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[我爱发明] 20160823 育秧能手
本期节目主要内容： 黑龙江省虎林市，发明人孙绍阳发明了一台水稻育苗播种覆土机。不仅节省了劳动力，而且使得整个覆土播种的环节变得更加标准化。实现水稻增产增收的同时，为水稻育秧带来了革命性的变化。（《我爱发明》 20160823 育秧能手）
发明人联系方式：孙绍阳 15094655937
发明摘要：本发明属于水稻生产技术领域，提出了一种新型智能自动播种系统，包括播种机、导轨和导轨架，播种机设置在导轨上，导轨通过其下方的滑轮设置在导轨架上，播种机上设置有种斗、导种辊、行走电机、导种电机和行走轮，种斗下方出口处设置有导种辊，导种辊通过链条与导种电机输出端连接，行走轮设置在播种机机架下方，且与行走电机连接，还包括播种控制装置，播种控制装置包括第一磁铁、第一控制器和磁铁传感器，第一磁铁包括分别设置在导轨两端的返回磁铁和停止磁铁，磁铁传感器设置在播种机上，磁铁传感器、行走电机、导种电机均与第一控制器电连接。通过上述技术方案，解决了现有技术中播种机播种质量差且操作人员工作量大的问题。
本期视频主要内容： 米饭是日常生活中必不可少的主食，但是水稻的种植过程是比较繁琐的，尤其是育秧摆盘很费时费力，经常出现摆盘不整齐，土层厚薄不一致等问题。发明人唐玉辉发明的水稻播土摆盘机就成功解决这一难题，经过多次改进后，能够快速高效的进行育秧摆盘，摆盘不整齐等问题都得以解决，节省人工操作，提高效率。敬请收看。（《我爱发明》 20150110 摆盘功夫）
发明人联系方式：唐玉辉 138 4602 0992
《摆盘功夫》花絮：唐玉辉是个地地道道的虎林人，从小看着亲戚朋友们每年摆盘的辛苦。在一次给自己家里干活，觉得实在太累，发明人唐玉辉暗自下定决心，发明一台机器来代替人工摆盘。但是要怎么动手来做机械呢，这可是苦了唐玉辉，他开始研究人工是怎么摆盘，模仿人工来研究机器。
水稻钵盘育苗技术
水稻钵体软盘旱育秧是与抛秧种稻相配套的一种新型育秧方式，秧苗素质的好坏直接影响着抛秧的质量和水稻产量的高低。抛秧水稻壮秧的标准是：秧龄28—30 天，叶龄3.5片，苗高10～13厘米，单株根数7～10条，白根5—7条，百苗鲜种20克左右，带蘖率30％以上，叶片宽厚挺直有弹性，叶色青绿无病害。要达到上述标准，生产中必须作到：精细整地做床。选择排灌方便、土壤肥沃的园田或稻田作苗床，然后耕翻整地，耙平打细，做成净宽1.4米，长10～15米的秧床。营养土育苗。按本田抛秧量每盘准备营养土15-20公斤（每亩本田准备561孔秧盘25-30个）。营养土配方为：园田或旱田过筛细土（砂性较小的） 70％，优质腐熟（不含草木灰）的过筛粪肥30％，每盘加入软腐壮秧营养剂30克，营养土要充分混拌，要有一定的湿度，以利种子拌匀。严格种子处理。每亩本田准备干稻种2—2．5公斤，播种前搞好晒种、选种，并用巴丹、浸种灵等浸种，多菌灵、甲双灵拌种，防止干尖线虫病、恶苗病及秧苗立枯病、青枯病。高标准高质量播种。根据品种生育期的长短和抛秧时间，确定适宜的种期。首先将配制好的过筛营养土50～60公斤与浸泡消毒的湿稻种25～30公斤混拌3— 4遍，然后装入30个秧盘。装盘方法是：先将秧盘放在托盘板（长70厘米、宽45厘米、厚2～3厘米）上，然后装盘。用小木板刮平后再放第二盘，依次类推，上下盘一定要对准对齐，一次装盘15～20盘。摆盘的形式可分两种，一种是播种前摆空盘，而后到床上装盘，但要求床面要特别软，否则压盘时容易把孔穴压扁。
