不同發(fā)酵劑菇渣基質(zhì)對(duì)機(jī)插秧苗期生長(zhǎng)的影響

吉春明，張小祥，黃年生，吳政，袁靜，劉建鳳

(江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 揚(yáng)州 225007)

水稻機(jī)插秧技術(shù)是一項(xiàng)集機(jī)械化、集約化、規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化于一體的水稻輕型栽培技術(shù)[1]，能夠增強(qiáng)水稻種植效率，降低秧苗移栽成本，緩解勞動(dòng)力短缺壓力，促進(jìn)農(nóng)民增產(chǎn)增收，是我國水稻種植機(jī)械化的主推技術(shù)[2]。與直播稻相比，機(jī)插秧通過培育高素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化秧苗，提高了水稻對(duì)區(qū)域內(nèi)溫、光、土地資源的高效利用，增強(qiáng)了秧苗抗逆性，減輕了移栽后田間雜草的危害[3-4]。育秧技術(shù)是水稻機(jī)插秧的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，培育適齡壯苗是水稻機(jī)插秧的重要前提[5]。機(jī)插秧的特點(diǎn)是，播種密度大，標(biāo)準(zhǔn)化要求高，需要出苗齊、根系發(fā)達(dá)、盤根力強(qiáng)、無病斑蟲跡、易整齊切割成塊狀、移栽時(shí)秧齡短(3.5～4.0葉)、株高控制在12～18 cm，栽后植傷輕、活棵快[6-7]。

目前機(jī)插秧的育苗基質(zhì)大都以營(yíng)養(yǎng)土為主，隨著機(jī)插秧面積的擴(kuò)大，取土難的問題日益突出，且勞動(dòng)力成本高，培肥不到位或不合理直接導(dǎo)致秧苗不健壯、秧齡的彈性小，從而影響秧苗移栽后的生長(zhǎng)。針對(duì)土壤育苗所面臨的問題，基質(zhì)育苗成為近年來發(fā)展的主要方向[8]。因此，從節(jié)約制作成本、提高經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面考慮，采用當(dāng)?shù)氐氖秤镁兄七m于機(jī)插秧的、標(biāo)準(zhǔn)化的、專用的、全價(jià)的育秧基質(zhì)，這不僅能解決機(jī)插秧育苗取土的需求，而且能對(duì)食用菌菌渣循環(huán)利用和規(guī)模化、工廠化育秧奠定基礎(chǔ)。

近年來，食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)生的食用菌菌渣數(shù)量巨大[9]。菌渣不僅孔隙度大，容重輕，持水性能優(yōu)良，還含有大量的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、胺類等碳素和氮素營(yíng)養(yǎng)成分[10]，這些大分子養(yǎng)分經(jīng)過堆肥可替代草炭，用于配制工廠化育苗和無土栽培用基質(zhì)[11]。目前關(guān)于菇渣作為水稻機(jī)插秧育苗基質(zhì)的可行性報(bào)道較少，何青石[3]研究了60%菇渣+30%馬蹄渣+10%花生麩厭氧發(fā)酵制作水稻育秧基質(zhì)可提高秧苗素質(zhì)和機(jī)插質(zhì)量。鑒于此，本試驗(yàn)以當(dāng)?shù)厥秤镁皆鼮橹饕牧?，采用不同發(fā)酵劑有氧發(fā)酵堆肥制作3種基質(zhì)，配合使用江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所研制的機(jī)插秧育苗專用肥育苗伴侶，以豐綠稼育秧基質(zhì)(太倉綠豐農(nóng)業(yè)資源開發(fā)有限公司生產(chǎn))為對(duì)照，研究不同菇渣基質(zhì)對(duì)機(jī)插秧秧苗生長(zhǎng)和生理特性的影響，篩選出最優(yōu)的機(jī)插秧育秧基質(zhì)，為菇渣在機(jī)插秧育苗上的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，同時(shí)為菇渣循環(huán)利用提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

