不同发酵剂菇渣基质对机插秧苗期生长的影响

吉春明，张小祥，黄年生，吴政，袁静，刘建凤

(江苏里下河地区农业科学研究所，江苏 扬州 225007)

水稻机插秧技术是一项集机械化、集约化、规模化、产业化于一体的水稻轻型栽培技术[1]，能够增强水稻种植效率，降低秧苗移栽成本，缓解劳动力短缺压力，促进农民增产增收，是我国水稻种植机械化的主推技术[2]。与直播稻相比，机插秧通过培育高素质标准化秧苗，提高了水稻对区域内温、光、土地资源的高效利用，增强了秧苗抗逆性，减轻了移栽后田间杂草的危害[3-4]。育秧技术是水稻机插秧的关键环节，培育适龄壮苗是水稻机插秧的重要前提[5]。机插秧的特点是，播种密度大，标准化要求高，需要出苗齐、根系发达、盘根力强、无病斑虫迹、易整齐切割成块状、移栽时秧龄短(3.5～4.0叶)、株高控制在12～18 cm，栽后植伤轻、活棵快[6-7]。

目前机插秧的育苗基质大都以营养土为主，随着机插秧面积的扩大，取土难的问题日益突出，且劳动力成本高，培肥不到位或不合理直接导致秧苗不健壮、秧龄的弹性小，从而影响秧苗移栽后的生长。针对土壤育苗所面临的问题，基质育苗成为近年来发展的主要方向[8]。因此，从节约制作成本、提高经济效益和保护生态环境等方面考虑，采用当地的食用菌菌渣研制适于机插秧的、标准化的、专用的、全价的育秧基质，这不仅能解决机插秧育苗取土的需求，而且能对食用菌菌渣循环利用和规模化、工厂化育秧奠定基础。

近年来，食用菌产业发展迅猛，产生的食用菌菌渣数量巨大[9]。菌渣不仅孔隙度大，容重轻，持水性能优良，还含有大量的木质素、纤维素、半纤维素、蛋白质、胺类等碳素和氮素营养成分[10]，这些大分子养分经过堆肥可替代草炭，用于配制工厂化育苗和无土栽培用基质[11]。目前关于菇渣作为水稻机插秧育苗基质的可行性报道较少，何青石[3]研究了60%菇渣+30%马蹄渣+10%花生麸厌氧发酵制作水稻育秧基质可提高秧苗素质和机插质量。鉴于此，本试验以当地食用菌菇渣为主要材料，采用不同发酵剂有氧发酵堆肥制作3种基质，配合使用江苏里下河地区农科所研制的机插秧育苗专用肥育苗伴侣，以丰绿稼育秧基质(太仓绿丰农业资源开发有限公司生产)为对照，研究不同菇渣基质对机插秧秧苗生长和生理特性的影响，筛选出最优的机插秧育秧基质，为菇渣在机插秧育苗上的应用提供科学依据和技术支持，同时为菇渣循环利用提供新的途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

基质的堆肥试验于2019年8月在江苏里下河地区农业科学研究所生态科研中心(32°26′55″N，119°23′37″E)进行，育苗试验于2020年5月在江苏里下河地区农业科学研究所万福科研基地(32°42′05″N，119°53′06″E)进行。菇渣为扬州市广陵区上品食用菌专业合作社提供，对照(CK)基质为太仓绿丰农业资源开发有限公司生产的丰绿稼牌水稻育苗基质。

供试品种为扬粳805，千粒重27.01 g，发芽率92.7%。

机插秧育苗肥为江苏里下河地区农业科学研究所研制，扬州市壮禾生态肥业有限公司生产的机插秧育苗专用肥育苗伴侣(N-P-K含量为25%)[1]。

1.2 处理设计

1.2.1 堆肥试验

试验设3个处理：T1，菇渣+发酵菌剂；T2，菇渣+尿素；T3，菇渣。菇渣堆肥前测定理化指标，其水分含量为35.67%，pH 7.76，有机碳39.72%，全氮1.38%，全磷0.53%，全钾1.89%，C/N为29.27∶1。堆肥前先用自来水喷淋2次，除去菇渣的杂质，降低菇渣的电导率(EC)，加入发酵剂混合后堆成宽1.5 m、高1 m的发酵堆，堆体上、中1/3及2/3处分别打2排直径为5 cm的平行孔，利于堆体的有氧发酵，当温度达到最高点(60 ℃左右)开始下降时，翻堆1次，然后继续堆制，等料温再次达到最高点开始下降时，再翻堆1次，共翻堆3次，当堆体温度与环境温度趋于一致，菇渣色泽均呈褐色，无臭味、无氨味，质地松软，手抓成形，手松即散，颗粒较细，完全腐熟，结束发酵。

