育苗基質(zhì)對淺水育苗煙苗素質(zhì)的影響

謝會雅，張洪波，成志軍，陳立軍，曾鈺，姚雪梅，梁鵬程*，祝利，彭媛媛，李迪秦

(1 湖南省煙草公司株洲市公司，湖南 株洲 412000；2 湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410014；3 湖南省煙草公司邵陽市公司，湖南 邵陽 422000；4 湖南省煙草公司常德市公司，湖南 常德 415000；5 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長沙 410128)

壯苗是烤煙大田生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，育苗是煙葉生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，而育苗基質(zhì)是實現(xiàn)“苗壯、苗足、苗齊”的基礎(chǔ)，其除具有固定煙苗根系的介質(zhì)作用外，還可提供種子萌發(fā)需要的水分、氧以及煙苗生長發(fā)育需要的養(yǎng)分和水分等作用[1]。基質(zhì)電導(dǎo)率(EC)指基質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力，是衡量基質(zhì)性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。基質(zhì)的EC 值對基質(zhì)營養(yǎng)元素含量、作物幼苗的生長速率及生長狀況均具有影響。不同植物在不同生長發(fā)育階段，其適宜的EC 值也不同，EC 值過高或過低，都不利于作物的生長發(fā)育[2-4]。

常美花等[5]研究表明，大花蕙蘭品種金門以營養(yǎng)液EC 值為1.4～2.8 ms/cm 時植株生長發(fā)育較好，開花品質(zhì)最佳。營養(yǎng)液EC 值為1.8 ms/cm 時，可明顯促使紅掌粉冠軍葉面積增大和開花數(shù)目增多，但對株高、冠徑、葉片數(shù)等影響效果不顯著[6]。EC 值為1.5 ms/cm 的水培溶液可以顯著提高微型月季的冠幅、分枝數(shù)、相對葉綠素含量、花莖粗、花蕾數(shù)、花朵數(shù)和花徑等指標(biāo)[7]。基質(zhì)EC 值為0.8～1.0 ms/cm 時，添加3～6 g/L 的海藻酸，可顯著促進番茄幼苗莖粗、葉綠素含量、根冠比、全株鮮質(zhì)量以及壯苗指數(shù)等指標(biāo)的提高[8]。采用草炭∶珍珠巖∶蛭石∶椰糠∶腐殖土為25 ∶10 ∶5 ∶25 ∶35 的基質(zhì)進行烤煙托盤育苗，播種后20、23 和26 d 的出苗率以及成苗期煙苗最大葉長與寬、苗高、莖基寬和地上部鮮質(zhì)量均表現(xiàn)較好[1]。而采用不同基質(zhì)和不同規(guī)格的育苗盤進行托盤育苗，烤煙的出苗率及煙苗素質(zhì)具有明顯差異[9]。李恩良等[10]研究指出，以咖啡殼漚制物、腐殖土和森林土配制的不同基質(zhì)，其容重、總孔隙度、堿解N、有效P、速效K、有機質(zhì)含量以及pH值、EC 值等物理性狀與出苗率大多存在顯著(P＜0.05)或極顯著的差異(P＜0.01)。

本研究以草炭基質(zhì)、黃泥土、干牛糞、珍珠巖為原料，配制具有不同EC 值的育苗基質(zhì)，分析其對淺水濕潤育苗條件下烤煙出苗率及煙苗生長發(fā)育的影響，旨在為今后烤煙育苗基質(zhì)的配制提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021 年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研基地(長沙)進行。烤煙育苗基質(zhì)采用的材料為草炭、干牛糞、珍珠巖和黃泥土。黃泥土取自本地山體，取回曬干后粉碎過篩；草炭、干牛糞及珍珠巖從市場購買。參試烤煙品種為湘煙7 號，采用淺水濕潤育苗法育苗。育苗盤為72 孔農(nóng)用塑料育苗托盤(長54 cm，寬28 cm，穴深5.0 cm，厚度0.5 mm，容積38 mL)，購自市場。

1.2 試驗設(shè)計與處理

將草炭、黃泥土、干牛糞、珍珠巖按不同體積比例組合配制成4 種不同EC 值的基質(zhì)，分別為T1(干牛糞∶黃土∶草炭∶珍珠巖＝2.5 ∶6.5 ∶7.5 ∶3.5)、T2(干牛糞∶黃土∶草炭∶珍珠巖＝3.0 ∶7.0 ∶6.5 ∶3.5)、T3(干牛糞∶黃土∶草炭∶珍珠巖＝3.5 ∶7.5 ∶5.5 ∶3.5)、T4(干牛糞∶黃土∶草炭∶珍珠巖＝4.0 ∶8.0 ∶4.5 ∶3.5)。

