烤煙濕潤育苗基質(zhì)替代技術(shù)研究

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烤煙濕潤育苗基質(zhì)替代技術(shù)研究

福建省煙草學(xué)會農(nóng)業(yè)專業(yè)委員會

為實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和耕地資源的有效保護，該文對烤煙濕潤育苗基質(zhì)替代技術(shù)進行探討。結(jié)果表明：采用HM菌腐熟劑發(fā)酵不僅可縮短谷殼發(fā)酵時間，且發(fā)酵效果較好；初步篩選出分別以炭化谷殼、發(fā)酵谷殼替代泥炭土的P3、P6、P7、P11、P15五個配方，這五個配方在不同時期育苗表現(xiàn)較為穩(wěn)定，煙苗生長整齊、生長勢強，與對照基本相當或略強，且理化性狀較為適宜，具有較好的通氣性、保水性和保肥性。

烤煙 濕潤育苗 基質(zhì) 育苗技術(shù)

培育整齊無病壯苗是烤煙生產(chǎn)的基礎(chǔ)，三明煙區(qū)目前采用的烤煙濕潤育苗技術(shù)針對性強，適應(yīng)當?shù)貧夂驐l件和栽培耕作特點，具有出苗率高、出苗整齊、育苗省工、較好地控制苗期帶毒等優(yōu)點，所育煙苗整齊健壯、根系發(fā)達，有效解決了漂浮育苗技術(shù)在三明煙區(qū)應(yīng)用存在的返苗期偏長問題，中下部煙葉質(zhì)量得到改善[1]。但最初研究推廣的濕潤育苗技術(shù)所采用的基質(zhì)配方中含有10%左右的泥炭土，泥炭土是不可再生資源，而所用泥炭土多來源于稻田，對泥炭土的過度開采使用勢必會造成稻田的破壞，同時，有限的泥炭土資源一旦被開采完，就可能出現(xiàn)育苗基質(zhì)原料的短缺。為實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和耕地資源的有效保護，確保育苗基質(zhì)材料的持續(xù)生產(chǎn)供應(yīng)，本研究以炭化谷殼、腐熟稻草和腐熟谷殼等有機物料替代泥炭土進行烤煙濕潤育苗替代基質(zhì)技術(shù)研究，以期獲得新型烤煙濕潤育苗替代基質(zhì)，并為該替代基質(zhì)在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用提供相關(guān)理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗于2007年～2009年在福建省煙科所三明分所試驗場進行，同一試驗各處理育苗過程均在條件相同的育苗大棚內(nèi)進行，其它苗期管理參照三明煙區(qū)烤煙濕潤育苗技術(shù)規(guī)范進行。泥炭土、炭化谷殼和膨脹珍珠巖由三明金明農(nóng)資有限公司提供，黃土取自山表下面干凈無污染過篩的心土，供試種子為福建省煙科所三明分所提供的包衣種子，育苗肥料為三明金明農(nóng)資有限公司提供的烤煙濕潤育苗營養(yǎng)液。

1.1 泥炭土替代材料的獲取與篩選

結(jié)合可再生利用資源，采用傳統(tǒng)發(fā)酵方法對切成10cm左右的稻草和碾米后的谷殼進行發(fā)酵。利用河南省鶴壁恒隆態(tài)生物工程股份有限公司提供的HM菌腐熟劑對谷殼進行發(fā)酵，單個發(fā)酵堆第一次為未粉碎狀態(tài)谷殼約0.9m3，第二次為粉碎成松針狀谷殼：未粉碎谷殼=1:0.83，約1.6m3，第三次為粉碎成松針狀谷殼約2.0m3。觀測發(fā)酵過程中發(fā)酵堆中心溫度變化情況并比較發(fā)酵效果，分別對炭化谷殼、發(fā)酵谷殼、發(fā)酵稻草的理化性狀進行測定分析，進行濕潤育苗基質(zhì)材料之一泥炭土替代材料的篩選。

