秸稈生物質板用于水稻育秧的效果初探

錢麗君，李加友，楊鵬，席加華，于建興

(1.嘉興學院 生物與化學工程學院，浙江 嘉興 314001； 2.嘉興市歸源農業技術開發有限公司，浙江 嘉興 314001)

水稻生產的全程機械化包括種植機械化、收割機械化等。其中，機械插秧在節省勞動力、提高生產效率和產量上優勢明顯，被逐步確立為我國水稻種植機械化的主推技術，成為我國水稻種植機械化發展的主要方向[1]。在國家政策層面上，原農業部在2006年出臺了《全國水稻生產機械化十年發展規劃(2006—2015年)》，大力推廣應用機械插秧[2]。但是，機械插秧也存在著漏插率高和導致分蘗推遲的問題，且對秧苗素質提出了更高的要求，除了個體健壯外，還要求群體均衡。傳統的機插育秧基質主要來自于田土，育秧取土會破壞農田或者林地耕作層，打破生態平衡，破壞自然環境，而且取土過程費時費力，育秧土的培肥、調酸、滅菌等也難以做到均勻一致，床土質量亦難保證，容易導致秧苗素質參差不齊[3-4]。因此，發展輕型無土育秧基質是工廠化育秧推廣應用的關鍵。育秧基質應具有良好的理化特性，容重、孔隙度、pH值、電導率(EC)、陽離子交換量(CEC)等指標應符合水稻育秧要求，此外，還應含有適量的營養元素[5]。本研究利用水稻秸稈發酵生產的生物質板開展水稻育秧研究，旨在探索其應用潛力，為充分利用農作物秸稈資源和發展輕型無土育秧基質提供借鑒與參考。

1 材料與方法

試驗選用ECO生物質育秧板，系嘉興學院開發的可用于替代傳統土壤培育水稻秧苗的新產品。規格20 cm×20 cm，厚度1 cm，以水稻秸稈為原料，經過生物3維(3D)打印技術成型。

試驗在一個育秧棚內完成。本試驗共設置3個處理：傳統育秧土(育秧土)，泥炭土育秧基質(泥炭土)，ECO生物質育秧板(育秧板)。每個處理設置5重復，比較不同基質對水稻機插秧苗質量的影響。

2 結果與分析

2.1 不同基質的理化性能

基質的物理屬性決定了基質的持水性能、通氣性能，并對基質養分轉化能力有一定影響。由表1可知，泥炭土、育秧板和育秧土分別屬于低容重、中容重和高容重基質，其中，泥炭土和育秧板的容重分別為育秧土的16%和22%。適宜的基質容重不僅有利于秧苗地上部生長及根系下扎，且操作簡單，便于運輸。泥炭土和育秧板的含水量低于育秧土。基質孔隙分布對水分保持和運動以及水稻水分吸收至關重要。泥炭土的總孔隙度和持水孔隙大于育秧土，也優于育秧板；通氣孔隙大于育秧土，和育秧板相差不大；大小孔隙比大于育秧土和育秧板，但育秧土和育秧板的大小孔隙比相差不大。總體來看，泥炭土的持水性能好于育秧土和育秧板，通氣性能上和育秧板差不多，都強于育秧土。

表1 育秧基質的物理性能

育秧土、泥炭土和育秧板的pH值在5.0～7.0，屬于適宜水稻生長的微酸性環境(表2)。有機質含量與基質肥力水平密切相關，并對水稻秧苗生長及根系發育有一定的促進作用。3種基質的有機質含量表現為育秧板>泥炭土>育秧土，育秧板和泥炭土的有機質含量分別是育秧土的16.8倍和15.2倍。氮素是水稻生長的重要營養元素之一，育秧板和泥炭土的全氮和堿解氮含量均高于育秧土，其中，全氮含量分別是育秧土的3.5倍和2.7倍。總體來看，泥炭土和育秧板基質的氮素營養可滿足水稻秧苗生長需求。

