楊 勇 王立艷 趙 杰 李夢琪 金修寬 袁文婭 馮瑞光 王景余

（1.天津市農(nóng)作物研究所/天津市農(nóng)作物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 300384；2.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 天津 300380）

水稻是世界三大糧食作物之一，同時(shí)也是我國主要的糧食作物[1]。 天津市糧食作物面積為33.93 萬hm2，其中水稻種植面積為4.55 萬hm2[2]，天津市水稻種植主要集中在寶坻區(qū)、寧河區(qū)和津南區(qū)。 天津水稻種植方式正在向規(guī)?；?、輕簡化、機(jī)械化方向轉(zhuǎn)型。 因此，水稻機(jī)械化移栽技術(shù)成為重要方向之一[3]。

水稻秧苗質(zhì)量直接影響其生長發(fā)育與產(chǎn)量的形成[4]。 近年來，基質(zhì)育苗技術(shù)為水稻秧苗健康生長提供了有力保障， 已逐漸成為一種培育壯苗的主要方式[5]。 基質(zhì)育秧與傳統(tǒng)育秧相比具有天然的優(yōu)勢，其避免了傳統(tǒng)育秧方式中營養(yǎng)土作為育苗基質(zhì)存在的取土難、破壞耕層、容重大等問題的制約[6-7]。 適宜的育秧基質(zhì)為秧苗提供較好的生長條件，有利于水稻秧苗根系發(fā)育，為培育大田高質(zhì)量群體奠定良好基礎(chǔ)，是水稻機(jī)插秧高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。 篩選合適的育秧基質(zhì)， 是推動機(jī)插水稻大規(guī)模普及的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[8]?；|(zhì)育秧過程中本身的理化指標(biāo)， 決定著其在育秧過程中的可行性。 而在這些指標(biāo)中，基質(zhì)水解氮作為基質(zhì)化學(xué)性狀指標(biāo)， 在國內(nèi)一直沒有統(tǒng)一的測定方法。 鑒于此，選用天津市水稻育秧中常用的幾種育秧基質(zhì)，對其水解氮含量測定方法進(jìn)行了試驗(yàn)研究，以期進(jìn)一步合理評價(jià)基質(zhì)養(yǎng)分狀況， 為高品質(zhì)稻米生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支撐， 可以更好的應(yīng)用于天津市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用天津市水稻育秧基質(zhì)， 供試基質(zhì)分別為基質(zhì)1 號（蛭石）、基質(zhì)2 號（蛭石、珍珠巖、草炭）、基質(zhì)3 號（蛭石、珍珠巖）和新型基質(zhì)（菌棒、蛭石、珍珠巖）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020 年2～6 月在天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。 基質(zhì)粒型分為1 mm 和2 mm；風(fēng)干基質(zhì)稱樣量分為0.5 g 和1.0 g。

1.3 儀器與設(shè)備

電子天平（精度為0.01 g）， 恒溫箱 ［工作溫度（40±1）℃］，土樣篩（2 mm），擴(kuò)散皿，酸式滴定管。

1.4 試劑

①1.8 mol/L 氫氧化鈉溶液；②20 g/L 硼酸溶液；③定氮混合指示劑； ④0.01 mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別稱取0.066 g 甲基紅和0.099 g 溴甲酚綠于瑪瑙研缽中， 加入少量95%乙醇， 研磨至指示劑全部溶解后， 加95%乙醇至100 mL。 此溶液應(yīng)用稀鹽酸或稀氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH 至4. 5；⑤硫酸亞鐵粉：將硫酸亞鐵磨細(xì)，通過0.25 mm 孔徑篩。

1.5 方法原理

在擴(kuò)散皿中， 基質(zhì)在強(qiáng)堿性環(huán)境和硫酸亞鐵存在條件下進(jìn)行水解還原， 使易水解態(tài)氮和硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨氣被硼酸吸收，用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定吸收液中的氨，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)酸的消耗量計(jì)算水解氮的含量[9]。

1.6 測定步驟

（1）稱取通過1 mm 和2 mm 兩種孔徑篩的風(fēng)干基質(zhì)0.5 g 和1.0 g，置于擴(kuò)散皿外室，再稱取1.00 g硫酸亞鐵粉末于外室，輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，使硫酸亞鐵粉末與基質(zhì)樣混勻，并均勻地鋪平。

（2）吸取硼酸指示劑溶液3 mL 放于擴(kuò)散皿內(nèi)室。

（3）在擴(kuò)散皿外室邊緣涂上凡士林堿溶液，蓋上毛玻璃，旋轉(zhuǎn)數(shù)次，使皿邊與毛玻璃完全黏合，再漸漸轉(zhuǎn)開毛玻璃一邊，使擴(kuò)散皿外室露出一條狹縫，迅速加入1.8 mol/L NaOH 溶液10.0 mL， 立即蓋嚴(yán)，輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，讓堿溶液蓋住所有基質(zhì)。

