水稻无土育秧基质配方、无土育秧基质穴块及其制备方法与流程

本发明涉及水稻育秧领域，具体而言，涉及一种水稻无土育秧基质配方、无土育秧基质穴块及其制备方法。

背景技术

水稻是我国种植面积最大的作物，常年种植面积达6亿亩。常言道“秧好半年谷”，可见培育高素质的秧苗是水稻高产的基础。随着我国农业经营大户的出现，农业生产经营主体的农村劳动力的老年化改变，集约化、机械化、轻简化栽培成为历史的必然。集约化、机械化、轻简化栽培首先表现的育秧方面。

目前，我国水稻育秧主要采取土壤营养土秧盘育秧，传统营养土育秧，需要大量采集优质而肥沃的表层壤土，进行培肥、调酸、消毒、粉碎后，人工或机械装盘、播种、盖种，生产期进行化学调控、施肥。环节多，程序复杂，费工费力，浪费财力，农户难以掌握。

近年也有不少报道采取有机基质育秧，采用有机废弃物为原料且必须经过发酵、无害化处理，否则秧苗就生长不正常或根本难以出苗，工序繁多、耗时、技术复杂且设备场地要求高，费人力、财力。仍然需要添加20-50％草炭土(泥炭)、粉碎壤土等，同样要消耗国土资源或草炭土资源。需要进行机械装盘或人工装盘，基质厚度与均匀度不易掌握，导致秧苗素质不均，播种、盖种，易出现不均，育秧质量仍然难以保证。同时还存在营养不平衡、与水稻生长需求不相适、保水性差、培育的秧苗素质差等问题。

有鉴于此，特提出本申请。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水稻无土育秧基质配方及水稻无土育秧基质穴块，有机原料无需进行发酵、无害处理也能保证正常出苗，不需要添加草炭土、粉碎壤土，不需要人工撒基质装盘及盖种，无需调酸、消毒、营养、化控等繁琐操作环节，配方科学、营养全面且肥效长。

本发明的另一目的在于提供一种水稻无土育秧基质穴块的制备方法，操作简单、适宜工业化生产，生产得到的水稻无土育秧基质穴块具备上述的优点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种水稻无土育秧基质配方，其原料按质量千分比计，包括：生物质有机原料粉740-860‰、水稻壮秧剂2.8-4.3‰、可降解氨基酸吸水树脂12-20‰、粘合剂1-2‰、絮凝剂0.5-1‰、防霉腐剂0.15-0.4‰，以及余量的膨润土。

一种水稻无土育秧基质穴块，根据水稻无土育秧基质配方的原料成型得到；

优选地，水稻无土育秧基质穴块包括穴块本体，穴块本体的上端面开设于若干穴孔，穴块的下端面开设于有用于与穴孔连通的通孔。

一种水稻无土育秧基质穴块的制备方法，包括将水稻无土育秧基质配方的原料加水混匀后成型。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的水稻无土育秧基质配方及水稻无土育秧基质穴块：

配方原料中不添加草炭土、粉碎壤土，克服了其它有机基质耗费资源的问题。

配方原料中的生物质有机原料粉能够利用水稻、小麦、玉米等的废弃秸秆，变废为宝，减少了不合理、不科学处理方式所造成的环境污染问题。

配方原料中，添加可降解氨基酸吸水树脂和防霉腐剂，有效控制生物质有机原料粉的未腐熟的有机体在高温高湿条件下的发霉、发酵腐熟分解产生阿魏酸、甲酸、甲醛、乙醇等对稻种萌芽与稻苗生长造成障碍的物质的速度，实现了有机原料不发酵处理制备无土育秧基质的突破，解决了以作物秸秆等有机原料为原料生产有机基质必须经发酵处理的技术难关。

配方原料中，由于可降解氨基酸吸水树脂等的添加，直接将基质穴块放入秧盘即可而无需人工或机械撒基质装盘，基质吸水膨胀即将种籽半包围，不需要盖种。

原料配方中各组分相互协调，集调酸、消毒、营养、化控、秧苗生长载体于一体，无需人工调节，轻松简单易操作，利于育秧快速作业，便于广泛推广应用，实用性极强。

同时，配方原料的营养全面，可降解氨基酸吸水树脂保水性好且分解后营养能够被吸收，肥效持久，解决了其它基质育秧需多次施肥的问题。

本发明提供的水稻无土育秧基质穴块的制备方法，根据上述水稻无土育秧基质配方将原料与水混匀后压制成型即可，操作简单、适宜工业化生产，且生产得到的水稻无土育秧基质穴块具备上述的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明试验例试验组田间育秧的图片；

