煙草秸稈蚯蚓堆肥作為煙草漂浮育苗基質(zhì)對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響

張建華 王竹青 劉志宇 李立忠

摘? ? 要：對(duì)蚯蚓堆肥（T1）和加入30%餅肥（T2）進(jìn)行煙草育苗基質(zhì)試驗(yàn)，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各處理組出苗率無(wú)顯著差別，T1、T2處理組的幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)、生物量及壯苗指數(shù)均優(yōu)于常規(guī)煙草育苗基質(zhì)處理組（CK）;T2處理組幼苗生物量中的地上部分鮮重比CK和T1分別提高了14.28%、8.80%，地下部分鮮重比CK和T1分別提高了34.50%、15.38%;T2壯苗指數(shù)比CK和T1分別提高了14.58%和5.02%。上述結(jié)果表明，T2處理組能顯著促進(jìn)煙草幼苗生長(zhǎng)。研究結(jié)果為煙草育苗基質(zhì)的研發(fā)提供了新的組合配方，也為煙草種植廢棄物的資源化利用開辟了新路。

關(guān)鍵詞：蚯蚓堆肥;育苗基質(zhì);煙草;形態(tài)特征

文章編號(hào)：1005-2690（2022）07-0001-04? ? ? ?中國(guó)圖書分類號(hào)：S572.43? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一[1]。育苗是決定煙草質(zhì)量和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)[2]。目前，國(guó)內(nèi)煙葉生產(chǎn)以集中培育煙苗作為主要的育苗移栽方式[3]，該技術(shù)具有生長(zhǎng)周期短、煙苗茁壯指數(shù)高、幼苗抗性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)避免了傳統(tǒng)培育技術(shù)中土壤帶來(lái)的各類病害問(wèn)題[4]。其中，漂浮育苗技術(shù)具有高營(yíng)養(yǎng)、無(wú)土化、節(jié)省空間等特點(diǎn)，是我國(guó)煙草種植業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種育苗技術(shù)[5]。

煙草育苗基質(zhì)研發(fā)多數(shù)以農(nóng)作物秸稈、堆置處理后的菌棒、甘蔗渣、高粱糠等農(nóng)業(yè)廢棄物作為基質(zhì)原料[6]。呂秀敏等（2019）[7]通過(guò)改變?cè)谢|(zhì)中的原料配比，對(duì)煙草育苗的基質(zhì)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，與常規(guī)的育苗基質(zhì)相比，在基質(zhì)中添加不同比例的蚯蚓堆肥能更有效地促進(jìn)煙草幼苗生長(zhǎng)。

目前，未見將腐熟煙稈通過(guò)蚯蚓堆肥應(yīng)用于漂浮育苗基質(zhì)的報(bào)道。煙草秸稈中總氮含量達(dá)到2%，總糖含量介于10%～20%，總鉀含量超過(guò)2%，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量顯著高于普通糧食作物的秸稈[8]，表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。

使用馴化后的蚯蚓處理腐熟的煙稈和牛糞，再以產(chǎn)生的蚯蚓糞作為替代基質(zhì)原料，并在其中加入一定比例的餅肥。對(duì)比分析各處理組對(duì)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響，從而為煙草育苗提供一種新的基質(zhì)配方，也為煙草秸稈的處理提供新思路。

1 材料與方法

1.1 供試材料

蚯蚓堆肥于2020年10月開始，在湖北健地生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司所屬潤(rùn)豐有機(jī)肥廠（地址為利川市楊柳寺村三組）生產(chǎn)。發(fā)酵基料為30%煙草秸稈+70%牛糞。蚯蚓種苗為含煙草秸稈基料馴化的大平二號(hào)。蚯蚓養(yǎng)殖時(shí)間為3個(gè)生長(zhǎng)周期。餅肥原料為70%菜籽和30%牛糞發(fā)酵生產(chǎn)。

煙草秸稈（粉碎至3～10 mm）、煙草常規(guī)育苗基質(zhì)、煙草種子和煙草育苗專用肥，由湖北省煙草公司恩施州分公司利川公司提供。蚯蚓堆肥和煙草常規(guī)育苗基質(zhì)理化性質(zhì)見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

