基質(zhì)對(duì)烤煙托盤育苗幼苗生長(zhǎng)和生理代謝的影響

夏志林，莫靜靜，芶劍渝，黃 鶯，石明權(quán)，張遠(yuǎn)淑，彭玉龍，劉國(guó)琴*

(1.貴州省煙草公司遵義市公司技術(shù)中心，貴州 遵義 563000； 2.貴州大學(xué) 煙草學(xué)院，貴州省煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025； 3.貴州省煙草公司遵義市公司湄潭縣分公司，貴州 湄潭 564100)

育苗是煙葉生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，培育優(yōu)質(zhì)健壯的煙苗是烤煙大田生產(chǎn)的基礎(chǔ)。育苗基質(zhì)是苗壯、苗足和苗齊的基礎(chǔ)，作為煙苗生長(zhǎng)的“土壤”，除固定煙苗根系的介質(zhì)外，還起到給種子萌發(fā)和煙苗生長(zhǎng)發(fā)育提供水分、營(yíng)養(yǎng)和氧氣等作用。一直以來(lái)有許多研究者致力于烤煙育苗基質(zhì)的研究，涉及到基質(zhì)原材料種類、組成及配比等對(duì)烤煙育苗的影響[1-7]。烤煙育苗基質(zhì)基本組成原料主要是草炭、蛭石、膨化珍珠巖和腐殖土等。草炭是目前最好的基質(zhì)組成原料之一，在基質(zhì)中占有較大比例。早在2001年向東等[5]研究認(rèn)為，60%～70%草炭比例可促進(jìn)漂浮育苗煙苗生長(zhǎng)，低于40%或高于80%都會(huì)產(chǎn)生不利影響；靳冬梅[7]認(rèn)為，草炭比例為50%，漂浮育苗的煙苗素質(zhì)最好。草炭是不可再生資源，大量開(kāi)采應(yīng)用對(duì)生態(tài)平衡有破壞。許多學(xué)者尋求新的材料來(lái)逐步替代草炭，已有研究用甘蔗渣、花生糠、中草藥渣和炭化谷殼等有機(jī)物原料來(lái)替代草炭。吳濤等[8]用褐煤、秸稈等原料替代基質(zhì)中草炭的研究結(jié)果表明，秸稈比例低于50%及褐煤比例高于10%的替代草炭處理基本可以作為煙草漂浮育苗基質(zhì)；韋建玉等[9]研究表明，采用65%腐熟的甘蔗渣與25%膨化珍珠巖和10%煤渣粉(過(guò)3 mm孔徑篩)配制的煙草漂浮育苗基質(zhì)，能較好地出苗、生長(zhǎng)和成苗。

近年來(lái)，烤煙生產(chǎn)中殘留的地膜等廢棄物數(shù)量巨大，對(duì)土壤和生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響逐漸凸顯，這些烤煙生產(chǎn)投入品廢棄物的處理勢(shì)在必行。貴州省煙草公司遵義市公司對(duì)烤煙生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生廢舊農(nóng)地膜進(jìn)行回收，將回收的地膜加工成育苗托盤，在一定程度上減少煙區(qū)農(nóng)地膜等廢棄物對(duì)土壤和環(huán)境造成的污染，促進(jìn)現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有一定的積極意義。

