新型通氣苗盤對煙苗素質(zhì)及根系生長的影響

郭剛剛， 鄒 靜， 陳 東， 代文典， 宋紹光， 黃 鶯

(1.貴州大學(xué)煙草學(xué)院， 貴陽 550025； 2.貴州省煙草品質(zhì)研究重點實驗室， 貴陽 550025；3.遵義大興復(fù)肥有限責(zé)任公司， 貴州 遵義 563100)

烤煙是我國重要的經(jīng)濟作物, 對國民經(jīng)濟的增長有重要作用。育苗是烤煙生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，培育優(yōu)質(zhì)健壯煙苗是烤煙大田生產(chǎn)的基礎(chǔ)。目前我國培育煙苗廣泛采用漂浮育苗技術(shù)，與傳統(tǒng)育苗方式相比，漂浮育苗具有效率高、整齊度好、病害少的優(yōu)點[1-2]。但也存在不足之處，例如煙苗漂浮于營養(yǎng)液上，水的熱容量大，基質(zhì)升溫不易，造成種子萌發(fā)緩慢，萌發(fā)后小苗生長緩慢且長勢不整齊[3]；此外漂浮育苗過程中基質(zhì)含水率較高，煙苗根際易出現(xiàn)通氣不足的狀況，尤其在育苗后期，煙苗根系數(shù)量增多、生長空間受限、氧氣供應(yīng)不足，易造成煙苗根系活力低、側(cè)根少，不利于煙苗移栽后的還苗[4-5]。煙草對環(huán)境溫度變化較敏感，在低溫脅迫下，煙苗根系活力、光合性能和抗逆能力下降，造成煙苗素質(zhì)降低[6-10]。根際通氣狀況對作物根系發(fā)育有較大影響，增加根際通氣處理可以促進玉米根系及莖稈發(fā)育[11]；適當(dāng)增加西瓜根際通氣量能夠加大根系對水分和礦物營養(yǎng)的吸收[12]；對育苗盤添加通氣孔能改善煙株根際的氣體環(huán)境，增進根部呼吸代謝，從而增強根系對營養(yǎng)的吸收能力[13]。為此，在常規(guī)育苗盤基礎(chǔ)上進行改進，并通過研究不同新型通氣苗盤對煙苗素質(zhì)、根系活力及根系環(huán)境的影響，探討新型通氣苗盤壯苗的機理，同時篩選出能提高煙苗素質(zhì)和育苗效果的新型通氣苗盤，可為完善煙草漂浮育苗技術(shù)提供參考，對烤煙生產(chǎn)培育優(yōu)質(zhì)健壯煙苗有重要意義。

1 材料與方法

試驗地點在貴州省安順市西秀區(qū)楊武鄉(xiāng)，供試品種為云煙87。

1.1 試驗設(shè)計

試驗為單因素試驗，處理分別為5種型號的育苗盤(見表1、圖1)，T 1：36 cm×57 cm×6 cm，160孔/盤，常規(guī)育苗盤；T 2：36 cm×57 cm×6 cm，160孔/盤，有通氣孔，底部有齒狀凸起；T 3：36 cm×57 cm×6 cm，160孔/盤，有通氣孔；T 4：36 cm×57 cm×6 cm，128孔/盤，有通氣孔；T 5：36 cm×57 cm×6 cm，135孔/盤，有通氣孔。設(shè)置3次重復(fù)。播種、育苗池、苗床期管理均按DB 52/T 661-2010貴州省烤煙漂浮育苗技術(shù)規(guī)程進行。

表1 試驗設(shè)計方案

圖1 不同育苗盤正(左)、側(cè)(右)和截(下)面圖

1.2 測定方法

1.2.1煙苗農(nóng)藝性狀及出苗率、成苗率調(diào)查

每個育苗盤取10株煙苗樣品測量煙苗葉數(shù)、莖高、莖圍、地上部和地下部鮮重，烘干殺青后測量干重。參照煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法(YC/T 142—2010)。在出苗后進行出苗率調(diào)查。

出苗率(%)=(每盤苗數(shù)/每盤孔數(shù))×100%；

成苗率(%)=(每盤成苗數(shù)/每盤孔數(shù))×100%。

1.2.2煙苗根系形態(tài)參數(shù)測定

于成苗期分小區(qū)選取代表性煙苗3株，使用Epson Expression 11000 XL根系分析系統(tǒng)測定其根系總根長、表面積、體積和平均直徑等根系形態(tài)參數(shù)。

1.2.3煙苗根系活力測定

根系活力采用改良氯化三苯基四氮唑(TTC)比色法[18-19]。將獲取的根組織樣品0.50 g放入試管，加0.4%TTC和磷酸緩沖液各5 mL，將根完全浸入，在37 ℃下暗處保溫1 h；之后加入濃度為1 mol/L的H2SO42 mL，15 min后倒掉溶液，加入20 mL甲醇，置于30～40 ℃保溫箱中，至根組織完全變白為止，使用分光光度計在485 nm下比色。

