牛糞作為煙草漂浮育苗替代基質(zhì)的效果

劉 銘， 尹福強(qiáng)

(西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)院，四川西昌 615013)

漂浮育苗技術(shù)是我國煙草行業(yè)目前推廣的主要育苗技術(shù)，對煙草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了極大的推動作用。漂浮育苗基質(zhì)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(tài)環(huán)境造成難以恢復(fù)的破壞[1-2]。為了降低育苗成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，主要煙區(qū)做了較多育苗基質(zhì)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(zhì)的研究較少。涼山是我國重要的戰(zhàn)略性優(yōu)質(zhì)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(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境。涼山州也是四川省三大牧區(qū)之一，建有較多大型肉牛場和奶牛場，牛的數(shù)量較多[9]。據(jù)調(diào)查，1頭奶牛1年產(chǎn)生的糞便在7 t以上，隨著養(yǎng)牛業(yè)的快速發(fā)展，牛糞便污染已成為一個問題，據(jù)有關(guān)資料顯示，在某些地區(qū)牛糞對環(huán)境的污染已超過了工業(yè)污染的總量，有的甚至高達(dá)2倍以上[10]。如何科學(xué)、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(tǒng)漂浮育苗基質(zhì)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(huán)境的污染和大量開采草炭帶來的生態(tài)環(huán)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(chǎn)的鑫葉牌專用育苗肥(N、P2O5、K2O的質(zhì)量比為=18 ∶10 ∶20，硝態(tài)氮含量占總氮含量的55%)。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2016年3—6月在西昌學(xué)院試驗農(nóng)場育苗棚內(nèi)進(jìn)行。試驗共設(shè)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(zhì))：70%草炭+15%膨化珍珠 巖+15%蛭石。各處理作3次重復(fù)，每盤煙苗作為1次重復(fù)，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(shù)》手冊進(jìn)行管理。

1.3 測定項目與方法

復(fù)配基質(zhì)理化性質(zhì)測定參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 310—2009《煙草漂浮育苗基質(zhì)》進(jìn)行，播種后第9天至第15天調(diào)查各處理的出苗率，每天調(diào)查1次。成苗期測定煙草的農(nóng)藝性狀和理化指標(biāo)，農(nóng)藝性狀測定參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法》進(jìn)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(lán)四唑法；過氧化物酶(peroxidase，簡稱POD)活性測定采用愈創(chuàng)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(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)的理化性質(zhì)

由表1可知，各處理的有機(jī)質(zhì)含量隨牛糞的比例減小而減少，有機(jī)質(zhì)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(zhì)有機(jī)質(zhì)含量≥15%的標(biāo)準(zhǔn)[12]。1～5 mm 粒徑比例均超過40%，符合煙草育苗基質(zhì)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(zhì)要求的范圍內(nèi)(0.10～0.35 g/cm3)，符合基質(zhì)要求。除T4處理外，總孔隙度均在80%以上，處在煙草育苗基質(zhì)總孔隙度80%～95%的要求范圍內(nèi)，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(dá)顯著或極顯著水平。各處理的電導(dǎo)率均≤1 000 μs/cm，其中T1處理的電導(dǎo)率最高，達(dá)246.52 μs/cm，T4處理最低，只有209.66 μs/cm，各處理間電導(dǎo)率差異均達(dá)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(zhì)對pH值的要求。可見，除T4處理外，各種處理的基質(zhì)配方通透性良好，主要理化指標(biāo)均在煙草漂浮育苗基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，有替代傳統(tǒng)漂浮育苗基質(zhì)的可能性。

2.2 煙苗生長發(fā)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(dá)極顯著水平。各處理的生育進(jìn)程，到達(dá)相應(yīng)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(dá)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(qiáng)，苗色為綠色。

表1 不同處理基質(zhì)理化指標(biāo)

注：表中同列數(shù)據(jù)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(fā)育狀況

2.3 煙苗成苗期農(nóng)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(dá)極顯著水平，T1和T4處理的莖粗較CK細(xì)，其中T4處理和CK差異顯著。根鮮質(zhì)量和根干質(zhì)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(dá)極顯著水平。莖葉鮮質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(nóng)藝性狀表現(xiàn)最好，在莖粗、株高、莖葉鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、莖葉干質(zhì)量、根鮮質(zhì)量等方面均較CK、T1、T3、T4處理效果好。

表3 不同處理煙苗農(nóng)藝性狀

2.4 不同處理對煙苗理化指標(biāo)的影響

葉綠素含量直接影響煙葉進(jìn)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(dá)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(dá)極顯著水平。

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

表4 不同處理煙苗理化指標(biāo)

POD、SOD和CAT是廣泛存在于包括煙苗在內(nèi)的植物體內(nèi)的保護(hù)酶，對維持煙株體內(nèi)活性氧代謝平衡、清除過量活性氧、保持細(xì)胞膜系統(tǒng)穩(wěn)定性和維持體內(nèi)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(dá)極顯著水平。SOD活性越高，清除煙苗體內(nèi)具有細(xì)胞毒性的氧自由基能力越強(qiáng)[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(dá)極顯著水平，說明牛糞與膨化珍珠巖、蛭石適當(dāng)?shù)嘏浔饶軌蛱岣邿熋珞w內(nèi)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(guān)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(qiáng)，POD、SOD和CAT等抗氧化酶活性強(qiáng)，煙苗理化指標(biāo)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(jié)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(zhì)可節(jié)約成本60萬元/年，若牛糞替代基質(zhì)中的草炭，將具有良好的經(jīng)濟(jì)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(yǎng)殖場糞便對環(huán)境的污染，另一方面也可減少草炭大量開采對生態(tài)環(huán)境的破壞，具有良好的生態(tài)效益和社會效益。

3 結(jié)論與討論

綜合煙草生長發(fā)育狀況、農(nóng)藝性狀和理化指標(biāo)等結(jié)果可以看出，不同混配比的牛糞基質(zhì)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(xiàn)最好，具備替代傳統(tǒng)以草炭為主的煙草育苗基質(zhì)的能力，這與李婧等在辣椒育苗基質(zhì)中的研究結(jié)果[20]基本一致。四川省涼山州是半農(nóng)半畜牧地區(qū)，區(qū)域內(nèi)有大量的奶牛養(yǎng)殖場，這為牛糞替代煙草漂浮育苗研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。本研究結(jié)果表明，合理的配方可替代煙草傳統(tǒng)育苗基質(zhì)，減少對短期內(nèi)不可再生的草炭的使用，減少牛糞不科學(xué)處理給環(huán)境帶來的破壞，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益，具有很好的推廣價值。