秸稈營養(yǎng)缽在作物育苗移栽中的應(yīng)用效果研究

秸稈營養(yǎng)缽在作物育苗移栽中的應(yīng)用效果研究

0育苗方式、秸稈改性材料及貯藏技術(shù)棉花是中國的主要作物之一。由于其無限生長的特點，有利于棉花的早期生長，充分利用氣候資源，已成為提高我國棉花產(chǎn)量和質(zhì)量的重要手段。同時棉花為雙子葉植物,對播前土壤條件和整地質(zhì)量要求較高,出苗期消耗水分較多,特別是在土壤極度干旱時,即使加大播種量也會造成棉花大量缺苗。棉花育苗移栽是中國棉花栽培史上的重大突破,對促進中國棉花生產(chǎn)的發(fā)展和糧棉豐收具有顯著作用。近年來,國內(nèi)眾多科研單位和生產(chǎn)企業(yè)嘗試了如無土育苗、基質(zhì)育苗、微缽育苗等多種育苗方式,但營養(yǎng)缽育苗仍是目前中國主產(chǎn)棉區(qū)主要的栽培方式,其中又以土缽和塑料缽進行育苗為主,而土缽遇水易散,塑料缽移栽脫殼易傷根,透氣性較差,且存在環(huán)境污染。秸稈纖維是自然界巨大的再生性生物高分子資源之一,全世界每年秸稈纖維產(chǎn)量約為40×108t,中國秸稈資源每年產(chǎn)量達數(shù)億噸。研究表明,秸稈腐解物及秸稈改良材料能顯著改善土壤理化性質(zhì),本課題組研制的秸稈育苗缽是以農(nóng)業(yè)廢棄物如小麥、玉米等作物秸稈為原材料,通過物理化學(xué)改性,配以一定比例高吸水樹脂,機械模塑成型,可廣泛應(yīng)用于作物、蔬菜、花卉和林木育苗移栽。該育苗缽貯水性能良好,有利于促進種子發(fā)芽和保持根際土壤水分,有利于提高移栽幼苗的抗旱性和移栽成活率。同時,秸稈育苗缽是一次性育苗缽,育成苗后不需要脫殼,飽和含水量狀態(tài)下,缽壁仍具有較好強度,不傷根、不傷苗,便于缽苗運輸和一體化栽植。此外,育苗缽在土壤內(nèi)可自然分解,不僅對土壤無污染,而且具有一定增肥作用。本研究以大田直播和塑料營養(yǎng)缽育苗移栽為對照,研究秸稈營養(yǎng)缽對棉花出苗率、緩苗期、干物質(zhì)分配和產(chǎn)量構(gòu)成等方面的影響,并對其生產(chǎn)成本和效益進行綜合比較分析,以期為秸稈育苗缽的大面積推廣提供理論與技術(shù)依據(jù)。1材料和方法1.1塑料營養(yǎng)缽秸稈育苗缽,以玉米秸稈為原材料,缽高和外口直徑均為7cm;塑料營養(yǎng)缽為市售黑色一次性塑料缽,口徑7cm。棉花品種為晉棉48,由山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供。1.2營養(yǎng)缽育苗及經(jīng)濟性狀調(diào)查試驗于2009年在山西省臨猗縣牛杜鎮(zhèn)王景村和永濟市卿頭鎮(zhèn)永喜莊試驗點進行。試驗設(shè)秸稈營養(yǎng)缽、塑料營養(yǎng)缽和大田直播3個處理,重復(fù)3次,隨機區(qū)組排列,每小區(qū)面積80m2。營養(yǎng)缽育苗在塑料拱棚內(nèi)進行,試驗種子浸種催芽、露白后,于2009-03-23播種于填有基質(zhì)土的育苗缽中,出苗后每缽留苗1株,04-22人工打孔移栽到預(yù)先用塑料薄膜覆蓋的大田。大田直播04-22進行,先覆膜后播種。分別統(tǒng)計3種處理播種出苗率,緩苗期和移栽成活率。08-15,重復(fù)內(nèi)選取連續(xù)10株長勢平衡的植株測定各營養(yǎng)器官和生殖器官干物質(zhì)量,取平均值。