本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)栽培
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種水稻育苗基質(zhì)及其制備方法。
背景技術(shù)：
：中國水稻種植面積占全世界的19％，水稻作為中國種植面積最大、單產(chǎn)最高、總產(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化和土地流轉(zhuǎn)加快，使得水稻的生產(chǎn)形勢(shì)發(fā)生深刻變化，水稻育秧是水稻生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，秧苗品質(zhì)對(duì)于水稻的生長(zhǎng)至關(guān)重要。推廣以機(jī)插為關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的水稻全程機(jī)械化成為必然趨勢(shì)。我國水稻機(jī)插示范推廣已有多年，但目前仍未普及，其原因是多方面的，其中由于機(jī)插秧育秧要求高，使得生產(chǎn)上未能培育出既適合插秧作業(yè)要求又滿足高產(chǎn)農(nóng)藝要求的抗逆性壯秧成為了最大的技術(shù)障礙。傳統(tǒng)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(yán)重。以某項(xiàng)待開發(fā)的大西安水田建設(shè)項(xiàng)目為例，初步規(guī)劃建設(shè)水稻種植面積32萬畝，以每畝大田需秧苗5平方計(jì)，則需基質(zhì)0.29立方米，每年要挖掉表層優(yōu)質(zhì)土總計(jì)9.28萬立方米，按地表土挖取深度10cm計(jì)算，則每年有近1400畝的地表土被挖走，巨大的表層土用量會(huì)造成區(qū)域內(nèi)土地質(zhì)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(zhì)進(jìn)行機(jī)械化播種、工廠化育苗的一種現(xiàn)代化育苗生產(chǎn)體系。其基質(zhì)的主體材料即以熟化的表層土為主，使用較多的基質(zhì)復(fù)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(yīng)用最廣泛，是世界上公認(rèn)的較理想的栽培基質(zhì)。但隨著逐年大量使用，其給社會(huì)和生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面效應(yīng)也日趨明顯，一方面由于巖棉不可降解，大量使用給環(huán)境帶來二次污染；另一方面，泥炭是不可再生的資源，過量的開采有耗竭的危險(xiǎn)。因此，尋求和發(fā)掘易得價(jià)廉、可替代巖棉等污染行材料的優(yōu)良新型栽培基質(zhì)已成為當(dāng)今科研工作者研究熱點(diǎn)之一。近年來，國外已經(jīng)開發(fā)了椰子纖維、樹皮、鋸木屑等有機(jī)基質(zhì)，不但可以大幅度降低栽培成本，而且減少了對(duì)環(huán)境的污染。我國對(duì)基質(zhì)研究起步較晚，“就地取材、因地制宜研究與發(fā)展”已成共識(shí)，如長(zhǎng)江以南重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)稻殼炭化后的合理使用研究；華北側(cè)重于加強(qiáng)爐渣配合草炭、蛭石、鋸末等材料混合使用的研究；東北地區(qū)側(cè)重于加強(qiáng)對(duì)草炭、鋸末等的研究；西北則主要加強(qiáng)對(duì)砂培技術(shù)的研究等。在各類育苗基質(zhì)材料中，蛭石的高持水性和層狀結(jié)構(gòu)，使其擁有協(xié)調(diào)基質(zhì)空氣和水分平衡能力，起著固定支持植物、供應(yīng)少量礦質(zhì)養(yǎng)分、保肥、保水和改良基質(zhì)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(yíng)養(yǎng)成分提供了巨大的面積，同時(shí)也提供了極為適合的宜導(dǎo)液和通氣條件。