將風(fēng)干基質(zhì)與蒸餾水按1 ∶2.5 的體積比混合，充分振蕩搖勾，靜置30 min，然后用pH 計測定酸堿度，采用1 ∶2浸提法測定EC 值，參照文獻[11]的方法測定基質(zhì)容重和孔隙度等指標(biāo)。

1.3 測定項目及方法

于3 月5 日播種，7 葉1 心期取樣測定煙苗素質(zhì)指標(biāo)。每個處理取生長基本一致的煙苗5 株，洗凈后測定其苗高、莖粗(最大處直徑)、葉片數(shù)、最大葉長與寬，計算葉面積(葉面積＝長×寬×0.634 5)；然后將根系、莖、葉剪下分開，用濾紙吸干水分后分別稱量樣品的鮮質(zhì)量。取1.00 g 左右鮮根系，采用TTC 法測定根系活力；取1.00 g 最大葉的葉片用于測定葉綠素含量和硝酸還原酶活性(NR)；其余根、莖、葉分別在105 ℃下殺青15 min，然后于80 ℃烘干至恒重后稱取干質(zhì)量，并計算各部位的干鮮比及根冠比(R/S)。

參照蕭浪濤等[12]方法，采用分光光度法測定硝酸還原酶活性、葉綠素a/b 含量，采用TTC 法測定根系活力。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS13.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析；采用Duncan(α ＝0.05)法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比基質(zhì)的EC 值及主要物理性狀

從表1 可知，配制的4 種基質(zhì)的總孔隙度、容重、氣水比及pH 值差異均小于1%，T1、T2、T3 和T4 的EC 值分別為0.50、0.75、1.00 和1.25 ms/cm，均在適宜范圍內(nèi)[4-7]。

表1 不同配比基質(zhì)的主要物理性狀Table 1 Main physical properties of different substrates

2.2 不同處理對烤煙出苗率及成苗率的影響

從表2 可知，播種后不同時間，各處理的發(fā)芽率均為T3＞T2＞T1＞T4。播種后7 d，各處理間無顯著性差異；播種后10 d，T4 顯著低于其他各處理(P＜0.05)，其余處理間無顯著性差異；播種后14 d，T4顯著低于其他各處理(P＜0.05)，但T1 與T2、T2 與T3 均無顯著性差異；播種后21 d，T2 和T3 無顯著性差異，但T2、T3 與T1、T1 與T4 差異顯著(P＜0.05)。各處理成苗率為T3＞T2＞T1＞T4，且T2 和T3 顯著高于T1 和T4(P＜0.05)，T1 與T4 無顯著性差異。

表2 不同基質(zhì)處理的烤煙發(fā)芽率及成苗率Table 2 Germination percentage and seedling formation rate of tobacco treated with different substrates %

結(jié)果表明，隨著育苗基質(zhì)EC 值的提高，發(fā)芽率和成苗率均呈先升高后降低的變化趨勢，且均以T3處理效果最佳。

2.3 不同處理煙苗7 葉1 心期的主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)

從表3 可知，各處理7 葉1 心期煙苗莖基寬表現(xiàn)為:T3 ＞T2 ＞T1 ＞T4，T4 顯著低于其余處理(P＜0.05)，但T1、T2 和T3 間無顯著性差異；莖高表現(xiàn)為:T3＞T2＞T1＞T4，T1 與T4 顯著低于其余處理(P＜0.05)，T2 和T3 無顯著性差異；各處理葉片數(shù)無顯著差異；最大葉葉面積表現(xiàn)為:T3＞T2＞T1＞T4，T1 與T4 顯著低于其余處理(P＜0.05)，T2 與T3 無顯著性差異。

表3 不同處理煙苗主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)Table 3 Main agronomic characters of tobacco seedlings in different treatments

結(jié)果表明，隨著育苗基質(zhì)EC 值的提高，莖基寬、莖高、最大葉葉面積均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，且以T3 處理的效果最佳。

