水稻机插秧育秧基质研究进展

屈成，刘芬，方希林，邓跃军，张晶，王悦

（1湖南农业大学农学院，长沙410128；2湖南希望种业科技股份有限公司，长沙410128）

水稻机插秧育秧基质研究进展

屈成1，刘芬1，方希林1，邓跃军2，张晶2，王悦1

（1湖南农业大学农学院，长沙410128；2湖南希望种业科技股份有限公司，长沙410128）

基质育秧是水稻机插秧的关键技术，育秧的好坏直接关系到水稻机插秧的质量和产量。为了给水稻机插秧技术的完善提供参考，本文综述了水稻机插秧基质育秧的现状、优点、类型；归纳了市场上常见基质的配方，对基质的物理性状、化学性状和生物性状等进行阐述；也指出了基质育秧存在的问题，并对其在今后农业生产上的应用进行了展望。

水稻；机插秧；基质育秧；基质配方；理化特性

0 引言

随着现代农业的发展，机械化、规模化、标准化的生产模式将是未来农业生产的发展趋势。水稻是中国种植的主要粮食作物之一，实现水稻全程机械化生产将极大地推进中国农业现代化的进程。中国水稻种植机械化水平约20%，水稻机插秧技术与欧美国家相去甚远[1]，其中一个重要的制约因素是传统取土育秧技术，难以大规模地统一培育出高素质的机插秧秧苗，导致机插秧的质量不高。育秧基质是秧苗生长发育的基本条件，与秧苗养分、水分运输及其生长发育均密切相关，理想的育秧基质不仅能为幼苗生长提供稳定的水分、肥料等，并能充当外界养分、水分的“中转站”。目前，水稻生产上所用的育秧基质主要是农民自制的营养土基质，其制备过程复杂，费时费力，自制的营养土通常还达不到机插秧培育壮秧的要求，严重影响了水稻机插秧的质量和产量。虽然目前市场上已存在一些能培育壮秧的水稻无土育秧基质，但其价格昂贵，存在基质理化性质不适宜、保水保肥效果差等一系列问题，因此，本文从水稻机插秧育秧基质的使用现状着手，分析了水稻育秧基质的物理性状、化学性状和生物性状，并归纳了市场上常见基质的配方，介绍了无机物基质、有机物基质和复合基质等的特性，旨在为水稻机插育秧基质开发和生产应用，以及推进水稻机械化种植提供参考价值。

1 水稻机插秧育秧基质的使用现状

早在20世纪70年代，就开始了对水稻基质育秧的研究。近些年，随着机插秧的大力推广，水稻基质育秧才有了较大的发展。目前，水稻机插秧育秧仍是以营养土育秧方式为主，这种传统方法需要从田间取土，历经运输、过筛等环节，工作量大，并且容易破坏耕地。据调查，2012年在中国机插秧的面积超过了860万hm2，以传统的取土育秧方式，每公顷需大田土1.5 m3的方式计算，全国需要消耗1300万m3的营养土[2]。采用基质育秧，快速简便，工作量小，秧苗素质好，病虫害发生概率降低，有利于开展大规模的工厂化集中育秧，更加适合机插秧，此外，由于近几年农村劳动力的缺失和人工价格的不断上涨，基质育秧平均每亩能节约成本8～15元左右[3-4]。郑微波[5]对水稻基质适应性对比发现，基质育秧的秧苗素质明显要高于泥土育出的秧苗，采用基质育秧杂草少，农药使用量降低，并且最终产量还有所增加。在中国北方耕地广，种植集中，利于机械化，在黑龙江省的机插秧面积已达到全省水稻种植面积的90%，传统的取土育秧已严重限制其发展[6]。近几年，北方稻区已开始试验推广基质育秧，程晓娟等[7]以‘中龙粳1号’为材料，在黑龙江采用烨霖牌无土育秧基质进行育秧，与营养土育秧对比发现，在苗期、大田返青后的生长、最终的产量等方面，基质育秧都明显的优于营养土育秧。水稻种植仍以南方为主，虽然南方水稻种植区多为丘陵地区，且分布较为零散，但随着种植大户的出现，以及国家政策导向和财政投入加大，《农业机械化促进法》的颁布和具体实施，机插秧得到了大力的推广[8]。因此，对水稻育秧基质的需求和使用将会越来越多，要求也越来越高。目前在市场上的基质大都是利用当地农业废弃物进行再利用加工而成，这也实现了资源的循环利用，减少了对环境的污染，推进了农业的可持续发展。

