一種沙基水稻育苗基質及其製備方法與流程

2023-09-15 07:37:35 1

本發明涉及一種農業栽培
技術領域：
，具體涉及一種水稻育苗基質及其製備方法。
背景技術：
：中國水稻種植面積佔全世界的19％，水稻作為中國種植面積最大、單產最高、總產最多的糧食作物，作為65％人口的主食，在中國糧食安全保障體系和農業生產中佔有重要地位。隨著社會經濟的發展，城鎮化和土地流轉加快，使得水稻的生產形勢發生深刻變化，水稻育秧是水稻生產關鍵環節，秧苗品質對於水稻的生長至關重要。推廣以機插為關鍵技術環節的水稻全程機械化成為必然趨勢。我國水稻機插示範推廣已有多年，但目前仍未普及，其原因是多方面的，其中由於機插秧育秧要求高，使得生產上未能培育出既適合插秧作業要求又滿足高產農藝要求的抗逆性壯秧成為了最大的技術障礙。傳統的水稻育苗，一般以熟化的表層土為主體材料，不僅用土量大、逐漸掠奪旱田耕層土壤，而且地表植被破壞十分嚴重。以某項待開發的大西安水田建設項目為例，初步規劃建設水稻種植面積32萬畝，以每畝大田需秧苗5平方計，則需基質0.29立方米，每年要挖掉表層優質土總計9.28萬立方米，按地表土挖取深度10cm計算，則每年有近1400畝的地表土被挖走，巨大的表層土用量會造成區域內土地質量的顯著下降。穴盤育苗是在多孔穴盤中，以草炭、蛭石、珍珠巖等基質進行機械化播種、工廠化育苗的一種現代化育苗生產體系。其基質的主體材料即以熟化的表層土為主，使用較多的基質複合材料有泥炭、巖棉、蛭石、珍珠巖、蔗渣、菇渣、沙礫和陶粒等。目前巖棉和泥炭在全球應用最廣泛，是世界上公認的較理想的栽培基質。但隨著逐年大量使用，其給社會和生態環境帶來的負面效應也日趨明顯，一方面由於巖棉不可降解，大量使用給環境帶來二次汙染；另一方面，泥炭是不可再生的資源，過量的開採有耗竭的危險。因此，尋求和發掘易得價廉、可替代巖棉等汙染行材料的優良新型栽培基質已成為當今科研工作者研究熱點之一。近年來，國外已經開發了椰子纖維、樹皮、鋸木屑等有機基質，不但可以大幅度降低栽培成本，而且減少了對環境的汙染。我國對基質研究起步較晚，「就地取材、因地制宜研究與發展」已成共識，如長江以南重點加強對稻殼炭化後的合理使用研究；華北側重於加強爐渣配合草炭、蛭石、鋸末等材料混合使用的研究；東北地區側重於加強對草炭、鋸末等的研究；西北則主要加強對砂培技術的研究等。在各類育苗基質材料中，蛭石的高持水性和層狀結構，使其擁有協調基質空氣和水分平衡能力，起著固定支持植物、供應少量礦質養分、保肥、保水和改良基質物理性狀等多種作用。其顆粒表面的許多「空洞」為保持水分和營養成分提供了巨大的面積，同時也提供了極為適合的宜導液和通氣條件。而草炭則因纖維含量豐富，疏鬆多孔，通氣透水性好，比表面積大，吸附螯合力強，有較強的離子交換和鹽分平衡控制能力，又兼有增強植物抗旱抗病抗低溫抗鹽漬的性能，適應性廣泛。這些都是作為水稻育苗基質材料之一的極好的原材料，儘管目前國內一些科研院所在不同程度上開展了基質的開發研究，但尚未達到實用階段。因此如何在不同的區域針對不同土質，設置適合的用量和比例對秧苗進行定向培育以及增強秧苗在逆境條件下(大風、乾旱、高溫等)的抗性調節能力，仍有待解決。目前，對於西北地區黃河、渭河流域，在避免採用熟化的表層土作主體材料的要求下，培育高質量、高抗逆性調節能力秧苗仍是一個重要的課題。技術實現要素：本發明針對黃河、渭河流域等地區的生態特點，提出一種沙基水稻育苗基質及其製備方法，既滿足河道灘地培育高質量、高抗逆性調節能力秧苗要求，又能降低育苗成本、保護當地土地生態環境，為當地批量化育苗的發展提供了一條切實可行的有效途徑。河沙成分複雜、一般來說主要成分是石英，矽元素含量高。矽是禾本科植物水稻小麥等必須的元素，在作物體內作用是促進健康、增強抗性、平衡營養。河沙孔隙率一般為39％-49％，透水透氣性好且來源廣泛、取材方便、成本低。