分三期收花,每期收花前取50鈴,測定鈴重、衣分等經(jīng)濟性狀,09-25調(diào)查各處理單株結(jié)鈴數(shù)。收獲時分小區(qū)采收,計算實收產(chǎn)量。2結(jié)果與分析2.1苗期提前25周3種不同育苗方式下,棉花播種出苗率、緩苗期和移栽成活率均存在顯著差異,結(jié)果見表1。拱棚內(nèi)培育棉花幼苗,播種期可比大田直播提前4~5周左右。采用秸稈營養(yǎng)缽育苗,出苗率分別比塑料營養(yǎng)缽育苗提高12.2%,比大田直播提高28.0%。直播育苗不需要緩苗,塑料育苗缽培育棉花幼苗移栽到大田后需經(jīng)過9~10d緩苗期,而秸稈育苗缽緩苗期僅為2~3d,比塑料育苗缽縮短7d左右,并且移栽成活率也增加8.8%。2.2比塑料育苗缽育苗移栽和稻田直播影響育苗移栽和大田直播棉花干物質(zhì)累積情況見表2。秸稈育苗缽育苗移栽后,棉苗總干物質(zhì)質(zhì)量分別比塑料育苗缽育苗移栽和大田直播提高24.0%和49.7%。其中營養(yǎng)器官葉片、莖和根質(zhì)量分別比塑料育苗缽增加23.4%,21.0%和18.1%,比大田直播增加39.1%,45.0%和21.0%,而生殖器官為塑料育苗缽的1.5倍和秸稈育苗缽的1.8倍。2.3籽棉和棉種花的量不同育苗移栽方式對棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成影響情況見表3。秸稈育苗缽育苗移栽后,皮棉產(chǎn)量顯著提高,比塑料育苗缽增加11.5%,比大田直播增加17.5%,而對衣分影響差異不顯著,籽棉產(chǎn)量增加幅度與皮棉一致。采用秸稈育苗缽,單株鈴數(shù)分別比塑料育苗缽和大田直播高7.5%和23.3%,鈴重與塑料育苗缽差異不顯著而比大田直播高5.8%.2.4秸稈育苗缽和田間直播投入成本構(gòu)成對不同育苗移栽方式的棉花生產(chǎn)投入、產(chǎn)出和效益進行了分析,結(jié)果見表4。秸稈育苗缽應(yīng)用于棉花育苗移栽后,籽棉產(chǎn)量顯著增加,按2009年當年市場價格計算,每公頃棉花產(chǎn)出比塑料育苗缽和大田直播分別高1035和3330元,而總投入也相應(yīng)較高,分別比塑料育苗缽和大田直播高300和1426元。綜合比較凈收益,秸稈育苗缽育苗移栽后,每公頃棉花分別比塑料育苗缽和大田直播高735和1904元。進一步分析投入成本構(gòu)成發(fā)現(xiàn),育苗移栽播種量少,種子用量僅為大田直播的三分之一,但需要增加營養(yǎng)缽及相關(guān)材料成本,秸稈育苗缽和塑料育苗缽分別比大田直播增加材料費1576和1051元,同時溫室管理及移栽需要較多勞動力投入,導(dǎo)致勞動成本分別增加450和675元。秸稈育苗缽勞動成本略低于塑料營養(yǎng)缽主要是由于其移栽不用脫殼,缽苗可一體移栽,工序減少,方便快捷。3討論3.1秸稈營養(yǎng)缽培育棉花苗種栽植緩苗期育苗移栽采用集中育苗的方式,更加容易控制土壤的溫度、濕度,培育棉苗個體素質(zhì)較高,抗逆能力強,并能夠有效地防止病蟲的危害,確保全苗、壯苗。本實驗中,秸稈營養(yǎng)缽與塑料營養(yǎng)缽育苗方式出苗率均顯著高于大田直播。育苗移栽棉移栽到大田之后,出現(xiàn)緩苗期,其成因主要是由于棉苗移栽后棉株的失水和根系枯死,失水越多根系枯死越多,緩苗期越長,影響移栽后棉株緩苗期的因素主要有苗齡、棉苗素質(zhì)、移栽質(zhì)量和移栽后的環(huán)境條件。