土體積比為2﹕1（T2）、水稻土（CK）。水稻播種前用100 mg/kg烯效唑（質量分數5%的可濕性粉劑）溶液浸種24 h，35℃催芽24 h。采用毯狀塑料硬質秧盤（秧盤內部長×寬×高為58 cm× 21.5 cm×2.8 cm）進行流水線播種，盤內基質厚度2.6 cm，落谷密度2粒/cm2。秧盤置于秧田采用半旱育秧方式進行秧苗管理。

7月21日進行大田機插試驗，采用隨機區組設計，每個處理設置3次重復，每次重復對應的小區面積72 m2（4 m×18 m）。采用井關牌乘坐式高速窄行插秧機栽插，栽插行株距25 cm×14 cm，取秧面積1.8 cm2，機插深度約2 cm。氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量分別為180、90、165 kg/hm2，其中磷全作基肥，氮和鉀按基肥﹕分蘗肥﹕穗肥=5﹕2﹕3施用，分蘗肥與穗肥分別在機插后7 d和倒2葉抽出期施用。水分管理及其他大田栽培措施均按高產技術規程進行。

1.3 指標與方法

1.3.1 基質理化性質

基質容重、孔隙度（通氣孔隙度、持水孔隙度）及含水量等物理性質指標采用常規方法測定[30]；基質pH、有機質、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量等化學性質指標參也照常規方法測定[31]。

1.3.2 水稻秧苗素質

移栽前1 d，每個處理選取3個10 cm×10 cm的秧塊，計數秧苗高度大于平均苗高1/2的秧苗數，除以種子總數即為成苗率。結合成苗率測定，每個秧塊選取30株成苗的秧苗，分別記錄葉齡、測定苗高、莖基寬、根長及根數（0.5 cm以上的不定根），同時用手持便攜式葉綠素儀SPAD-520測定秧苗倒數第1片全展葉的相對葉綠素含量SPAD（soil and plant analyzer development, SPAD）值。最后將根和莖葉分開，在干燥箱內105 ℃殺青15 min，再于80 ℃烘至恒質量，冷卻至室溫后稱質量。

1.3.3 秧苗機插質量及田間發根力

參照《水稻插秧機試驗方法》(GB 6243－2003)[32]，栽后當天每個小區選取中部的一個工作帶內（共8行，每行15穴）的120穴為一調查點，調查每穴苗數、傷秧率、漏蔸率、漂苗率和翻倒率。移栽后7 d，各處理再選取3個調查點，每個調查點選取長勢均勻的10穴秧苗，計算每株的新生根數（0.5 cm以上的不定根），以表示秧苗的田間發根力。

1.3.4 水稻大田生長特性

1）莖蘗動態。機插當天開始調查，每個小區定苗10穴，每4 d調查一次莖蘗動態，直到齊穗期。

2）干物質質量及葉面積指數。于幼穗分化III期（二次枝梗分化期）、齊穗期、成熟期，每個小區調查50穴的莖蘗數，按5點取樣法選取代表性的植株5穴，將莖鞘、葉、穗分開包扎，在干燥箱內105 ℃殺青20 min，再于80 ℃烘至恒質量，冷卻至室溫后稱質量；同時按小葉干質量法測算葉面積指數。

3）N、P、K養分吸收量。將成熟期干物質樣品粉碎，過0.15 mm篩，N用FOSS—2300型全自動定N儀測定，P用釩鉬黃比色法測定，K用火焰光度計測定[31]。

1.3.5 產量及產量構成

成熟期取樣考種，每個小區按平均有效穗數選5株考查總粒數、空粒數、千粒質量，同時每個小區中心實割250穴，脫粒、曬干、風選后稱質量，最后計算實際產量。

1.4 相關指標計算

1.5 數據統計分析

運用Excel 2007和DPS 7.05進行數據分析和圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 基質理化特性

2.1.1 基質物理性質

基質物理性質決定了其持水性能、通氣狀況，對養分轉化能力也具有重要影響。由表1可知，不同育秧基質的物理性質存在一定差異。與純水稻土（CK）相比，添加稻草基質處理（T1、T2）可顯著降低容重，T1、T2容重分別比CK低58.65%、63.46%；同時顯著提高含水率和孔隙度（通氣孔隙度和持水孔隙度）。接種復合菌劑腐解稻草基質（T1）與不接種復合菌劑腐解稻草基質（T2）相比，各項物理性狀指標總體表現為T1、T2二者差異未達顯著水平。