表2 育秧基質的化學特性

基質碳氮比(C/N)是反映基質物理、化學、生物穩定性能的重要指標。育秧土的C/N較低，同時其總的營養水平也低；而泥炭土和育秧板的堿解氮、速效磷、速效鉀含量均遠高于育秧土，可滿足水稻育秧期間的秧苗養分吸收強度，有利于減少基質育秧期間的管理工序。

2.2 不同基質對秧苗地上部分的影響

由圖1可以看出，泥炭土和育秧板的秧苗葉齡在5次測量中均大于育秧土。移栽前，泥炭土和育秧板中的秧苗葉齡分別為3.3和3.2，而育秧土中的秧苗葉齡為3.1。由圖2可知，泥炭土和育秧板的秧苗株高5次測量中均高于育秧土秧苗。移栽前，泥炭土和育秧板中的秧苗株高分別為22.9 cm和22.5 cm，而育秧土的秧苗株高只有20.0 cm。由圖3可知，泥炭土和育秧板的秧苗地上干重5次測量值同樣高于育秧土。移栽前，泥炭土和育秧板的單株秧苗地上干重分別達到了227.8 mg和208.8 mg，而育秧土的單株秧苗地上干重只有176.8 mg。綜上，育秧板和泥炭土育秧基質較育秧土更有利于秧苗地上部植株的生長，所育秧苗更加健壯。

圖1 不同育秧基質對秧苗葉齡的影響

圖2 不同育秧基質對秧苗株高的影響

圖3 不同育秧基質對秧苗單株地上干重的影響

2.3 不同基質對秧苗地下部分生長的影響

由表3～5可以看出，5次測量中，育秧板基質和泥炭土育秧基質的秧苗不定根數量、最長根長和根干重均比育秧土多。移栽前：泥炭土和育秧板基質秧苗的不定根數分別為13.2、13.2條，而育秧土基質的秧苗不定根數為12.9條；泥炭土和育秧板基質秧苗的最長根長分別為15.7、17.8 cm，分別是育秧土基質秧苗的1.6倍和1.8倍；泥炭土和育秧板基質單株秧苗的根干重分別是80.75、75.78 mg，而育秧土為72.11 mg。綜上，育秧板和泥炭土基質培育的秧苗的不定根數、最長根長和根干重均大于育秧土，說明育秧板和泥炭土基質培育的秧苗根系基本性狀更好，且產品性能較為接近。

表3 不同基質對秧苗不定根數的影響 條

表4 不同基質對秧苗最長根長的影響 cm

表5 不同基質對單株秧苗根干重的影響 mg

3 小結與討論

隨著農業生產技術的進步，水稻機械插秧技術已逐步成熟。機械插秧對秧苗傷害較大，所以對秧苗的素質要求更高：要求秧苗葉齡3.0～3.5葉，葉色綠無黃，株高在20 cm左右，秧苗盤根良好、整齊度一致。本研究結果表明，ECO育秧板培育的秧苗葉齡、株高均適宜機械插秧，且培育的秧苗不定根數多，最長根長長，地上干重和根干重大，符合機械插秧對秧苗的要求。

育秧板基質具有吸附性強和孔隙大的特點。吸附性強，能夠保持基質中的氮、磷、鉀不流失；孔隙大，則基質中空氣含量高，有利于水稻秧苗根系發育。秧苗在透氣性和營養條件良好的基質環境下生長，地上部分健壯，地下部分根系發達，有利于移栽后的緩苗和生長。此外，育秧板育秧基質能有效防止土傳病害的傳播。

目前的育秧技術多以土壤作為基質，存在取土量大、取土困難、破壞耕地等問題。使用育秧板基質能夠有效解決機械插秧育秧取土困難的問題，且能滿足機械插秧對秧苗的素質要求。此外，秸稈作為水稻種植過程產生的廢棄物，重新將其運用到水稻生產過程中去，也符合農業生產綠色可持續發展的要求。