不同發酵劑菇渣基質對機插秧苗期生長的影響

吉春明，張小祥，黃年生，吳政，袁靜，劉建鳳

(江蘇里下河地區農業科學研究所，江蘇 揚州 225007)

水稻機插秧技術是一項集機械化、集約化、規模化、產業化于一體的水稻輕型栽培技術[1]，能夠增強水稻種植效率，降低秧苗移栽成本，緩解勞動力短缺壓力，促進農民增產增收，是我國水稻種植機械化的主推技術[2]。與直播稻相比，機插秧通過培育高素質標準化秧苗，提高了水稻對區域內溫、光、土地資源的高效利用，增強了秧苗抗逆性，減輕了移栽后田間雜草的危害[3-4]。育秧技術是水稻機插秧的關鍵環節，培育適齡壯苗是水稻機插秧的重要前提[5]。機插秧的特點是，播種密度大，標準化要求高，需要出苗齊、根系發達、盤根力強、無病斑蟲跡、易整齊切割成塊狀、移栽時秧齡短(3.5～4.0葉)、株高控制在12～18 cm，栽后植傷輕、活棵快[6-7]。

目前機插秧的育苗基質大都以營養土為主，隨著機插秧面積的擴大，取土難的問題日益突出，且勞動力成本高，培肥不到位或不合理直接導致秧苗不健壯、秧齡的彈性小，從而影響秧苗移栽后的生長。針對土壤育苗所面臨的問題，基質育苗成為近年來發展的主要方向[8]。因此，從節約制作成本、提高經濟效益和保護生態環境等方面考慮，采用當地的食用菌菌渣研制適于機插秧的、標準化的、專用的、全價的育秧基質，這不僅能解決機插秧育苗取土的需求，而且能對食用菌菌渣循環利用和規模化、工廠化育秧奠定基礎。

近年來，食用菌產業發展迅猛，產生的食用菌菌渣數量巨大[9]。菌渣不僅孔隙度大，容重輕，持水性能優良，還含有大量的木質素、纖維素、半纖維素、蛋白質、胺類等碳素和氮素營養成分[10]，這些大分子養分經過堆肥可替代草炭，用于配制工廠化育苗和無土栽培用基質[11]。目前關于菇渣作為水稻機插秧育苗基質的可行性報道較少，何青石[3]研究了60%菇渣+30%馬蹄渣+10%花生麩厭氧發酵制作水稻育秧基質可提高秧苗素質和機插質量。鑒于此，本試驗以當地食用菌菇渣為主要材料，采用不同發酵劑有氧發酵堆肥制作3種基質，配合使用江蘇里下河地區農科所研制的機插秧育苗專用肥育苗伴侶，以豐綠稼育秧基質(太倉綠豐農業資源開發有限公司生產)為對照，研究不同菇渣基質對機插秧秧苗生長和生理特性的影響，篩選出最優的機插秧育秧基質，為菇渣在機插秧育苗上的應用提供科學依據和技術支持，同時為菇渣循環利用提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

基質的堆肥試驗于2019年8月在江蘇里下河地區農業科學研究所生態科研中心(32°26′55″N，119°23′37″E)進行，育苗試驗于2020年5月在江蘇里下河地區農業科學研究所萬福科研基地(32°42′05″N，119°53′06″E)進行。菇渣為揚州市廣陵區上品食用菌專業合作社提供，對照(CK)基質為太倉綠豐農業資源開發有限公司生產的豐綠稼牌水稻育苗基質。

供試品種為揚粳805，千粒重27.01 g，發芽率92.7%。

機插秧育苗肥為江蘇里下河地區農業科學研究所研制，揚州市壯禾生態肥業有限公司生產的機插秧育苗專用肥育苗伴侶(N-P-K含量為25%)[1]。

1.2 處理設計

1.2.1 堆肥試驗

試驗設3個處理：T1，菇渣+發酵菌劑；T2，菇渣+尿素；T3，菇渣。菇渣堆肥前測定理化指標，其水分含量為35.67%，pH 7.76，有機碳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，降低菇渣的電導率(EC)，加入發酵劑混合后堆成寬1.5 m、高1 m的發酵堆，堆體上、中1/3及2/3處分別打2排直徑為5 cm的平行孔，利于堆體的有氧發酵，當溫度達到最高點(60 ℃左右)開始下降時，翻堆1次，然后繼續堆制，等料溫再次達到最高點開始下降時，再翻堆1次，共翻堆3次，當堆體溫度與環境溫度趨于一致，菇渣色澤均呈褐色，無臭味、無氨味，質地松軟，手抓成形，手松即散，顆粒較細，完全腐熟，結束發酵。

1.2.2 育秧試驗

育秧試驗設4個處理：A，T1+育苗伴侶；B，T2+育苗伴侶；C，T3+育苗伴侶；D，CK基質。育秧塑料軟盤規格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3次。育苗期統一管理。

1.3 指標測定

1.3.1 堆肥基質的理化性質測定

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

1.3.2 秧苗的生長指標測定

出苗情況的測定：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，計算出苗率和單位面積的苗數。

分別于播種后14、21、28 d每個處理隨機取秧苗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 ℃條件下烘干至恒質量，用于測定百苗地上部、地下部干物質量及全株干物質量，并計算出壯苗指數和根冠比。

壯苗指數=莖粗/株高×100株秧苗全株干物質量[5]。

根冠比=地下部百株干物質量/地上部百株干物質量。

重高比=100株水稻秧苗全株干物質量/株高。

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

2 結果與分析

2.1 堆肥基質的理化特性

從表1可以看出，各處理菇渣經堆肥發酵后容重在0.39～0.43 g·cm-3，總孔隙度在66.58%～67.71%。沈巧梅等[14]研究發現，水稻機插秧理想育苗基質的容重在0.1～0.8 g·cm-3，總孔隙度在40%～80%。3個處理的含水量基本表現為T1