图2为本发明试验例试验组工厂化育秧的图片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的水稻无土育秧基质配方、无土育秧基质穴块及其制备方法进行具体说明。

本发明提供一种水稻无土育秧基质配方，其原料按质量千分比计，包括：生物质有机原料粉740-860‰、水稻壮秧剂2.8-4.3‰、可降解氨基酸吸水树脂12-20‰、粘合剂1-2‰、絮凝剂0.5-1‰、防霉腐剂0.15-0.4‰，以及余量的膨润土。

配方原料中不添加草炭土、粉碎壤土，克服了其它有机基质耗费资源的问题。

生物质有机原料粉可选地为水稻、小麦、玉米等的废弃秸秆，变废为宝，减少了不合理、不科学处理方式所造成的环境污染问题。

进一步地，生物质有机原料粉包括水稻秸秆粉和稻壳粉。其营养成分含量配比同水稻生产营养需求接近，有利于水稻育秧。

在本发明一些具体的实施方式中，水稻无土育秧基质配方中：水稻秸秆粉的含量按质量千分比计为360-580‰，例如360‰、400‰、450‰、500‰、550‰、580‰中的任意一者或任意两者之间的范围；稻壳粉的含量按质量千分比计为280-380‰，例如280‰、300‰、320‰、340‰、360‰、380‰中的任意一者或任意两者之间的范围。

水稻秸秆粉的粒径优选地为3-5mm，例如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm中的任意一者或任意两者之间的范围。稻壳粉的粒径优选地为2-3mm，例如2mm、2.5mm、3mm中的任意一者或任意两者之间的范围。避免粒径过小导致腐熟过快而分解影响稻苗生长的物质，同时避免粒径过大导致分解不充分、营养供应不足的问题。

防霉腐剂包括山梨酸钾和恶霉灵，从苗期开始，双预防秧苗立枯病等多种病害。在本发明一些具体的实施方式中，水稻无土育秧基质配方中：山梨酸钾的含量按质量千分比计为0.05-0.1‰，例如0.05‰、0.06‰、0.07‰、0.08‰、0.09‰、0.10‰中的任意一者或任意两者之间的范围；恶霉灵的含量按质量千分比计为0.1-0.3‰，例如0.1‰、0.15‰、0.2‰、0.25‰、0.3‰中的任意一者或任意两者之间的范围。

可降解氨基酸吸水树脂能有效控制水分含量，配合防霉腐剂的防腐防霉作用，有效控制生物质有机原料粉的未腐熟的有机体在高温高湿条件下的发霉、发酵腐熟分解阿魏酸、甲酸、甲醛、乙醇等对稻种萌芽与稻苗生长造成障碍的物质的速度，实现了有机原料不发酵处理制备无土育秧基质的突破，解决了以作物秸秆等有机原料为原料生产有机基质必须经发酵处理的技术难关。

在本发明一些较佳的实施方式中，可降解氨基酸吸水树脂的原料按质量百分比计，包括：复合氨基酸53-65％、淀粉25-35％、强碱1.8-3.5％、丙烯酸3.5-5％、聚合交联剂0.003-0.007％以及聚合引发剂2-3.5％。较佳地，淀粉为玉米淀粉，强碱为氢氧化钾，聚合交联剂为n′-亚甲基双丙烯酰胺，聚合引发剂为过硫酸铵。

进一步地，可降解氨基酸吸水树脂由其原料在水中进行聚合反应制得。具体地：

在18-20℃的室温下，将丙烯酸溶于水得到丙烯酸溶液。将强碱与丙烯酸溶液混合搅拌，中和部分丙烯酸，得到中和度为30-40％丙烯酸及60-70％丙烯酸钾的混合溶液。将聚合交联剂溶于水得到的交联剂溶液与混合溶液混合得到第一反应溶液，将聚合引发剂溶于水得到的引发剂溶液与第一反应溶液混合得到第二反应溶液，将复合氨基氨酸及淀粉加水糊化得到的糊化液与第二反应溶液混合。在18-20℃的室温下20-30min使混合物搅拌均匀后，加热聚合。