本研究中,秸稈育苗缽培育棉花幼苗移栽后緩苗期比塑料營養(yǎng)缽縮短7d左右,移栽成活率也顯著增加,主要原因可能:一是塑料營養(yǎng)缽內(nèi)棉苗根系吸收水分和苗床營養(yǎng)范圍受限制,而秸稈營養(yǎng)缽培育幼苗根系可以穿過缽體,根系較為發(fā)達,保證了較好的棉苗質(zhì)量;二是由于塑料缽脫殼時易造成根際土壤散落,根系易受傷害,而秸稈營養(yǎng)缽移栽時不需要脫殼,對根系傷害相對較少;三是秸稈營養(yǎng)缽具有良好的持水性和透氣性,使得棉苗移栽到大田后一段時期內(nèi)仍處于一個相對穩(wěn)定的微環(huán)境中,有助于縮短緩苗期,提高移栽成活率。3.2秸稈育苗和稻田直播改善養(yǎng)苗期期內(nèi)部結(jié)構(gòu)栽培方式對棉花的根部、營養(yǎng)體和生殖體的干物重累積有較大影響。中國地膜覆蓋和育苗移栽等技術(shù)有效緩解了播種后由于低溫影響棉花出苗和生長的限制因子,提前了生育進程,延長了有效開花結(jié)鈴期,較好地協(xié)調(diào)了營養(yǎng)生長和生殖生長、個體發(fā)育和群體發(fā)育的矛盾。本研究中,秸稈育苗移栽后,棉苗總干物質(zhì)中分別比塑料育苗缽育苗移栽和大田直播提高24.0%和49.7%。葉片、莖和根等營養(yǎng)器官也相應(yīng)增加,生殖器官部分干物質(zhì)累積為塑料營養(yǎng)缽的1.5倍,大田直播的1.8倍。原因可能一是因為秸稈營養(yǎng)缽移栽時本身具有良好的棉苗質(zhì)量,二是秸稈物質(zhì)能為棉花根系生產(chǎn)提供較好的水分和通氣條件,從而促進棉花的根系生產(chǎn)和地上部分生產(chǎn)發(fā)育,有利于其營養(yǎng)器官和生殖器官的協(xié)調(diào)生長。3.3秸稈育苗缽育苗后溫度對溫度和觀念影響據(jù)研究報道,棉花生產(chǎn)中采用育苗移栽方式可避免早期低溫脅迫,花期延長1周,盛花期提早5d左右,顯著提高單位面積早季花數(shù)和單株鈴數(shù),可使棉花產(chǎn)量提高11%以上。本研究中,秸稈育苗缽育苗移栽后,皮棉產(chǎn)量比塑料營養(yǎng)缽增加11.5%,比大田直播增加17.5%,單株鈴數(shù)比塑料營養(yǎng)缽和大田直播分別高7.5%和23.3%,鈴重與塑料營養(yǎng)缽無顯著差異而比大田直播高5.8%,衣分影響差異不顯著。由此可見,育苗移栽產(chǎn)量提高主要是單株鈴數(shù)和鈴重增加的結(jié)果,而秸稈營養(yǎng)缽產(chǎn)量高于塑料營養(yǎng)缽可能更多的是由于鈴數(shù)增加的貢獻。3.4花凈收益分析與玉米、小麥等普通大田作物相比,棉花栽培是一項高投入高產(chǎn)出,勞動密集型的工作。本研究結(jié)果表明,秸稈營養(yǎng)缽育苗移栽后,每公頃棉花凈收益分別比塑料育苗缽缽和大田直播高735和1904元,單位面積產(chǎn)出顯著高于塑料育苗缽和大田直播,但總投入也相應(yīng)較高。投入成本中,育苗移栽由于采用精量播種,種子用量少,成本低,但需要增加營養(yǎng)缽及相關(guān)材料成本以及育苗管理和移栽等勞動力成本。由此可見,秸稈育苗缽育苗移栽純收益高主要得益于產(chǎn)量增加顯著,種子用量有效減少,缽成本占投入比例相對較小以及勞動成本相對低廉等因素。4改變經(jīng)濟效益1)應(yīng)用秸稈營養(yǎng)缽(SB)進行棉花育苗和移栽,可顯著提高播種出苗率,促進棉花幼苗生長,縮短緩苗期,提高移栽成活率,顯著增加植株各器官干物質(zhì)質(zhì)量。2)采用秸稈營養(yǎng)缽替代塑料營養(yǎng)