林育炯張均華胡志華朱練峰禹盛苗金千瑜
（中國水稻研究所"水稻生物學國家重點實驗室，杭州 ，2023年）
摘要：我國從 2% 世紀 4% 年代開始水稻育秧基質研究。合理利用水稻育秧基質，培育健壯秧苗，提高機插質量，是提公升水稻機械化種植技術的關鍵，對我國水稻全程機械化發展具有重要意義。
本文重點介紹了我國水稻育秧基質發展歷程』主要基質型別及特徵，分析了基質研究過程**現的問題與發展趨勢，以期為研究和推廣水稻育秧基質，提公升我國水稻種植機械化水平提供參考。
關鍵詞：水稻；機插秧；育秧基質；型別；性質
水稻是我國最主要的糧食作物，2012 年種植面積3013.7萬hm2 ,產量達20423.6萬t。
水稻種植業的現代化、規模化、專業化和商品化生產的發展，對保障我國糧食供給安全起著至關重要的作用。目前歐美、日韓等國家水稻種植基本實現了全程機械化，我國雖然在水稻耕作和收穫環節基本實現了機械化作業，但機械化種植是我國水稻生產全程機械化的瓶頸，至 2023年底水稻種植機械化水平不足28.96%。
我國水稻種植機械化取得較大發展必須依賴於標準化育秧技術的發展。提高基質育秧質量，提公升育秧基質與水稻機插技術的相容性，改善水稻工廠化育秧技術，降低育秧成本，對我國水稻種植機械化水平的長遠發展具有重要推動作用。目前機插水稻主要採用營養土育秧和帶土移栽，雖然一定程度上促進了我國水稻機插秧的發展，但嚴重破壞了我國土壤資源並對周圍生態環境造成一定負面影響，不利於水稻機插秧的大面積推廣。
為解決統一育秧中營養土取土難、取土破壞植被與環境等問題，利用自然資源及工農業廢棄物等開發水稻無土育秧基質成為目前的研究熱點。無土育秧基質不僅解決了營養土取土難的問題，且具有質量輕、通透性強、不板結、省工節本等優點，是未來解決機插育秧問題的關鍵所在。因此，研究不同型別水稻育秧基質在水稻種植中的應用適應性與廣泛性，對推廣水稻工廠化育秧，提高水稻現代化種植水平具有重要作用。
本文對我國水稻育秧基質發展歷史、研究現狀進行綜述，分析目前研究和應用中存在的問題和發展趨勢，以期為推廣應用水稻育秧基質、提高水稻種植機械化水平提供參考。
1 水稻育秧基質發展歷程
水稻栽培在我國已有7000多年歷史，最早採用直播方式，東漢末期開始採用大田育秧移栽的種植方式，目前大田育秧技術由宋元時期定型並流傳至今。傳統水稻育秧由於技術條件落後，大田土壤成為育秧的唯一介質。水稻旱育秧技術和盤育機插水稻技術的出現改變了傳統的大田育秧形式，水稻育秧逐漸從大田土育秧轉向室內和工廠化基質育秧。
20世紀70 年代末，我國從日本引進了盤育機插水稻種植技術和水稻工廠化育苗技術，開始了我國育秧基質的研究。營養土由於養分全面、操作簡單、育成秧苗素質高而得到大力推廣。隨著我國水稻機插種植面積的不斷擴大，傳統營養土取土困難、運輸不便等缺點顯現，阻礙了工廠化育秧的推廣，無土基質研究開始得到重視。
1981 年水稻脲醛泡沫塑料育苗試驗成功，這是我國首次使用合成方法制得的無土育秧基質。脲醛泡沫塑料育秧提高了水稻出苗率，具有秧苗粗壯、根系發達、移植方便、植傷較少、機插後早生快發的優點，但**較高，只得到小範圍推廣。20世紀90年代初期免疫育苗出現，它以岩棉作基質，以營養液**養分，所育秧苗根數多，機插後無明顯緩苗期，並且控制了水稻苗期病害，減少了化學肥料用量，一定範圍內取得了較好的推廣效果。
雖然採用岩棉育秧可以有效降低成本，但岩棉育秧需利用營養液提供養分，且在土壤中較難分解，易對稻田生態環境造成汙染，因此需要尋求新的替代基質材料。90 年代中後期，利用農業廢棄物研製的有機基質開始用於水稻基質育秧，並獲得較好的育秧效果，但由於有機基質的穩定性較差，基質原料中的養分未能充分利用，因此未能得到大面積推廣。