另一种是播后摆盘，秧床施足底墒水，水找平床面，待呈泥浆状态时及时摆盘，摆盘时应注意两点，一是将秧盘轻轻压入泥中，二是秧盘与秧盘之间不要留空隙，一定要相互衔接。秧盘摆好后覆盖少量覆盖物，刮平后用压钵（长140厘米、宽40-50厘米、厚3—5厘米）压盘。压盘后缓慢浇水，一定要浇足浇透。喷除草剂、盖膜。营养土内草籽较少，可不进行化学除草，如草籽较多，应待床面水完全渗入后喷洒地乐安、苗床灵等安全性较高的除草剂封闭灭草，喷后及时支架盖膜。加强田间管理。出苗前水分要宁大勿小，在播后浇足一水的基础上，播后2—3天浇水一次，齐苗前再浇一水，出苗后视床面温度1—2天浇水一次，每次浇水以浇透为宜，防止大水漫灌或长时间积水。在施用壮秧营养剂的基础上，一般不需追肥，如秧苗确有缺肥表现，可于两叶一心期追施少量肥料。秧苗一叶一心后，当膜内温度超过28度时及时通风炼苗。在播前药剂拌种的基础上，于秧苗一叶一心期喷洒甲霜灵及生根粉防青、立枯病。
第29卷 第21期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.21
40 2013年 11月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2013
水稻植质钵育秧盘蒸汽干燥工艺优化
※
于海明1，汪 春1，韩智学2，孙 勇3，张 伟1，胡 军1，刘天祥1
（1. 黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆 163319； 2. 牡丹江医学院人事处，牡丹江 157011；
3. 东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030）
摘 要：水稻植质钵育秧盘的湿强度是保证秧盘成型及机械化插秧要求的关键因素。为了确保秧盘的湿强度能够满足秧盘成型及机械化插秧的要求，该文以水稻植质钵育秧盘为研究对象，利用蒸汽干燥技术，以蒸汽干燥后的秧盘湿强度为试验指标，通过单因素试验，分析研究了自然环境预处理时间、干燥时间、干燥温度和后干燥时间对秧盘湿强度的影响，确定了影响秧盘湿强度的主要因素和取值范围。在单因素试验的基础上，利用二次正交旋转组合试验建立了秧盘蒸汽干燥数学模型，并利用双因素分析法分析了各因素与评价指标之间的关系，确定各因素在数学模型中的主次顺序。试验表明：植质钵育秧盘干燥的最佳工艺条件是秧盘预处理时间为10 h，干燥时间为21 h，干燥温度为130℃，在此条件下秧盘湿强度预测值为0.4 MPa，验证试验得到实际湿强度值为0.395 MPa，与理论预测值相比，相对误差为1.25%。该研究结果为水稻植质钵育秧盘工业化生产提供一定的理论指导。 关键词：干燥，优化，蒸汽，水稻植质钵育秧盘，工艺，参数 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.006
中图分类号：S226.6；S223.1+3 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-21-0040-10 于海明，汪 春，韩智学，等. 水稻植质钵育秧盘蒸汽干燥工艺优化[J]. 农业工程学报，2013，29(21)：40－49. Yu Haiming, Wang Chun, Han Zhixue, et al. Optimization of steam drying conditions for seedling-growing tray made of paddy-straw[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(21): 40－49. (in Chinese with English abstract)
0 引 言
水稻植质钵育秧盘是由稻草粉、生物胶和微肥营养介质土等经混合搅拌、压制成型和干燥定型等
其中干燥定型是秧盘生产的工艺过程制备完成[1-3]，
重要环节之一，采取何种干燥方法和干燥工艺是确保秧盘干燥品质的关键因素[4]。
秧盘的干燥品质包括翘曲、裂纹、秧盘的湿强度和秧盘的耐腐蚀性。秧盘的翘曲和裂纹不仅影响秧盘的成盘率和机械化种植的农艺要求，还增加秧盘生产成本；秧盘的耐腐蚀性决定秧盘育秧质量和秧盘的储存期；秧盘的湿强度大小，决定秧盘浸泡
秧盘的干燥方法成型及机械化插秧[5-7]的农艺要求。
包括自然环境通风干燥、热风干燥和蒸汽干燥等3
