一種機插水稻育秧基質的製備方法與流程

2023-05-17 04:06:26 5

本發明屬於水稻育秧及農業廢棄物利用領域，特別涉及一種以稻稈發酵物為原料的機插水稻育秧基質及其製備方法。

背景技術：

隨著社會經濟發展，農村勞動力轉移及農村勞動力老齡化，迫切需要以機插秧為主的水稻機械化生產技術。機插秧具有減輕勞動強度、節省秧床、節省人工、高產穩產、節本增效等優勢，對發展規模稻作，促進勞動力轉移，提高勞動生產率和土地生產率，穩定發展糧食生產，促進我國現代農業發展有重要意義。培育適合機插秧的生長的基質，是機插秧技術發展的關鍵。機插育秧基質主要以稻田泥漿和旱地土為主，採用營養土育秧具有成本低廉的優點，但取土強度大，育秧和起苗用工多，病蟲害嚴重，工藝複雜不易於標準化和規範化操作；長期在同一秧田取土，會破壞表土層結構，引起土壤風化；另外營養土密度大，會增加育秧盤重量，使得作業機械負荷大、磨損快，限制了機插水稻秧苗的普及推廣。

為了克服營養土育秧的不足，目前對營養土替代材料進行了較多的研究，這些材料包括蚯蚓糞、稻杆、醋糟、金針菇等。專利CN201510826235.0公布了一種以腐熟稻草為原料的機插水稻育秧基質及其製備方法，所述製備方法為將加入腐稈菌劑的稻草製成的腐熟稻草粉與稻田土混配均勻得到水稻育秧基質，該基質由體積比66.67%的稻草粉末和33.33%的稻田土組成，但是育秧基質中摻入大量的稻田土，仍未解決營養土用量及作業機械負荷大、磨損快的問題；專利CN200910029966.7公布了機插水稻育秧基質及其生產方法，以秸稈等有機廢棄物為原料，經多種有益微生物發酵，以肥料緩釋、粘結劑、保水劑配製成水稻育秧基質，該發明存在工序複雜、成本高昂、基質含有不易降解物質等缺點；專利CN201110095150.1、CN201310756272.X、CN201610246156.7以及趙青松等分別研究了以醋糟、金針菇、工業廢棄物等為原料的水稻育秧基質的機械化育秧技術，但仍存在技術複雜、成本高、保水性差，質量輕容易飄搖，機插困難的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於解決現有技術存在的問題，提供一種機插水稻育秧基質的製備方法。

本發明的目的通過如下技術方案實現，具體操作步驟如下：（1）製備玉米粉提取物：將曬乾的玉米粉碎後過篩，與磷酸鹽緩衝液混合，攪拌均勻，靜置後得到玉米粉提取液和固相玉米粉沉澱；

（2）生防菌活化：將生防菌擬莖點黴HQ285146活化，再用馬鈴薯葡萄糖液體培養基擴大培養，獲取生防菌活化液，將生防菌活化液與步驟（1）中的玉米粉提取液混合得到液體生防菌劑或與步驟（1）中的玉米粉混合得到固體生防菌劑；

（3）製備有機肥：收集秸稈和畜禽糞便作為製備有機肥的原料，接入好氧發酵有益菌，進行靜態好氧高溫堆肥，進行40~60天的好氧高溫發酵，當秸稈和畜禽糞便發酵物溫度降至環境溫度，顏色呈現褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬乾燥後粉碎過篩，備用；

（4）製備水稻育秧基質：將步驟（3）中有機肥混合作為水稻育秧基質的主料，添加珍珠巖、蛭石、草木灰以及保水劑並混勻製備成水稻育秧基質粗品，同時加入步驟（2）中活化的液體或固體生防菌劑擬莖點黴HQ285146，製備得成品水稻育秧基質。

其中，步驟（1）玉米粉提取物製備方式優選為：將曬乾的玉米用粉碎機粉碎後過20目篩，得到的玉米粉與pH為7，濃度為0.5mol/L的磷酸鹽緩衝液按質量比1：2的比例混勻，在室溫下攪拌180分鐘，靜置2天，收集固相玉米粉和玉米粉提取液備用。