關中地區黃河、渭河的幹流、支流沿岸，區域內河道泥沙資源豐富，本發明中以泥沙、生土作為主體基質材料提供了巨大的可能性。水田開發區域內河灘地土壤質地偏砂，保水能力差，對水稻的抗逆性調節能力要求高。本發明的解決方案如下：該沙基水稻育苗基質，主要由河灘地泥沙、生土、腐熟水稻秸稈、有機肥、草炭、蛭石按照以下體積比例關係混合而成：河灘地泥沙500份、生土300份、有機肥100-300份、腐熟水稻秸稈100份、草炭80份、蛭石20份。基於以上方案，本發明還進一步作了如下優化：最佳配方為：河灘地泥沙500份、生土300份、有機肥200份、腐熟水稻秸稈100份、草炭80份、蛭石20份。上述有機肥為羊糞。上述河灘地泥沙、生土、以及有機肥均為小於2mm的顆粒；蛭石和草炭均為小於5mm的顆粒。上述沙基水稻育苗基質中還加有土壤消毒劑。上述土壤消毒劑採用惡黴靈，在沙基水稻育苗基質中的添加比例為1.5g/m3。一種製備上述沙基水稻育苗基質的方法，包括以下步驟：1)腐熟水稻秸稈的製備將水稻秸稈粉碎成小於5mm段，預先浸水，使其含水量保持在50-60％；每100kg水稻秸稈使用秸稈腐熟劑200g，混合均勻；將秸稈整齊堆垛，高度0.8-1.2米，堆腐過程中每隔七天翻垛一次，並及時補充水分，使含水量保持在40％-45％；堆肥40-50天達到使用標準要求；2)將河灘地泥沙、生土、有機肥過2mm篩，去除雜質大顆粒；3)將蛭石、草炭粉碎為小於5mm顆粒；4)按照上述的體積比例關係混合各組分，加入土壤消毒劑(優選惡黴靈，農藥登記證號：pd20084267，山東億爾化學有限公司生產，每立方米基質1.5g惡黴靈)，混合均勻；5)ph調適至6.0-7.0。具體可採用稀硫酸、稀磷酸或稀硝酸進行ph調適。本發明具有以下有益效果：1、河道泥沙，生土均是就近採集，距離近、來源廣、成本低。2、經過粒徑級配，所得基質不僅多孔透氣、保水保肥性強、緩衝性強、還有具有水稻生長所需要的土壤條件及養分條件。3、本發明的基質不需要優質的耕層土、節約了珍貴的土地資源，防止破壞耕地、植被和水土流失，保護生態環境。所有材料都是就近取材，充分利用當地優勢資源。4、以泥沙、生土作為主體基質材料，按植物營養保障需求製備出性能穩定的育苗基質，該基質培育出的水稻秧苗根系發達、莖粗壯、抗逆性強、適應性高。附圖說明圖1為表徵基質表層土壤結皮的電鏡圖，其中a、b、c是對同一部位不同放大倍數(依次增大)下的結果。該圖表徵了結皮下層假根、絲狀藻類、基質相互纏繞，有利於基質保持土壤水分、固沙防風。具體實施方式本發明研製的沙基水稻育苗基質材料，包括河灘地泥沙、生土為主材料，配合草炭、腐熟秸稈(水稻秸稈)、有機肥(羊糞)、蛭石等生物誘導劑，其中河灘地泥沙和生土從區域內的黃河灘地、附近土坡採集，腐熟秸稈以水稻秸稈為原材料在富平中試基地自製，草炭、有機肥、蛭石價格低廉，通過直接購買獲取。製備方法如下：1、腐熟水稻秸稈的製備：將水稻秸稈粉碎成小於5mm段，預先浸水，使其含水量保持在50-60％，用手握緊滴水為宜；每100kg水稻秸稈使用秸稈腐熟劑200g，混合均勻；將秸稈整齊堆垛，高度0.8-1.2米，長度根據秸稈量的多少可以任意調節，堆腐過程中每隔7天翻垛一次，含水量低於30％，應及時補充水分，使含水量保持在40％-45％左右，可加快秸稈腐解。堆肥40-50天即可達到使用標準要求。2.將河沙、生土、有機肥過2mm篩，去除雜質大顆粒。3.將蛭石、草炭粉碎為小於5mm顆粒。4.取不同基質以一定的體積比例混合，加入惡黴靈(每立方米基質1.5g拌土)，混合均勻。5.用稀硫酸進行ph調適(調節ph在6.0-7.0)。試驗設置試驗於2017年在富平中試基地土體有機重構科研溫室內進行。試驗材料進行滅菌處理，以河灘地泥沙、生土、草炭、腐熟秸稈、有機肥(糞肥)、蛭石等為主要材料配置混合為不同複合基質共設計9個處理(表1)，不同配方的育苗基質進行ph調適(調節ph在6.0-7.0)後分別裝於32孔穴盤中，每孔2粒種子。