收稿日期：2013-04-30 修订日期：2013-09-27
基金项目：国家农业科技成果转化（2009GB2B200101）；黑龙江省科技攻关项目（GZ11B503）；黑龙江农垦总局科技攻关项目（HNK10A-09-05）；黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12531459）；黑龙江省普通高等学校八一农垦大学农业机械化工程重点实验室开放课题资助项目（Hljbynd gc2013007）
作者简介：于海明（1973－），男，黑龙江绥棱人，副教授，博士，主要从事现代设计理论及方法和新能源研究。大庆 黑龙江八一农垦大学工程学院，163319。Email：yhm1973@163.com
※通信作者：汪 春（1963－），男，黑龙江省延寿县人，教授，博士生导师，博士，主要从事寒地水稻全程机械化栽培技术研究。大庆 黑龙江八一农垦大学工程学院，163319。Email：wangchun1963@126.com
种干燥方式[7]。试验研究发现[7]，在育秧过程中，
自然环境通风干燥的秧盘外边生长出类似细菌的白色衍生物，内部出现腐朽菌，使加入的稻草腐烂变质，水稻秧苗在生长过程中出现发黄、植株矮小等病态特征，利用机器插秧时，发现秧盘力学强度不够，经常折断，造成插秧不规整和漏插等现象，严重影响了插秧质量及效率；利用热风干燥的秧盘[7]，虽然消除了上述缺陷，但干燥的效果不理想，部分秧盘出现开裂、翘曲和变形等缺陷，少部分秧盘出现烘干不均匀等现象，严重影响了秧盘的生产质量及机械化插秧的要求；利用蒸汽干燥的秧盘，基本上克服了翘曲、裂纹、干燥不均等现象，但不同的干燥工艺对秧盘的湿强度及耐腐蚀性影响比较大。由于蒸汽干燥具有节能效果显著、传热系数大、热效率高、干后产品品质好、无爆炸和失火等危险、有利于保护环境等特点[8-11]，在综合考虑3种干燥方法对秧盘干燥品质影响及蒸汽干燥优点的基础上，确定蒸汽干燥方式为水稻植质钵育秧盘干燥的主要方式。
近年来，许多研究者已经对各种物料如食品[12-19]、木材[20]、纸张[21]、污泥[22]和生物材料[23]等的蒸汽干燥进行了应用研究并取得了较大的进展。无论是热风干燥、蒸汽干燥、真空冷冻干燥还是微波干燥等干燥形式，利用干燥过程的数学模型[24-27]已成为研究干燥各种物料这一复杂传热、传质过程的重要手段[8,23,28-30]，
第21期 于海明等：水稻植质钵育秧盘蒸汽干燥工艺优化
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通过对被干燥对象的干燥特性及其数学模型的研究可为预测和控制干燥过程、优化干燥工艺及设计干燥设备提供理论依据[31]。目前，对水稻植质钵育秧盘蒸汽干燥数学模型和影响因素研究尚属空白，本文主要采用蒸汽干燥技术对水稻植质钵育秧盘进行干燥试验，以决定秧盘浸泡成型及机械化插秧要求的湿强度为评价指标，研究不同干燥因素对植质钵育秧盘湿强度的影响规律，初步探索蒸汽干燥工艺对秧盘湿强度的影响及影响参数的优化，以期为预测和控制水稻秧盘的干燥质量和指导水稻秧盘生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料 1.1.1 材料
水稻植质钵育秧盘：水稻植质钵育秧盘为建三江秧盘生产基地生产，秧盘的尺寸为495 mm×277 mm×23 mm，湿基含水率为22.27%，秧盘的质量为2.2 kg，干燥前秧盘见图1。【水稻育秧盘价格】
图1 干燥前秧盘图
Fig.1 Trays photo before drying
1.1.2 试验设备【水稻育秧盘价格】
秧盘压力机（山东秧盘压力机厂生产）；WDW-1微机控制电子万能试验机（济南时代新光仪器有限公司）。
蒸汽干燥装置：安达奇放锅炉厂生产，主要由干燥介质供给装置、蒸汽干燥器和控制系统组成。干燥介质供给装置选用额定蒸发量0.5 t/h的蒸汽锅炉提供高温高压的蒸汽，蒸汽锅炉加热能源为秸秆气化气、秸秆燃料棒、煤或者沼气；蒸汽干燥器的尺寸为Φ2 400×5 500 mm，最高承受0.7 MPa的工作压力，最高蒸汽温度140℃。干燥装置的系统图和干燥器实物见图2。 1.2 试验方法