混料操作中，可选地，聚合交联剂和水按照1:4-6，例如1:5的质量比混合得到交联剂溶液；聚合引发剂和水按照1:4-6，例如1:5的质量比混合得到引发剂溶液；复合氨基氨酸及淀粉按照总质量与水的质量比为1:4-5.5的比例混合糊化得到糊化液；丙烯酸溶液中用于与丙烯酸混合的用水量为混料操作中总用水量的20-40％。

加热聚合在惰性气体保护、汽浴法加热温度为40-60℃的条件下反应至粘稠后停止搅拌并保温30-40min，然后停止惰性气体保护并加热至70-80℃拉条，用粉条式拉条机拉成0.3-0.5cm直径的条状，再汽浴法加热在温度为40-50℃的条件下烘干至恒重。粉碎即得可降解氨基酸吸水树脂，此树脂1g吸水量可达210-430g。

上述加热聚合中，惰性气体是指广义上性质不活泼的保护气，例如可以是氦气、氖气、氩气、氮气、二氧化碳气体中的任意一种或多种的组合。可选地，例如采用氮气。

通过上述配方及方法得到的可降解氨基酸吸水树脂，既起吸水保水、发胀增加体积作用，并可在自然情况下降解，同时为秧苗提供氨基酸、钾、无机氮与有机氮等营养，小分子氨基酸还可直接被秧苗吸收，大分子氨基酸等均可降解被秧苗再吸收利用，为秧苗持续供应营养，环保安全；对未腐解物料起隔离与延缓腐解作用，避免有机物料快速发酵腐化产生有害影响水稻出苗。

同时由于可降解氨基酸吸水树脂吸水保水、发胀增加体积的特点，按照该原料配方得到的基质穴块，设置容纳种子的穴孔，直接将基质穴块放入秧盘即可而无需人工或机械撒基质装盘，基质吸水膨胀即将种籽半包围，不需要盖种。

本发明一些具体的实施方式中，水稻无土育秧基质配方中：可降解氨基酸吸水树脂的含量按质量千分比计为12-20‰，例如12‰、14‰、16‰、18‰、20‰中的任意一者或任意两者之间的范围。

水稻壮秧剂可以采用市售的常规产品。本发明较佳地实施方式中，发明人根据水稻育秧的营养需求及与其他组分配伍的需要，经研究发现，采用如下组合的原料配合制成的水稻壮秧剂，水稻育秧生长情况良好。

具体地，水稻壮秧剂按质量百分比计，包括：氮肥35-38％、磷铵肥25-28％、钾肥16-19％、锌肥8-11％、铁肥3-6％、锰肥9-12％、水杨酸0.06-0.1％以及调环酸钙0.5-0.9％。营养供应全满、充足。

进一步地，氮肥包括过硫酸铵，可选地还包括氯化铵；磷铵肥包括磷酸一铵和磷酸二铵中的一种或两种；钾肥包括硫酸钾和氯化钾中一种或两种；锌肥包括硫酸锌和氨基酸锌中的一种或两种；铁肥为柠檬酸铁；锰肥为氨基酸锰。

进一步较佳地，在配制水稻壮秧剂时，将氮肥、磷铵肥、钾肥、锌肥、铁肥、锰肥、水杨酸以及30％调环酸钙依次加入搅拌机搅拌，使搅拌均匀。

本发明一些具体的实施方式中，水稻无土育秧基质配方中：可降解氨基酸吸水树脂的含量按质量千分比计为2.8-4.3‰，例如2.8‰、3.3‰、3.8‰、4.3‰中的任意一者或任意两者之间的范围。

膨润土作为填充剂，其材料易得，成本低，经济价值高。膨润土中无病菌，避免进行杀菌、消毒等操作。膨润土还具有较好的粘合作用，避免基质穴块散开。同时对基质穴块具有配重的重用。膨润土的可选地粒度为60-80目。

