本發(fā)明屬于水稻育秧及農(nóng)業(yè)廢棄物利用領(lǐng)域，特別涉及一種以稻稈發(fā)酵物為原料的機插水稻育秧基質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移及農(nóng)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(chǎn)技術(shù)。機插秧具有減輕勞動強度、節(jié)省秧床、節(jié)省人工、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)本增效等優(yōu)勢，對發(fā)展規(guī)模稻作，促進勞動力轉(zhuǎn)移，提高勞動生產(chǎn)率和土地生產(chǎn)率，穩(wěn)定發(fā)展糧食生產(chǎn)，促進我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有重要意義。培育適合機插秧的生長的基質(zhì)，是機插秧技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。機插育秧基質(zhì)主要以稻田泥漿和旱地土為主，采用營養(yǎng)土育秧具有成本低廉的優(yōu)點，但取土強度大，育秧和起苗用工多，病蟲害嚴重，工藝復(fù)雜不易于標準化和規(guī)范化操作；長期在同一秧田取土，會破壞表土層結(jié)構(gòu)，引起土壤風化；另外營養(yǎng)土密度大，會增加育秧盤重量，使得作業(yè)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(yǎng)土育秧的不足，目前對營養(yǎng)土替代材料進行了較多的研究，這些材料包括蚯蚓糞、稻桿、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(zhì)及其制備方法，所述制備方法為將加入腐稈菌劑的稻草制成的腐熟稻草粉與稻田土混配均勻得到水稻育秧基質(zhì)，該基質(zhì)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(zhì)中摻入大量的稻田土，仍未解決營養(yǎng)土用量及作業(yè)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(zhì)及其生產(chǎn)方法，以秸稈等有機廢棄物為原料，經(jīng)多種有益微生物發(fā)酵，以肥料緩釋、粘結(jié)劑、保水劑配制成水稻育秧基質(zhì)，該發(fā)明存在工序復(fù)雜、成本高昂、基質(zhì)含有不易降解物質(zhì)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(yè)廢棄物等為原料的水稻育秧基質(zhì)的機械化育秧技術(shù)，但仍存在技術(shù)復(fù)雜、成本高、保水性差，質(zhì)量輕容易飄搖，機插困難的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種機插水稻育秧基質(zhì)的制備方法。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)，具體操作步驟如下：（1）制備玉米粉提取物：將曬干的玉米粉碎后過篩，與磷酸鹽緩沖液混合，攪拌均勻，靜置后得到玉米粉提取液和固相玉米粉沉淀；

（2）生防菌活化：將生防菌擬莖點霉HQ285146活化，再用馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)，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）制備有機肥：收集秸稈和畜禽糞便作為制備有機肥的原料，接入好氧發(fā)酵有益菌，進行靜態(tài)好氧高溫堆肥，進行40~60天的好氧高溫發(fā)酵，當秸稈和畜禽糞便發(fā)酵物溫度降至環(huán)境溫度，顏色呈現(xiàn)褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬干燥后粉碎過篩，備用；

（4）制備水稻育秧基質(zhì)：將步驟（3）中有機肥混合作為水稻育秧基質(zhì)的主料，添加珍珠巖、蛭石、草木灰以及保水劑并混勻制備成水稻育秧基質(zhì)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霉HQ285146，制備得成品水稻育秧基質(zhì)。

其中，步驟（1）玉米粉提取物制備方式優(yōu)選為：將曬干的玉米用粉碎機粉碎后過20目篩，得到的玉米粉與pH為7，濃度為0.5mol/L的磷酸鹽緩沖液按質(zhì)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，生防菌劑制備方式具體為：液體生防菌擬莖點霉HQ285146的配方為擬莖點霉HQ285146活化液1份體積，玉米粉提取液9份體積；固體生防菌擬莖點霉HQ285146的配方為擬莖點霉HQ285146活化液1份質(zhì)量，玉米粉5份質(zhì)量。其中，制備好的液體生防菌菌劑活菌數(shù)為100億個/毫升，固體生防菌菌劑活菌數(shù)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(nèi)進行靜態(tài)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(diào)節(jié)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(fā)酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，以便混勻物料；

其中，所述好氧發(fā)酵有益菌選自綠色木霉、黑曲霉、枯草芽孢桿菌及釀酒酵母中的一種菌或幾種菌組成的復(fù)合菌劑。

好氧發(fā)酵有益菌的接種比例為堆垛質(zhì)量的0.1~1%。

所述步驟（4）中，水稻育秧基質(zhì)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(yōu)選選用聚丙烯酰胺顆粒，粒徑3~5mm。