表1 不同育秧基質的物理性質Table 1 Physical properties of different seedling substrates

2.1.2 基質化學性質

從表2可以看出，不同育秧基質的化學性質也存在較大的差異。3種基質pH值在5.5～6.5之間，其中T1、T2顯著大于CK，但均滿足水稻秧苗適宜生長的弱酸環境[33-34]。有機質含量與基質肥力密切相關，對秧苗生長具有一定促進作用。T1、T2有機質含量顯著高于CK，分別是CK的12.12和12.89倍。基質全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀等養分含量按T1、T2、CK的順序依次遞減，T1、T2顯著高于CK，全氮、速效磷含量T1與T2差異顯著。碳氮比（C/N）是反應基質穩定性能的一項重要指標，稻草基質C/N較高，T1、T2顯著大于CK，T2也顯著大于T1。

表2 不同育秧基質的化學性質Table 2 Chemical properties of different seedling substrates

2.2 水稻秧苗素質

受基質理化性狀的影響，不同育秧基質培育出的秧苗綜合素質有一定差異（表3）。除充實度外，秧苗素質其余指標均表現為按T1、T2、CK的順序逐漸遞減，T1顯著大于CK，其中壯秧指數增幅達8.57%；根長、根數、SPAD值以及根干質量T1、T2之間差異達顯著水平。可見，稻草基質適宜秧苗生長，可顯著提高秧苗素質，接種腐稈菌劑腐解的稻草基質則更有利于秧苗地下部的生長，同時能較好地維持根冠之間的協調性，從而促進地上部健康生長。

表3 不同育秧基質對秧苗素質的影響Table 3 Effects of different seedling substrates on seedling quality

2.3 秧苗機插質量

水稻大田機插質量受秧苗素質、根系盤結力及秧田成苗率的綜合影響，并通過基本苗數影響群體發育。表4顯示，成苗率各處理間差異不顯著。漏蔸率則表現為T1

表4 不同育秧基質對機插質量的影響Table 4 Effects of different seedling substrates on mechanical transplanting quantity

2.4 水稻大田生長特性

2.4.1 莖蘗動態

水稻莖蘗動態是群體生長的直觀表現，也是影響產量形成的重要因素。由圖1可以看出，各時期莖蘗數均表現為T1>T2>CK。機插后8 d內，T1、T2莖蘗數變化明顯，分別增加了137.02%和131.29%，而CK僅增加了112.49%。各處理在機插20 d后分蘗增長速率開始降低，并于機插后28～32 d左右出現分蘗最高峰。之后無效分蘗陸續死亡，莖蘗數不斷降低，至機插后56～60 d莖蘗數基本穩定。經定點調查，得到最終成穗數T1（371.45×104/hm2）高于T2（362.90×104/hm2）和CK（350.50×104/hm2）。成穗率（成穗數與高峰苗數的百分比）依次為T1（55.78%）>T2（55.19%）>CK（53.98%），其中T1比CK高3.33%，但二者無顯著差異。總體來看，接種腐稈菌劑的稻草基質育秧處理能促進大田分蘗早生快發，提高分蘗成穗率并獲取較多的有效穗數。

圖1 不同育秧基質對莖蘗動態的影響Fig.1 Effects of different seedling substrates on dynamics of tiller

2.4.2 光合生產

葉片是植物進行光合生產的重要器官，各生育時期葉面積的大小對水稻群體結構及產量形成具有重要影響。從圖2a可以看出，各生育時期葉面積指數（LAI）均表現為T1>T2>CK，各處理在分化III期差異不顯著；齊穗期至成熟期（灌漿結實期）差異增大，齊穗期T1比CK高9.40%，成熟期T1比 CK高25.09%，T1與CK之間存在顯著差異。T1 的LAI在齊穗期達6.5以上，并在整個灌漿結實期維持較高的水平。

各處理地上部干物質質量變化與LAI規律一致（圖2b），各生育時期也均表現為T1>T2>CK，分化III期各處理無顯著差異；齊穗期T1顯著高于CK，增幅達6.86%；至成熟期T1顯著高于T2和CK，增幅分別為3.91%、6.97%。由此可見，稻草基質特別是接種腐稈菌劑的稻草基質更有利于促進全生育期尤其是中后期光合生產。

2.4.3 養分吸收

水稻成熟期N、P、K等養分吸收的分析如圖3所示，各養分吸收量均表現為按T1、T2、CK的順序依次遞減，其中T1顯著高于CK，這與總干物質積累的變化趨勢一致。與CK相比，T1的N吸收量增加了6.83%，P吸收量增加了11.80%，K吸收量增加了6.30%。上述表明，稻草基質尤其是接種腐稈菌劑的稻草基質使水稻養分吸收優勢明顯增強。