基質(zhì)的堆肥試驗(yàn)于2019年8月在江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所生態(tài)科研中心(32°26′55″N，119°23′37″E)進(jìn)行，育苗試驗(yàn)于2020年5月在江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所萬?？蒲谢?32°42′05″N，119°53′06″E)進(jìn)行。菇渣為揚(yáng)州市廣陵區(qū)上品食用菌專業(yè)合作社提供，對(duì)照(CK)基質(zhì)為太倉綠豐農(nóng)業(yè)資源開發(fā)有限公司生產(chǎn)的豐綠稼牌水稻育苗基質(zhì)。

供試品種為揚(yáng)粳805，千粒重27.01 g，發(fā)芽率92.7%。

機(jī)插秧育苗肥為江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所研制，揚(yáng)州市壯禾生態(tài)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的機(jī)插秧育苗專用肥育苗伴侶(N-P-K含量為25%)[1]。

1.2 處理設(shè)計(jì)

1.2.1 堆肥試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：T1，菇渣+發(fā)酵菌劑；T2，菇渣+尿素；T3，菇渣。菇渣堆肥前測(cè)定理化指標(biāo)，其水分含量為35.67%，pH 7.76，有機(jī)碳39.72%，全氮1.38%，全磷0.53%，全鉀1.89%，C/N為29.27∶1。堆肥前先用自來水噴淋2次，除去菇渣的雜質(zhì)，降低菇渣的電導(dǎo)率(EC)，加入發(fā)酵劑混合后堆成寬1.5 m、高1 m的發(fā)酵堆，堆體上、中1/3及2/3處分別打2排直徑為5 cm的平行孔，利于堆體的有氧發(fā)酵，當(dāng)溫度達(dá)到最高點(diǎn)(60 ℃左右)開始下降時(shí)，翻堆1次，然后繼續(xù)堆制，等料溫再次達(dá)到最高點(diǎn)開始下降時(shí)，再翻堆1次，共翻堆3次，當(dāng)堆體溫度與環(huán)境溫度趨于一致，菇渣色澤均呈褐色，無臭味、無氨味，質(zhì)地松軟，手抓成形，手松即散，顆粒較細(xì)，完全腐熟，結(jié)束發(fā)酵。

1.2.2 育秧試驗(yàn)

育秧試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：A，T1+育苗伴侶；B，T2+育苗伴侶；C，T3+育苗伴侶；D，CK基質(zhì)。育秧塑料軟盤規(guī)格58 cm×28 cm×2.5 cm，每盤播種量為干稻種120 g。

育苗伴侶使用量為每盤15 g。

2020年5月24日播種，每處理播種4盤，重復(fù)3次。育苗期統(tǒng)一管理。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 堆肥基質(zhì)的理化性質(zhì)測(cè)定

采用固體基質(zhì)物理性狀測(cè)定法測(cè)定各處理的容重、孔隙度[12]；烘干法測(cè)定各處理的水分；電位法測(cè)定各處理pH；重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定各處理碳含量；H2SO4-H2O2消煮法測(cè)定各處理中的總氮；鉬銻抗比色法測(cè)定各處理中的總磷；火焰光度法測(cè)定各處理中的總鉀[13]。

1.3.2 秧苗的生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

出苗情況的測(cè)定：苗齊后在秧盤上取10 cm×10 cm秧塊，考查出苗和未出苗的種子，計(jì)算出苗率和單位面積的苗數(shù)。

分別于播種后14、21、28 d每個(gè)處理隨機(jī)取秧苗100株，其中15株用于考查苗的株高、葉齡、莖基寬、白根數(shù)等，將100株秧苗的根系剪下，莖葉、根系分別放入烘箱中105 ℃烘1 h殺青，然后在烘箱60 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量，用于測(cè)定百苗地上部、地下部干物質(zhì)量及全株干物質(zhì)量，并計(jì)算出壯苗指數(shù)和根冠比。