此外，粘合剂可选地为硫酸脲。絮凝剂为有机絮凝剂，优选地，絮凝剂为壳聚糖。

可降解氨基酸吸水树脂、天然壳聚糖有机絮凝剂，加上硫酸脲酸性粘合剂，能将物料、水分有效链和在一起，在吸水后又保水保肥力强，可提高根系生长盘结力，解决了常规育秧秧基质穴块散块的问题。

原料配方中各组分相互协调，集调酸、消毒、营养、化控、秧苗生长载体于一体，无需人工调节，轻松简单易操作，利于育秧快速作业，便于广泛推广应用，实用性极强。

同时，配方原料的营养全面，可降解氨基酸吸水树脂保水性好且分解后营养能够被吸收，肥效持久，解决了其它基质育秧需多次施肥的问题。

本发明提供一种水稻无土育秧基质穴块，其根据上述的水稻无土育秧基质配方的原料成型得到。

进一步地，穴块本体的上端面开设于若干穴孔，穴块的下端面开设于有用于与穴孔连通的通孔。

较佳地，穴块本体压制成型为约长580mm、宽280mm、高15-17mm的块状。按照约每110mm²压制一个穴孔及一个与穴孔底部连通的通孔，每块穴块本体供1450孔。水稻无土育秧基质穴块经吸水后膨胀厚度可达19.5-25.5mm。穴块本体吸水膨胀系数为1：1.3-1.5，经育秧到秧苗移栽时，盘结的秧块厚度可达20.0-25.0mm，秧块厚度均匀，利于机械插秧。

穴孔为椭圆状，深约8mm、长轴约8mm、短轴约6mm，可容纳2-3粒谷。通孔的为直径约2mm的圆孔。

进行水稻育秧时，将穴块本体平铺于地或平台，将种子直接撒于盘上，来回振动让种子入孔，扫帚扫去或用刮去多余种子，再将播种后的穴块本体放入秧盘，然后将盘摆入于田或架上，浇水让穴块吸收水分至饱和状态，基质吸水膨胀后，自然将种子夹于穴中，不需盖种，一般仅露出种子的10％左右，使种子能够正常发芽。

该水稻无土育秧基质穴块用于育秧时，简单易操作，不用基质装盘，不用盖种，播种均匀。可直接地房前屋后地坝、工厂化育秧，可解决现实生产中需要专门预留苗床田带来的对土地的浪费。集约化工厂化育秧、一家一户分散田间、地坝育秧均十分方便。

同时，使用本基质块育秧，移栽时秧苗块仅约3.0kg/盘，比营养土育秧、泥浆育秧重量轻4.0-5.5kg/盘，秧苗运输方便，利于集约化工厂育秧。

本发明还提供一种水稻无土育秧基质穴块的制备方法，包括：将水稻无土育秧基质配方的原料加水混匀后成型。

具体地，将防霉腐剂、絮凝剂、水稻壮秧剂、膨润土以及可降解氨基酸吸水树脂以第一混合料的形式加入。将防霉腐剂、絮凝剂、水稻壮秧剂、膨润土以及可降解氨基酸吸水树脂依次加入搅拌机，充分搅拌均匀得到第一混合料。

将生物质有机原料粉中的水稻秸秆粉、稻壳粉等多种原料粉混匀后得到第二混合料。

将粘合剂与水按照1:18-22，例如1:20的质量比混匀得到混合液。将第一混合料加入至第二混合料中搅拌15min混匀，混匀后与混合液混匀得到压制混合料，将压制混合料压制成型。

按照上述步骤将配方中的原料分为多组依次混合，避免原料中存在影响肥效的反应的组分之间发生反应，同时使组分之间发生有利于提高肥效的组分之间进行反应提升效果。将量少、不易混匀的组分先混扩大载体量，易于混匀。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1-5