育苗試驗(yàn)于2021年4月5日—5月20日在湖北省煙草公司恩施州分公司利川公司南坪煙葉收購(gòu)站塘坊育苗工場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)采用漂浮育苗的方式，育苗裝置為400孔泡沫漂浮育苗盤。共設(shè)置3個(gè)處理組，分別為T1、T2和CK。CK為常規(guī)煙草育苗基質(zhì)，草炭∶生物碳∶膨化珍珠巖體積比為4∶2∶4。T1采用煙草秸稈腐熟的蚯蚓堆肥替代基質(zhì)，T2為在煙草秸稈腐熟的蚯蚓堆肥基礎(chǔ)上添加30%的餅肥作為替代基質(zhì)。

各組分處理的基質(zhì)中加入一定量的水，在基質(zhì)完全浸透且混合均勻后，定量添加于育苗盤中。在培養(yǎng)盤中，每穴播種的種子數(shù)量相同，且不超過(guò)兩粒。播種后，在其表面覆蓋一層基質(zhì)[9]。整個(gè)育苗周期為50 d。試驗(yàn)過(guò)程所用的營(yíng)養(yǎng)液均為目前煙草行業(yè)育苗專用化肥配制，管理措施按照《煙草集約化育苗技術(shù)規(guī)程》（GB/T 25241.1—2010）中的漂浮育苗技術(shù)方法進(jìn)行。

1.3 測(cè)試項(xiàng)目與方法

按《煙草漂浮育苗基質(zhì)》（YC/T 310—2009）執(zhí)行容重和孔隙度測(cè)定。在500 mL燒杯（重量記為m1）中，加入烘干的基質(zhì)（重量記為m2）。將基質(zhì)中的氣泡通過(guò)加水?dāng)D壓排除，加水至燒杯500 mL刻度線，稱重記為m3。采用兩層濕紗布將燒杯封口并倒置，且12 h無(wú)水滲出。通過(guò)下式計(jì)算容重和總孔隙度。

容重=（m2-m1）/500? ? ? ? （1）

總孔隙度=（m3-m2）/500×100%? ? ? ? （2）

采用黃忠陽(yáng)等（2015）[10]的測(cè)定方法，對(duì)不同處理組的養(yǎng)分含量、容重、pH值、電導(dǎo)率（EC值）等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

播種20 d后調(diào)查出苗率。

育苗結(jié)束后，從每個(gè)不同處理組的育苗盤中隨機(jī)取出20株生長(zhǎng)發(fā)育狀況相當(dāng)?shù)臒熋纾ㄐ柰缁|(zhì)一起取出），清洗干凈并去除幼苗自身以外的基質(zhì)及雜物，用吸水紙吸干水分后，將幼苗地上部分及地下部分分開。隨機(jī)選取10株，采用GXY-A根系掃描儀（浙江托普）分析測(cè)定總根長(zhǎng)、根尖數(shù)量等形態(tài)學(xué)參數(shù)[11]。

采用精度為1/10 000的天平稱量煙草幼苗鮮重，隨機(jī)取處理過(guò)的10株幼苗。隨機(jī)選取10株于105 ℃殺菌30 min，75 ℃下烘至恒重，地上部分和根系分別稱干重。通過(guò)下式計(jì)算壯苗指數(shù)[12]。

壯苗指數(shù)=（莖粗/株高+根干重/地上部干重）×全株干重? ? ? ? （3）

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)處理對(duì)理化性質(zhì)的影響

理化性質(zhì)是判斷育苗基質(zhì)是否可被替代的首要參考。從表1可以看出，T1和T2處理組基質(zhì)的氮、磷、鉀養(yǎng)分含量分別為2.17%、1.52%、1.77%和2.40%、1.73%、1.86%，均可滿足煙草育苗期正常生長(zhǎng)的養(yǎng)分需求。23A3C44F-E4DD-4D01-B661-3EDC5D3F2FD2

基質(zhì)電導(dǎo)率是判斷基質(zhì)質(zhì)量的一項(xiàng)主要參考指標(biāo)?；|(zhì)電導(dǎo)率低于1.0 mS/cm對(duì)育苗生長(zhǎng)發(fā)育具有促進(jìn)作用，電導(dǎo)率過(guò)高則需要進(jìn)行脫鹽淋洗處理[13]。