壯苗指數(shù)=莖粗/株高×100株秧苗全株干物質(zhì)量[5]。

根冠比=地下部百株干物質(zhì)量/地上部百株干物質(zhì)量。

重高比=100株水稻秧苗全株干物質(zhì)量/株高。

盤根力度測(cè)定：取整盤的秧塊，一端固定，另一端用長(zhǎng)28 cm，寬4 cm木條上下固定后，用彈簧秤鉤拉，秧塊斷裂時(shí)的拉力即為盤根力。

2 結(jié)果與分析

2.1 堆肥基質(zhì)的理化特性

從表1可以看出，各處理菇渣經(jīng)堆肥發(fā)酵后容重在0.39～0.43 g·cm-3，總孔隙度在66.58%～67.71%。沈巧梅等[14]研究發(fā)現(xiàn)，水稻機(jī)插秧理想育苗基質(zhì)的容重在0.1～0.8 g·cm-3，總孔隙度在40%～80%。3個(gè)處理的含水量基本表現(xiàn)為T1

表1 堆肥基質(zhì)的理化性狀

2.2 不同處理的秧苗情況

2.2.1 出苗率

由圖1可見，處理A、B、C的秧苗出苗率在90.48%～91.37%，其中處理A和處理B的出苗率均比對(duì)照處理提高，處理C的出苗率比對(duì)照降低，不同處理的基質(zhì)對(duì)秧苗的出苗率有影響但是差異不顯著。4個(gè)處理的出苗率都在90%以上，說明4個(gè)處理的基質(zhì)都適合秧苗的生長(zhǎng)，但處理A的出苗率最高。

圖1 不同基質(zhì)對(duì)秧苗出苗率的影響

2.2.2 秧苗生長(zhǎng)

秧苗基質(zhì)的優(yōu)劣最終是由秧苗生長(zhǎng)發(fā)育決定的。秧苗素質(zhì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)既包括地上部分，又包括地下部分以及它們的綜合性狀，只有地上和地下保持協(xié)調(diào)生長(zhǎng)，才能獲得合理的根冠比，培育健壯的秧苗。機(jī)插秧秧苗還包括秧苗根系盤接力等指標(biāo)[16]。

由表2可知，各處理株高、葉齡、莖基寬、白根數(shù)、百株干物質(zhì)量均隨著秧苗生育進(jìn)程的發(fā)展呈上升趨勢(shì)，而根冠比緩慢上升，表明秧苗在生育期地上部的生長(zhǎng)和根系的生長(zhǎng)基本協(xié)調(diào)。秧齡14 d時(shí)，不同處理的株高、葉齡、莖基寬、地上和地下百株干物質(zhì)量均表現(xiàn)為B>A>CK>C，白根數(shù)表現(xiàn)為A>B>CK>C，根冠比表現(xiàn)為C=CK>B>A，處理A和處理B的根冠比均比處理C和CK低，分析認(rèn)為處理C和CK由于受到缺肥因素的脅迫，秧苗自身的調(diào)節(jié)，通過根系尋找肥料，因此，其根系生長(zhǎng)相對(duì)較好。可見14 d處理B和處理A秧苗生長(zhǎng)速度和生育進(jìn)程高于CK，處理B秧苗生長(zhǎng)速度和生育進(jìn)程高于處理A，處理C秧苗生長(zhǎng)速度和生育進(jìn)程遲于CK。秧齡21 d時(shí)，不同處理的株高表現(xiàn)為A>B>C>CK，葉齡和莖基寬均表現(xiàn)為A>B>CK>C，白根數(shù)和地上百株干物質(zhì)量均表現(xiàn)為A>CK>B>C，地下百株干物質(zhì)量均表現(xiàn)為A>C>B=CK，根冠比均表現(xiàn)為C>B>A>CK，可見處理A秧苗的各項(xiàng)指標(biāo)都明顯高于CK。秧齡28 d時(shí)，不同處理的株高、莖基寬、地上百株干物質(zhì)量、地下百株干物質(zhì)量均表現(xiàn)為A>CK>B>C，葉齡和白根數(shù)表現(xiàn)為A>B>CK>C，根冠比表現(xiàn)為A>C>B=CK，可見28 d處理A的株高、葉齡、莖基寬、百株干物質(zhì)量、白根數(shù)、根冠比隨著生育的進(jìn)程表現(xiàn)仍然最高。