2 水稻机插秧理想基质的理化特征

水稻机插秧育秧基质的基本要求是，基质的物理性状、化学性状、生物性状达到最佳状态，除了能保证秧苗健康的生长，关键是育出的秧苗能符合机插秧的要求。

2.1 物理性状

综合各方面，基质最主要的物理性状是容重和总孔隙度。容重能直观地反映出基质的紧实状况，容重大的基质紧实，易板结，透水透气性差，阻碍根系的伸展，并且运输不便。若容重较小，浇水后基质易漂浮散落，并且秧苗根系难以固定，容易倒伏，理想基质的容重应当在0.1～0.8 g/cm3范围内[9]。基质的总孔隙度包括持水孔隙度和通气孔隙度2个部分，总孔隙度的大小决定着基质的保水和透气能力。孔隙度大，能使基质中含有较高的水分和空气，利于根系的生长，但是秧苗也容易倒伏。理想基质的总孔隙度在70%～80%，能提供20%～30%可利用的水与20%的空气[10-11]。在生产上，为了解决单一基质孔隙度过小或过大的问题，常将几种不同颗粒大小的基质混在一起[12]。

2.2 化学性状

化学性状主要包括基质中含有的营养元素，pH值、EC值（可溶性盐含量）、CEC值（阳离子交换量）。pH过高或过低都会对植株产生毒害作用，一般基质水稻育苗以pH 4.5～5.5为宜[11]。EC值和CEC值主要影响植株对营养物质的吸收，李谦盛[13]认为理想基质中的EC值在0.75～2.0 mS/cm左右，CEC要大于6 me/100 cm3。

2.3 生物性状

生物性状主要指出基质的腐熟程度，没有腐熟的基质极不稳定，很容易对植株造成毒害，目前许多基质都是农业废弃物或其他有机物发酵而来，虽然基质的原料各异，但可以用基质中微生物的活性及基质对植物生长的影响来判断基质腐熟程度[14]。此外，还要求基质无毒且没有携带病虫害，对周围环境没有污染，能够节约资源，做到可持续发展。

3 水稻机插秧基质的分类及其主要特性

水稻机插秧育秧基质种类繁多，配方各有不同，其理化性状也有差异，大多以有机基质为主，无机基质为辅配制成的混合基质，目前有研究配制的基质见表1。

3.1 无机物基质

无机物基质主要包括蛭石、沸石、河沙、珍珠岩、炉渣以及一些天然矿物质。刘华招[15]采用珍珠岩为主要基质，再配合施加其他无机肥料进行育秧，苗发根力强，根系发达，干重较营养土育秧重，能育出适合机插的毯状苗。徐志岩等[16]用膨化沙作为基质，育出的秧苗健壮，且盘根较好，插秧后返青也快，适合机插秧。总体看，这些矿物质基质营养物质少，无生物活性，化学性质稳定，透水透气好，保水保肥能力差，有一定的缓冲能力，但由于无机物基质太过松散，秧苗难以盘根不倒，并且需要添加营养物质，难以达到水稻机插秧育秧的基本要求，所以在生产中很少利用单一的无机物基质进行育秧，主要作用是用来改良其他基质的物理性质。

3.2 有机物基质

有机物基质一般是一些高碳，并具有一定生物活性的动植物残渣经过发酵或者腐熟制成的。有机物基质中所含植株生长所需的各种营养元素充足，不易流失，有较强的保水保肥能力，但稳定性较差。目前，比较常见的有机物基质有草木灰、食用菌渣、锯木屑、腐熟树叶、稻壳等。这些有机物基质在水稻机插秧育秧中也有研究应用，其中，草木灰在机插秧育秧中有良好的特性。草木灰基质理化性质优良，在经过一定的处理优化后能较好地满足秧苗的生长要求，并且其制作简单，成本低廉，病虫害少，培育出的秧苗素质较高，可以达到机插秧的基本要求[17-18]。除草木灰外，食用菌渣及稻壳也是近年来研究的新型基质，但这些基质还有待改良，还不能完全达到机插秧育秧的生产要求。邵晓伟[19]研究表明利用食用菌渣培育的秧苗只有部分能达到机插秧秧苗的标准，并且还出现叶片偏黄的现象，可能是基质的阳离子交换量太高，同时也存在取材不便的问题。刘华招等[20]研究表明利用稻壳作为育秧基质也存在一些问题，秧苗保水不好，盘根差，并且基质配制成本较高，需要消毒，不能达到生产要求。