每處理各裝3盤作為重複，共30個穴盤，在溫室內隨機區組排列。育苗期間苗床管理措施均保持一致。泥沙均為弱鹼性，全氮、有效磷、速效鉀等土體養分均缺乏，飽和導水率為47cmd-1-98cmd-1，容重1.57-1.70gcm-3，粘粒0.95％～2.58％、粉粒2.74％～42.10％、砂粒55.32％～97.26％砂粒和粉粒含量較高，土體質地為砂壤土。施用有機肥(羊糞)符合《有機肥料ny525-2012》、《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態指標gb/t23349-2009》標準要求。表1水稻育苗基質配方試驗種子處理：按照每畝大田3.5-4kg的標準，準備新豐2號種子。將種子晾曬2天，用比重為1.1的鹽水選種，去除癟種，用清水衝洗1-2次。用50％多菌靈可溼性粉劑500倍液，浸泡48小時，消毒後用水洗淨。將種子放入粗眼布袋或紗袋，放水中(水溫達20℃)時，需要4～5天，每天換一清水。在30～32℃溫度下破胸，露白後降到25～30℃催芽。露白後開始，注意種子堆內溫度上升，每天裡外翻動幾次，90％以上種子芽長1～2mm時把種子放在陰涼處，晾芽1～2天。數據分析：播種後30天，取每盤有代表性的3株水稻秧苗測定其株高、莖粗、根長、乾物重，取相應基質測定養分元素含量、觀察土壤結皮現象。1.不同配比基質對秧苗素質的影響秧苗素質對水稻大田生育期及產量形成具有十分重要的影響。秧苗素質弱，不利於機插後的返青活棵，分櫱發生晚，造成有效穗數偏低，產量下降，齊穗期推遲，生育期延長。根冠比是指植物地下部分與地上部分的鮮重或乾重的比值，是植物的生長狀況以及環境條件對作物地上、地下部不同影響的反映，一般來說，溫度較高，水分、氮肥供應充足，磷肥較少，光照較弱時會促進植物地上部生長，降低根冠比，相反情況下則促進地下部生長，增加根冠比。由表2可以看出，水稻秧苗根冠比分布在0.90～1.08之間，各處理秧苗乾物重無顯著差異(p＜0.05)。表明基質類型對根冠比影響較小，前期秧苗生長旺盛，後期可能由於生長空間及養分供應潛能等原因。水稻秧苗乾重、鮮重反應秧苗粗壯程度。秧苗粗壯可提高機插質量，降低秧苗進入大田環境後的返青時間。9種處理下水稻秧苗鮮重、乾重以8號處理最為顯著，鮮重為0.1837g/株、乾重為0.0385g/株，比處理最差的3號處理高出68％、95％，優勢明顯。水稻根系既是水分和養分吸收的主要器官，又是多種激素、有機酸和胺基酸合成的重要場所，其形態和生理特性與水稻地上部生長發育有密切聯繫，對秧苗盤根性也有較大影響，並影響大田機插質量。9種基質處理下水稻秧苗根長根尖數有較明顯的差別，以7、8、9號處理根長最長、根尖數最多，其中以8號處理70.47cm根長、1313個根尖為最多。以3、5號處理最差。表2不同配比基質對秧苗素質的影響試驗編號鮮重(g)乾重(g)根冠比根長(cm)根尖數(個)10.13330.02090.90*68.39479**20.12510.01900.96*44.62328*30.10940.01971.01*26.24232**40.12110.02081.08*56.38495*50.11520.02121.04*31.49254**60.12800.02510.95*38.07387**70.11570.02060.97*66.24782*80.18370.03850.99*70.471313*90.13280.02240.99*63.21711*2.土壤結皮對育苗基質的影響結皮在提高土壤結構、增加土壤養分、排洩胞外物質、保持土壤水分和防止鹽鹼化都起著重要作用。如圖1所示，每一個處理的基質表層均有結皮現象產生，絲狀藻類和鬆散的沙粒結合到一起，形成結皮並且具有一定的防風固沙能力，結皮的下層則有大量的真菌菌絲，假根和絲狀藻類一起對沙粒起著纏繞捆綁作用,結皮厚度和強度明顯加強。當前第1頁12