所述步驟（2）中，生防菌劑製備方式具體為：液體生防菌擬莖點黴HQ285146的配方為擬莖點黴HQ285146活化液1份體積，玉米粉提取液9份體積；固體生防菌擬莖點黴HQ285146的配方為擬莖點黴HQ285146活化液1份質量，玉米粉5份質量。其中，製備好的液體生防菌菌劑活菌數為100億個/毫升，固體生防菌菌劑活菌數為20億個/克；

所述步驟（3）中，秸稈和畜禽糞便在水泥地面大棚內進行靜態好氧高溫堆肥，堆垛高1.5~2.0m、直徑2~3m，含秸稈500~2000kg，用300~1000kg糞便調節C/N為25~30，含水率60~70%，接入微生物有益菌劑，進行40~60天的好氧高溫發酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，並添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥後期每隔一周翻堆一次，以便混勻物料；

其中，所述好氧發酵有益菌選自綠色木黴、黑麴黴、枯草芽孢桿菌及釀酒酵母中的一種菌或幾種菌組成的複合菌劑。

好氧發酵有益菌的接種比例為堆垛質量的0.1~1%。

所述步驟（4）中，水稻育秧基質原料體積配比為：有機肥2~5份、珍珠巖3~5份、蛭石3~5份、草木灰1~2份、保水劑0.5~1份；其中珍珠巖粒徑3~5mm，蛭石粒徑3~5mm。

保水劑優選選用聚丙烯醯胺顆粒，粒徑3~5mm。

液體生防菌擬莖點黴HQ285146添加量與水稻育秧基質粗品體積質量比1:5；固體生防菌擬莖點黴HQ285146添加量與水稻育秧基質粗品質量比1:3。

上述的有機肥原料，秸稈可選用水稻秸稈、玉米秸稈、花生秸稈、小麥秸稈中的一種或幾種；畜禽糞便選用豬糞、牛糞、雞糞中的一種或幾種。

本發明的另一目的在於提供採用上述方法製備的水稻育秧基質。

採用本發明的方法製備的基質營養含量高，保水性好；並且容重小，方便搬運，適用於機插水稻。

本發明的又一目的在於提供上述水稻育秧基質在水稻育秧中的應用。

本發明提供了一種具體育秧應用方法，具體為在硬質塑料育秧盤(58cm×28cm×3cm)中放置育秧基質，厚度為2.5cm，均勻播入催芽好的穀子，覆育秧基質厚度0.5cm，播種量1株/孔。每個育秧區域釆用旱育秧方式育秧，即播前燒透水，出苗前保持溼潤，出苗後基質發白前不澆水。在60天的育苗生長期內不使用任何化肥，種子的生長發育完全依靠基質來提供營養。秧苗出秧整齊、根系活力係數高。

本發明以腐熟秸稈作為水稻育秧基質的主要成分，在滿足秧苗正常生長的前提下，既可以減少營養土的使用量，降低生產成本，增加經濟效益，同時還可避免因稻草處理不當對環境造成汙染的風險。以秸稈廢棄物為原料，經多種有益微生物發酵40~60天，將得到的有機肥與珍珠巖、蛭石、泥炭以及保水劑按比例配製成水稻育秧基質，加入液體或固體生防菌劑擬莖點黴HQ285146，該基質容重小，方便搬運；保水性好，減少灌溉次數，節約用水量；營養物質豐富，在整個育秧期間不需額外追肥；秧苗出秧整齊、根系活力係數高；成本低廉、與機插技術兼容性強；既能減少稻田土的使用量，還能避免因秸稈處理不當對環境造成汙染的風險。

