秸秆生物质板用于水稻育秧的效果初探

钱丽君，李加友，杨鹏，席加华，于建兴

(1.嘉兴学院 生物与化学工程学院，浙江 嘉兴 314001； 2.嘉兴市归源农业技术开发有限公司，浙江 嘉兴 314001)

水稻生产的全程机械化包括种植机械化、收割机械化等。其中，机械插秧在节省劳动力、提高生产效率和产量上优势明显，被逐步确立为我国水稻种植机械化的主推技术，成为我国水稻种植机械化发展的主要方向[1]。在国家政策层面上，原农业部在2006年出台了《全国水稻生产机械化十年发展规划(2006—2015年)》，大力推广应用机械插秧[2]。但是，机械插秧也存在着漏插率高和导致分蘖推迟的问题，且对秧苗素质提出了更高的要求，除了个体健壮外，还要求群体均衡。传统的机插育秧基质主要来自于田土，育秧取土会破坏农田或者林地耕作层，打破生态平衡，破坏自然环境，而且取土过程费时费力，育秧土的培肥、调酸、灭菌等也难以做到均匀一致，床土质量亦难保证，容易导致秧苗素质参差不齐[3-4]。因此，发展轻型无土育秧基质是工厂化育秧推广应用的关键。育秧基质应具有良好的理化特性，容重、孔隙度、pH值、电导率(EC)、阳离子交换量(CEC)等指标应符合水稻育秧要求，此外，还应含有适量的营养元素[5]。本研究利用水稻秸秆发酵生产的生物质板开展水稻育秧研究，旨在探索其应用潜力，为充分利用农作物秸秆资源和发展轻型无土育秧基质提供借鉴与参考。

1 材料与方法

试验选用ECO生物质育秧板，系嘉兴学院开发的可用于替代传统土壤培育水稻秧苗的新产品。规格20 cm×20 cm，厚度1 cm，以水稻秸秆为原料，经过生物3维(3D)打印技术成型。

试验在一个育秧棚内完成。本试验共设置3个处理：传统育秧土(育秧土)，泥炭土育秧基质(泥炭土)，ECO生物质育秧板(育秧板)。每个处理设置5重复，比较不同基质对水稻机插秧苗质量的影响。

2 结果与分析

2.1 不同基质的理化性能

基质的物理属性决定了基质的持水性能、通气性能，并对基质养分转化能力有一定影响。由表1可知，泥炭土、育秧板和育秧土分别属于低容重、中容重和高容重基质，其中，泥炭土和育秧板的容重分别为育秧土的16%和22%。适宜的基质容重不仅有利于秧苗地上部生长及根系下扎，且操作简单，便于运输。泥炭土和育秧板的含水量低于育秧土。基质孔隙分布对水分保持和运动以及水稻水分吸收至关重要。泥炭土的总孔隙度和持水孔隙大于育秧土，也优于育秧板；通气孔隙大于育秧土，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。总体来看，泥炭土的持水性能好于育秧土和育秧板，通气性能上和育秧板差不多，都强于育秧土。

表1 育秧基质的物理性能

育秧土、泥炭土和育秧板的pH值在5.0～7.0，属于适宜水稻生长的微酸性环境(表2)。有机质含量与基质肥力水平密切相关，并对水稻秧苗生长及根系发育有一定的促进作用。3种基质的有机质含量表现为育秧板>泥炭土>育秧土，育秧板和泥炭土的有机质含量分别是育秧土的16.8倍和15.2倍。氮素是水稻生长的重要营养元素之一，育秧板和泥炭土的全氮和碱解氮含量均高于育秧土，其中，全氮含量分别是育秧土的3.5倍和2.7倍。总体来看，泥炭土和育秧板基质的氮素营养可满足水稻秧苗生长需求。

表2 育秧基质的化学特性

基质碳氮比(C/N)是反映基质物理、化学、生物稳定性能的重要指标。育秧土的C/N较低，同时其总的营养水平也低；而泥炭土和育秧板的碱解氮、速效磷、速效钾含量均远高于育秧土，可满足水稻育秧期间的秧苗养分吸收强度，有利于减少基质育秧期间的管理工序。

2.2 不同基质对秧苗地上部分的影响

由图1可以看出，泥炭土和育秧板的秧苗叶龄在5次测量中均大于育秧土。移栽前，泥炭土和育秧板中的秧苗叶龄分别为3.3和3.2，而育秧土中的秧苗叶龄为3.1。由图2可知，泥炭土和育秧板的秧苗株高5次测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别为22.9 cm和22.5 cm，而育秧土的秧苗株高只有20.0 cm。由图3可知，泥炭土和育秧板的秧苗地上干重5次测量值同样高于育秧土。移栽前，泥炭土和育秧板的单株秧苗地上干重分别达到了227.8 mg和208.8 mg，而育秧土的单株秧苗地上干重只有176.8 mg。综上，育秧板和泥炭土育秧基质较育秧土更有利于秧苗地上部植株的生长，所育秧苗更加健壮。

图1 不同育秧基质对秧苗叶龄的影响

图2 不同育秧基质对秧苗株高的影响

图3 不同育秧基质对秧苗单株地上干重的影响

2.3 不同基质对秧苗地下部分生长的影响

由表3～5可以看出，5次测量中，育秧板基质和泥炭土育秧基质的秧苗不定根数量、最长根长和根干重均比育秧土多。移栽前：泥炭土和育秧板基质秧苗的不定根数分别为13.2、13.2条，而育秧土基质的秧苗不定根数为12.9条；泥炭土和育秧板基质秧苗的最长根长分别为15.7、17.8 cm，分别是育秧土基质秧苗的1.6倍和1.8倍；泥炭土和育秧板基质单株秧苗的根干重分别是80.75、75.78 mg，而育秧土为72.11 mg。综上，育秧板和泥炭土基质培育的秧苗的不定根数、最长根长和根干重均大于育秧土，说明育秧板和泥炭土基质培育的秧苗根系基本性状更好，且产品性能较为接近。

表3 不同基质对秧苗不定根数的影响 条

表4 不同基质对秧苗最长根长的影响 cm

表5 不同基质对单株秧苗根干重的影响 mg

3 小结与讨论

随着农业生产技术的进步，水稻机械插秧技术已逐步成熟。机械插秧对秧苗伤害较大，所以对秧苗的素质要求更高：要求秧苗叶龄3.0～3.5叶，叶色绿无黄，株高在20 cm左右，秧苗盘根良好、整齐度一致。本研究结果表明，ECO育秧板培育的秧苗叶龄、株高均适宜机械插秧，且培育的秧苗不定根数多，最长根长长，地上干重和根干重大，符合机械插秧对秧苗的要求。

育秧板基质具有吸附性强和孔隙大的特点。吸附性强，能够保持基质中的氮、磷、钾不流失；孔隙大，则基质中空气含量高，有利于水稻秧苗根系发育。秧苗在透气性和营养条件良好的基质环境下生长，地上部分健壮，地下部分根系发达，有利于移栽后的缓苗和生长。此外，育秧板育秧基质能有效防止土传病害的传播。

目前的育秧技术多以土壤作为基质，存在取土量大、取土困难、破坏耕地等问题。使用育秧板基质能够有效解决机械插秧育秧取土困难的问题，且能满足机械插秧对秧苗的素质要求。此外，秸秆作为水稻种植过程产生的废弃物，重新将其运用到水稻生产过程中去，也符合农业生产绿色可持续发展的要求。