容重是反映基質(zhì)松緊程度的指標(biāo)[14]，較低的孔隙度會(huì)造成作物根系生長(zhǎng)不良，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致根系腐爛。本研究中T1、T2處理組接近合理范圍，煙苗能較好地生長(zhǎng)。

偏中性的環(huán)境能讓煙草幼苗生長(zhǎng)得更好。煙草幼苗生長(zhǎng)在pH值5.8～6.5環(huán)境下最為適合[15]，在pH值不超過(guò)7.7的情況下也能適應(yīng)，因而育苗前可適當(dāng)調(diào)節(jié)基質(zhì)pH值至5.8～6.5。

2.2 不同基質(zhì)處理對(duì)煙苗出苗率的影響

出苗率是判定煙草育苗是否成功的基礎(chǔ)參考指標(biāo)。20 d是育苗播種階段的生長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)，適合對(duì)煙苗進(jìn)行出苗率測(cè)定。從圖1和圖2（a）可以看出，T2處理組的出苗率較高，達(dá)96.12%，效果最好;CK和T1處理組的煙苗的出苗率分別為95.54%和96.01%。綜合分析出苗率效果，各處理組沒(méi)有達(dá)到顯著差異。替代基質(zhì)處理組T1、T2的煙苗出苗率均略高于CK，說(shuō)明采用煙草秸稈腐熟的蚯蚓堆肥處理基質(zhì)能達(dá)到甚至超過(guò)常規(guī)育苗基質(zhì)的作用效果。

2.3 不同基質(zhì)處理煙苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況

從圖2（b）和圖3可以看出，播種50 d后，T1、T2處理組煙草幼苗的株高及株葉形態(tài)和常規(guī)育苗基質(zhì)（CK）相比顯著增加;T2幼苗的生長(zhǎng)情況均好于其余兩組處理，植株表現(xiàn)為葉色濃綠，高度和生物量明顯增加。這說(shuō)明蚯蚓堆肥以及添加一定量的餅肥能促進(jìn)煙草幼苗生長(zhǎng)，取得良好的育苗效果。

2.4 不同基質(zhì)處理對(duì)煙草幼苗根系形態(tài)的影響

在煙草育苗過(guò)程中，幼苗根系的形態(tài)變化是判定幼苗是否健康發(fā)育的關(guān)鍵指標(biāo)[16]。為了探究蚯蚓堆肥及添加餅肥對(duì)煙草育苗是否有正向促進(jìn)作用，對(duì)不同組分煙草幼苗根系進(jìn)行形態(tài)分析。由圖4可以看出，常規(guī)育苗基質(zhì)（CK）的煙草幼苗根系形態(tài)比T1、T2處理組生長(zhǎng)情況弱，T2處理組根系生長(zhǎng)狀況明顯優(yōu)于CK及T1處理組。T2處理組每株煙草幼苗總根長(zhǎng)度達(dá)441.21 cm，根表面積為36.44 cm2，根體積2.81 cm3，根尖數(shù)達(dá)到401個(gè)，根系粗壯發(fā)達(dá)，結(jié)構(gòu)均衡合理。這說(shuō)明將適量的餅肥添加到蚯蚓堆肥中作為煙草育苗替代基質(zhì)，對(duì)幼苗的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。

2.5 不同基質(zhì)處理對(duì)煙草幼苗生物量的影響

生物積累量是判定作物生長(zhǎng)效果的重要指標(biāo)[17]。為了探究蚯蚓堆肥及餅肥的添加對(duì)煙草幼苗的生物積累情況，從而評(píng)估蚯蚓堆肥作為育苗基質(zhì)的可行性，對(duì)煙草幼苗地上以及地下的干、鮮重分別進(jìn)行分析。從圖5和圖6可以看出，CK及T1處理組的地上以及地下干鮮重均低于T2處理組。T2處理組地上部分鮮重較CK和T1處理組分別提高了14.28%、8.80%，地下部分鮮重較CK和T1處理組分別提高了34.50%、15.38%。這說(shuō)明將煙草育苗基質(zhì)替代為蚯蚓堆肥以及適當(dāng)?shù)娘灧侍幚碛兄谟酌缟锪康睦鄯e。