而草炭則因纖維含量豐富，疏松多孔，通氣透水性好，比表面積大，吸附螯合力強(qiáng)，有較強(qiáng)的離子交換和鹽分平衡控制能力，又兼有增強(qiáng)植物抗旱抗病抗低溫抗鹽漬的性能，適應(yīng)性廣泛。這些都是作為水稻育苗基質(zhì)材料之一的極好的原材料，盡管目前國內(nèi)一些科研院所在不同程度上開展了基質(zhì)的開發(fā)研究，但尚未達(dá)到實(shí)用階段。因此如何在不同的區(qū)域針對(duì)不同土質(zhì)，設(shè)置適合的用量和比例對(duì)秧苗進(jìn)行定向培育以及增強(qiáng)秧苗在逆境條件下(大風(fēng)、干旱、高溫等)的抗性調(diào)節(jié)能力，仍有待解決。目前，對(duì)于西北地區(qū)黃河、渭河流域，在避免采用熟化的表層土作主體材料的要求下，培育高質(zhì)量、高抗逆性調(diào)節(jié)能力秧苗仍是一個(gè)重要的課題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)黃河、渭河流域等地區(qū)的生態(tài)特點(diǎn)，提出一種沙基水稻育苗基質(zhì)及其制備方法，既滿足河道灘地培育高質(zhì)量、高抗逆性調(diào)節(jié)能力秧苗要求，又能降低育苗成本、保護(hù)當(dāng)?shù)赝恋厣鷳B(tài)環(huán)境，為當(dāng)?shù)嘏炕绲陌l(fā)展提供了一條切實(shí)可行的有效途徑。河沙成分復(fù)雜、一般來說主要成分是石英，硅元素含量高。硅是禾本科植物水稻小麥等必須的元素，在作物體內(nèi)作用是促進(jìn)健康、增強(qiáng)抗性、平衡營(yíng)養(yǎng)。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(guān)中地區(qū)黃河、渭河的干流、支流沿岸，區(qū)域內(nèi)河道泥沙資源豐富，本發(fā)明中以泥沙、生土作為主體基質(zhì)材料提供了巨大的可能性。水田開發(fā)區(qū)域內(nèi)河灘地土壤質(zhì)地偏砂，保水能力差，對(duì)水稻的抗逆性調(diào)節(jié)能力要求高。本發(fā)明的解決方案如下：該沙基水稻育苗基質(zhì)，主要由河灘地泥沙、生土、腐熟水稻秸稈、有機(jī)肥、草炭、蛭石按照以下體積比例關(guān)系混合而成：河灘地泥沙500份、生土300份、有機(jī)肥100-300份、腐熟水稻秸稈100份、草炭80份、蛭石20份。基于以上方案，本發(fā)明還進(jìn)一步作了如下優(yōu)化：最佳配方為：河灘地泥沙500份、生土300份、有機(jī)肥200份、腐熟水稻秸稈100份、草炭80份、蛭石20份。上述有機(jī)肥為羊糞。上述河灘地泥沙、生土、以及有機(jī)肥均為小于2mm的顆粒；蛭石和草炭均為小于5mm的顆粒。上述沙基水稻育苗基質(zhì)中還加有土壤消毒劑。上述土壤消毒劑采用惡霉靈，在沙基水稻育苗基質(zhì)中的添加比例為1.5g/m3。一種制備上述沙基水稻育苗基質(zhì)的方法，包括以下步驟：1)腐熟水稻秸稈的制備將水稻秸稈粉碎成小于5mm段，預(yù)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，并及時(shí)補(bǔ)充水分，使含水量保持在40％-45％；堆肥40-50天達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)要求；2)將河灘地泥沙、生土、有機(jī)肥過2mm篩，去除雜質(zhì)大顆粒；3)將蛭石、草炭粉碎為小于5mm顆粒；4)按照上述的體積比例關(guān)系混合各組分，加入土壤消毒劑(優(yōu)選惡霉靈，農(nóng)藥登記證號(hào)：pd20084267，山東億爾化學(xué)有限公司生產(chǎn)，每立方米基質(zhì)1.5g惡霉靈)，混合均勻；5)ph調(diào)適至6.0-7.0。具體可采用稀硫酸、稀磷酸或稀硝酸進(jìn)行ph調(diào)適。本發(fā)明具有以下有益效果：1、河道泥沙，生土均是就近采集，距離近、來源廣、成本低。