附圖說明

圖1是本發明育秧基質的製備方法。

圖2是不加生防菌的水稻秧苗生長狀況；

圖3為加入生防菌的水稻秧苗生長狀況。

具體實施方式

為了便於本領域技術人員的理解，下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。

實施例中所用釀酒酵母（Saccharomyces）、綠色木黴（Trichoderma viride）、黑麴黴（Aspergillus niger）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）均購自中國菌種保藏中心，釀酒酵母編號bio-68045，黑麴黴編號bio-68022，綠色木黴編號bio-66770，枯草芽孢桿菌編號bio-75402。所用生防菌擬莖點黴HQ285146製備方法具體見專利CN105921510A。

各菌劑的處理方式為：釀酒酵母、綠色木黴、黑麴黴分別在馬鈴薯葡萄糖液體培養基180轉/分、28℃培養5天，枯草芽孢桿菌在牛肉膏蛋白腖液體培養基培養180轉/分、37℃培養2天。

如圖1所示，利用有益菌劑發酵秸稈和禽畜糞便混合物製備有機肥，以有機肥為主料，添加輔料和活化處理的生防菌劑製備水稻育秧基質，具體步驟將在實施例中詳細描述。

實施例1 製備擬莖點黴HQ285146生防菌劑

（1）將曬乾的玉米用粉碎機粉碎後過20目篩，得到的玉米粉與磷酸鹽緩衝液按質量比1~2的比例混勻，在室溫下攪拌180分鐘，靜置2天，收集固相玉米粉和玉米粉提取液備用。

（2）生防菌擬莖點黴HQ285146在馬鈴薯葡萄糖斜面活化培養3天，接種到馬鈴薯葡萄糖液體培養基培養4天得到種子液，再將種子液按照體積比1%進行培養6天，得到培養液，備用。

（3）將步驟（2）培養液與玉米粉提取液按照體積比1:9混合得到液體生防菌菌劑，活菌數為100億個/毫升；將步驟（2）培養液與玉米粉按照質量比1:5混合得到固體生防菌菌劑，活菌數為20億個/克。

實施例2

在大棚水泥地面上進行靜態好氧高溫堆肥，本實施例設置兩個實驗組，一組添加有益菌劑，一組不添加有益菌劑。向長度為3cm水稻秸稈1000kg中接入發酵有益菌劑，發酵有益菌劑選用黑麴黴和釀酒酵母複合菌，複合菌各組分體積比為1:1，菌劑接種量為堆垛重量的1%，用含水率為80%的新鮮豬糞調整堆肥物料C/N為27，同時調節含水率70%，將堆料堆成高1.5m、直徑2m的堆垛，進行50天的好氧高溫發酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，並添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥後期每隔一周翻堆一次，混勻物料。當水稻秸稈和新鮮豬糞發酵物溫度降至環境溫度，顏色呈現褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬乾燥後粉碎過篩，與不加有益菌的有機肥相比，加入有益菌的有機肥總氮提高45.1%、速效氮提高35.5%、總磷提高31.2%、速效磷提高21.6%、總鉀提高31.2%、速效鉀提高27.1%。

以有機肥為水稻育秧基質的主料，通過與珍珠巖、蛭石、草木灰、保水劑分別按照2:3:3:1:1的體積比例配製成水稻育秧基質粗品，向基質粗品中入固體生防菌擬莖點黴HQ285146，固體生防菌添加量為與水稻育秧基質粗品質量比1:3。

實施例3

在大棚水泥地面上進行靜態好氧高溫堆肥。向長度為4cm花生秸稈1500kg中接入發酵有益菌劑，發酵有益菌劑選用綠色木黴，菌劑接種量為堆垛重量的0.6%，用雞糞調整堆肥物料C/N為27，同時調節含水率65%，將堆料堆成高2m、直徑3m的堆垛，進行40天的好氧高溫發酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，並添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥後期每隔一周翻堆一次，混勻物料。當花生秸稈和雞糞發酵物溫度降至環境溫度，顏色呈現褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬乾燥後粉碎過篩，備用。

以有機肥為水稻育秧基質的主料，通過與珍珠巖、蛭石、草木灰、保水劑分別按照3:5:5:2:0.6的體積例配製成水稻育秧基質粗品，向基質粗品中入液體生防菌擬莖點黴HQ285146，液體生防菌劑與基質粗品的體積質量比為1:5。