1.2.1 自然环境预处理过程【水稻育秧盘价格】
秧盘压制出来之后，由于含有大量的水分，秧盘比较软，必须使秧盘在自然环境条件下凉置一定时间，使其强度增加，同时也为后边的干燥过程做准备。
本试验所有秧盘的预处理环境要求为无风和无辐射、环境相对湿度为40%左右、环境温度为10℃。预处理的地点为建三江秧盘生产基地秧盘生产储存间。
a. 干燥装置系统图
a. Steam drying system diagram
b. 干燥装置实物
b. Drying device object
1. 蒸汽锅炉 2. 蒸汽分配器 3. 蒸汽计量表 4. 电磁阀 5. 压力传
感器 6. 压力表 7. 安全阀 8. 温度传感器 9. 自动输液阀 10. 称重传感器 11. 干燥器主体 12. 支撑座 13. 开关门电机 14. 封头门 15. 控制系统
1. Steam boiler 2. Steam distributor 3. Steam meter 4. Solenoid valve 5. Pressure sensor 6. Gauge 7. Safety valve 8. Temperature sensor 9. Automatic infusion valve 10. Weighing sensor 11. Drier body 12. Supporting seat 13. Switch door motor 14. Closed doors 15. Control system
图2 水稻植质钵育秧盘蒸汽干燥装置系统图及实物 Fig.2 Material object and steam drying system diagram of
seedling-growing tray made of paddy-straw
1.2.2 蒸汽干燥过程
试验用秧盘为300盘，将300盘秧盘经自然环境预处理后，放到5个干燥柜内，每个干燥柜每层
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农业工程学报 2013年
放10块秧盘，总共6层，层和层之间的距离为5 mm。将5个干燥柜放到5辆秧盘干燥车上，并将秧盘干燥车编号，从离干燥器门最近的秧盘干燥车开始，依次编号为1、2、3、4和5。试验用的干燥介质为饱和蒸汽。由于本研究主要是为实际生产提供理论基础，为了缩短秧盘在蒸汽干燥时达到安全水分的时间（湿基小于9%），在保证蒸汽干燥质量的前提下，根据蒸汽锅炉的额定蒸发量（0.5 t/h），干燥时的蒸汽流量都是0.139 kg/s。干燥器内的秧盘的质量变化通过质量传感器测得。干燥时，每隔1 h记录一次秧盘的质量，记录时扣除排蒸汽和升温的时间，测量的精度≤±0.05%F.S，直至含水率小于9%（湿基）为止。
1.2.3 干燥后处理过程
干燥完成后，关掉进气阀门，缓慢排掉干燥器内的蒸汽，秧盘在干燥装置内继续放置一定时间后取出。
1.3 试验内容与设计
1.3.1 试验评价指标的确定
中国北方水稻育秧天数为30～35 d，育秧期间，需要经常性的浇灌，以保证水稻秧苗的正常生长。在水稻育秧浇灌过程中，水稻秧盘始终处在潮湿的状态，育秧结束后，水稻秧盘必须具有一定的湿强度，才能保证从育秧棚运到插秧机上时，秧盘不折断、不破碎，保证秧盘成型；在插秧时，秧盘在插秧机上运动，也需要一定的湿强度，才能保证秧盘成型和插秧率。同时，湿强度也是反映秧盘干燥质量的主要内容之一，所以试验采用秧盘的湿强度作为评价指标。 1.3.2 试验因素的确定
秧盘干燥分为3个阶段：1）秧盘的自然环境预处理阶段，即秧盘由压力机压出来后，在自然环境中放置一段时间；2）秧盘在干燥器装置内连续通入蒸汽干燥阶段；3）停止供气后的处理阶段。在自然环境预处理阶段，主要考虑在自然环境中的放置时间阶段，主要考虑蒸汽干燥时间和蒸汽干燥温度对湿强度的影响；停止供蒸汽后，主要考虑秧盘在干燥器内干燥时间（后干燥时间）对干燥湿强度的影响。因此，