在廣大煙區(qū)當(dāng)前煙葉生產(chǎn)上推廣的育苗技術(shù)主要是漂浮育苗，其育苗基質(zhì)研究相對(duì)較成熟，然而適宜托盤育苗基質(zhì)研究較少，值得借鑒并應(yīng)用于生產(chǎn)的育苗基質(zhì)欠缺。因此，本研究針對(duì)托盤育苗，用草炭、炭化谷殼、椰糠、酒糟、腐殖土等配制育苗基質(zhì)，研究不同基質(zhì)原料種類、組成及配比對(duì)烤煙幼苗生長(zhǎng)與生理代謝的關(guān)系，探討適合于托盤育苗生產(chǎn)的育苗基質(zhì)，旨在為烤煙托盤育苗基質(zhì)的篩選、應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為K326。育苗基質(zhì)材料為草炭、炭化谷殼、椰糠、酒糟、腐殖土等，由遵義聯(lián)谷農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。試驗(yàn)在貴州省湄潭縣興樂(lè)煙草科技園進(jìn)行。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，T1的基質(zhì)材料及體積比為草炭∶珍珠巖∶蛭石∶椰糠∶腐殖土0∶10∶5∶30∶55，T2為草炭∶珍珠巖∶蛭石∶椰糠∶腐殖土25∶10∶5∶25∶35，T3為草炭∶珍珠巖∶蛭石∶酒糟∶椰糠∶腐殖土25∶10∶5∶5∶25∶30，T4為草炭∶珍珠巖∶蛭石∶炭化谷殼∶椰糠∶腐殖土25∶10∶5∶10∶20∶30，T5為草炭∶珍珠巖∶蛭石∶椰糠∶腐殖土50∶10∶5∶10∶25，T6為遵義聯(lián)谷農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的商品育苗基質(zhì)。每處理重復(fù)3次，重復(fù)6次，共18盤。托盤為160孔育苗盤，規(guī)格為57 cm×36 cm×6 cm，由貴州省湄潭煙草公司用回收的農(nóng)地膜等材料制成。各處理將配好的育苗基質(zhì)(其理化性質(zhì)見(jiàn)表1)自然填滿種植孔，用刮板刮去盤面多余基質(zhì)。然后向種植孔播入包衣種，每孔1粒種子。最后將其放入育苗池。每處理為單獨(dú)1個(gè)育苗池。

表1 不同基質(zhì)的理化特性

試驗(yàn)于2016年3月5日播種，1 d內(nèi)播種完成。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保證育苗池水深2～3 cm。各處理出苗前用肥(N∶P2O5∶K2O 15∶20∶10)50 g，第3片真葉長(zhǎng)出時(shí)用肥(N∶P2O5∶K2O 8∶22∶18)480 g。用干凈的自來(lái)水對(duì)育苗用肥溶化后，均勻地倒入苗池。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

各基質(zhì)的理化性狀指標(biāo)參照煙草漂浮育苗基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。播種后第20、23、26天統(tǒng)計(jì)出苗率。于4月13日、4月20日和4月27日統(tǒng)計(jì)達(dá)到小十字期、大十字期和5葉1心的比例。5月7日測(cè)定各處理煙苗最大葉長(zhǎng)和葉寬、莖高、莖直徑、葉片數(shù)、莖葉干鮮重等，同時(shí)測(cè)定葉綠體色素、根系活力、可溶性蛋白、SOD、POD、H2O2和超氧陰離子自由基產(chǎn)生速率等生理指標(biāo)。農(nóng)藝性狀的測(cè)定參照《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法》(YC/T142—1998)，葉綠體色素采用分光光度計(jì)法，根系活力采用氯化三苯基四氮唑法，可溶性蛋白、SOD、POD、H2O2和超氧陰離子自由基產(chǎn)生速率采用南京建成提供的試劑盒測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)分析整理。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)煙苗出苗進(jìn)程的影響

由表2可知，播種后第20天，6種不同基質(zhì)下的出苗率大小為T2>T1>T3>T5>T4>T6；播種后第23天，6種不同基質(zhì)下的出苗率增加，且6種基質(zhì)的出苗率大小順序同第20天；播種后第26天，6種不同基質(zhì)下的出苗率仍在繼續(xù)增加，此時(shí)，除T6外，其余5種基質(zhì)的出苗率都達(dá)到了90%以上，6種基質(zhì)的出苗率大小順序與前2次相同。

表2 不同基質(zhì)對(duì)煙苗出苗進(jìn)程的影響

注：表中同列無(wú)相同大、小寫字母，表示組間差異達(dá)0.01和0.05顯著水平。表3～6同。

2.2 對(duì)煙苗生育期進(jìn)程的影響

由表3可看出，播種后到4月13日達(dá)到小十字期的煙苗比例，除T6外其余5種基質(zhì)都超過(guò)90%。4月20日達(dá)到大十字期煙苗比例，6種不同基質(zhì)下的比例大小為T2>T4>T5>T1>T3>T6。4月27日出現(xiàn)5葉1心比例，6種不同基質(zhì)下的比例大小為T1>T2>T5>T3>T6>T4。