1.2 替代基質(zhì)配方的篩選

1.2.1配方設(shè)計

分別以炭化谷殼、發(fā)酵谷殼和發(fā)酵稻草為替代材料，與珍珠巖和黃土按一定體積配比，共配成27個配方，并以當前生產(chǎn)中的烤煙濕潤育苗基質(zhì)（含泥炭土）作為對照，具體配方設(shè)計見表1。

表1 配方設(shè)計

1.2.2比較各配方基質(zhì)育苗效果

對表1中28個配方進行五期育苗對比試驗，每個配方播種4盤（400孔），采用人工點播，每穴播2粒，品種為翠碧一號，因配方較多，不設(shè)重復(fù)。五期的播種時間分別為2009年3月20日、6月3日、11月6日、11月18日和12月4日。觀測各配方基質(zhì)出苗期、小十字期、大十字期、五葉一心、播后10d和20d的出苗率、煙苗整齊度、苗期長勢、苗色，對正常育苗季節(jié)的第三期和第四期選擇煙苗生長較整齊且表現(xiàn)較穩(wěn)定的12個配方，在五葉一心或六葉一心分別隨機取20株進行葉片數(shù)、葉面積、根莖葉鮮干重等農(nóng)藝性狀的測定。

1.2.3測定各配方基質(zhì)理化性狀

測定各配方基質(zhì)的pH值、含水量、容重、比重、孔隙度、電導(dǎo)率、最大持水量等理化性狀。

1.2.4測定方法

基質(zhì)理化性狀測定方法參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法》[2]，pH值測定采用電位法，有機質(zhì)測定采用電熱板加熱-K2Cr2O7容量法，水分測定采用烘干法，容重測定采用改進環(huán)刀法，比重測定采用比重瓶法，電導(dǎo)率測定采用水浸提-電導(dǎo)法，最大持水量測定采用改進威爾科克斯法，根據(jù)容重和比重的測定結(jié)果測算各材料的孔隙度。

出苗率=每盤幼苗子葉完全展開苗數(shù)/每盤孔數(shù)/2×100%；整齊度以80%以上煙苗生長基本一致為整齊，70%～80%為較整齊，60%～70%為中等，60%以下為不整齊；莖高、莖圍用塑料直尺和軟細繩測定，鮮干重用1‰分析天平測定，其它測定標準參照煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法（YC/T 142-1998）。

2 結(jié)果與分析

2.1 泥炭土替代材料的篩選

2.1.1不同替代材料發(fā)酵過程中溫度的變化

由圖1可見，采用傳統(tǒng)發(fā)酵稻草堆漚后溫度變化呈緩慢上升、持續(xù)穩(wěn)定、緩慢下降、最后保持相對恒定的變化趨勢，其中第4d～第8d稻草發(fā)酵堆中心的溫度相對較高，基本控制在28℃左右，最高溫度為28.5℃，較起始溫度升高約8.5℃，之后中心溫度下降至25℃后，發(fā)酵堆基本處于恒溫狀態(tài)；而谷殼為原始狀態(tài)谷殼，透氣不易吸水，在傳統(tǒng)發(fā)酵過程中發(fā)酵堆中心溫度基本維持在23℃左右。