一种水稻无土育秧基质穴块的制备方法，包括：

s1、按照水稻无土育秧基质配方准备原料，其原料包括：水稻秸秆粉、稻壳粉、水稻壮秧剂、可降解氨基酸吸水树脂、硫酸脲、壳聚糖、山梨酸钾、恶霉灵以及膨润土。原料中各组分的含量如表1所示。

s2、将山梨酸钾、恶霉灵、壳聚糖、水稻壮秧剂、膨润土以及可降解氨基酸吸水树脂依次加入搅拌机，充分搅拌均匀得到第一混合料。

s3、将粉碎至3-5mm的水稻秸秆粉和粉碎至2-3mm的稻壳粉混合均匀得到第二混合料。

s4、将硫酸脲和水按1:20的质量比混匀得到第三混合料。

s5、将第一混合料加入第二混合料，均匀搅拌15分钟，再加入第三混合料混匀，得到第四混合料。

s6、将第四混合料送入穴板压制成型机，压制成型为长580mm、宽280mm、高15-17mm的块，每块中按110mm²压1椭圆穴孔，共1450孔/块。椭圆穴孔深8mm、孔大6mm×8mm，孔底以直径2mm圆孔与上椭圆穴孔贯穿，即得水稻无土育秧基质穴块。

其中，可降解氨基酸吸水树脂的原料包括：复合氨基酸、玉米淀粉、氢氧化钾、丙烯酸、n′-亚甲基双丙烯酰胺以及过硫酸铵。原料中各组分的含量如表2所示。

可降解氨基酸吸水树脂的制备方法包括：

在18-20℃的室温下，丙烯酸溶于混料操作中总用水量30％的水中得到丙烯酸溶液。加入氢氧化钾搅拌，中和部分丙烯酸，得到中和度为30-40％丙烯酸及60-70％丙烯酸钾的混合溶液。将n′-亚甲基双丙烯酰胺与水按照1:5的质量比混合配成交联剂溶液并加入混合溶液得到第一反应溶液。将过硫酸铵与水按照1:5的质量比混合配成引发剂溶液并加入混合溶液得到第二反应溶液。将复合氨基酸和玉米淀粉按重质量与水的质量之比为1:5混合糊化得到糊化液并加入第二反应溶液。在18-20℃的室温下20-30min使混合物搅拌均匀。

在氮气保护、汽浴法加热温度为40-60℃的条件下反应至粘稠后停止搅拌并保温30-40min，然后停止氮气保护并加热至70-80℃拉条，用粉条式拉条机拉成0.3-0.5cm直径的条状，再汽浴法加热在温度为40-50℃的条件下烘干至恒重。粉碎即得可降解氨基酸吸水树脂，此树脂1g吸水量可达210-430g。

其中，水稻壮秧剂的原料包括：硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾、硫酸锌、柠檬酸铁、氨基酸锰、水杨酸以及30％调环酸钙。原料中各组分的含量如表3所示。

水稻壮秧剂的原料的制备方法包括：

将硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾、硫酸锌、柠檬酸铁、氨基酸锰、水杨酸以及30％调环酸钙，以硫酸铵为填充物，依次施入搅拌机，混合均匀。

表1水稻无土育秧基质配方(‰)

表2可降解氨基酸吸水树脂配方(％)

表3水稻壮秧剂配方(％)

试验例

采用本发明实施例提供1的水稻无土育秧基质穴块进行水稻育秧，作为试验组。采用市场购进的基质进行水稻育秧，作为对照组。

对播种后5天、20天、26天的秧苗进行素质比较，其结果参见表4。

表4田间素质对比情况

图1为试验组田间育秧的图片，图2为试验组工厂化育秧的图片。

根据表4、图1及图2可知，使用本发明实施例提供的水稻无土育秧基质穴块进行水稻育秧，为秧苗生长提供适宜的酸碱度，提高秧苗素质，促进根系生长、早生快发分蘖，增强抗性，秧苗健壮，根多、根白、素质好，26天达到机插秧最佳苗高。比市场购进的基质明显素质好，26天秧龄的秧苗株高矮0.8cm、根多3.2条，20天秧龄的秧苗根多低1.8条，单株重0.04g。

综上，本发明提供的水稻无土育秧基质配方及水稻无土育秧基质穴块，有机原料无需进行发酵、无害处理也能保证正常出苗，不需要添加草炭土、粉碎壤土，不需要人工撒基质装盘及盖种，无需调酸、消毒、营养、化控等繁琐操作环节，配方科学、营养全面且肥效长。

本发明提供的水稻无土育秧基质穴块的制备方法，操作简单、适宜工业化生产，生产得到的水稻无土育秧基质穴块具备上述的优点。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。