2.3 對(duì)成苗期煙苗素質(zhì)的影響

表3 不同基質(zhì)對(duì)煙苗生育期進(jìn)程的影響

由表4看出，煙苗生長(zhǎng)到5月7日，煙苗平均葉片數(shù)除T3，其余處理都達(dá)到6片。最大葉寬和最大葉長(zhǎng)表現(xiàn)最好的是T6，其次是T2，T3和T5表現(xiàn)較差。莖高和莖直徑最大是T6。地上部鮮重以T6最高。地下部鮮重以T2最高。葉片相對(duì)含水量最高的是T1。

2.4 對(duì)成苗期煙苗葉綠體色素的影響

表4 不同基質(zhì)對(duì)成苗期煙苗素質(zhì)的影響

由表5看出，T6葉片中葉綠素a最高，達(dá)到1.33 mg·g-1，但與T1、T2、T3和T4均無(wú)顯著差異，葉綠素a最低為T5，僅為0.72 mg·g-1，與T6、T1、T2差異達(dá)極顯著水平。T6和T2葉綠素b含量最大，達(dá)到0.15 mg·g-1，最小的T5僅為0.12 mg·g-1，達(dá)到極顯著差異水平。葉片中類胡蘿卜素以T6最高，T5最低。

表5 不同基質(zhì)對(duì)成苗期煙苗葉綠體色素和根系活力的影響

2.5 對(duì)成苗期煙苗根系活力的影響

不同基質(zhì)條件下，煙苗根系活力存在差異。煙苗根系活力以T2最大，達(dá)到138.03 μg·g-1·h-1，其次是T1，根系活力最小的是T6，僅為67.18 μg·g-1·h-1，與其余5種基質(zhì)均達(dá)極顯著差異水平(表5)。

2.6 對(duì)成苗期煙苗抗氧化代謝的影響

6種基質(zhì)對(duì)成苗期煙苗葉片抗氧化代謝影響不同。由表6可知，葉片中可溶性蛋白含量以T2最高，極顯著高于T1、T4、T5和T6。T6葉片CuZn-SOD活性最大，極顯著高于T5，顯著高于T1。T5葉片POD活性和H2O2含量最大，超氧陰離子產(chǎn)生速率T1最大，極顯著大于T4和T5。

表6 不同基質(zhì)對(duì)成苗期煙苗葉片抗氧化代謝的影響

3 討論

育苗基質(zhì)是種子萌發(fā)和煙苗生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，給種子萌發(fā)和煙苗生長(zhǎng)發(fā)育提供水分、營(yíng)養(yǎng)和氧氣等作用。草炭、蛭石、珍珠巖和腐殖土是烤煙育苗基質(zhì)的主要材料，其配方組成直接關(guān)系到煙苗的生長(zhǎng)與質(zhì)量[1，7]。

椰糠是椰果果皮層的纖維部分，具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)和通透性，保水肥能力強(qiáng)，在很多作物的育苗基質(zhì)都有應(yīng)用[10-12]。本試驗(yàn)在5種基質(zhì)中加入不同比例的椰糠，研究其對(duì)烤煙出苗進(jìn)程、生育期進(jìn)程、幼苗生長(zhǎng)和生理代謝的影響。結(jié)果表明，T2處理中草炭和椰糠比例為1∶1，各占25%，煙苗生長(zhǎng)較好，地下部鮮重、根系活力和可溶性蛋白含量最高。T3處理中草炭和椰糠比例也各占25%，可能由于增加了5%的酒糟，其煙苗生長(zhǎng)沒(méi)有T2好，這可能與酒糟基質(zhì)的電導(dǎo)率高有一定關(guān)系，T3基質(zhì)的電導(dǎo)率最大，達(dá)到1 454 μs·cm-1，酒糟基質(zhì)建議可以再進(jìn)一步改進(jìn)與研究。T1處理中未用草炭，椰糠的比例為30%，煙苗生長(zhǎng)也沒(méi)有T2處理好，然而T5處理草炭的比例增加到50%，椰糠比例為10%的效果也不好。這與時(shí)向東等[5]研究認(rèn)為60%～70%草炭比例可促進(jìn)漂浮育苗煙苗生長(zhǎng)和靳冬梅[7]認(rèn)為草炭比例為50%時(shí)漂浮育苗的煙苗素質(zhì)最好存在一定差異，可能與基質(zhì)中其他成分有相互影響，或者是育苗方式存在差異有關(guān)[1]。由此可見(jiàn)，本研究表明托盤淺水育苗用T2基質(zhì)較好。