1.2.2 育秧试验

育秧试验设4个处理：A，T1+育苗伴侣；B，T2+育苗伴侣；C，T3+育苗伴侣；D，CK基质。育秧塑料软盘规格58 cm×28 cm×2.5 cm，每盘播种量为干稻种120 g。

育苗伴侣使用量为每盘15 g。

2020年5月24日播种，每处理播种4盘，重复3次。育苗期统一管理。

1.3 指标测定

1.3.1 堆肥基质的理化性质测定

采用固体基质物理性状测定法测定各处理的容重、孔隙度[12]；烘干法测定各处理的水分；电位法测定各处理pH；重铬酸钾外加热法测定各处理碳含量；H2SO4-H2O2消煮法测定各处理中的总氮；钼锑抗比色法测定各处理中的总磷；火焰光度法测定各处理中的总钾[13]。

1.3.2 秧苗的生长指标测定

出苗情况的测定：苗齐后在秧盘上取10 cm×10 cm秧块，考查出苗和未出苗的种子，计算出苗率和单位面积的苗数。

分别于播种后14、21、28 d每个处理随机取秧苗100株，其中15株用于考查苗的株高、叶龄、茎基宽、白根数等，将100株秧苗的根系剪下，茎叶、根系分别放入烘箱中105 ℃烘1 h杀青，然后在烘箱60 ℃条件下烘干至恒质量，用于测定百苗地上部、地下部干物质量及全株干物质量，并计算出壮苗指数和根冠比。

壮苗指数=茎粗/株高×100株秧苗全株干物质量[5]。

根冠比=地下部百株干物质量/地上部百株干物质量。

重高比=100株水稻秧苗全株干物质量/株高。

盘根力度测定：取整盘的秧块，一端固定，另一端用长28 cm，宽4 cm木条上下固定后，用弹簧秤钩拉，秧块断裂时的拉力即为盘根力。

2 结果与分析

2.1 堆肥基质的理化特性

从表1可以看出，各处理菇渣经堆肥发酵后容重在0.39～0.43 g·cm-3，总孔隙度在66.58%～67.71%。沈巧梅等[14]研究发现，水稻机插秧理想育苗基质的容重在0.1～0.8 g·cm-3，总孔隙度在40%～80%。3个处理的含水量基本表现为T1

表1 堆肥基质的理化性状

2.2 不同处理的秧苗情况

2.2.1 出苗率

由图1可见，处理A、B、C的秧苗出苗率在90.48%～91.37%，其中处理A和处理B的出苗率均比对照处理提高，处理C的出苗率比对照降低，不同处理的基质对秧苗的出苗率有影响但是差异不显著。4个处理的出苗率都在90%以上，说明4个处理的基质都适合秧苗的生长，但处理A的出苗率最高。

图1 不同基质对秧苗出苗率的影响

2.2.2 秧苗生长

秧苗基质的优劣最终是由秧苗生长发育决定的。秧苗素质优劣的评价指标既包括地上部分，又包括地下部分以及它们的综合性状，只有地上和地下保持协调生长，才能获得合理的根冠比，培育健壮的秧苗。机插秧秧苗还包括秧苗根系盘接力等指标[16]。