2023年開始，我國對農機進行補貼，全國插秧機數量快速增多，對機插秧苗素質要求日益提高，盤育秧苗市場迅速壯大，水稻育秧基質逐漸成為研究熱點。在基質原料選擇上，除了土壤、炭化穀殼和菌渣，研製出了以粉碎秸稈、蔗渣、粉煤灰、草炭、木屑、椰殼、沼渣、水葫蘆、蛭石、珍珠岩、有機肥等多種原料的育秧基質，降低了基質成本。基質的理化性質逐漸得到改善，特別是保水保肥效能的提高，解決了基質養分**問題，簡化了基質育秧環節，並開發出較多商品化的基質。
商品化育秧基質的出現，促進了基質研究、應用與推廣。研究層面上，從原料**深入到基質的理化特性研究，並開始關注基質生物效能和基質對水稻生理、生化特性的調控作用。近年來，育秧基質在功能上有所突破，開發出富硒基質、微生物基質等產品，豐富了育秧基質的效能，進一步促進了育秧基質的發展。
2 育秧基質型別
目前我國育秧基質主要有營養土、無土基質和混合基質三種型別。營養土雖然不屬於嚴格定義的基質範圍，但目前營養土育秧仍是我國最常用的育秧方式，因此加入本文討論。
2.1 營養土
營養土一般採用自然土經風乾過篩後，加入肥料、壯秧劑和調酸劑拌勻堆悶而成，或直接加入營養土母劑拌勻制得，具有養分齊全、通透性良好、製備簡單、成本低等優點，是目前我國使用最多的育秧方式。營養土在鹼解氮、速效磷、速效鉀等養分指標上均高於自然土，培育的秧苗地上部素質較好，葉齡、苗高、葉面積、地上部乾重等均顯著高於自然土育秧，但營養土養分過高抑制根系生長，導致秧苗根長、根系盤結力顯著小於自然土所育秧苗。雖然加入壯秧劑可顯著改善營養土育秧的根系生長狀況，促進秧苗根系盤結，但農戶自配營養土難以保證合理養分水平，且營養土取土難、破壞耕層、容重大、運輸成本高、增大機械作業負荷等缺點不利於規模化、標準化的機插秧技術推廣。
2.2 無土基質
無土育秧基質主要指採用自然資源、農業廢棄物等加工制得的基質，按原料**可分為無機基質和有機基質。
無機育秧基質主要有珍珠岩、沸石和蛭石等。珍珠岩和蛭石具有孔隙多、通透性強、保水保肥性好等特性，在園藝基質育苗中具有重要地位。沸石雖然不具備上述特性，但天然沸石具有較高的陽離子交換量和小孔吸附性，可提高基質肥效永續性，在育苗上也有重要優勢。
劉華招將珍珠岩用於水稻育苗，發現珍珠岩育苗促進根系生長，有利於形成毯狀秧苗。李睿等研究表明，沸石基質培育的秧苗葉齡、株高適宜，葉綠素含量高，不定根數多，根長較長，地上部幹質量和根幹質量大，符合機插秧對秧苗的要求；而珍珠岩基質和蛭石基質秧苗的根系發育優勢不明顯。雖然珍珠岩、蛭石、沸石等無機材料在園藝育苗有一定效果，但用於水稻育秧的研究較少，對秧苗素質的影響不確定，且成本較高，不利於單獨作為水稻育苗基質推廣。
有機育秧基質採用醋糟、秸稈、穀殼、菌渣、木屑、沼渣等農業廢棄物發酵而成，因其具有容重小、緩衝能力強、裝置簡單、投資少、技術容易掌握等優點，而成為目前我國農業推廣應用最多的一種無土栽培形式。張忠臣
使用穀殼基質育秧，秧苗根長比土壤基質長0.78cm，根數多1.5條，機插秧後，髮根數也比土壤基質多1.
5條，表明採用稻殼基質育秧有利於秧苗移栽後迅速緩苗。張根賢採用木屑』穀殼』菌渣等農業廢棄物混合試驗，均發現秧苗大部分地上部指標，如葉
齡、株高、地上部幹質量等低於常規土壤，但秧苗的莖基寬和地下部根質量、根長、白根數等優於常規土壤，可育出適合機插的壯苗。有機基質對秧苗的影響主要在於對根系的促進，但由於其養分釋放不如營養土快速、高效、故秧苗地上部發育略差於營養土。中國是世界上農業廢棄物產出量最大的國家，每年產量約40多億 t，其中農作物秸稈7.