（4）再用橡皮筋圈緊，使毛玻璃固定。 小心平放于（40±1）℃恒溫箱中，保溫24 h。

（5）用0.01 mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定內(nèi)室硼酸中吸收的氨量，顏色由藍(lán)變紫紅即達(dá)終點(diǎn)。 滴定時(shí)應(yīng)用細(xì)玻璃棒攪動內(nèi)室溶液，不宜搖動擴(kuò)散皿，以免溢出。

（6）在樣品測定的同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

1.7 結(jié)果計(jì)算

式中，C——酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）；V——滴定基質(zhì)消耗標(biāo)準(zhǔn)酸體積 （mL）；V0——滴定空白消耗標(biāo)準(zhǔn)酸體積（mL）；m——基質(zhì)質(zhì)量（g）；14.0——氮的摩爾質(zhì)量（g/mol）；1 000——每“g”換算成每“kg”質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 粒型對基質(zhì)水解氮測定的影響

從表1 可以看出，4 種基質(zhì)水解氮的含量不同、粒型的值不同，基質(zhì)1 號和基質(zhì)3 號表現(xiàn)為2 mm 粒型比1 mm 粒型水解氮含量分別增加了2.79%和2.01%；基質(zhì)2 號和新型配方基質(zhì)2 mm 粒型比1 mm粒型水解氮含量分別降低了0.58%和1.65%。 參考《LY/T 1228-2015 森林土壤氮的測定》中規(guī)定，當(dāng)測定值＞200 mg/kg 時(shí)，相對偏差＜5%，這4 種基質(zhì)的2 種粒型水解氮含量相對偏差均＜5%， 表明基質(zhì)粒型為2 mm 或1 mm 對基質(zhì)水解氮含量的影響不大。

表1 不同粒型對基質(zhì)水解氮測定的影響

2.2 稱樣質(zhì)量對基質(zhì)水解氮測定的影響

從表2 可以看出，4 種基質(zhì)水解氮含量均表現(xiàn)出稱樣質(zhì)量0.5 g 的要高于1.0 g 的處理， 且稱樣質(zhì)量0.5 g 的處理的水解氮含量分別比稱樣質(zhì)量1.0 g的處理高出9.56%、23.80%、30.19%、26.26%。 結(jié)果表明，對于水稻育秧基質(zhì)，水解氮含量一般在500 mg/kg以上， 同時(shí)考慮到育秧基質(zhì)種類存在一定的特殊性， 不同于土壤樣品的均一性， 而且基質(zhì)樣品由于本身的蓬松特性， 所以建議當(dāng)育秧基質(zhì)水解氮含量在500 mg/kg 以上時(shí)，采用稱樣質(zhì)量為0.5 g 的標(biāo)準(zhǔn)。

表2 不同稱樣質(zhì)量對基質(zhì)水解氮測定的影響

2.3 粒型和稱樣質(zhì)量對基質(zhì)水解氮測定的影響

在本試驗(yàn)中，草炭、菌棒、蛭石和珍珠巖均做了兩種粒型的處理。 從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同粒型對于同一種基質(zhì)相同稱樣質(zhì)量， 其水解氮含量變化不大；但不同稱樣質(zhì)量對于同一種基質(zhì)相同粒型比較，4 種基質(zhì)均表現(xiàn)出稱樣質(zhì)量為0.5 g 時(shí)的水解氮含量要高于稱樣質(zhì)量為1.0 g 時(shí)的水解氮含量，表明稱樣質(zhì)量對于水稻育秧基質(zhì)水解氮含量測定具有較大的影響。 考慮到在滿足測定條件下，盡量保持物質(zhì)結(jié)構(gòu)不被破壞，建議基質(zhì)粒型選擇2 mm。

3 結(jié)論與討論

國內(nèi)現(xiàn)行關(guān)于水稻育秧基質(zhì)的檢測標(biāo)準(zhǔn)還不完善，有些測定上采用《NY/T 2118-2012 蔬菜育苗基質(zhì)》，而該方法中水解性氮的測定引用標(biāo)準(zhǔn)為《LY/T 1228-2015 森林土壤氮的測定》 中水解性氮的測定， 水稻育秧基質(zhì)和森林土壤相比， 兩者在組份上存在很大的區(qū)別， 鑒于基質(zhì)本身樣品來源復(fù)雜且樣品較蓬松的屬性， 結(jié)合水稻育秧基質(zhì)適宜水解氮含量范圍在1 500 mg/kg 以下時(shí)，有利于秧苗的生長發(fā)育，本試驗(yàn)對影響水解氮測定的兩個(gè)關(guān)鍵因素， 即基質(zhì)粒型和稱樣質(zhì)量進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，針對天津水稻育秧基質(zhì)水解氮測定時(shí)， 可采用基質(zhì)粒型為2 mm，稱樣質(zhì)量為0.5 g；如果水解氮含量在300～500 mg/kg時(shí)，可適當(dāng)增大稱樣質(zhì)量到1.0 g。