從圖2采用HM菌腐熟劑發(fā)酵谷殼溫度變化情況來看，發(fā)酵堆中心的溫度總體呈持續(xù)上升—高溫維持—翻堆降溫—再次升溫—緩慢降溫—相對恒定溫度的變化過程。比較這三次發(fā)酵溫度變化情況，由圖2可見，發(fā)酵堆中心的溫度隨發(fā)酵堆體積的增大及環(huán)境溫度的升高而升高，第一次發(fā)酵，發(fā)酵堆的體積最小約0.9m3，最高溫度49℃左右，僅持續(xù)兩天后，溫度即降至40℃左右；第二次發(fā)酵，發(fā)酵堆的體積約1.6m3，較第一次增加約0.7m3，前6d高溫發(fā)酵階段谷殼堆中心溫度基本維持在44℃～61℃之間，且在55℃～61℃之間維持了4d，這兩次發(fā)酵在第一次翻堆后，發(fā)酵堆溫度下降，之后發(fā)酵堆中心溫度再次上升至38℃左右，最后谷殼堆溫度下降至28℃左右，處于相對恒定溫度狀態(tài)；第三次發(fā)酵，發(fā)酵堆體積約2.0m3，分別較前兩次增加1.3m3和0.4m3，在第一次翻堆前，發(fā)酵堆中心溫度基本維持在58℃～63.5℃之間，持續(xù)時間長達8d，隨著翻堆次數(shù)的增加，發(fā)酵堆中心溫度呈階梯下降趨勢，直至相對恒定的溫度，由于初期發(fā)酵堆溫度較高且在翻堆時盡量控制最少的翻堆時間，因此第一次翻堆后發(fā)酵堆中心溫度仍高達53℃，至第四次翻堆后中心溫度仍達33℃～40.5℃之間，之后中心溫度基本恒定在29℃左右。

圖1 傳統(tǒng)發(fā)酵溫度變化情況

圖2 采用HM菌腐熟劑發(fā)酵谷殼溫度變化情況

2.1.2不同替代材料發(fā)酵效果

從各材料發(fā)酵效果來看（見表2），采用傳統(tǒng)發(fā)酵約90d，稻草才發(fā)酵完全，發(fā)酵后的稻草呈深褐色、淡淡腐熟香味，晾干后易于捏碎，而谷殼基本為原始狀態(tài)，呈淡棕色，沒有發(fā)酵完全；采用HM菌腐熟劑進行發(fā)酵谷殼，由于第一次和第二次發(fā)酵材料較粗，透氣、保溫性較差，加上發(fā)酵堆體積偏小，沒有達到HM菌腐熟劑發(fā)酵所需的體積要求，發(fā)酵過程溫度變化不理想，分別在發(fā)酵21d和32d即終止發(fā)酵，終止發(fā)酵時，谷殼為淡棕色，在第三次谷殼發(fā)酵中，由于調(diào)整了谷殼材料顆粒的大小、嚴格按要求建發(fā)酵堆、在發(fā)酵過程中適時地翻堆和補充水分，加上環(huán)境氣溫較高，經(jīng)過約70d基本完成發(fā)酵，發(fā)酵完成后谷殼呈棕色、淡淡腐熟香味，用手易于搓碎。

表2 不同替代材料發(fā)酵效果

從發(fā)酵溫度變化及發(fā)酵效果來看，采用傳統(tǒng)方法發(fā)酵稻草時間偏長、溫度偏低，主要影響因素可能是稻草量偏少、C/N偏高、含水量偏高、環(huán)境氣溫較低，而谷殼最終發(fā)酵不完全的主要原因是谷殼表層的蠟質(zhì)層、谷殼顆粒較粗、谷殼堆體積較小，影響谷殼堆的吸水性、透氣性和保水性及保溫性。采用HM菌腐熟劑進行發(fā)酵谷殼，發(fā)酵堆體積大小、環(huán)境溫度、發(fā)酵堆含水量、C/N和透氣性是影響發(fā)酵堆中心溫度的主要因子，在適宜的發(fā)酵堆體積范圍內(nèi)，發(fā)酵堆體積越大，其中心溫度越高且持續(xù)的時間越久，同時在發(fā)酵時環(huán)境溫度越高，發(fā)酵堆中心溫度越高、升溫越快、高溫持續(xù)時間越久。