确定预处理时间Z1、
蒸汽干燥时间Z2、蒸汽干燥温度Z3和停止供汽后秧盘在干燥器内干燥时间
（后干燥时间）Z4为影响秧盘湿强度的主要因素。 1.3.3 秧盘蒸汽干燥单因素试验
1）预处理时间Z1的确定
以水稻植质钵育秧盘为研究对象，在蒸汽温度110℃，蒸汽干燥时间22 h，后干燥时间0的条件下，研究在没有风和辐射、环境相对湿度为40%左右、环境温度为10℃情况下，不同的预处理时间（3、6、9、
12、15和18 h）对水稻植质钵育秧盘湿强度的影响，以每种干燥条件下测定的湿强度值做为试验指标。
2）蒸汽干燥时间Z2的确定
其他干燥条件不变，预处理时间为上文确定的最佳预处理时间，研究蒸汽干燥时间（16、19、22、25、28和32 h）对水稻植质钵育秧盘湿强度的影响，以每种干燥条件下测定的湿强度值做为试验指标。
3）蒸汽干燥温度Z3的确定 其他干燥条件不变，预处理时间为上文确定的最佳预处理时间，蒸汽干燥时间为前文确定的最佳蒸汽干燥时间，研究干燥温度（100、105、110、115、120和125℃）对水稻植质钵育秧盘湿强度的影响，以每种干燥条件下测定的湿强度值做为试验指标。
4）后干燥时间Z4的确定
干燥条件均为上述单因素试验选出的最佳水平，研究后干燥时间（0、1、2、3、4和5 h）对水稻植质钵育秧盘湿强度的影响，以每种干燥条件下测定的湿强度值做为试验指标。 1.3.4 二次正交旋转组合试验
根据二次正交旋转组合试验设计原理，在单因素试验的基础上，根据上文确定的后干燥时间，选取自然环境预处理时间Z1、蒸汽干燥时间Z2、蒸汽
干燥温度Z3为主要设计自变量，
秧盘的湿强度值为因变量，对秧盘蒸汽干燥工艺条件进行优化。利用DPS试验数据处理系统得试验因素水平编码设计见表1。根据表1的试验水平编码设计，进行3因素二次正交旋转组合试验。
表1 试验因素水平编码
Table 1 Coding of the experimental factor level
自然环境 蒸汽干燥 蒸汽干燥 编码值 预处理时间Z温度ZCoding value
1 时间Z2 3 Natural environment Steam drying Steam drying Pretreatment time/h
time/h
temperature
/℃
+1.6818 17 31 130
+1 15 28 125 0 12 23.5 117.5 -1 9 19 110 -1.6818 7
16 105
1.4 秧盘湿强度的测试方法
通过对播种后育秧30～35 d秧盘湿强度与在清水中浸泡20～35 d秧盘的湿强度对比发现，同一批次干燥秧盘的湿强度在上述2种条件下的湿强度基本一致，因此为了节省试验时间，每次做试验时，都是以将秧盘放到清水中浸泡20 d作为秧盘湿强度测量标准。测量湿强度时，将浸泡20 d的秧盘（每块秧盘的尺寸为495 mm×277 mm×23 mm）分成5等份，分别放到WDW-1微机控制电子万能试验机
（预处理时间）对秧盘湿强度的影响；在通蒸汽干燥
第21期 于海明等：水稻植质钵育秧盘蒸汽干燥工艺优化
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上测试其剪切强度值，然后取其平均值，作为湿强度值。试验连续做3次，最后取平均值。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果与分析
2.1.1 预处理时间Z1对湿强度的影响
不同预处理时间对秧盘湿强度值的影响见图3。
注：蒸汽干燥温度为110℃，蒸汽干燥时间为22h，后干燥时间为0。 Note: steam drying temperature was 110℃, steam drying time was 22h, drying time in dryer after stopping steam supplying of tray was 0.