2、經(jīng)過粒徑級(jí)配，所得基質(zhì)不僅多孔透氣、保水保肥性強(qiáng)、緩沖性強(qiáng)、還有具有水稻生長(zhǎng)所需要的土壤條件及養(yǎng)分條件。3、本發(fā)明的基質(zhì)不需要優(yōu)質(zhì)的耕層土、節(jié)約了珍貴的土地資源，防止破壞耕地、植被和水土流失，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。所有材料都是就近取材，充分利用當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)資源。4、以泥沙、生土作為主體基質(zhì)材料，按植物營(yíng)養(yǎng)保障需求制備出性能穩(wěn)定的育苗基質(zhì)，該基質(zhì)培育出的水稻秧苗根系發(fā)達(dá)、莖粗壯、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性高。附圖說明圖1為表征基質(zhì)表層土壤結(jié)皮的電鏡圖，其中a、b、c是對(duì)同一部位不同放大倍數(shù)(依次增大)下的結(jié)果。該圖表征了結(jié)皮下層假根、絲狀藻類、基質(zhì)相互纏繞，有利于基質(zhì)保持土壤水分、固沙防風(fēng)。具體實(shí)施方式本發(fā)明研制的沙基水稻育苗基質(zhì)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(jī)肥(羊糞)、蛭石等生物誘導(dǎo)劑，其中河灘地泥沙和生土從區(qū)域內(nèi)的黃河灘地、附近土坡采集，腐熟秸稈以水稻秸稈為原材料在富平中試基地自制，草炭、有機(jī)肥、蛭石價(jià)格低廉，通過直接購買獲取。制備方法如下：1、腐熟水稻秸稈的制備：將水稻秸稈粉碎成小于5mm段，預(yù)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(zhǎng)度根據(jù)秸稈量的多少可以任意調(diào)節(jié)，堆腐過程中每隔7天翻垛一次，含水量低于30％，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)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(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)要求。2.將河沙、生土、有機(jī)肥過2mm篩，去除雜質(zhì)大顆粒。3.將蛭石、草炭粉碎為小于5mm顆粒。4.取不同基質(zhì)以一定的體積比例混合，加入惡霉靈(每立方米基質(zhì)1.5g拌土)，混合均勻。5.用稀硫酸進(jìn)行ph調(diào)適(調(diào)節(jié)ph在6.0-7.0)。試驗(yàn)設(shè)置試驗(yàn)于2017年在富平中試基地土體有機(jī)重構(gòu)科研溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)材料進(jìn)行滅菌處理，以河灘地泥沙、生土、草炭、腐熟秸稈、有機(jī)肥(糞肥)、蛭石等為主要材料配置混合為不同復(fù)合基質(zhì)共設(shè)計(jì)9個(gè)處理(表1)，不同配方的育苗基質(zhì)進(jìn)行ph調(diào)適(調(diào)節(jié)ph在6.0-7.0)后分別裝于32孔穴盤中，每孔2粒種子。每處理各裝3盤作為重復(fù)，共30個(gè)穴盤，在溫室內(nèi)隨機(jī)區(qū)組排列。育苗期間苗床管理措施均保持一致。泥沙均為弱堿性，全氮、有效磷、速效鉀等土體養(yǎng)分均缺乏，飽和導(dǎo)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(zhì)地為砂壤土。施用有機(jī)肥(羊糞)符合《有機(jī)肥料ny525-2012》、《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)gb/t23349-2009》標(biāo)準(zhǔn)要求。