表2 不同基質(zhì)對(duì)不同時(shí)段秧苗生長(zhǎng)性狀的影響

付為國等[16]認(rèn)為，植株生物量是一個(gè)較綜合的秧苗素質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，而壯苗指數(shù)則綜合了地下部分和地上部分生物量及根冠比、莖基寬和株高及其比例以及整株總生物量。秧齡21 d時(shí)不同基質(zhì)處理秧苗的壯苗指數(shù)、重高比、盤根力度如表3所示，與對(duì)照比，處理A的壯苗指數(shù)、重高比、盤根力度均有提高，處理B的壯苗指數(shù)、重高比、盤根力度均降低，處理C的壯苗指數(shù)、重高比、盤根力度均降低，盤根力度是影響機(jī)插秧作業(yè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，盤根力度過大，秧苗根黏連，難以切割；盤根力度過小，秧苗提起易散，上機(jī)困難。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合機(jī)插秧的育秧要求，從總體上來看，處理A的壯苗指數(shù)、重高比均高于處理CK，盤根力度接近處理CK，處理A基質(zhì)的肥效長(zhǎng)，壯苗特征優(yōu)勢(shì)明顯。

表3 秧齡21 d時(shí)不同基質(zhì)育秧秧苗情況

3 小結(jié)與討論

培育適合機(jī)械化作業(yè)的健壯秧苗是提高水稻機(jī)械栽插的前提，有利于保證機(jī)插水稻的產(chǎn)量，是水稻高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵。培育壯秧的前提是合理的選取育秧基質(zhì)，水稻機(jī)插秧育秧基質(zhì)的基本要求是，基質(zhì)的物理性狀、化學(xué)性狀、生物性狀達(dá)到最佳狀態(tài)，既能保證秧苗健康生長(zhǎng)，培育的秧苗又要符合機(jī)插秧的要求[17]。本研究以當(dāng)?shù)厥秤镁皆鼮橹饕牧?，采用不同發(fā)酵劑堆肥的3種基質(zhì)，配合使用江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所研制的機(jī)插秧育苗專用肥育苗伴侶，以豐綠稼育秧基質(zhì)為對(duì)照，研究菇渣基質(zhì)對(duì)機(jī)插秧苗的影響，篩選出最適宜機(jī)插秧育苗的菇渣基質(zhì)。

從研究結(jié)果看，不同處理基質(zhì)在不同時(shí)段對(duì)秧苗的影響不一致。秧齡14 d時(shí)，處理A和處理B都有利于秧苗株高、葉齡、莖基寬、干重、白根數(shù)的增加，且處理B與處理A相比更利于秧苗的生長(zhǎng)；秧齡21 d和28 d時(shí)，處理A秧苗的生長(zhǎng)速度、株高、葉齡、莖基寬、百株干物質(zhì)量、白根數(shù)、根冠比隨著生育的進(jìn)程表現(xiàn)最高。秧齡21 d時(shí)不同基質(zhì)處理秧苗的壯苗指數(shù)、重高比、盤根力度比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，處理A秧苗的壯苗指數(shù)、重高比、盤根力度均高于對(duì)照，且最高。

處理A基質(zhì)是菇渣添加有機(jī)肥發(fā)酵菌劑堆肥，基質(zhì)的容重小，總孔隙度大，水分充足，養(yǎng)分水平高，配合機(jī)插秧育苗專用肥育苗伴侶，既為秧苗的生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)分，增強(qiáng)了水分補(bǔ)充緩沖能力，提高出苗率，又使作業(yè)輕型化；生長(zhǎng)速度和生育進(jìn)程最快，可縮短育秧時(shí)間，省工省時(shí)；根冠比隨著秧齡的增長(zhǎng)而提高，發(fā)根潛力強(qiáng)，能夠保障移栽后秧苗返青，提高秧苗成活率；壯苗指數(shù)、重高比均最高，為高產(chǎn)打下了基礎(chǔ)；根力度接近CK，既方便從秧盤中取出，又利于切割成塊，適合機(jī)械化栽插。由此可見，菇渣+有機(jī)肥發(fā)酵菌劑的堆肥基質(zhì)，配合機(jī)插秧育苗專用肥育苗伴侶培育的秧苗，能滿足機(jī)插秧作業(yè)對(duì)秧苗素質(zhì)的要求，在生產(chǎn)中可完全替代常規(guī)營(yíng)養(yǎng)土，可在今后的規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化育秧中推廣應(yīng)用。