2.6 不同基質(zhì)處理對(duì)幼苗茁壯指數(shù)的影響

在農(nóng)作物幼苗生長(zhǎng)階段，茁壯指數(shù)能進(jìn)一步體現(xiàn)農(nóng)作物的營(yíng)養(yǎng)獲取情況。為探究在煙草幼苗生長(zhǎng)階段的營(yíng)養(yǎng)狀況，對(duì)不同處理組的幼苗茁壯指數(shù)進(jìn)行了分析。從圖7可以看出，在蚯蚓堆肥中添加30%餅肥作為育苗基質(zhì)T2時(shí)，煙草幼苗的茁壯指數(shù)最高，在第50天時(shí)達(dá)到了201.36×10-3，比未添加的蚯蚓堆肥T1高出5.02%;T1、T2兩個(gè)處理組的效果都明顯高于常規(guī)育苗基質(zhì)，表明蚯蚓堆肥替代常規(guī)育苗基質(zhì)能有效促進(jìn)煙草幼苗的壯苗生長(zhǎng)。

3 結(jié)論與展望

研究結(jié)果表明，對(duì)于煙草幼苗的生物積累量、根系形態(tài)及壯苗指數(shù)等指標(biāo)，蚯蚓堆肥作為育苗基質(zhì)原料較常規(guī)育苗基質(zhì)效果更佳，整個(gè)育苗階段生長(zhǎng)發(fā)育情況得到明顯改善。因此，蚯蚓堆肥可作為農(nóng)業(yè)化煙草育苗替代基質(zhì)。

在蚯蚓堆肥中添加30%餅肥處理下的基質(zhì)，幼苗生長(zhǎng)狀況最好。雖然各處理組間出苗率無(wú)顯著差異，但T2處理組地上部分鮮重較CK和T1處理組分別提高了14.28%、8.80%，地下部鮮重較CK和T1處理組分別提高了34.50%、15.38%，壯苗指數(shù)比CK和T1分別提高了14.58%、5.02%。

已有研究表明，在農(nóng)作物育苗過(guò)程中添加一定比例蚯蚓堆肥作為育苗基質(zhì)可以有效促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育。金祥等（2014）[18]研究發(fā)現(xiàn)，采用蚯蚓堆肥作為育苗基質(zhì)能有效促進(jìn)煙草幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，與本研究結(jié)果一致。畢明飛（2016）[19]研究指出，在基質(zhì)處理中不斷增加蚯蚓堆肥的比例時(shí)，煙草幼苗發(fā)育指標(biāo)并未呈現(xiàn)一直增長(zhǎng)的趨勢(shì);當(dāng)蚯蚓堆肥的比例超過(guò)40%，煙苗的生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)開始呈下降趨勢(shì);在添加40%蚯蚓堆肥的基質(zhì)中，幼苗生長(zhǎng)呈現(xiàn)出周期短、出苗率高、幼苗壯等特點(diǎn)。呂秀敏等（2019）發(fā)現(xiàn)，將蚯蚓堆肥與無(wú)機(jī)基質(zhì)混合處理，可以顯著提高煙草幼苗的各類生長(zhǎng)指標(biāo)較常規(guī)育苗基質(zhì)都有明顯提高。張小良等（2015）[20]研究發(fā)現(xiàn)，在煙草大田種植土壤中引入蚯蚓堆肥，對(duì)煙草幼苗的生長(zhǎng)及發(fā)育有較為顯著的正向效果，提高了煙草的經(jīng)濟(jì)效益。

煙草秸稈為煙葉種植后的有機(jī)廢棄物。本研究通過(guò)將粉碎后的煙草秸稈和牛糞混合腐熟發(fā)酵，消毒堆置，全程無(wú)污染，再引入先行馴化的pH值趨于中性且含有大量腐殖酸的蚯蚓糞作為替代型育苗基質(zhì)，能有效促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育[21]。以此為基礎(chǔ)，添加一定量的餅肥，可以使其營(yíng)養(yǎng)成分完全滿足煙草育苗期生長(zhǎng)的需求。

本研究為煙草育苗基質(zhì)的研發(fā)提供了新的組合配方，也為煙草種植廢棄物的資源化利用開辟了新路。進(jìn)一步完善配方，調(diào)整其容重、孔隙率、pH值等理化指標(biāo)后，可以將蚯蚓堆肥基質(zhì)作為替代基質(zhì)應(yīng)用，既能減少部分煙草種植廢棄物，也能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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