1.2.4育苗盤吃水深度

于成苗期采用直尺對水面到盤面的距離進行測定。吃水深度=苗盤高度-水面到盤面的距離。

1.2.5育苗盤基質(zhì)溫度測定

采用煤油溫度計(精度：±0.5 ℃)對煙苗育苗盤的基質(zhì)、氣孔以及苗池溫度進行測定，將溫度計插入苗穴、氣孔和苗池深度的1/2處，待溫度計穩(wěn)定后進行讀數(shù)。

1.2.6育苗池溶氧量測定

采用便攜式溶解氧測定儀(雷磁 JPBJ-608)對育苗池溶解氧進行測定，將便攜式溶解氧測定儀探頭放在苗盤底部，待儀器穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)整理，SPSS 25軟件統(tǒng)計分析，OriginPro 2021軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同育苗盤對出苗率、成苗率的影響

對圖2分析可知，與對照(T 1)相比，相同孔數(shù)育苗盤處理間出苗率無顯著差異，T 2成苗率顯著低于對照；有通氣孔的不同孔數(shù)育苗盤處理間出苗率、成苗率呈現(xiàn)隨育苗孔數(shù)減少而降低的規(guī)律。相同孔數(shù)育苗盤處理間出苗率與成苗率均表現(xiàn)為T 1≈T 3>T 2，其中各處理間出苗率無顯著差異，T 2成苗率顯著低于對照，且T 2較對照降低了8.7%。有通氣孔的不同孔數(shù)育苗盤處理間出苗率表現(xiàn)為T 3>T 5>T 4，T 4較T 3降低了9.4%，且差異顯著。成苗率表現(xiàn)為T 3>T 5>T 4，T 4較T 3降低了6.11%。

注：柱狀圖上不同小寫字母者表示處理間差異顯著(p<0.05)。下同。圖2 不同育苗盤出苗率、成苗率

2.2 不同育苗盤對成苗素質(zhì)的影響

成苗素質(zhì)是反映煙苗長相以及外觀長勢的基本指標，是檢驗壯苗效果的直觀因素[16]。不同育苗盤所育煙苗成苗素質(zhì)如表2所示，相同規(guī)格育苗盤間相比，存在通氣孔的育苗盤(T 3)所育出的煙苗其地下部干、鮮重較對照均有所提高，并達到顯著水平，分別提高了35.48%、22.84%，底部有齒狀凸起的育苗盤(T 2)所育出的煙苗其莖高有所降低，并達到顯著水平，降低了35.08%；不同規(guī)格間相比，不同規(guī)格育苗盤所育煙苗莖圍、最大葉面積及地上部、地下部的干、鮮重均表現(xiàn)為T 4>T 5>T 3。

表2 不同育苗盤成苗素質(zhì)

2.3 不同育苗盤對根系形態(tài)的影響

根系是吸收養(yǎng)分和水分、控制多種物質(zhì)轉(zhuǎn)化合成的重要器官，其形態(tài)大小能反映根系在土壤中的伸展空間及接觸面積[17]。不同育苗盤所育煙苗根系形態(tài)如表3所示，相同規(guī)格育苗盤間相比，煙苗總根長、根系總表面積、根系總體積無顯著差異，其中存在通氣孔的育苗盤(T 3)所育出的煙苗其根尖數(shù)較對照提高了86.63%，并達到顯著水平。不同規(guī)格間相比，根系總體積、根系平均直徑表現(xiàn)為隨育苗孔數(shù)的減少而增加。

表3 不同育苗盤煙苗成苗期根系形態(tài)

2.4 不同育苗盤對煙苗根系活力的影響

根系活力是衡量植物根系功能的重要指標之一，其活力的大小是煙苗對水分和礦物質(zhì)吸收利用以及煙堿等化合物合成方面起著關(guān)鍵作用[18]。不同育苗盤所育煙苗的根系活力測定結(jié)果如圖3所示，相同規(guī)格育苗盤間相比，存在通氣孔的育苗盤(T 3)所育煙苗根系活力較對照三個時期分別增長了24.81%、34.23%、21.20%，差異達到顯著水平；底部有齒狀突起的育苗盤(T 2)所育煙苗根系活力較對照三個時期分別下降7.71%、6.79%、10.19%，差異達到顯著水平。不同規(guī)格育苗盤處理間根系活力在不同時期表現(xiàn)不同，大十字期T 3顯著低于T 4、T 5，生根期T 3顯著高于T 4、T 5，成苗期無顯著差異。

圖3 不同育苗盤煙苗大十字期、生根期和成苗期根系活力

2.5 不同育苗盤基質(zhì)溫度變化

由圖4可知，與對照相比，除T 2外其他處理白天基質(zhì)溫度均有不同程度的升高，夜晚有不同程度的下降，有通氣孔存在的育苗盤基質(zhì)升溫及降溫較為迅速，存在齒狀凸起的T 2苗盤基質(zhì)升溫及降溫較為緩慢，晝夜溫差及升溫、降溫隨育苗孔數(shù)的減少而減小。08：00-20：00時時間段內(nèi)不同育苗盤處理間溫度表現(xiàn)為T 3>T 5>T 4>對照>T 2，20：00-08：00時時間段內(nèi)表現(xiàn)為T 2>對照>T 4>T 5>T 3；各處理晝夜溫差為3.7、3.5、4.7、4.0、4.1 ℃；與對照相比，各處理白天最高溫相差為-0.2、0.7、0.2、0.3 ℃。

