煙草秸稈蚯蚓堆肥作為煙草漂浮育苗基質(zhì)對幼苗生長的影響

張建華 王竹青 劉志宇 李立忠

摘? ? 要：對蚯蚓堆肥（T1）和加入30%餅肥（T2）進行煙草育苗基質(zhì)試驗，研究結果發(fā)現(xiàn)，各處理組出苗率無顯著差別，T1、T2處理組的幼苗生長指標、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%。上述結果表明，T2處理組能顯著促進煙草幼苗生長。研究結果為煙草育苗基質(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。

關鍵詞：蚯蚓堆肥;育苗基質(zhì);煙草;形態(tài)特征

文章編號：1005-2690（2022）07-0001-04? ? ? ?中國圖書分類號：S572.43? ? ? ?文獻標志碼：B

煙草是我國重要的經(jīng)濟作物之一[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]，該技術具有生長周期短、煙苗茁壯指數(shù)高、幼苗抗性強等特點，同時避免了傳統(tǒng)培育技術中土壤帶來的各類病害問題[4]。其中，漂浮育苗技術具有高營養(yǎng)、無土化、節(jié)省空間等特點，是我國煙草種植業(yè)中廣泛應用的一種育苗技術[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]通過改變原有基質(zhì)中的原料配比，對煙草育苗的基質(zhì)進行研究，結果顯示，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煙草幼苗生長。

目前，未見將腐熟煙稈通過蚯蚓堆肥應用于漂浮育苗基質(zhì)的報道。煙草秸稈中總氮含量達到2%，總糖含量介于10%～20%，總鉀含量超過2%，其營養(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。對比分析各處理組對幼苗生長發(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)展有限公司所屬潤豐有機肥廠（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。蚯蚓養(yǎng)殖時間為3個生長周期。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 試驗設計

育苗試驗于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站塘坊育苗工場進行。試驗采用漂浮育苗的方式，育苗裝置為400孔泡沫漂浮育苗盤。共設置3個處理組，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，且不超過兩粒。播種后，在其表面覆蓋一層基質(zhì)[9]。整個育苗周期為50 d。試驗過程所用的營養(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規(guī)程》（GB/T 25241.1—2010）中的漂浮育苗技術方法進行。

1.3 測試項目與方法

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)中的氣泡通過加水擠壓排除，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無水滲出。通過下式計算容重和總孔隙度。

容重=（m2-m1）/500? ? ? ? （1）

總孔隙度=（m3-m2）/500×100%? ? ? ? （2）

采用黃忠陽等（2015）[10]的測定方法，對不同處理組的養(yǎng)分含量、容重、pH值、電導率（EC值）等指標進行測定。

播種20 d后調(diào)查出苗率。

育苗結束后，從每個不同處理組的育苗盤中隨機取出20株生長發(fā)育狀況相當?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。隨機選取10株，采用GXY-A根系掃描儀（浙江托普）分析測定總根長、根尖數(shù)量等形態(tài)學參數(shù)[11]。

采用精度為1/10 000的天平稱量煙草幼苗鮮重，隨機取處理過的10株幼苗。隨機選取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。通過下式計算壯苗指數(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 結果與分析

2.1 不同基質(zhì)處理對理化性質(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的養(yǎng)分需求。23A3C44F-E4DD-4D01-B661-3EDC5D3F2FD2

基質(zhì)電導率是判斷基質(zhì)質(zhì)量的一項主要參考指標。基質(zhì)電導率低于1.0 mS/cm對育苗生長發(fā)育具有促進作用，電導率過高則需要進行脫鹽淋洗處理[13]。

容重是反映基質(zhì)松緊程度的指標[14]，較低的孔隙度會造成作物根系生長不良，嚴重時會導致根系腐爛。本研究中T1、T2處理組接近合理范圍，煙苗能較好地生長。