實施例4

在大棚水泥地面上進行靜態好氧高溫堆肥。向長度為5cm玉米秸稈2000kg中接入發酵有益菌劑，發酵有益菌劑選用黑麴黴、枯草芽孢桿菌和綠色木黴複合菌，複合菌各組分體積比為1:1，菌劑接種量為堆垛重量的0.1%，用幹牛糞調整堆肥物料C/N為28，同時調節含水率60%，將堆料堆成高2m、直徑3m的堆垛，進行60天的好氧高溫發酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，並添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥後期每隔一周翻堆一次，混勻物料。當玉米秸稈和牛糞發酵物溫度降至環境溫度，顏色呈現褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬乾燥後粉碎過篩，備用。

以有機肥為水稻育秧基質的主料，通過與珍珠巖、蛭石、草木灰、保水劑分別按照5:4:4:0.5:0.5的體積比例配製成水稻育秧基質粗品，向基質粗品中入固體生防菌擬莖點黴HQ285146，固體生防菌添加量為與水稻育秧基質粗品質量比1:3。

實施例5

在大棚水泥地面上進行靜態好氧高溫堆肥。向長度為5cm小麥秸稈、水稻秸稈混合物2000kg中接入發酵有益菌劑，發酵有益菌劑選用黑麴黴、枯草芽孢桿菌、綠色木黴和釀酒酵母複合菌，複合菌各組分體積比為1:1，菌劑接種量為堆垛重量的0.5%，用幹牛糞和雞糞調整堆肥物料C/N為28，同時調節含水率65%，將堆料堆成高2m、直徑3m的堆垛，進行60天的好氧高溫發酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，並添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥後期每隔一周翻堆一次，混勻物料。當玉米秸稈和牛糞發酵物溫度降至環境溫度，顏色呈現褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬乾燥後粉碎過篩，備用。

以有機肥為水稻育秧基質的主料，通過與珍珠巖、蛭石、草木灰、保水劑分別按照3:3:2:1:0.5的體積比配製成水稻育秧基質粗品，向基質粗品中入固體生防菌擬莖點黴HQ285146，固體生防菌添加量為與水稻育秧基質粗品質量比1:3。

實施例6 水稻育秧

採用實施例2製備的水稻育秧基質進行水稻育秧。在硬質塑料育秧盤(58cm×28cm×3cm)中放置育秧基質，厚度為2.5cm，均勻播入催芽好的穀子，覆育秧基質厚度0.5cm，播種量1株/孔。每個育秧區域釆用旱育秧方式育秧，即播前燒透水，出苗前保持溼潤，出苗後基質發白前不澆水。在60天的育苗生長期內不使用任何化肥，種子的生長發育完全依靠基質來提供營養。在秧苗末期，測定葉綠素含量、地上部分乾鮮重、根的乾鮮重；各處理根系活力、髮根能力，對根部機械能力進行評估，評定每處理的綜合育秧效果。水稻秧苗乾重、鮮重是評價水稻幼苗生長量的重要指標，本實驗分別測定了不同基質中秧苗的鮮重，包括地上部鮮重、地下部(根)鮮重。圖2和圖3所示分別為不加生防菌與加入生防菌的水稻秧苗生長狀態。與不加生防菌的基質相比，加入生防菌的基質水稻秧苗株高增加了51%、根長增加了30.2%、地下鮮重增加了600%、地上鮮重增加了700%、根系活力增加了61%、根吸收面積增加72%、葉綠素含量增加150%因此，通過添加生防菌劑加速稻草腐解進程，可為農業廢棄物的無害化、商品化、資源化利用及利用廢棄纖維資源快速生產育秧基質提供理論依據和實例。

本發明通過應用生防菌劑進行發酵稻草，配製高效育秧基質，探討腐解稻草育秧基質對機插稻秧苗素質的影響，為合理開發利用育秧基質資源提供技術支撐。這將會對水稻稻草育秧基質的產業發展有促進與帶動作用，並且會產生顯著的經濟效益和社會效益。