在諸多逆境傷害下，如低溫、干旱等，都會(huì)加速植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，并會(huì)引起植物體內(nèi)相應(yīng)的細(xì)胞保護(hù)酶如SOD、POD等發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，6種基質(zhì)下煙苗的抗氧化代謝存在一定差異，T6處理葉片CuZn-SOD活性最大，T5處理葉片POD活性和H2O2含量最大，超氧陰離子產(chǎn)生速率T1處理最大。這可能是與不同基質(zhì)理化性質(zhì)不同有關(guān)，即形成不同的環(huán)境對(duì)煙苗的抗氧化代謝產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響煙苗的生長(zhǎng)發(fā)育，今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)煙苗的抗氧化代謝與煙苗素質(zhì)的相關(guān)性研究。

近年來(lái)，研究者對(duì)基質(zhì)材料的來(lái)源還在不斷研究和探索，涉及到粉煤灰[14]、中藥渣[15]、蚓糞[1，16]和食用菌菌糠[17]等材料，為今后的研究提供了一定的思路。

[1] 楊興平，王修林，吳洪林，等. 烤煙淺水濕潤(rùn)托盤育苗草炭基質(zhì)替代應(yīng)用研究[J]. 遼寧化工，2016，45 (11)：1376-1378，1380.

[2] 鄒焱，石俊雄，蔣衛(wèi)，等. 烤煙立體漂浮育苗草炭替代基質(zhì)育苗效果[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44(1)：136-138.

[3] 石俊雄，孟琳，張恒，等．烤煙新型育苗基質(zhì)對(duì)煙苗生長(zhǎng)的影響[J]．中國(guó)煙草科學(xué)，2011，32(2)：43-47．

[4] 時(shí)向東，孫軍偉，謝曉波，等. 煙草漂浮育苗基質(zhì)研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)煙草科學(xué)，2008，29(5)：64-68.

[5] 時(shí)向東，劉國(guó)順，陳江華，等. 煙草漂浮育苗系統(tǒng)中培養(yǎng)基質(zhì)對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究[J]. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2001，7(1)：18-22.

[6] 趙輝，王喜英，劉國(guó)權(quán)，等. 烤煙漂浮育苗影響因素研究進(jìn)展[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，45(10)：1-5.

[7] 靳冬梅. 提高烤煙漂浮育苗成苗素質(zhì)的技術(shù)研究[D]. 鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

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

[9] 韋建玉，曾祥難，王軍. 甘蔗渣在烤煙漂浮育苗中的應(yīng)用研究[J]. 中國(guó)煙草科學(xué)，2006，27(1)：42-44.

[10] 朱申龍，王偉龍，郁曉敏，等. 不同育苗基質(zhì)對(duì)油橄欖容器苗生長(zhǎng)的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，29(5)：701-707.

[11] 朱國(guó)鵬，劉士哲，陳業(yè)淵，等. 基于椰糠的新型無(wú)土栽培基質(zhì)研究(Ⅱ)-配方試種篩選[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2005，26(2)：100-106.

[12] 孫程旭，馮美利，劉立云，等. 不同椰衣栽培介質(zhì)對(duì)西瓜苗生長(zhǎng)及生理特性的影響[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，31(12)：6-11.

[13] 王忠. 植物生理學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2013.

[14] 徐文兵. 粉煤灰替代煙草育苗基質(zhì)中草炭的研究[D]. 長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[15] 詹剛，鄧強(qiáng)，王華成. 藥渣替代基質(zhì)烤煙育苗的研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)，2016(23)：66-67.

[16] 金祥，田必文，陳風(fēng)雷，等．烤煙漂浮育苗蚓糞基質(zhì)替代草炭基質(zhì)研究[J]．中國(guó)煙草科學(xué)，2014，35(2)：104-108.

[17] 張國(guó)勝，王豹祥，張朝輝，等. 食用菌菌糠替代草炭制備烤煙漂浮育苗基質(zhì)研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(3)：52-55.