[发明专利]一种水稻穴盘旱育秧用多层秸秆基质及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种水稻穴盘旱育秧用多层秸秆基质，该多层秸秆基质由下至上依次包括：膨化长秸秆纤维层、膨化短秸秆纤维层、腐熟膨化长秸秆纤维层、腐熟膨化短秸秆纤维层、基质层；该多层秸秆基质将揉搓、粉碎后的农作物秸秆纤维与粪水混合发酵得到腐熟的秸秆纤维，再经挤出膨化过程，使得长纤维秸秆内部纤维素疏解、纤维与纤维之间交联性得以减弱、既保证了营养元素最大程度保留充分被水稻秧苗所吸收，又保证水稻成苗率较高，育秧期内无需额外追肥；根系活力高，出苗整齐，成本低廉，大幅度减少了草炭这种昂贵基质的使用量，又循环利用秸秆避免出现使用不当对环境的影响。

技术领域

本发明涉及农业废弃物资源化利用领域，特别是一种水稻穴盘旱育秧用的多层基质及其制备方法。

背景技术

水稻穴盘育秧技术是指使用塑料穴盘作为育秧容器，以草炭、珍珠岩、蛭石等材料的复配混合为水稻育秧的生长基质，通过预先加入适量肥料或者浇灌营养液的方式提供秧苗养分的一种无土育秧方式。水稻穴盘育秧的突出优点是幼苗根系之间保持间距，根系与基质之间结合紧密，根坨不易散落，移栽时不易伤根，定植后缓苗迅速生长，适合长距离运输。

目前的水稻育秧基质多使用草炭、泥炭等有机质，其大部分来自于植物残体的分解形成的腐殖质及部分矿物质，属于不可再生资源。秸秆富含碳、氮、磷、钾和有机质等水稻秧苗生长所需的各类营养元素，是种多用途可再生的生物资源。因此，农业废弃物例如秸秆、稻壳等材料的循环利用是当下无土栽培基质选用的研究热点。随着水稻机插秧种植面积的增加，对于秸秆这种轻型降解材料制备的育秧基质更为青睐。

传统穴盘育秧用以秸秆为栽培基质的配方中，秸秆通常经过粉碎与稻田土、工业废弃物、缓释肥、粘结剂、保水剂等配制成育秧基质。秸秆粉碎后增加了与发酵物料、粘结物料等之间的接触面积，有利于营养元素被植物根系吸收，但粉碎后粒径过小的秸秆在腐熟过程中营养物质消耗过快，无法在幼苗生长周期内持续提供养分，且秸秆在腐熟过程中产生酚酸类物质抑制水稻种子初期发芽，因此，以纯秸秆作为水稻育秧基质的报道较少。专利CN106171643A公布了一种低成本穴盘育秧基质的制备方法：秸秆发酵后与砂、炉渣混合粉碎制备育秧基质半成品，该基质中秸秆占总物料的质量比不到3%，比例仍然很低；专利CN105432449B公布了一种水稻旱育水管的无土秸秆基质及育秧方法：油菜秸秆直接粉碎后加入消毒剂、保水剂、调节剂、调酸剂和肥料等，该专利以秸秆粉碎料为主的基质并未解决营养物质流失过快的现象，并且秸秆腐熟过程中产生的酚酸类物质对水稻种子前期的成苗率有抑制作用；专利CN107372063A公布了一种使用膨化挤出技术制备水稻轻型无土育秧基质的方法：将秸秆粉碎后与粗蛋白、尿素按比例混合后经膨化机制备膨化料，所制备的膨化料混合制备酒槽、矿物质后得到水稻轻型育秧基质，但此专利限定了秸秆纤维的长度不超过15mm，秸秆纤维较短，营养物质仍然消耗较快，切粉碎将消耗较多的能源。目前，适用于水稻穴盘育秧用，长度分布梯度性、未经过腐熟处理的秸秆纤维为育秧基质主体的育苗基质尚未见报道。

发明内容

针对本发明的目的在于解决现有技术存在的水稻穴盘育秧用，以秸秆为主要成分的基质出现的秸秆利用率较低，水稻种子成苗率不高的问题，提出一种水稻穴盘旱育秧用多层秸秆基质及其制备方法，通过如下技术方案实现的：

一种水稻穴盘旱育秧用多层秸秆基质，由下至上依次包括膨化长秸秆纤维层、膨化短秸秆纤维层、腐熟膨化长秸秆纤维层、腐熟膨化短秸秆纤维层、基质层；

其中，所述膨化长秸秆层是这样获得的；调节平均长度为5cm-8cm的长纤维秸秆的含水率为55-75%，通过双螺杆挤出膨化机制备得到长度为3cm～6cm（含3cm和6cm）的挤出膨化长秸秆，加入酸性溶液浸泡至挤出膨化长秸秆pH为4.5～6，再烘干（烘干温度70℃～80℃）至含水率为35～45%，150℃高温灭菌处理（灭菌时间30min），即获得膨化长秸秆层；