液體生防菌擬莖點霉HQ285146添加量與水稻育秧基質(zhì)粗品體積質(zhì)量比1:5；固體生防菌擬莖點霉HQ285146添加量與水稻育秧基質(zhì)粗品質(zhì)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(fā)明的另一目的在于提供采用上述方法制備的水稻育秧基質(zhì)。

采用本發(fā)明的方法制備的基質(zhì)營養(yǎng)含量高，保水性好；并且容重小，方便搬運，適用于機插水稻。

本發(fā)明的又一目的在于提供上述水稻育秧基質(zhì)在水稻育秧中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種具體育秧應(yīng)用方法，具體為在硬質(zhì)塑料育秧盤(58cm×28cm×3cm)中放置育秧基質(zhì)，厚度為2.5cm，均勻播入催芽好的谷子，覆育秧基質(zhì)厚度0.5cm，播種量1株/孔。每個育秧區(qū)域釆用旱育秧方式育秧，即播前燒透水，出苗前保持濕潤，出苗后基質(zhì)發(fā)白前不澆水。在60天的育苗生長期內(nèi)不使用任何化肥，種子的生長發(fā)育完全依靠基質(zhì)來提供營養(yǎng)。秧苗出秧整齊、根系活力系數(shù)高。

本發(fā)明以腐熟秸稈作為水稻育秧基質(zhì)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(yǎng)土的使用量，降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟效益，同時還可避免因稻草處理不當對環(huán)境造成污染的風險。以秸稈廢棄物為原料，經(jīng)多種有益微生物發(fā)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制成水稻育秧基質(zhì)，加入液體或固體生防菌劑擬莖點霉HQ285146，該基質(zhì)容重小，方便搬運；保水性好，減少灌溉次數(shù)，節(jié)約用水量；營養(yǎng)物質(zhì)豐富，在整個育秧期間不需額外追肥；秧苗出秧整齊、根系活力系數(shù)高；成本低廉、與機插技術(shù)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(huán)境造成污染的風險。

附圖說明

圖1是本發(fā)明育秧基質(zhì)的制備方法。

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

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

實施例中所用釀酒酵母（Saccharomyces）、綠色木霉（Trichoderma viride）、黑曲霉（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，黑曲霉編號bio-68022，綠色木霉編號bio-66770，枯草芽孢桿菌編號bio-75402。所用生防菌擬莖點霉HQ285146制備方法具體見專利CN105921510A。

各菌劑的處理方式為：釀酒酵母、綠色木霉、黑曲霉分別在馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基180轉(zhuǎn)/分、28℃培養(yǎng)5天，枯草芽孢桿菌在牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基培養(yǎng)180轉(zhuǎn)/分、37℃培養(yǎng)2天。

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

實施例1 制備擬莖點霉HQ285146生防菌劑

（1）將曬干的玉米用粉碎機粉碎后過20目篩，得到的玉米粉與磷酸鹽緩沖液按質(zhì)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）生防菌擬莖點霉HQ285146在馬鈴薯葡萄糖斜面活化培養(yǎng)3天，接種到馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基培養(yǎng)4天得到種子液，再將種子液按照體積比1%進行培養(yǎng)6天，得到培養(yǎng)液，備用。

（3）將步驟（2）培養(yǎng)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(shù)為100億個/毫升；將步驟（2）培養(yǎng)液與玉米粉按照質(zhì)量比1:5混合得到固體生防菌菌劑，活菌數(shù)為20億個/克。

實施例2

在大棚水泥地面上進行靜態(tài)好氧高溫堆肥，本實施例設(shè)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(fā)酵有益菌劑，發(fā)酵有益菌劑選用黑曲霉和釀酒酵母復(fù)合菌，復(fù)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(diào)整堆肥物料C/N為27，同時調(diào)節(jié)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(fā)酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混勻物料。當水稻秸稈和新鮮豬糞發(fā)酵物溫度降至環(huán)境溫度，顏色呈現(xiàn)褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬干燥后粉碎過篩，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(zhì)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的體積比例配制成水稻育秧基質(zhì)粗品，向基質(zhì)粗品中入固體生防菌擬莖點霉HQ285146，固體生防菌添加量為與水稻育秧基質(zhì)粗品質(zhì)量比1:3。