2.1.3不同替代材料理化性狀

由表3可見，發(fā)酵谷殼pH值為6.51～6.84，呈微酸性，炭化谷殼、發(fā)酵稻草和珍珠巖pH值為8.07～8.37，呈堿性，泥炭土和黃土pH值為4.87～5.25，呈酸性；炭化谷殼、發(fā)酵谷殼有機質(zhì)含量分別為67.6%和68.3%，與泥炭土68.1%的有機質(zhì)含量相當，發(fā)酵稻草有機質(zhì)含量最高達75.1%，明顯高于泥炭土；炭化谷殼電導(dǎo)率低于泥炭土，發(fā)酵谷殼和發(fā)酵稻草電導(dǎo)率高于泥炭，差異均達極顯著水平；炭化谷殼、發(fā)酵谷殼和發(fā)酵稻草的容重、比重顯著或極顯著低于泥炭土；炭化谷殼、發(fā)酵谷殼最大持水量、總孔隙度均極顯著高于泥炭土，但發(fā)酵谷殼與泥炭土的毛管孔隙度差異不顯著，而炭化谷殼則極顯著低于泥炭土，發(fā)酵稻草的最大持水量和毛管孔隙度極顯著高于泥炭土，而總孔隙度略低于泥炭土，但差異不顯著。表明這些材料均可與偏酸的黃土配制成中偏酸性的基質(zhì)，所配制的基質(zhì)具有較好的保水保肥性。

表3 不同替代材料理化性狀

2.2 替代基質(zhì)配方的篩選

2.2.1不同替代基質(zhì)配方育苗情況

從五期28個配方煙苗生育期來看（見表4），P2、P3、P15煙苗出苗較快，在大十字前一般早對照1d～2d，P9、P10、P13、P14、P17、P18及發(fā)酵谷殼配比較高的P21至P28煙苗出苗相對較慢，在大十字前一般遲對照1d～2d，而其它配方處理煙苗出苗及生育期與對照比較接近。

從煙苗出苗率來看（表5），各配方基質(zhì)在不同時間播種的煙苗出苗率表現(xiàn)有所不同，其中P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P15、P16、P17煙苗出苗率在各期表現(xiàn)較為穩(wěn)定，出苗率85%～90%，而其它各配方基質(zhì)煙苗出苗率相對較不穩(wěn)定，出苗率70%～85%。

從煙苗生長情況來看（見表6），各配方基質(zhì)煙苗葉片基本為綠色，但P2和P3在煙苗生長中后期表現(xiàn)為黃綠色，但加強肥水管理后顏色漸為正常綠色；P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P15、P16煙苗生長總體表現(xiàn)為整齊，生長勢較強，在各期育苗中均表現(xiàn)較為穩(wěn)定，而其它配方基質(zhì)煙苗生長整齊度和生長勢在不同播種時間表現(xiàn)有所不同，整齊度為中等至較整齊，生長勢為中至強。

表4 不同基質(zhì)配方煙苗生育期

表5 不同基質(zhì)配方煙苗出苗率

表6 不同基質(zhì)配方煙苗生長情況

續(xù)表6

續(xù)表6

8整齊-較整齊整齊整齊綠-黃綠強-強-中+整齊整齊綠-綠強-中+ 9較整齊中等中等較整齊綠-綠中中強-較整齊整齊綠-綠中強- 10較整齊中等中等較整齊綠-綠中中強-較整齊整齊綠-綠中強- 11整齊整齊整齊整齊綠-綠強-強-強整齊整齊綠-綠強-強 12整齊整齊較整齊整齊綠-綠強-強-強整齊整齊綠-綠強-強 13中等中等中等較整齊綠-綠中中+強-整齊整齊綠-綠中+強- 14中等中等中等較整齊綠-綠中中+強-整齊整齊綠-綠中+強- 15整齊整齊整齊整齊綠-綠強-強-強整齊整齊綠-綠強強 16較整齊較整齊較整齊整齊-綠-綠強-強-強整齊整齊綠-綠強-強 17較整齊中等中等整齊綠-綠中+強-強-較整齊整齊綠-綠強-強- 18中等中等中等整齊綠-綠中+強-強-較整齊整齊綠-綠強-強- 19較整齊較整齊較整齊較整齊黃綠黃綠強-中-強-整齊整齊綠-綠中-強- 20較整齊較整齊較整齊較整齊黃綠黃綠強-中-強-整齊整齊綠-綠中-強- 21較整齊中等中等整齊綠綠中強-強-整齊整齊綠綠強-強- 22中等中等中等整齊綠綠中強-強-整齊整齊綠綠強-強- 23中等較整齊較整齊較整齊綠-綠中中-強-整齊整齊綠-綠中-強- 24中等中等中等整齊綠-綠中中強-整齊整齊綠-綠中強- 25較整齊中等中等整齊綠-綠中+強-強-整齊整齊綠-綠強-強- 26中等中等中等整齊綠-綠中中強-整齊整齊綠-綠中中+ 27中等中等中等整齊綠-綠中中強-較整齊較整齊綠-綠中中+ 28中等中等中等整齊綠-綠中中強-較整齊整齊綠-綠中中+