圖2 不同育秧基質對不同生育期水稻葉面積指數及干物質質量的影響Fig.2 Effects of different seedling substrates on LAI and dry matter production of rice in different growth stage

圖3 不同育秧基質對養分吸收的影響Fig.3 Effects of different seedling substrates on nutrient absorption

2.5 產量及產量構成

由表5可知，水稻最終產量為T1>T2>CK，與CK相比，T1能顯著提高產量。其中，T1產量較CK提高4.37%。再從產量構成上看，有效穗數和總穎花量均表現為T1>T2>CK，T1與CK差異顯著，這與產量變化規律一致。其中T1有效穗數比CK高4.30%，總穎花量T1比CK高4.89%；而每穗粒數、結實率及千粒質量在各處理間差異不顯著。

由此表明，本試驗條件下機插晚稻產量的增加主要通過提高有效穗數來實現。增加有效穗數，并保持較大的穗型（較多的每穗粒數）以形成較多的總穎花量，同時保證較高的結實率及千粒質量，是添加菌劑腐熟稻草基質育秧取得高產的重要原因。

3 討 論

3.1 稻草基質對秧苗素質的影響

基質作為秧苗生長介質，除具備固持、供水、供肥和通氣等功能，還要求所培育的秧苗整齊度高、盤根性好、根冠比協調，并能適應機械化播種和流水線作業，因而實際生產對其綜合性能有更高要求[5]。基質的理化性狀如容重、持水性、孔隙度、pH值及養分含量等均與秧苗素質密切相關，并影響到機插質量和最終產量[33]。研究表明，適宜作物生長的基質容重為0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度為54%～96%；其中適宜水稻秧苗生長的pH值為5.4～7.0，C/N小于30，養分含量適中[34]。魯耀雄等[13-14,33,35]采用基質育秧，發現基質養分含量、持水性、保水抗旱性等均優于傳統營養土，因此秧苗的苗高、莖基寬、莖葉干質量、根長、根數、根干質量、根系活力等指標相比營養土也均有顯著優勢。本試驗中稻草基質物理性狀適宜，養分含量高，大部分理化性狀都處于較適宜秧苗生長的范圍，能適應機械播種作業，其中接種復合菌劑腐解稻草還在一定程度上改善了稻草基質性能，所培育秧苗地上部與地下部生長特征及綜合素質總體優于對照。相比于對照，稻草基質具有更小的容重、更好的通氣狀況和更強的持水性能，有利于種子出苗和根系生長，能育出均勻健壯的秧苗，同時也可有效減輕育秧及機插過程中的工作強度，提高育秧和插秧的效率。其中主要原因是，稻草質地輕盈，且富含有機質和氮、磷、鉀等速效養分[36]，堆漚發酵將不穩定的大分子有機物降解為速效養分和穩定的腐殖質[37]，接種腐稈菌劑則進一步加快了腐解速度、提高了堆漚質量[25,38]。而就稻草基質而言，腐稈菌劑主要通過改善基質化學性狀來提高秧苗素質，如降低有機質含量、提高速效N、P養分濃度及減小C/N等，而對基質的物理性狀影響較小；同時也可能是改善了基質生物性狀，如微生物的種類、數量及相關酶活性等[25]。

3.2 稻草基質對機插質量的影響

較高質量的機插秧是農機與農藝密切配套的結果。機插稻秧苗不僅要嚴格符合插秧機作業質量的標準，同時還要有利于水稻高產優質的形成，因此秧苗素質對機插質量及產量形成均具有十分重要的影響。在當前的技術條件下，機插稻的壯秧標準為：葉齡2.5～4.0，苗高12～20 cm，莖基寬2 mm以上，葉色翠綠，根系盤結成毯，群體成苗率高，栽后早發性好[6]。本試驗中，相比于傳統水稻育秧土，稻草基質培育出的秧苗素質較高，相關指標基本達到機插壯秧標準。秧田成苗率與基質的通氣性狀、持水性能及養分含量密切相關，成苗率也決定了秧盤中秧苗的數量和質量，并直接影響機插質量（特別是漏蔸率與基本苗數）[33]。稻草基質主要由腐熟的水稻秸稈組成，質地疏松、通氣狀況良好、持水能力較強、養分含量較高，所育秧苗根系發達、地上部健壯、根冠比協調、成苗率較高，能更好地適應大田機械化栽插作業，因此最終保證較高的機插質量（如較低的漏蔸率及較強的大田發根力）。其中，稻草基質處理的機插質量總體優于傳統水稻土，接種腐稈菌劑的稻草基質與機插技術兼容性強，更有利于提高機插質量。與大面積生產相比，本試驗中各處理機插質量均表現較好，這可能與本試驗采用了播種機勻播及高性能插秧機栽插等最新農機技術有關。