图3 自然环境预处理时间对湿强度的影响
Fig.3 Effect of natural environment pretreatment time on wet
strength
预试验结果表明：秧盘湿强度为0.3～0.4 MPa时，能够满足机械化插秧要求；湿强度若小于0.3 MPa，秧盘易折断和易碎；插秧时，靠秧针将秧盘打落到秧田里进行插秧，湿强度若大于0.4 MPa，将使秧针变弯和加速插秧机秧针的磨损而不能使用；蒸汽干燥前，合适的秧盘含水率将使秧盘的湿强度达到理想值。从图3中可以看出，随着预处理时间的增加，秧盘湿强度先增加，然后再有减小的趋势。预处理时间在12 h时，湿强度达到最大值（0.331 MPa），说明此时秧盘内的含水率适合于生物胶把稻草和微肥营养介质土充分粘合在一起所要求的水份含量。干燥时，生物胶、稻草和微肥营养介质土能够很好的粘合在一起，同时在高压蒸汽的作用下，生物胶和微肥营养介质土进一步发生一定的物理化学反应，生物胶、稻草和微肥营养介质土更加充分粘合在一起，使其湿强度达到最好的状态[7]，能够很好地满足秧盘成型及机械化插秧的要求。当预处理时间小于9 h或大于15 h时，秧盘的湿强度值小于0.3 MPa，其原因是秧盘的预处理时间过长，秧盘的水分损失过大，生物胶的黏性过小，干燥时，生物胶、稻草和微肥营养介质土不能够很好的粘合在一起，造成秧盘的湿强度减小；秧盘的预处理时间过短，秧盘的水分含量大，影响生物胶和微肥营养介质土进一步发生一定的物理
化学反应，使生物胶、稻草和微肥营养介质土不能够充分粘合在一起，造成秧盘湿强度变小，无法满足秧盘成型及机械化插秧的要求。采用方差分析法对秧盘的湿强度值进行显著性分析，分析结果为P＜0.01，所以不同预处理时间下的湿强度值显著，选择预处理时间12 h为此单因素试验的最佳水平，确定9～15 h为二次正交旋转组合试验因素的取值范围。
2.1.2 蒸汽干燥时间Z2对湿强度的影响
不同蒸汽干燥时间对秧盘湿强度值的影响见图4。
注：蒸汽干燥温度为110℃，自然环境预处理时间为12 h，后干燥时间为0。 Note: steam drying temperature was 110℃, natural environment pretreatment time was 12h, drying time in dryer after stopping steam supplying of tray was 0.
图4 蒸汽干燥时间对湿强度的影响
Fig.4 Effect of steam drying time on wet strength
由图4可以看出，随着干燥时间的增加，秧盘的湿强度逐渐增加，当干燥时间为22 h时，秧盘的湿强度达到最大值0.331 MPa，当干燥时间超过22 h时，秧盘的湿强度值又开始逐渐下降。试验表明，若干燥时间小于22 h，秧盘干燥后的含水率过大，使生物胶的黏性变小，不能将稻草和微肥营养介质土很好的粘合在一起，湿强度变小；若干燥时间大于22 h，生物胶性能超过所能承受使用条件，使生物胶的性能变差，生物胶黏性减弱、不能将稻草和微肥营养介质土很好的粘合在一起，使秧盘的湿强度减小。同时在长时间的高温下，稻草本身的性能也发生改变，强度变小，这也是造成秧盘湿强度减小的原因。采用方差分析法对秧盘的湿强度值进行显著性分析，分析结果表明蒸汽干燥时间对秧盘的湿强度值有极显著影响（P＜0.01）。此单因素试验中，最佳水平是蒸汽干燥时间为22 h，确定19～28 h为二次正交旋转组合试验因素取值范围。
2.1.3 蒸汽干燥温度Z3对湿强度的影响
不同蒸汽干燥温度对秧盘湿强度值的影响见图5。
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农业工程学报 2013年
注：自然环境预处理时间为12 h，蒸汽干燥时间为22 h，后干燥时间为0。Note: natural environment pretreatment time was 12h, steam drying time was 22h, drying time in dryer after stopping steam supplying of tray was 0.