0億t，林業廢棄物0.5億 t。
利用農業廢棄物開展水稻無土有機基質研究，可有效解決水稻機械化生產和農業廢棄物處理的矛盾，促進水稻種植生態環境的協調發展，降低生產成本，增加水稻生產的經濟』社會和生態效益，是目前水稻基質育秧的乙個重要發展趨勢。
2.3 混合基質
混合基質為無機基質與有機基質以一定比例混合或者土壤與基質以一定比例混合的育秧基質，可以改變單一栽培基質的缺陷，調控育秧基質的容重、孔隙度、養分含量、保水性、通氣性、c/n比等性狀更符合水稻發育需求。魯耀雄使用碳化稻殼、牛糞、草炭、蘆葦渣和蛭石為原料配比基質時，三個不同配比基質所育秧苗在苗高、莖基寬、葉面積、地上部幹質量、地下部幹質量、根數指標上均高於水稻土對照，其中以造紙蘆葦殘渣45%，牛糞、碳化稻殼和泥炭各15%,，蛭石10%的配比效果最好，與對照相比6個指標均達到顯著差異水平。張衛星等以穀殼和土按 1:
3或 1:2配比時，秧苗的地上部和地下部幹質量顯著高於普通土和純穀殼基質。徐紅以商品基質和土壤1:
1混合作基質，結果客土基質在葉齡、株高、莖基寬等指標上與原商品基質相當，但盤根效果顯著好於原基質。混合基質作為穩定、緩衝性強、具有良好根系生長環境的系統，是未來水稻育秧基質研究的乙個主要方向。
3 水稻育秧基質特性
基質特性包括基質物理性質、化學性質和生物性質。基質作為水稻秧苗生長的介質，除具備固定水稻秧苗、供水、供肥和供氣等功能，還要求基質所育秧苗生長整齊、盤根效能好、根冠比適中、對秧苗生長有調控作用，並能相容機械化播種、育秧流水線，因而對基質效能有更高要求。
3.1 物理性質
3.1.1 水分
基質水分特性包括含水量、吸水性和持水性。基質含水量影響基質生產、儲存和使用，吸水性影響基質在機械化播種流水線的吸水速度。蔣紅剛等研究表明適宜運輸和貯存的基質含水量上限為32%,，適宜機械化流水線播種作業的基質含水量為 28%-32%。
基質水分含量低於26%，由於部分基質有機材料表面蠟質等疏水性基團的存在造成其具有斥水性，從而降低基質吸水性能。基質含水量還會影響種子萌芽，且基質含水量對水稻秧苗光合效能和呼吸強度有顯著影響，如基質含水量60%條件下水稻呼吸強度顯著高於72%和80%。基質持水性指基質保持水分的能力，持水性強的基質可有效減少育秧過程的澆水次數和管理難度。
不同基質持水性差異較大，無土基質和營養土吸水 24h 後，無土基質的含水量達到120%，而營養土的含水量僅為38%。對於部分持水性較差的基質可使用強親水型表面活性劑或濕潤劑作為新增劑，以降低水分子的表面張力來改善其親水性能和吸水性能，或通過不同持水性基質混合，進而改善基質的總體水分特性。
3.1.2疏鬆性
基質容重反映基質緊實度，水稻適宜生長的基質容重範圍為 0.1g/cm3-0.8g/cm3。
容重影響基質通透性，不同容重基質對水稻根系的機械阻力存在差異，影響水稻根系的生長和分布，從而影響水稻發育和產量形成。基質容重較小，質地比較疏鬆，利於水稻秧苗根系生長，但缺乏黏結力，可能不利於根系盤結；基質容重較大，不便於運輸，且基質比較緊實，不利於根系生長。總孔隙度、通氣孔隙和大小孔隙是基質的通氣性狀引數。
一般認為，基質的總孔隙度在54%-96%範圍內較好，適宜的基質孔隙狀況是同時能提供20%的空氣和20%-30%易利用水，大小孔隙比在 1:2-1:4範圍內為宜。
2019水稻機插秧育秧申報補貼
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作者 王聖標 現代農業科技 2008年第03期 摘要水稻機插秧具有省工 省力 高產 高效等特點，通過對水稻機插秧大田栽插管理的實踐和研究，介紹機插秧大田栽插與管理技術，以期指導大田生產。關鍵詞水稻 機械插秧 栽插 管理 中圖分類號 s318文獻標識碼b文章編號1007 5739 2008 03 01...
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