3.3 稻草基質對產量形成的影響

前人關于機插稻育秧基質的研究主要側重于不同基質對秧苗素質及最終產量的影響，而對產量形成的影響研究較少。一般而言，秧苗素質弱，則機插質量差，栽插后秧苗返青活棵慢，分蘗缺位較多，最終穗數偏少，穗型偏小，產量下降[33,39-40]，同時也往往會造成齊穗期推遲，生育期延長[33,41]。相關研究表明，采用基質育秧可提高秧苗素質，秧苗移栽后返青快，分蘗力強，可促進穗數和大穗的形成，從而實現增產[33,40,42]。本研究發現，相比傳統的水稻土，稻草基質尤其是接種腐稈菌劑的稻草基質培育的秧苗地上部與根系生長特征及綜合素質較優，機插后大田發根力強，分蘗早生快發、成穗率較高，增加了各時期葉面積指數、光合產量及植株養分積累，可形成較多的有效穗和總穎花量，構建高質量群體，從而促進水稻高產的形成。但也有研究表明，基質育秧并不一定就能達到顯著增產的效果，如王顯等[43]研究發現多數基質產量略低于傳統營養土，這可能是基質配方不同所致。在本試驗中，機插晚稻總穎花量與產量呈極顯著正相關（r=0.925 1**），總穎花量的增加主要依靠有效穗數的提高（r=0.926 6**），而結實率及千粒質量與產量相關不顯著，這與張結剛等[44]研究結果基本一致。這也進一步表明，提高有效穗數以獲取較多的總穎花量，同時維持較高的結實率和千粒質量，仍是當前雙季機插稻實現高產的主攻方向。因此，雙季機插稻更應重視育秧基質的使用，在培育標準壯秧的基礎上保證較高的機插質量，同時優化大田肥水管理，從而塑造穗粒充足的高質量群體。

江西省是中國雙季稻優勢種植區，該區域年際間及早、晚稻季別間氣候波動較大，而本試驗僅研究了1季晚稻，難以全面反映稻草基質的應用效果，因此仍需開展多年份多季別的大田試驗，以更充實的試驗數據來支撐本文結論。此外，盡管本試驗中稻草基質育秧效果優于傳統水稻土，但綜合壯秧、培肥、抗病、高產等多功能基質產品的生產工藝技術還有待于進一步深入研究。

4 結 論

1）稻草基質容重顯著低于傳統育秧土，含水量、孔隙度和養分含量則顯著高于傳統育秧土；接種腐稈菌劑改善了稻草育秧基質的理化性狀，主要表現為提高基質速效N、P養分濃度及減小C/N。

2）與傳統育秧土和不接種腐稈菌劑的稻草基質相比，接種腐稈菌劑的稻草育秧基質育出的秧苗綜合素質較好、機插質量高，有利于分蘗早生快發；特別是相比傳統育秧土，接種腐稈菌劑的稻草育秧基質顯著增加了齊穗期和成熟期的葉面積指數（增幅9.40%、25.09%）、干物質質量（增幅6.86%、6.97%）及植株N、P、K吸收量（增幅6.83%、11.80%、6.30%），可形成較多的有效穗（增幅4.30%）和充足的總穎花量（增幅4.89%），從而促進高產（增產4.37%）。

3）將接種腐稈菌劑腐熟的稻草作為水稻機插育秧基質的主要成分，滿足水稻秧苗正常生長，與當前機插技術兼容性強，有利于提高機插稻產量及稻草的資源化利用。

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Straw substrate with decomposition agent improving seedling quality and yield of machine-transplanted rice

Lü Weisheng1,2, Huang Guoqiang1, Shao Zhengying1, Zeng Yongjun1, Shi Qinghua1, Pan Xiaohua1, Wei Saijin1※
(1. College of Biology Science and Engineering, Jiangxi Agricultural University/Collaborative Innovation Center for the Modernization Production of Double Cropping Rice/Jiangxi Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding/ Jiangxi Agricultural Microbial Resource Development and Utilization Engineering Lab, Nanchang 330045, China; 2. Jiangxi Institute of Red Soil / National Engineering and Technology Research Center for Red Soil Improvement/Scientific Observational and Experimental Station of Arable Land Conservation in Jiangxi, Ministry of Agriculture, Nanchang 331717, China)