图5 蒸汽干燥温度对湿强度的影响
Fig.5 Effect of steam drying temperature on wet strength
从图5中可以看出，秧盘的湿强度值呈正相的变化，当达温度到115℃后，湿强度的变化率减小直至不变。在110～125℃之间的秧盘的湿强度值较大，最佳干燥温度为125℃，湿强度值为0.344 MPa。干燥温度过低（如100℃），湿强度很低（如0.24 MPa），在这种状态下的秧盘，无法满足机械化插秧的要求。湿强度低的原因主要是由于干燥温度低，生物胶的性能没有很好的发挥，生物胶的黏性受到影响，使稻草和微肥营养介质土不能很好的粘合在一起，温度条件也达不到某些物理化学反应的要求，从而使秧盘的湿强度减小[7]。在水中浸泡15 d左右的时，秧盘上出现白色的细菌衍生物，说明秧盘的材料中的细菌没有被杀死，从而使秧盘中的稻草发生腐烂，这也是造成秧盘湿强度低的主要原因之一。用这样的秧盘育秧时，将使稻苗矮小、发黄，呈现病态，从而降低水稻的产量[7]。对试验结果进行单因素方差分析，结果表明发酵温度对秧盘的湿强度有显著影响。此单因素试验中，干燥温度的最佳水平为125℃，确定110～125℃为二次正交旋转组合试验因素的取值范围。 2.1.4 后干燥时间Z4对湿强度的影响
不同后干燥时间对秧盘湿强度值的影响见图6。从图6中可以看出，随着后干燥时间的增加，秧盘的湿强度值先增加后减小。在0～5 h之间的湿强度值变化不大，说明后干燥时间对秧盘的湿强度值影响不大。为进一步检验后干燥时间对秧盘湿强度的影响是否显著，对试验结果进行单因素方差分析，结果表明后干燥时间对秧盘的湿强度影响不显著（P＞0.05）。因此在二次正交旋转组合试验中，不将后干燥时间列为试验因素。但是由于是利用饱和蒸汽干燥秧盘，在停止供汽后，秧盘的表面会附着一些水珠，秧盘在干燥器内后干燥一定的时间，
利用干燥器的余温，将秧盘表面的水珠蒸发掉，使秧盘的水分含量进一步降低，从而适合秧盘的储存，增加秧盘的保质期[7]。从图6中可以看出，后干燥2 h，秧盘的湿强度值最大（0.335 MPa），因此，此单因素试验中，最佳水平后干燥时间为2 h。
注：自然环境预处理时间为12 h，蒸汽干燥时间为22 h，蒸汽干燥温度为110℃。
Note: natural environment pretreatment time was 12 h, steam drying time was 22 h, steam drying temperature was 110℃.
图6 后干燥时间对湿强度的影响
Fig.6 Effect of drying time in dryer after stopping steam
supplying of tray on wet strength
2.2 二次正交旋转组合试验结果与分析
2.2.1 试验因素对秧盘干燥后湿强度影响分析
二次正交旋转组合试验结果见表2。
表2 试验结果 Table 2 Experimental results
序号
规范变量
湿强度
Serial Specification variables Wet strengthnumber
X1 X2 X3
Y/MPa
1 1 1 1 0.3754 2 1 1 -1 0.3819 3 1 -1 1 0.3324 4 1 -1 -1 0.3434 5 -1 1 1 0.3782 6 -1 1 -1 0.3953 7 -1 -1 1 0.3451 8 -1 -1 -1 0.3656 9 -1.6818 0 0 0.3838 10 1.6818 0
0 0.3547
11 0 -1.6818 0 0.3536 12 0 1.6818 0 0.3891 13 0 0 -1.6818 0.3423 14 0 0 1.6818 0.3346 15 0 0 0 0.3485 16 0 0 0 0.3566 17 0 0 0 0.3469 18 0 0 0 0.3587 19 0 0 0 0.3689 20 0 0 0 0.3423 21 0 0 0 0.3419 22 0 0 0 0.3555 23 0 0 0 0.3479