由表2可知，各处理株高、叶龄、茎基宽、白根数、百株干物质量均随着秧苗生育进程的发展呈上升趋势，而根冠比缓慢上升，表明秧苗在生育期地上部的生长和根系的生长基本协调。秧龄14 d时，不同处理的株高、叶龄、茎基宽、地上和地下百株干物质量均表现为B>A>CK>C，白根数表现为A>B>CK>C，根冠比表现为C=CK>B>A，处理A和处理B的根冠比均比处理C和CK低，分析认为处理C和CK由于受到缺肥因素的胁迫，秧苗自身的调节，通过根系寻找肥料，因此，其根系生长相对较好。可见14 d处理B和处理A秧苗生长速度和生育进程高于CK，处理B秧苗生长速度和生育进程高于处理A，处理C秧苗生长速度和生育进程迟于CK。秧龄21 d时，不同处理的株高表现为A>B>C>CK，叶龄和茎基宽均表现为A>B>CK>C，白根数和地上百株干物质量均表现为A>CK>B>C，地下百株干物质量均表现为A>C>B=CK，根冠比均表现为C>B>A>CK，可见处理A秧苗的各项指标都明显高于CK。秧龄28 d时，不同处理的株高、茎基宽、地上百株干物质量、地下百株干物质量均表现为A>CK>B>C，叶龄和白根数表现为A>B>CK>C，根冠比表现为A>C>B=CK，可见28 d处理A的株高、叶龄、茎基宽、百株干物质量、白根数、根冠比随着生育的进程表现仍然最高。

表2 不同基质对不同时段秧苗生长性状的影响

付为国等[16]认为，植株生物量是一个较综合的秧苗素质评价指标，而壮苗指数则综合了地下部分和地上部分生物量及根冠比、茎基宽和株高及其比例以及整株总生物量。秧龄21 d时不同基质处理秧苗的壮苗指数、重高比、盘根力度如表3所示，与对照比，处理A的壮苗指数、重高比、盘根力度均有提高，处理B的壮苗指数、重高比、盘根力度均降低，处理C的壮苗指数、重高比、盘根力度均降低，盘根力度是影响机插秧作业的一项重要指标，盘根力度过大，秧苗根黏连，难以切割；盘根力度过小，秧苗提起易散，上机困难。根据本试验结果，结合机插秧的育秧要求，从总体上来看，处理A的壮苗指数、重高比均高于处理CK，盘根力度接近处理CK，处理A基质的肥效长，壮苗特征优势明显。

表3 秧龄21 d时不同基质育秧秧苗情况

3 小结与讨论

培育适合机械化作业的健壮秧苗是提高水稻机械栽插的前提，有利于保证机插水稻的产量，是水稻高产栽培的关键。培育壮秧的前提是合理的选取育秧基质，水稻机插秧育秧基质的基本要求是，基质的物理性状、化学性状、生物性状达到最佳状态，既能保证秧苗健康生长，培育的秧苗又要符合机插秧的要求[17]。本研究以当地食用菌菇渣为主要材料，采用不同发酵剂堆肥的3种基质，配合使用江苏里下河地区农科所研制的机插秧育苗专用肥育苗伴侣，以丰绿稼育秧基质为对照，研究菇渣基质对机插秧苗的影响，筛选出最适宜机插秧育苗的菇渣基质。

从研究结果看，不同处理基质在不同时段对秧苗的影响不一致。秧龄14 d时，处理A和处理B都有利于秧苗株高、叶龄、茎基宽、干重、白根数的增加，且处理B与处理A相比更利于秧苗的生长；秧龄21 d和28 d时，处理A秧苗的生长速度、株高、叶龄、茎基宽、百株干物质量、白根数、根冠比随着生育的进程表现最高。秧龄21 d时不同基质处理秧苗的壮苗指数、重高比、盘根力度比较结果发现，处理A秧苗的壮苗指数、重高比、盘根力度均高于对照，且最高。

处理A基质是菇渣添加有机肥发酵菌剂堆肥，基质的容重小，总孔隙度大，水分充足，养分水平高，配合机插秧育苗专用肥育苗伴侣，既为秧苗的生长提供了充足的养分，增强了水分补充缓冲能力，提高出苗率，又使作业轻型化；生长速度和生育进程最快，可缩短育秧时间，省工省时；根冠比随着秧龄的增长而提高，发根潜力强，能够保障移栽后秧苗返青，提高秧苗成活率；壮苗指数、重高比均最高，为高产打下了基础；根力度接近CK，既方便从秧盘中取出，又利于切割成块，适合机械化栽插。由此可见，菇渣+有机肥发酵菌剂的堆肥基质，配合机插秧育苗专用肥育苗伴侣培育的秧苗，能满足机插秧作业对秧苗素质的要求，在生产中可完全替代常规营养土，可在今后的规模化、标准化、工厂化育秧中推广应用。