稻麦秸秆发酵育秧基质化利用模式探析

2019-07-11唐桂林

现代农业科技 2019年1期

唐桂林

摘要利用稻麦秸秆发酵，制作机械化育秧工厂的育秧基质，经济、生态、社会效益明显。核心技术是利用自然界大量的微生物对秸秆进行生物降解，最终将秸秆等原料转化为简单的无机物、小分子有机质和腐殖质等稳定的物质，再将这些物质按一定工艺和要求制成育秧基质。本文论述了稻麦秸秆发酵育秧基质化利用模式的研究背景及意义，介绍了其技术原理及配套技术，对其产生的效益进行了分析，以期为该模式的推广应用提供参考。

关键词稻麦秸秆发酵;育秧基质;模式;意义;配套技术;效益分析

中图分类号 X71 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2019）01-0059-02

近几年秸秆禁烧，沿淮一稻一麦地区秸秆量大，农民处理秸秆遇到较大困难。同时，机插秧发展迅速，机械化育秧工厂用土量大，取土困难，对农田生态产生一定破坏。通过几年在寿县迎河省级示范园天缘民心合作社开展大量研究和实践发现，利用稻麦秸秆发酵制作育秧基质是一条很好的农业生态循环模式[1-2]。

1 研究背景及意义

近年来，工厂化育秧发展迅速，育秧用土问题突出，大量取用稻田土，破坏了耕地质量，必须寻找新的育秧基质进行取代。秸秆禁烧后，大量的稻麦秸秆不能有效利用，处理不好会造成二次污染。采用本项技术后，秸秆就地发酵利用，是解决秸秆处理问题的良好途径。农作物秸秆堆制发酵肥料化利用，是很成熟的技术，很多文献均有报道。利用稻麦秸秆发酵育秧基质化利用，在寿县迎河省级农业科技示范园已经成功实施了3年。在一定的条件下，利用微生物降解稻麦秸秆，使其变成无机物、简单的小分子有机物、腐殖质，然后用作工厂化水稻育秧基质。秸秆收储—堆制发酵—基质加工—工厂化育秧—超市销售—机插一条龙服务，在国内少见报道。

农业生产废弃物再循环利用，有利于保护农业生态环境，也是秸秆禁烧后稻麦秸秆的有效出路之一，生态效益、社会效益、经济效益明显。

2 技术原理及配套技术

2.1 技术原理

秸秆栽培基质制备技术是以秸秆为主要原料，添加其他有机废弃物以调节碳氮比和物理性状（如空隙度、渗透性等），同时调节水分使混合物含水率在40%～60%之间，在通风干燥防雨的环境中进行有氧高温堆肥，使其腐殖化和稳定化。

核心技术原理：利用自然界（必要时接种外源秸秆腐解菌）大量的微生物对秸秆进行生物降解，微生物把一部分有机物氧化成简单的可供植物吸收利用的无机物，把另一部分有机物转化成新的细胞物质以促使微生物生长繁殖，进而进一步分解有机物料，最终秸秆等原料转化为简单的无机物、小分子有机质和腐殖质等稳定的物质[3-4]。

配套技术原理：将堆腐稳定的物料破碎后，与田土合理配比，使其理化指标达到育苗或蔬菜、果树栽培所需条件，从而生产出更健壮的秧苗、更优质的蔬菜与水果。

2.2 配套技术

2.2.1 技术流程。收集秸秆—挖填埋池—填埋秸秆—加水、尿素和腐熟剂—封土—发酵6个月—挖出晒干或烘干—机械粉碎—掺土—过筛—制成基质—育秧（蔬菜用、园林用、果树用）。该模式流程图见图1。

2.2.2 填埋池的设计。在育秧工厂附近田块（地势高、不积水为好）挖填埋池，长16 m、宽6 m、深1.6 m。体积大小和形状适合机械作业。

2.2.3 秸秆叠放。先放置一层秸秆，秸秆厚度80 cm，浇透水，在秸秆上铺撒一层稻田土起镇压作用，土层的厚度为8～10 cm，在土层上撒施一层尿素，尿素施用量为下层秸秆重量的1%左右;再在土层上撒一层秸秆腐熟剂，腐熟剂施用量为秸秆量的0.01%。重复上述步骤3次，使填埋层高出地面1 m左右，在高出地面的秸秆堆上盖压一层10～15 cm厚的泥土压实，以防止雨水流入。

2.2.4 秸秆腐熟外观指标。秸秆腐熟时间夏季为2个月，春秋季为3个月。腐熟后的秸秆为黑色或者褐色，柔软，风干后易碎。

2.2.5 晒干粉碎。秸秆腐熟后，将完全腐熟的秸秆挖出，放在水泥晒场上晒干或利用烘干设备烘干，粉碎后制作基质。

2.2.6 育秧基质的制备。腐熟粉碎后的秸秆比例为66%，稻田干土的重量比占33.89%，复合肥的比例为0.1%，其余部分为0.01%多菌灵土壤消毒剂，多种组分经机械粉碎和混合后即成为育秧基质。育秧基质技术指标：粒径≤5 mm，有机质≥40%，总养分（N+P2O5+K2O，以干基计）≥2.0%，pH值5.5～6.5，含水率≤30%。