1）非线性回归方程的建立
摘要：比较几种水稻育秧盘育苗对水稻产量的影响，拟解决现在水稻育秧盘育苗秧苗素质低、产量不稳定的问题，找到大幅度提高秧苗素质的解决方法。
关键词：水稻；育秧盘；秧苗素质；产量；不同秧盘缺点及改进
寒地水稻纸盘旱育秧盘机插秧栽培技术，平均亩产已达564公斤。但盘育秧机械插秧栽培技术存在培育壮苗质量有限、且植伤严重，使秧苗在本田返青时间长、分蘖推迟、分蘖节位提高，有效穗率低、穗重小等诸多缺点，制约了当前垦区水稻高产再高产。本试验采用秧盘为：日式钵育硬盘、中国水稻所产的钵育毯状盘、黑龙江农垦科学院产的钵育软盘和现行普通纸盘等四种育秧盘进行生产比较试验，选择出适应垦区水稻生产上达到提质、增产、增效的目标，以便推广应用、并明确各秧盘判断优缺点、给厂家提出改进意见。
1、材料与方法
1.1、供试材料
供试品种空育131；供试秧盘有日式钵育硬盘、中国水稻所产的钵育毯状盘、黑龙江农垦科学院产的钵育软盘和现行普通纸盘等四种育秧盘。
1.2、试验方法
大棚旱育秧，精细化管理，培育壮秧。本田面积，各处理400平方米。采取大区对比，不设重复，顺次排列。插秧规格：日式钵育硬盘行距30×14厘米，中国水稻所产的钵育毯状盘30×14厘米，黑龙江农垦科学院产的钵育软盘30×14厘米，普通纸盘30×14厘米。本田每公顷施纯氮120公斤，氮、磷、钾、硅比例2：1：1.5：1.5；磷、硅肥全部和钾肥的50％做基肥，钾肥的50％做穗肥施；氮肥基施35％、分蘖肥35％、调节肥10％、穗肥20％；分蘖肥于各处理稻苗返青立即施入，穗肥于剑叶上一叶施用。其他栽培技术措施同大田常规管理。
2、结果与分析
2.1、不同秧盘处理苗床秧苗素质分析
各处理从秧苗素质分析：黑龙江农垦科学院产的钵育软盘秧苗素质好于日式钵育硬盘秧苗素质好于中国水稻所产的钵育毯状盘秧苗素质好于普通纸盘秧苗素质。
表1秧苗素质调查表
2.2、不同秧盘处理田间分蘖动态分析
黑龙江农垦科学院生产的钵育软盘苗和日式钵育硬盘苗返青期较中国水稻所产的钵育毯状盘苗快3天、较普通纸盘快5天,成穗率较中国水稻所产的钵育毯状盘高7﹪、较普通纸盘苗高20﹪。
表2田间分蘖动态情况调查表
2.3、不同秧盘处理本田阶段生育分析：
黑龙江农垦科学院产的钵育软盘苗、日式钵育硬盘苗和中国水稻所产的钵育毯状盘苗整个生育期生长比普通纸盘苗生育期生长平稳，普通纸盘苗生育期生长前期缓慢、中后期生长快、同时增加大量晚生分蘖、降低水稻成穗率、产量及米质。收获穗数日式钵育硬盘苗高于黑龙江农垦科学院产的钵育软盘苗高于中国水稻所产的钵育毯状盘苗高于普通纸盘苗。 表3不同秧盘本田分蘖、株高生育状况表
2.4、不同秧盘处理对产量构成因子影响
从表中可看出：日式钵育硬盘育苗；理论产量为946.78公斤/666.7㎡和实际产量为846.7公斤/666.7㎡均高于黑龙江农垦科学院产的钵育软盘育苗的理论产量849.5公斤/666.7㎡和实际产量823.4公斤/666.7㎡均高于中国水稻所产的钵育毯状盘育苗的理论产量779.83公斤/666.7㎡和实际产量769.9公斤/666.7㎡均高于普通纸盘育苗的理论产量759.07公斤/666.7㎡和实际产量746.7公斤/666.7㎡。
表4不同秧盘处理产量调查结果表
3、小结
不同秧盘的优劣:总体看用日式钵育硬盘和黑龙江农垦科学院产的钵盘育苗对水稻产量都具有较大增产潜力好于中国水稻所产的钵育毯状盘和普通纸盘。但大面积应用存在育苗成本高，技术要求高，插秧成本高等特点。中国水稻所产的钵育毯状盘秧苗产量较日式钵育硬盘秧苗和黑龙江农垦科学院产的钵盘育苗都低，但其优势育苗成本、育苗技术要求、插秧管理成本都较低，其产量高于普通纸盘育苗，增产潜力大。普通纸盘育苗各项成本最低，但其所育秧秧苗素质较低，难以大幅提高秧苗素质增产潜力最小。
改进：黑龙江农垦科学院产的钵盘育苗须加深钵体1-2厘米，钵盘硬度加强，便于播种及运输。中国水稻所产的钵育毯状盘下部钵体还需改进，加高0.5厘米左右，并且提高加工工艺，便于机插。
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