圖4 不同育苗盤基質(zhì)溫度日變化

2.6 不同育苗盤吃水深度

由圖5可知，不同育苗盤吃水深度不同，表現(xiàn)為T 2>對照>T 4>T 5>T 3，且差異達顯著水平。相同規(guī)格育苗盤間相比，T 3育苗盤吃水深度較對照減少15.11%，T 2育苗盤吃水深度較對照增加37.69%，差異均達顯著水平；不同規(guī)格育苗盤處理間相比，吃水深度呈現(xiàn)隨育苗孔數(shù)的減少而增加的趨勢。

2.7 不同育苗盤對育苗池容解氧含量的影響

由圖6可知，苗盤通氣孔的存在顯著增加育苗池溶解氧含量。相同規(guī)格育苗盤間相比，T 3育苗池容解氧含量較對照增加92.58%，差異達顯著水平，T 2育苗池容解氧含量與對照差異不顯著，T 2育苗池容解氧含量較T 3下降40.97%；不同規(guī)格育苗盤處理間相比，育苗池容解氧含量差異不顯著。

3 討 論

3.1 不同育苗盤對出苗率、成苗率的影響

出苗率、成苗率主要受吃水深度和苗盤規(guī)格影響。有氣孔的160孔盤與常規(guī)育苗盤相比，出苗率與成苗率無顯著差異，而有氣孔、底部齒狀凸起的160孔盤與常規(guī)育苗盤相比，出苗率無顯著差異，成苗率卻顯著低于常規(guī)育苗盤，說明底部齒狀凸起對煙苗的生長發(fā)育有較大影響。原因可能是底部齒狀凸起使苗盤吃水深度增加，使基質(zhì)底部處于淹水狀態(tài)，導(dǎo)致煙株生長異常。宮長榮等[19]、藺萬煌等[20]研究表明，淹水狀態(tài)下煙株根系供氧受阻，基質(zhì)氧化還原電勢隨之降低, 代謝毒物和還原離子毒物積累，呼吸代謝活性減弱，根系活力下降，水分和營養(yǎng)離子的吸收以及向地上部分運輸能力減弱，造成煙株水分和礦質(zhì)營養(yǎng)虧缺，最終導(dǎo)致煙株生長異常，嚴重時導(dǎo)致煙株死亡。160孔、135孔、128孔育苗盤間出苗率與成苗率呈現(xiàn)隨育苗孔數(shù)減少而降低的規(guī)律，與喻路等[21]研究表明的隨著育苗盤孔數(shù)的增加煙苗成苗率下降的結(jié)論相反。其原因可能是由于本試驗孔數(shù)最多的育苗盤生長空間已經(jīng)滿足煙苗生長，孔數(shù)減少出現(xiàn)長勢不整齊，地上部分相互遮擋，使較小的苗無法獲得充足陽光，導(dǎo)致成苗率下降。

3.2 不同育苗盤對成苗素質(zhì)的影響

從成苗素質(zhì)來看，有通氣孔的育苗盤所育煙苗在最大葉葉面積、莖圍、地下部干重、地下部鮮重、根冠比等方面均表現(xiàn)出生長優(yōu)勢。特別是在地下部干重、地下部鮮重方面，表明采用有通氣孔的育苗盤進行漂浮育苗能促進煙苗地下部生長；通過增加地下部分的質(zhì)量，提高了根冠比，從而加大煙苗對各種礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收，有效促進地上部分的生長發(fā)育，壯苗效果明顯。

3.3 不同育苗盤對根系生長的影響

從根系形態(tài)、根系活力來看，有通氣孔的育苗盤所育煙苗在總根長、根總表面積、根體積、根尖數(shù)以及根系活力等方面均表現(xiàn)出生長優(yōu)勢，表明采用有通氣孔的育苗盤進行漂浮育苗能促進煙苗根系生長，提高根系活力。

3.4 不同育苗盤對根系環(huán)境的影響

從育苗池溶解氧、基質(zhì)溫度來看，有通氣孔的育苗盤育苗池溶解氧含量顯著增加，基質(zhì)溫度升溫較快，并呈現(xiàn)隨孔數(shù)的增加而增加的趨勢。表明有通氣孔的存在能有效改善煙苗根際的氣體環(huán)境，加快基質(zhì)升溫。

4 結(jié) 論

綜合成苗素質(zhì)和根系環(huán)境來看，通氣育苗盤通過增加育苗池溶解氧含量和加快基質(zhì)升溫，改善了煙苗根際的氣體環(huán)境，增強了根部呼吸代謝，從而增強根系對營養(yǎng)的吸收能力，有效促進地上部分的生長發(fā)育，實現(xiàn)壯苗；吃水深度增加，使基質(zhì)底部處于淹水狀態(tài)，導(dǎo)致煙株生長異常；160孔有孔育苗盤培育的煙苗素質(zhì)較好，適于生產(chǎn)推廣應(yīng)用。