3 效益分析

3.1 经济效益

经过大量的调查和试验，用秸秆堆制成的基质育秧苗，出苗快而整齐，种子根白、粗、长，苗期叶片绿、宽、厚，增加了秧苗的抗性。移栽时盘根紧，在起运和上插秧机时不散盘。栽到大田后，飘秧少（用其他纯基质的有飘秧现象），活棵快、分蘖快。在寿县正阳关镇建设村一农户，进行了基质育秧产量大田对比试验，品种为新两优6号，6月1日播种，6月23日移栽，10月16日理论测产。由测产结果可知，使用基质育秧的有效穗数295.8万穗/hm2，穗粒数167.35粒，结实率90.76%，千粒重27.93 g，理论产量为12 548.43 kg/hm2，实际产量10 666.20 kg/hm2;使用营养土育秧的有效穗数283.65万穗/hm2，穗粒数156.6粒，结实率88.97%，千粒重28.10 g，理論产量11 105.15 kg/hm2，实际产量9 439.35 kg/hm2，差异很大。理论产量上，使用稻麦秸秆发酵基质育秧较一般营养土育秧的增加13.0%。

以天缘民心合作社为例，在该生态循环模式上的经营投入成本见表1、2。

基质销售环节，该合作社常年生产基质0.6万t，外销基质0.4万t，价格660 t/元，销售收入264万元。

在育秧超市及机插秧插秧环节，合作社自身一年育秧80万盘，自用基质0.2万t。其中，合作社用本社插秧机和自育秧苗社会化服务，栽插666 hm2，用秧20万盘，机插秧价格140元/hm2（不含稻种），总收入140万元;以育秧超市方式（农民进育秧工厂，自行挑选所需不同品种及不同品质的秧苗，然后付款）销售毯状秧苗60万盘，其中杂交稻秧苗每盘售价9元（含种子成本5.0元），粳稻秧苗每盘售价5.5元（含种子成本1.5元），去除种子成本以外的毯状秧苗销售总收入240万元（60万盘×4.0元/盘）。

该模式2个环节一年总产出644万元。

用制备的基质育秧，秧苗素质好，销路就好;每个秧盘所用的基质成本仅1.5元（每盘干重2.6 kg），而用其他类型基质需要2元，用营养土加上肥料和育秧伴侣作基质（每盘干重4.5 kg），每盘成本也要1.8元。该合作社常年育秧80万盘，与使用其他基质相比，节省成本40万元;外销四川、河南等地基质4 000 t，纯利润100元/t（销售收入660元/t-生产成本560元/t），一年获利40万元。该合作社仅基质利用和销售，每年的纯利润是80万元。

3.2 社会效益

3.2.1 有利于秸秆禁烧。寿县常年种植小麦11.3萬hm2、水稻12万hm2，秸秆全量还田面积16万hm2，还有大量秸秆需要以其他方式综合利用，大量秸秆堆弃在路边、渠边、村庄边及镇村秸秆收储点，严重影响农村环境，给秸秆找出路是搞好秸秆禁烧的最好办法。

3.2.2 有利于保护耕地。寿县近几年水稻机插秧技术推广迅速，2016—2018年，每年机插秧面积达到2.6万hm2。按照常规的育秧方式，需要大量的育秧床土，特别是像天缘民心合作社这样大型育秧工厂，常年育插秧大田面积0.26万hm2以上，按需育秧床土1 500 kg/hm2计算，该工厂共需要4 000 t育秧床土，取土十分困难。大量取土也破坏农田，如果有其他基质代替，就解决了用土问题。

3.2.3 有利于减轻劳动强度。据调查，播种时用育秧基质育秧，每盘重仅2.6 kg;而用田土育秧，每盘重4.5 kg。在18 d秧龄移栽时，用基质育秧的，每盘秧重3.8 kg;用田土育秧的，每盘秧重5.1 kg。秧盘重量差异大，在大批量生产时，工人劳动强度差异很大。

3.3 生态效益

秸秆填埋发酵作基质不会造成二次污染，成本低、操作简单、用途广泛，是很好的出路之一，实现了农业生产废弃物的再循环利用[5-7]。

4 适宜区域及推广前景

该技术模式已在寿县迎河省级农业科技示范园及周边推广，面积2 666 hm2。该技术适宜在稻麦种植的机械化育插秧地区推广。其他绿色及无公害蔬菜与水果生产（可以防止大量使用畜禽粪便后重金属超标）及城市园林绿化也可大量使用该基质，今后可以向有机肥生产的大型工厂方向发展，应用前景十分广阔。

育秧工厂及基质生产地应远离村庄，在稻麦秸秆等的运输堆放和基质生产过程中，注意安全生产，噪音、水、气体排放要采取技术及工程措施，符合《城市生活垃圾堆肥厂运行、维护及安全技术规程》（CJJ/T86—2000）[8]的要求。

5 参考文献

[1] 孙海天，汪春，李海亮，等.利用农业废弃物制备水稻育秧基质工艺的优化[J].农机化研究，2018，40（5）：230-235.

[2] 孙海天.水稻育秧基质制备工艺的研究[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2017.

[3] 赵立军，陈海涛，蔡晓华，等.密闭式立体育秧系统水稻育苗基质配方研究[J].农业工程学报，2017，33（9）：204-210.

[4] 王英雪.闭锁式水稻立体育秧基质的研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2016.

[5] 范如芹，罗佳，严少华，等.农作物秸秆基质化利用技术研究进展[J].生态与农村环境学报，2016，32（3）：410-416.