實施例3

在大棚水泥地面上進行靜態(tài)好氧高溫堆肥。向長度為4cm花生秸稈1500kg中接入發(fā)酵有益菌劑，發(fā)酵有益菌劑選用綠色木霉，菌劑接種量為堆垛重量的0.6%，用雞糞調(diào)整堆肥物料C/N為27，同時調(diào)節(jié)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(fā)酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混勻物料。當花生秸稈和雞糞發(fā)酵物溫度降至環(huán)境溫度，顏色呈現(xiàn)褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬干燥后粉碎過篩，備用。

以有機肥為水稻育秧基質(zhì)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的體積例配制成水稻育秧基質(zhì)粗品，向基質(zhì)粗品中入液體生防菌擬莖點霉HQ285146，液體生防菌劑與基質(zhì)粗品的體積質(zhì)量比為1:5。

實施例4

在大棚水泥地面上進行靜態(tài)好氧高溫堆肥。向長度為5cm玉米秸稈2000kg中接入發(fā)酵有益菌劑，發(fā)酵有益菌劑選用黑曲霉、枯草芽孢桿菌和綠色木霉復(fù)合菌，復(fù)合菌各組分體積比為1:1，菌劑接種量為堆垛重量的0.1%，用干牛糞調(diào)整堆肥物料C/N為28，同時調(diào)節(jié)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(fā)酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混勻物料。當玉米秸稈和牛糞發(fā)酵物溫度降至環(huán)境溫度，顏色呈現(xiàn)褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬干燥后粉碎過篩，備用。

以有機肥為水稻育秧基質(zhì)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的體積比例配制成水稻育秧基質(zhì)粗品，向基質(zhì)粗品中入固體生防菌擬莖點霉HQ285146，固體生防菌添加量為與水稻育秧基質(zhì)粗品質(zhì)量比1:3。

實施例5

在大棚水泥地面上進行靜態(tài)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(fā)酵有益菌劑，發(fā)酵有益菌劑選用黑曲霉、枯草芽孢桿菌、綠色木霉和釀酒酵母復(fù)合菌，復(fù)合菌各組分體積比為1:1，菌劑接種量為堆垛重量的0.5%，用干牛糞和雞糞調(diào)整堆肥物料C/N為28，同時調(diào)節(jié)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(fā)酵，堆肥前30天每隔2天翻堆一次，并添加適量的水分，以便保持充足的含水率，堆肥后期每隔一周翻堆一次，混勻物料。當玉米秸稈和牛糞發(fā)酵物溫度降至環(huán)境溫度，顏色呈現(xiàn)褐色且無臭味時，將堆垛攤開晾曬干燥后粉碎過篩，備用。

以有機肥為水稻育秧基質(zhì)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的體積比配制成水稻育秧基質(zhì)粗品，向基質(zhì)粗品中入固體生防菌擬莖點霉HQ285146，固體生防菌添加量為與水稻育秧基質(zhì)粗品質(zhì)量比1:3。

實施例6 水稻育秧

采用實施例2制備的水稻育秧基質(zhì)進行水稻育秧。在硬質(zhì)塑料育秧盤(58cm×28cm×3cm)中放置育秧基質(zhì)，厚度為2.5cm，均勻播入催芽好的谷子，覆育秧基質(zhì)厚度0.5cm，播種量1株/孔。每個育秧區(qū)域釆用旱育秧方式育秧，即播前燒透水，出苗前保持濕潤，出苗后基質(zhì)發(fā)白前不澆水。在60天的育苗生長期內(nèi)不使用任何化肥，種子的生長發(fā)育完全依靠基質(zhì)來提供營養(yǎng)。在秧苗末期，測定葉綠素含量、地上部分干鮮重、根的干鮮重；各處理根系活力、發(fā)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。水稻秧苗干重、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(zhì)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(tài)。與不加生防菌的基質(zhì)相比，加入生防菌的基質(zhì)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(nóng)業(yè)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(chǎn)育秧基質(zhì)提供理論依據(jù)和實例。

本發(fā)明通過應(yīng)用生防菌劑進行發(fā)酵稻草，配制高效育秧基質(zhì)，探討腐解稻草育秧基質(zhì)對機插稻秧苗素質(zhì)的影響，為合理開發(fā)利用育秧基質(zhì)資源提供技術(shù)支撐。這將會對水稻稻草育秧基質(zhì)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展有促進與帶動作用，并且會產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。