Machine-transplanted rice had many advantages, such as maintaining high efficiency, saving cost, freeing labor, and stabilizing yield, so the area of machine-transplanted rice becomes larger and larger in China in recent years. With the expansion area of machine-transplanted rice, the demand for high quality of rice seedling becomes more and more important. However, traditional seedling raising method such as using paddy soil as the seedbed substrate is difficult to meet the growing demand of machine-transplanted rice seedling. It is predicted that more new seedbed substrates for rice seedlings such as mixed substrate and light soilless substrate will replace nutrient soil for raising rice seedling. Organic waste substituted as raising substrate, such as straw seedling substrate is widely used on vegetable production. In recent years, we have developed an organic compound decomposing agent, which can decompose the straw rapidly. And also, straw composting plus straw decomposition agent can improve the quality of compost. Inspired by these, we need to study the effect of straw decomposition agent applied to straw substrate seedbed and machine-transplanted rice production. Field experiments were conducted with hybrid rice cultivar Hyou518 at the experimental farm of Jiangxi Agricultural University, Jiangxi Province, China in late-growing season in 2015. And the experiments were conducted under the condition of mechanical seedling and transplanting with high-yield agronomy technology during the whole growth period of late rice, and with three replicates for each treatment. In the field experiments, three types of rice seedbed substrates: straw substrate plus straw decomposition agent (T1), straw substrate without straw decomposition agent (T2) and paddy soil (CK) were used to compare their physical and chemical properties. The effects of different seedbed substrates on seedling and transplanting quality and yield formation of machine-transplanted rice were also analyzed. The results showed that, bulk density of T1 and T2 were 58.65% and 63.46% lower (P<0.05) than CK, while the porosity (aeration porosity and water-holding porosity) and water content were significantly higher (P<0.05) than CK (except water-holding porosity of T2). Inoculating straw decomposition agent to straw seedbed substrate was beneficial to improve the physical and chemical properties of straw seedbed substrate, reduce organic content, improve available nutrient concentrations, and decrease C/N ratio. Compared with T2 and CK, T1 had better seedling and transplanting quality, earlier and faster growth of tillering at early growth stage, and higher LAI, dry matter production and nutrient (N, P, K) absorption. Moreover, T1 had more panicles and total spikelet, and higher grain yield. The grain yield of T1 was 2.25% and 4.37% higher than that of T2 and CK, respectively. The results suggest that straw seedling substrate plus straw decomposition agent fulfilled the condition of seedling growth, and the seedlings were more suitable for current mechanized transplanting technology than paddy soil. In summary, the straw seedbed substrate added with the decomposition agent is a suitable seedling substrate of machine-transplanted rice because of its superiority on improving the grain yield and the utilization of straw resources. The production process technology of multifunctional substrate that produces strong seedling, improves soil fertility and disease resistance, and produces high yield still needs to be further studied, even though straw seedbed substrate from this study is more suitable for current mechanized transplanting technology than traditional seedling raising pattern. In addition, it is noted that this study just included one year experimental data in late rice field. Future studies on the validation and perfection of multiple years and sites are needed in the future.

substrates; mechanization; straw; machine-transplanted rice; straw decomposition agent; physical and chemical properties; seedling quality; yield formation

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.025

S511; S233.71

A

1002-6819(2017)-11-0195-08

呂偉生，黃國強，邵正英，曾勇軍，石慶華，潘曉華，魏賽金. 接種菌劑腐熟稻草育秧基質提高機插稻秧苗素質及產量[J]. 農業工程學報，2017，33(11)：195－202.

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.025 http://www.tcsae.org

Lü Weisheng, Huang Guoqiang, Shao Zhengying, Zeng Yongjun, Shi Qinghua, Pan Xiaohua, Wei Saijin. Straw substrate with decomposition agent improving seedling quality and yield of machine-transplanted rice[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(11): 195－202. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.025 http://www.tcsae.org

2016-10-09

2017-04-20

國家科技支撐計劃（2011BAD16B04、2012BAD04B11、2013BAD07B1202）；江西省科技計劃項目（20144BBF60003）；公益性行業（農業）科研專項（201303102）

呂偉生，男，江西信豐人，博士，助理研究員，主要從事水稻機械化高產栽培技術研究。南昌 江西省紅壤研究所，331717。

Email：Lvweisheng2008@163.com

※通信作者：魏賽金，女，江西南昌人，博士，教授，主要從事農業生物技術研究。南昌 江西農業大學生物科學與工程學院，330045。

Email：weisaijin@126.com