牛糞作為煙草漂浮育苗替代基質的效果

劉 銘， 尹福強

(西昌學院農業科學院，四川西昌 615013)

漂浮育苗技術是我國煙草行業目前推廣的主要育苗技術，對煙草產業的發展起到了極大的推動作用。漂浮育苗基質的主要原材料為草炭，草炭為非可再生資源，資源有限，大量開采必將會對生態環境造成難以恢復的破壞[1-2]。為了降低育苗成本，保護生態環境，實現煙葉生產可持續發展，主要煙區做了較多育苗基質替代物的研究，并取得了一定的成果[3-8]，但以牛糞作為煙草漂浮育苗基質的研究較少。涼山是我國重要的戰略性優質煙葉基地，煙草常年栽培面積為6.6萬hm2，每年須從濕地或半濕地開采2萬m3草炭，嚴重破壞了生態環境。涼山州也是四川省三大牧區之一，建有較多大型肉牛場和奶牛場，牛的數量較多[9]。據調查，1頭奶牛1年產生的糞便在7 t以上，隨著養牛業的快速發展，牛糞便污染已成為一個問題，據有關資料顯示，在某些地區牛糞對環境的污染已超過了工業污染的總量，有的甚至高達2倍以上[10]。如何科學、有效地處理好牛糞，也一直是牛場的難題。本研究以牛糞替代傳統漂浮育苗基質的草炭成分，研究其替代草炭的可行性，以減少畜牧糞便對環境的污染和大量開采草炭帶來的生態環境破壞。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

煙草品種為紅花大金元，由四川省涼山州煙草公司供給；煙草育苗專用肥為四川金葉化肥有限公司生產的鑫葉牌專用育苗肥(N、P2O5、K2O的質量比為=18 ∶10 ∶20，硝態氮含量占總氮含量的55%)。

1.2 試驗設計

試驗于2016年3—6月在西昌學院試驗農場育苗棚內進行。試驗共設5個處理，其中T1處理：80%腐熟牛糞+10%膨化珍珠巖+10%蛭石；T2處理：70%腐熟牛糞+15%膨化珍珠巖+15%蛭石；T3處理：60%腐熟牛糞+20%膨化珍珠巖+20%蛭石；T4處理：50%腐熟牛糞+25%膨化珍珠巖+25%蛭石；CK(四川省涼山州煙草育苗專用基質)：70%草炭+15%膨化珍珠 巖+15%蛭石。各處理作3次重復，每盤煙苗作為1次重復，人工播種，每穴1粒，苗床期按照《涼山州2015年煙草漂浮育苗管理技術》手冊進行管理。

1.3 測定項目與方法

復配基質理化性質測定參照煙草行業標準YC/T 310—2009《煙草漂浮育苗基質》進行，播種后第9天至第15天調查各處理的出苗率，每天調查1次。成苗期測定煙草的農藝性狀和理化指標，農藝性狀測定參照煙草行業標準YC/T 142—2010《煙草農藝性狀調查方法》進行。葉綠素含量測定采用乙醇提取法；根系活力測定采用氯化三苯基四氮唑法；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，簡稱SOD)活性測定采用氮藍四唑法；過氧化物酶(peroxidase，簡稱POD)活性測定采用愈創木酚比色法；過氧化氫酶(catalase，簡稱CAT)活性測定采用紫外吸收法[11]。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0軟件進行數據統計和分析。

2 結果與分析

2.1 基質的理化性質

由表1可知，各處理的有機質含量隨牛糞的比例減小而減少，有機質含量差異極顯著，但均介于25.16%～39.53%之間，滿足煙草漂浮育苗基質有機質含量≥15%的標準[12]。1～5 mm 粒徑比例均超過40%，符合煙草育苗基質對粒徑的要求，其中T1處理的比例最高，為52.24%，其次是CK，為 50.40%，兩者差異顯著；T2處理的1～5 mm粒徑比例為49.25%，較CK低，但兩者差異不顯著；T4處理的比例最低，與其他各處理均差異極顯著。T1處理容重最高，為 0.35 g/cm3，T4處理容重最低，為0.26 g/cm3，但均在煙草漂浮育苗基質要求的范圍內(0.10～0.35 g/cm3)，符合基質要求。除T4處理外，總孔隙度均在80%以上，處在煙草育苗基質總孔隙度80%～95%的要求范圍內，其中，各處理的總孔隙度除T2處理和CK之間差異不顯著外，其他處理與CK之間差異均達顯著或極顯著水平。各處理的電導率均≤1 000 μs/cm，其中T1處理的電導率最高，達246.52 μs/cm，T4處理最低，只有209.66 μs/cm，各處理間電導率差異均達極顯著水平。各處理pH值波動幅度較小，介于5.46～5.63之間，均與對照pH值較為接近，符合煙草育苗基質對pH值的要求。可見，除T4處理外，各種處理的基質配方通透性良好，主要理化指標均在煙草漂浮育苗基質標準范圍內，有替代傳統漂浮育苗基質的可能性。

2.2 煙苗生長發育狀況

從表2可以看出，T2處理的出苗率最高，為90.13%，其次為CK的出苗率，為89.54%，兩者差異不顯著。T3、T1、T4處理的出苗率均比CK低，且差異達極顯著水平。各處理的生育進程，到達相應生育時期的時間均以T2處理最短，其后依次為CK、T3、T1、T4處理，到達成苗期時T2、CK、T3處理分別耗時60.27、61.46、62.47 d，而耗時最長的T4處理則需要68.79 d。T2、CK、T3處理的生長勢均較強，苗色為綠色。