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

2.2 不同基質(zhì)處理對煙苗出苗率的影響

出苗率是判定煙草育苗是否成功的基礎參考指標。20 d是育苗播種階段的生長節(jié)點，適合對煙苗進行出苗率測定。從圖1和圖2（a）可以看出，T2處理組的出苗率較高，達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，各處理組沒有達到顯著差異。替代基質(zhì)處理組T1、T2的煙苗出苗率均略高于CK，說明采用煙草秸稈腐熟的蚯蚓堆肥處理基質(zhì)能達到甚至超過常規(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。這說明蚯蚓堆肥以及添加一定量的餅肥能促進煙草幼苗生長，取得良好的育苗效果。

2.4 不同基質(zhì)處理對煙草幼苗根系形態(tài)的影響

在煙草育苗過程中，幼苗根系的形態(tài)變化是判定幼苗是否健康發(fā)育的關鍵指標[16]。為了探究蚯蚓堆肥及添加餅肥對煙草育苗是否有正向促進作用，對不同組分煙草幼苗根系進行形態(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處理組生長情況弱，T2處理組根系生長狀況明顯優(yōu)于CK及T1處理組。T2處理組每株煙草幼苗總根長度達441.21 cm，根表面積為36.44 cm2，根體積2.81 cm3，根尖數(shù)達到401個，根系粗壯發(fā)達，結構均衡合理。這說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)，對幼苗的生長具有促進作用。

2.5 不同基質(zhì)處理對煙草幼苗生物量的影響

生物積累量是判定作物生長效果的重要指標[17]。為了探究蚯蚓堆肥及餅肥的添加對煙草幼苗的生物積累情況，從而評估蚯蚓堆肥作為育苗基質(zhì)的可行性，對煙草幼苗地上以及地下的干、鮮重分別進行分析。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%。這說明將煙草育苗基質(zhì)替代為蚯蚓堆肥以及適當?shù)娘灧侍幚碛兄谟酌缟锪康睦鄯e。

2.6 不同基質(zhì)處理對幼苗茁壯指數(shù)的影響

在農(nóng)作物幼苗生長階段，茁壯指數(shù)能進一步體現(xiàn)農(nóng)作物的營養(yǎng)獲取情況。為探究在煙草幼苗生長階段的營養(yǎng)狀況，對不同處理組的幼苗茁壯指數(shù)進行了分析。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，煙草幼苗的茁壯指數(shù)最高，在第50天時達到了201.36×10-3，比未添加的蚯蚓堆肥T1高出5.02%;T1、T2兩個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)能有效促進煙草幼苗的壯苗生長。

3 結論與展望

研究結果表明，對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，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，整個育苗階段生長發(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)，幼苗生長狀況最好。雖然各處理組間出苗率無顯著差異，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)可以有效促進農(nóng)作物生長發(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)能有效促進煙草幼苗的生長發(fā)育，與本研究結果一致。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，煙草幼苗發(fā)育指標并未呈現(xiàn)一直增長的趨勢;當蚯蚓堆肥的比例超過40%，煙苗的生長發(fā)育指標開始呈下降趨勢;在添加40%蚯蚓堆肥的基質(zhì)中，幼苗生長呈現(xiàn)出周期短、出苗率高、幼苗壯等特點。呂秀敏等（2019）發(fā)現(xiàn)，將蚯蚓堆肥與無機基質(zhì)混合處理，可以顯著提高煙草幼苗的各類生長指標較常規(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，對煙草幼苗的生長及發(fā)育有較為顯著的正向效果，提高了煙草的經(jīng)濟效益。

煙草秸稈為煙葉種植后的有機廢棄物。本研究通過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)，能有效促進作物的生長發(fā)育[21]。以此為基礎，添加一定量的餅肥，可以使其營養(yǎng)成分完全滿足煙草育苗期生長的需求。

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。進一步完善配方，調(diào)整其容重、孔隙率、pH值等理化指標后，可以將蚯蚓堆肥基質(zhì)作為替代基質(zhì)應用，既能減少部分煙草種植廢棄物，也能帶來一定的經(jīng)濟效益。

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