表1 部分水稻机插秧育秧可用基质配方参考

3.3 复合基质

复合基质指综合无机物基质和有机物基质2种基质的优点，按不同比例配制而成的基质，具有各种养分充足、保水保肥能力强、透气性好、缓冲能力强等优点。颜旺等[21]利用10%的草炭、15%的椰子壳、10%谷壳灰、15%蛭石、40%黏土、10%有机肥配成的复合基质能够培育出适合水稻机插秧的秧苗。周文等[22]利用发酵剂30%～50%、草炭土30%～40%、云母粉5%～15%、水分10%～30%配成复合基质，该基质较轻，分苗容易且均匀，能够培育出高素质的机插秧秧苗。复合基质的配方成分都有所不同，都是利用不同成分的优点来互补，以达到适合育秧的标准。

4 展望

水稻机插秧是水稻机械化发展的必然趋势。在中国机械化生产过程中，育秧是最为薄弱的环节。目前，虽然育秧技术能基本满足水稻机插秧的要求，但尚存一些问题：（1）育秧基质的标准化不完善，比如基质的颗粒大小，它能直接影响基质的容重、孔隙度等，一般地，颗粒大，则基质容重小、孔隙度大、通气性好，但保水性差、基质疏松、不耐淋冲；颗粒小，则基质容重大、孔隙度小、保水性好，但通气性差、基质坚实、不利于根系伸展[33-34]；（2）育秧基质的成本较高，育秧基质具有育秧效果好，能有效减少秧苗的机械损伤，有效提高水稻产量，但大多数种植户不愿投入更多的成本去购买育秧基质，往往采用自制营养土基质；（3）基质的生产质量还有待加强，有些厂家生产的基质批次不同，同种基质质量也会参差不齐，生产不规范，产品质量不稳定，对培育壮秧产生严重影响；（4）基质开发需因地制宜，如北方可以利用炉渣、草炭、锯木屑等，南方可以利用稻壳、椰糠、蔗渣等，这样能够降低基质生产成本，便于推广应用[35]。目前有研究发现，中药渣、造纸废弃物等新型有机物也有望成为基质原料的新来源，已在许多蔬菜作物育苗上取得了不错的效果[36-39]。因此，不断开发适宜的育秧基质，建立完整水稻机插秧育苗技术评价体系，将会成为水稻机插秧发展的新目标。在今后研发中，也可不断拓展基质原料来源，研发出更加绿色低廉高效的新型基质，不断完善水稻机插秧育秧技术，为中国水稻机械化推广奠定坚实的基础。

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Research Progress of Seedling-raising Substrate for Machine-transplanted Rice Seedling

Qu Cheng1,Liu Fen1,Fang Xilin1,Deng Yuejun2,Zhang Jing2,Wang Yue1

(1College of Agronomy,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,Hunan,China;2Hunan Hoping Seeds Science and Technology Incorporated Company,Changsha 410128,Hunan,China)

Seedling raised in substrate is the key technology of machine-transplanted rice seedling,which has a direct relation to rice quality and yield.In order to provide reference for improving the rice transplant,we review the status-quo,advantages and types of seedling raised in substrate,sum up common substrate formulas in the market,and clarify physical properties,chemical properties and biological traits of the substrates.We also point out the problems of seedling raised in substrate,and discuss the application of the technology in future agricultural production.

Rice;Machine-transplanted Seedling;Seedling Raised in Substrate;Substrate Formula;Physical and Chemical Properties

S351.3

A论文编号：cjas16080009

湖南省科技计划项目“双季稻绿色增产增效关键技术研究与示范”(2016NK2125)。

屈成，男，1993年出生，湖南衡阳市人，硕士研究生，研究方向为水稻高产栽培。通信地址：410128湖南省长沙市芙蓉区农大路1号湖南农业大学，Tel：0731-84618076，E-mail：1051367954@qq.com。

王悦，男，1985年出生，湖南岳阳人，讲师，博士，研究方向为水稻高产栽培及分子育种研究。通信地址：410128湖南省长沙市芙蓉区农大路1号湖南农业大学，Tel：0731-84618076，E-mail：wangyue515@163.com。

2016-08-09，

2016-10-13。