表1水稻育苗基質(zhì)配方試驗(yàn)種子處理：按照每畝大田3.5-4kg的標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)備新豐2號(hào)種子。將種子晾曬2天，用比重為1.1的鹽水選種，去除癟種，用清水沖洗1-2次。用50％多菌靈可濕性粉劑500倍液，浸泡48小時(shí)，消毒后用水洗凈。將種子放入粗眼布袋或紗袋，放水中(水溫達(dá)20℃)時(shí)，需要4～5天，每天換一清水。在30～32℃溫度下破胸，露白后降到25～30℃催芽。露白后開始，注意種子堆內(nèi)溫度上升，每天里外翻動(dòng)幾次，90％以上種子芽長(zhǎng)1～2mm時(shí)把種子放在陰涼處，晾芽1～2天。數(shù)據(jù)分析：播種后30天，取每盤有代表性的3株水稻秧苗測(cè)定其株高、莖粗、根長(zhǎng)、干物重，取相應(yīng)基質(zhì)測(cè)定養(yǎng)分元素含量、觀察土壤結(jié)皮現(xiàn)象。1.不同配比基質(zhì)對(duì)秧苗素質(zhì)的影響秧苗素質(zhì)對(duì)水稻大田生育期及產(chǎn)量形成具有十分重要的影響。秧苗素質(zhì)弱，不利于機(jī)插后的返青活棵，分蘗發(fā)生晚，造成有效穗數(shù)偏低，產(chǎn)量下降，齊穗期推遲，生育期延長(zhǎng)。根冠比是指植物地下部分與地上部分的鮮重或干重的比值，是植物的生長(zhǎng)狀況以及環(huán)境條件對(duì)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(yīng)充足，磷肥較少，光照較弱時(shí)會(huì)促進(jìn)植物地上部生長(zhǎng)，降低根冠比，相反情況下則促進(jìn)地下部生長(zhǎng)，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，各處理秧苗干物重?zé)o顯著差異(p＜0.05)。表明基質(zhì)類型對(duì)根冠比影響較小，前期秧苗生長(zhǎng)旺盛，后期可能由于生長(zhǎng)空間及養(yǎng)分供應(yīng)潛能等原因。水稻秧苗干重、鮮重反應(yīng)秧苗粗壯程度。秧苗粗壯可提高機(jī)插質(zhì)量，降低秧苗進(jìn)入大田環(huán)境后的返青時(shí)間。9種處理下水稻秧苗鮮重、干重以8號(hào)處理最為顯著，鮮重為0.1837g/株、干重為0.0385g/株，比處理最差的3號(hào)處理高出68％、95％，優(yōu)勢(shì)明顯。水稻根系既是水分和養(yǎng)分吸收的主要器官，又是多種激素、有機(jī)酸和氨基酸合成的重要場(chǎng)所，其形態(tài)和生理特性與水稻地上部生長(zhǎng)發(fā)育有密切聯(lián)系，對(duì)秧苗盤根性也有較大影響，并影響大田機(jī)插質(zhì)量。9種基質(zhì)處理下水稻秧苗根長(zhǎng)根尖數(shù)有較明顯的差別，以7、8、9號(hào)處理根長(zhǎng)最長(zhǎng)、根尖數(shù)最多，其中以8號(hào)處理70.47cm根長(zhǎng)、1313個(gè)根尖為最多。以3、5號(hào)處理最差。表2不同配比基質(zhì)對(duì)秧苗素質(zhì)的影響試驗(yàn)編號(hào)鮮重(g)干重(g)根冠比根長(zhǎng)(cm)根尖數(shù)(個(gè))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(jié)皮對(duì)育苗基質(zhì)的影響結(jié)皮在提高土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤養(yǎng)分、排泄胞外物質(zhì)、保持土壤水分和防止鹽堿化都起著重要作用。如圖1所示，每一個(gè)處理的基質(zhì)表層均有結(jié)皮現(xiàn)象產(chǎn)生，絲狀藻類和松散的沙粒結(jié)合到一起，形成結(jié)皮并且具有一定的防風(fēng)固沙能力，結(jié)皮的下層則有大量的真菌菌絲，假根和絲狀藻類一起對(duì)沙粒起著纏繞捆綁作用,結(jié)皮厚度和強(qiáng)度明顯加強(qiáng)。當(dāng)前第1頁12