表1 堆肥基質的理化性狀

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的出苗率均比對照處理提高，處理C的出苗率比對照降低，不同處理的基質對秧苗的出苗率有影響但是差異不顯著。4個處理的出苗率都在90%以上，說明4個處理的基質都適合秧苗的生長，但處理A的出苗率最高。

圖1 不同基質對秧苗出苗率的影響

2.2.2 秧苗生長

秧苗基質的優劣最終是由秧苗生長發育決定的。秧苗素質優劣的評價指標既包括地上部分，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調生長，才能獲得合理的根冠比，培育健壯的秧苗。機插秧秧苗還包括秧苗根系盤接力等指標[16]。

由表2可知，各處理株高、葉齡、莖基寬、白根數、百株干物質量均隨著秧苗生育進程的發展呈上升趨勢，而根冠比緩慢上升，表明秧苗在生育期地上部的生長和根系的生長基本協調。秧齡14 d時，不同處理的株高、葉齡、莖基寬、地上和地下百株干物質量均表現為B>A>CK>C，白根數表現為A>B>CK>C，根冠比表現為C=CK>B>A，處理A和處理B的根冠比均比處理C和CK低，分析認為處理C和CK由于受到缺肥因素的脅迫，秧苗自身的調節，通過根系尋找肥料，因此，其根系生長相對較好。可見14 d處理B和處理A秧苗生長速度和生育進程高于CK，處理B秧苗生長速度和生育進程高于處理A，處理C秧苗生長速度和生育進程遲于CK。秧齡21 d時，不同處理的株高表現為A>B>C>CK，葉齡和莖基寬均表現為A>B>CK>C，白根數和地上百株干物質量均表現為A>CK>B>C，地下百株干物質量均表現為A>C>B=CK，根冠比均表現為C>B>A>CK，可見處理A秧苗的各項指標都明顯高于CK。秧齡28 d時，不同處理的株高、莖基寬、地上百株干物質量、地下百株干物質量均表現為A>CK>B>C，葉齡和白根數表現為A>B>CK>C，根冠比表現為A>C>B=CK，可見28 d處理A的株高、葉齡、莖基寬、百株干物質量、白根數、根冠比隨著生育的進程表現仍然最高。

表2 不同基質對不同時段秧苗生長性狀的影響

付為國等[16]認為，植株生物量是一個較綜合的秧苗素質評價指標，而壯苗指數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時不同基質處理秧苗的壯苗指數、重高比、盤根力度如表3所示，與對照比，處理A的壯苗指數、重高比、盤根力度均有提高，處理B的壯苗指數、重高比、盤根力度均降低，處理C的壯苗指數、重高比、盤根力度均降低，盤根力度是影響機插秧作業的一項重要指標，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，上機困難。根據本試驗結果，結合機插秧的育秧要求，從總體上來看，處理A的壯苗指數、重高比均高于處理CK，盤根力度接近處理CK，處理A基質的肥效長，壯苗特征優勢明顯。

表3 秧齡21 d時不同基質育秧秧苗情況

3 小結與討論

培育適合機械化作業的健壯秧苗是提高水稻機械栽插的前提，有利于保證機插水稻的產量，是水稻高產栽培的關鍵。培育壯秧的前提是合理的選取育秧基質，水稻機插秧育秧基質的基本要求是，基質的物理性狀、化學性狀、生物性狀達到最佳狀態，既能保證秧苗健康生長，培育的秧苗又要符合機插秧的要求[17]。本研究以當地食用菌菇渣為主要材料，采用不同發酵劑堆肥的3種基質，配合使用江蘇里下河地區農科所研制的機插秧育苗專用肥育苗伴侶，以豐綠稼育秧基質為對照，研究菇渣基質對機插秧苗的影響，篩選出最適宜機插秧育苗的菇渣基質。

從研究結果看，不同處理基質在不同時段對秧苗的影響不一致。秧齡14 d時，處理A和處理B都有利于秧苗株高、葉齡、莖基寬、干重、白根數的增加，且處理B與處理A相比更利于秧苗的生長；秧齡21 d和28 d時，處理A秧苗的生長速度、株高、葉齡、莖基寬、百株干物質量、白根數、根冠比隨著生育的進程表現最高。秧齡21 d時不同基質處理秧苗的壯苗指數、重高比、盤根力度比較結果發現，處理A秧苗的壯苗指數、重高比、盤根力度均高于對照，且最高。

處理A基質是菇渣添加有機肥發酵菌劑堆肥，基質的容重小，總孔隙度大，水分充足，養分水平高，配合機插秧育苗專用肥育苗伴侶，既為秧苗的生長提供了充足的養分，增強了水分補充緩沖能力，提高出苗率，又使作業輕型化；生長速度和生育進程最快，可縮短育秧時間，省工省時；根冠比隨著秧齡的增長而提高，發根潛力強，能夠保障移栽后秧苗返青，提高秧苗成活率；壯苗指數、重高比均最高，為高產打下了基礎；根力度接近CK，既方便從秧盤中取出，又利于切割成塊，適合機械化栽插。由此可見，菇渣+有機肥發酵菌劑的堆肥基質，配合機插秧育苗專用肥育苗伴侶培育的秧苗，能滿足機插秧作業對秧苗素質的要求，在生產中可完全替代常規營養土，可在今后的規模化、標準化、工廠化育秧中推廣應用。