2.2.2初篩選基質(zhì)配方煙苗農(nóng)藝性狀

從第三期12個配方煙苗五葉一心農(nóng)藝性狀來看（見表7），P5、P11、P16煙苗單株葉面積低于對照14.91～25.65cm2，其它P2等8個配方煙苗單株葉面積85.43～95.80cm2，高于對照1.29～11.66cm2；P12煙苗根干重低于對照0.0032g/株，其它P2等11個配方煙苗根干重0.0206～0.0248g/株，高于對照或與對照煙苗根系相當；P3、P5、P11莖葉干重低于對照0.0115～0.0323g/株，其它P2等8個配方莖葉干重0.1745～0.1925g/株，高于對照0.0042～0.0222g/株。

從第四期12個配方煙苗六葉一心農(nóng)藝性狀來看（見表7），P5、P8、P11、P12煙苗單株葉面積低于對照17.66～47.43cm2，其它P2等7個配方煙苗單株葉面積111.05～151.98cm2，高于對照或與對照相當；P5煙苗根干重略低于對照0.0009g/株，其它P2等10個配方煙苗根干重0.235～0.318g/株，高于對照或與對照相當；P4、P5、P7、P8、P11、P12煙苗莖葉干重低于對照0.0092～0.1064g/株，其它P2等5個配方煙苗莖葉干重0.2625～0.3577g/株，高于對照或與對照相當。

綜合初步篩選的11個配方煙苗農(nóng)藝性狀和煙苗生育期及苗床上生長情況的表現(xiàn)，P2因配比發(fā)酵稻草有機質(zhì)含量較高，在前期煙苗生長較快，但相同肥水管理導(dǎo)致中后期煙苗生長后勁不足，煙苗不夠健壯；P4、P5配方與P6較為接近，P8、P12、P16配方分別與P7、P11、P15較為接近，但這五個配方在不同期種子出苗及煙苗生長情況穩(wěn)定性會略差于P6、P7、P11、P15；而P3、P6、P7、P11、P15五個配方在不同時期種子出苗及煙苗生長情況表現(xiàn)較為穩(wěn)定，煙苗生長整齊、生長勢強，與對照基本相當或略強。

表7 12個配方煙苗生長情況

2.2.3不同替代基質(zhì)配方理化性狀

由表8可見，各配方基質(zhì)pH值在5.02～5.97之間，均呈弱酸性，基本符合作物對基質(zhì)中性偏酸的酸堿度要求；電導(dǎo)率僅P4至P6等3個配方略低于CK，其余24個配方電導(dǎo)率均高于CK，除P3至P6及P10，其余22個配方與CK差異達極顯著水平；P2至P10及P14等10個配方容重小于CK，其余17個配方容重均大于CK，除P7、P8、P12、P13、P18，其余22個配方與CK差異均達顯著或極顯著水平；27個配方的比重均小于CK，且與CK差異均達極顯著水平；27個配方的最大持水量為54.13%～74.61%之間，均具有較好的保水保肥能力；P2及P4至P6等4個配方總孔隙度略高于CK，其余23個配方的總孔隙度均低于CK，除P2至P4、P10及P14，其余21個配方與CK差異均達顯著或極顯著水平；P2至P10、P12至P14等12個配方毛管孔隙度均低于CK，其余15個配方的毛管孔隙度高于CK，除P2、P13、P14外，其余25個配方與CK差異均達極顯著水平。