表1 不同處理基質理化指標

注：表中同列數據后不同小寫、大寫字母分別表示不同處理間在0.05、0.01水平上差異顯著。下表同。

表2 不同處理煙苗生長發育狀況

2.3 煙苗成苗期農藝性狀

由表3可知，不同處理的煙苗株高不同，T2、T3處理株高較高，分別為12.47、12.46 cm，2個處理的煙苗株高差異不顯著；CK的株高為12.30 cm，較T2和T3處理的株高矮，但較T1和T4處理的高。與CK相比，T2和T3處理的莖粗更粗，與其他處理差異均達極顯著水平，T1和T4處理的莖粗較CK細，其中T4處理和CK差異顯著。根鮮質量和根干質量均以T2處理最大，均與CK差異極顯著，其次為CK和T3處理，T1和T4處理較小，與CK差異也達極顯著水平。莖葉鮮質量由高到低依次為T2、T3、CK、T1、T4處理，除CK和T1處理差異不顯著外，其他各處理間差異均極顯著。莖葉干質量以T2處理最大，與CK差異顯著，其次為T3和CK處理；T1和T4處理莖葉干質量較小，兩者均極顯著小于T2處理。可見，T2處理所培育出的煙苗的各農藝性狀表現最好，在莖粗、株高、莖葉鮮質量、根干質量、莖葉干質量、根鮮質量等方面均較CK、T1、T3、T4處理效果好。

表3 不同處理煙苗農藝性狀

2.4 不同處理對煙苗理化指標的影響

葉綠素含量直接影響煙葉進行光合作用[13]。由表4可知，T1處理葉綠素含量較T2和CK處理高，差異達極顯著水平；T2處理葉綠素含量較CK高，但兩者差異不顯著；T4處理葉綠素含量最低，僅為1.22 mg/g，與其他處理的差異均達極顯著水平。

根系活力是影響煙苗生長發育過程中對礦質營養吸收的重要因素，根系活力越強，越有利于煙苗的生長發育[14-15]。如表4所示，各處理根系活力表現為T2處理>CK>T1處理>T3處理>T4處理，且各處理間差異均達極顯著水平。

表4 不同處理煙苗理化指標

POD、SOD和CAT是廣泛存在于包括煙苗在內的植物體內的保護酶，對維持煙株體內活性氧代謝平衡、清除過量活性氧、保持細胞膜系統穩定性和維持體內正常代謝具有重要作用[16]。如表4所示，含有牛糞不同配比的處理均能不同程度地提高煙草幼苗的POD活性，其中T2處理的POD活性最高，其后依次為T3、T1、T4處理，CK處理的POD活性最低，各處理與CK差異均達極顯著水平。SOD活性越高，清除煙苗體內具有細胞毒性的氧自由基能力越強[17-18]，T2處理的SOD活性最高，其后依次為T3、T1、T4處理，CK處理的SOD活性最低，除與T4處理差異不顯著外，與其他各處理的差異均達極顯著水平，說明牛糞與膨化珍珠巖、蛭石適當地配比能夠提高煙苗體內SOD活性，增加抗性。煙草幼苗中的CAT是清除過氧化氫的一種關鍵酶[18-19]，含有牛糞的處理CAT活性均較CK高，其中以T2和T3處理的CAT活性為最高，兩者與T1、T4、CK處理的CAT活性差異極顯著，兩者之間差異不顯著，說明牛糞與膨化珍珠巖、蛭石高配比能夠提高CAT活性。

可見，T2處理較CK所育煙苗葉綠素含量高，根系活力強，POD、SOD和CAT等抗氧化酶活性強，煙苗理化指標好。

2.5 效益分析

四川省涼山州的干牛糞市場價為20～30元/m3，草炭市場價為50～60元/m3，牛糞比草炭可以節省20～40元/m3，以涼山州每年栽培6.6萬hm2烤煙計算，每年減少草炭 2萬m3，基質可節約成本60萬元/年，若牛糞替代基質中的草炭，將具有良好的經濟效益。再加上大量使用牛糞替代草炭，一方面可以減少奶牛養殖場糞便對環境的污染，另一方面也可減少草炭大量開采對生態環境的破壞，具有良好的生態效益和社會效益。

3 結論與討論

綜合煙草生長發育狀況、農藝性狀和理化指標等結果可以看出，不同混配比的牛糞基質對煙草漂浮育苗的影響程度差異較大，其中以70%腐熟牛糞+15%膨化珍珠巖+15%蛭石混配的T2處理所育煙苗綜合表現最好，具備替代傳統以草炭為主的煙草育苗基質的能力，這與李婧等在辣椒育苗基質中的研究結果[20]基本一致。四川省涼山州是半農半畜牧地區，區域內有大量的奶牛養殖場，這為牛糞替代煙草漂浮育苗研究提供了物質基礎。本研究結果表明，合理的配方可替代煙草傳統育苗基質，減少對短期內不可再生的草炭的使用，減少牛糞不科學處理給環境帶來的破壞，具有良好的經濟、社會和生態效益，具有很好的推廣價值。