表8 28個配方理化性狀

備注：4月10日測定pH值時配方含黃土，溶液溫度20℃, 各配方液土比為2.5:1；6月8日測定pH值時配方不含黃土，溶液溫度25.5℃，各配方液土比為2.5:1；電導(dǎo)率測定時配方含黃土；其它理化性狀測定時，配方不含黃土。

3 小結(jié)與討論

綜合泥炭土替代材料篩選結(jié)果來看，采用傳統(tǒng)發(fā)酵需較長的發(fā)酵時間，且對谷殼等材料采用此方法較難完成發(fā)酵，而采用HM菌腐熟劑發(fā)酵不僅可縮短谷殼發(fā)酵時間，且發(fā)酵效果較好，但是發(fā)酵材料體積的大小、顆粒的粗細、含水量、C/N及發(fā)酵環(huán)境溫度都會影響發(fā)酵堆溫度的變化、發(fā)酵完成時間的長短及發(fā)酵效果。

初步篩選出分別以炭化谷殼、發(fā)酵谷殼替代泥炭土的P3、P6、P7、P11、P15五個配方，這五個配方在不同時期種子出苗及煙苗生長情況表現(xiàn)較為穩(wěn)定，煙苗生長整齊、生長勢強，與對照基本相當或略強，但是各配方的穩(wěn)定性及相關(guān)配套的技術(shù)還有待作進一步的重復(fù)性驗證及研究。

初步篩選的五個配方pH值等大部分理化性狀指標與對照差異顯著，但從這五個配方各理化性狀指標值來看，酸度比較適宜；最大持水量和總孔隙度與王紹坤[3]、吳濤[4]等人的研究結(jié)果較為相似；毛管孔隙度低于曾文龍等[5]的研究結(jié)果，可能是我們采用改進的環(huán)刀法測定基質(zhì)的容重，導(dǎo)致測定結(jié)果低于真實的基質(zhì)容重。結(jié)合多次重復(fù)育苗試驗來看，篩選的這五個基質(zhì)的理化性狀較為適宜，具有較好的通氣性、保水性和保肥性。

[1] 劉添毅,等.烤煙濕潤育苗技術(shù)研究[J].中國煙草科學(xué)，2008，29（5）：22-26.

[2] 中國土壤學(xué)會農(nóng)業(yè)化學(xué)專業(yè)委員會.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法[M]. 北京：科學(xué)出版社，1983.

[3] 王紹坤,李慶平,等.煙草濕潤托盤育苗技術(shù)研究與應(yīng)用—Ⅰ育苗基質(zhì)配方篩選及育苗效果比較[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000,22（5）:428-431.

[4] 吳濤,晉艷,等.替代烤煙漂浮育苗基質(zhì)中草炭的研究—Ⅰ褐煤、秸稈等原料完全替代草炭的研究初報（J）.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007,22（2）：234-240.

[5] 曾文龍,姜林燦,等.環(huán)保型（無泥炭型）烤煙濕潤育苗基質(zhì)的研究—Ⅰ.基質(zhì)材料的篩選及其配比效果[J].中國煙草科學(xué)，2009,30（1）：10-14.

課題組成員：

1．劉添毅，福建省煙草公司三明市公司局長（經(jīng)理），第一執(zhí)筆人。

2．賴祿祥，福建省煙草公司三明市公司副經(jīng)理。

3．黃一蘭，福建省煙草公司三明市公司。

4．張瀛，福建省煙草公司三明市公司。

5．葉建如，福建省煙草公司三明市公司。

6．王雪仁，福建省煙草公司三明市公司。

7．姜占省，福建省煙草公司三明市公司。

8．林建麒，福建省煙草公司三明市公司。