2.4 不同處理7 葉1 心期煙苗干物質(zhì)積累量

從表4 可知，各處理7 葉1 心期煙苗單株干質(zhì)量表現(xiàn)為:T2＞T3＞T1＞T4，處理間無顯著性差異；煙苗根干質(zhì)量表現(xiàn)為:T3＞T2＞T1＞T4，T1 與T2、T4 均無顯著性差異，T3 顯著高于其他處理(P＜0.05)；煙苗莖干質(zhì)量表現(xiàn)為:T1＞T2＞T3＞T4，T1、T2 顯著高于T4(P＜0.05)，但與T3 差異不顯著，T3 與T4 也無顯著性差異；煙苗葉片干質(zhì)量表現(xiàn)為:T2＞T1＞T3＞T4，處理間無顯著性差異；煙苗全株干鮮比表現(xiàn)為:T2＞T1 ＝T3＞T4，但處理間差異不顯著；煙苗干質(zhì)量根冠比表現(xiàn)為:T3 ＞T2 ＞T1 ＞T4，T3 顯著高于其他處理(P＜0.05)。

表4 不同處理的煙苗干物質(zhì)積累量Table 4 Dry matter accumulation of seedling in different treatments

結(jié)果表明，隨著育苗基質(zhì)EC 值的提高，煙苗干質(zhì)量根冠比呈先升高后降低的變化趨勢，且以T3最大；根干質(zhì)量也以T3 最大，單株干質(zhì)量、葉干質(zhì)量則以T2 最大。因此，T2 和T3 處理有利于促進煙苗的生長發(fā)育和提高干質(zhì)量根冠比。

2.5 不同處理7 葉1 心期煙苗主要生理生化指標(biāo)

從表5 可知，不同處理7 葉1 心期煙苗根系活力表現(xiàn)為:T3＞T2＞T1＞T4，T3 顯著高于其余處理(P＜0.05)，其余處理間無顯著性差異；葉片硝酸還原酶活性表現(xiàn)為:T2＞T3＞T1＞T4，T1 與T3、T1 與T4 無顯著性差異，T2 顯著高于其余處理(P＜0.05)；葉綠素a 含量表現(xiàn)為:T2＞T3＞T1＞T4，各處理間有顯著性差異(P＜0.05)；葉綠素b 含量表現(xiàn)為:T2＞T3＞T1＞T4，T1 與T4 無顯著性差異，T2 顯著高于其余處理(P＜0.05)；總?cè)~綠素含量表現(xiàn)為:T2＞T3＞T1＞T4，T2與T3、T1 與T3 無顯著性差異，T4 顯著低于其余處理(P＜0.05)。

表5 不同處理的煙苗主要生理生化指標(biāo)Table 5 Main physiological and biochemical indexes of tobacco seedlings in different treatments

結(jié)果表明，隨著基質(zhì)EC 值的增加，根系活力呈先升高再降低的變化趨勢，T3 的根系活力最高；而從硝酸還原酶活性及葉綠素總含量來看，T2 處理較優(yōu)。

2.6 基質(zhì)EC 值與單株干質(zhì)量及根冠比和葉綠素含量間的相關(guān)性分析

對成苗期煙苗素質(zhì)主要指標(biāo)單株、根系、莖、葉的干質(zhì)量、煙苗全株干鮮比、干質(zhì)量根冠比與基質(zhì)EC 值間的相關(guān)性進行分析，結(jié)果表明:基質(zhì)EC 值與單株干質(zhì)量、根干質(zhì)量、莖干質(zhì)量、葉干質(zhì)量、全株干鮮比和干質(zhì)量根冠比的相關(guān)系數(shù)分別為0.502 1、0.013 1、-0.953 1*、0.723 1、0.568 9 和0.179 9；其中基質(zhì)EC 值對葉片干質(zhì)量的正向影響最大，其次為全株干鮮比、單株干質(zhì)量、干質(zhì)量根冠比和根干質(zhì)量，而基質(zhì)EC 值與莖干質(zhì)量的關(guān)系呈顯著負相關(guān)(P＜0.05)。

3 討論

3.1 基質(zhì)理化性質(zhì)指標(biāo)對育苗的影響

育苗基質(zhì)是育苗的重要載體，其電導(dǎo)率等物理特性指標(biāo)對煙苗有著重要影響。電導(dǎo)率主要用于測量溶液及種植介質(zhì)中可溶性鹽離子的濃度。基質(zhì)中可溶性鹽含量過高，可能會形成反滲透壓，使根系脫水導(dǎo)致根尖變褐或者干枯。同時，基質(zhì)含水率的波動，也會導(dǎo)致可溶性鹽含量變化，如果可溶性鹽含量過高，會造成植株根系損傷，導(dǎo)致植株出現(xiàn)萎蔫、黃化、組織壞死或植株矮小等癥狀。一般情況下，EC 值為1～4 ms/cm 時植株生長比較正常[4-5]。本研究結(jié)果表明，烤煙濕潤育苗時，EC 值為0.75～1.0 ms/cm的基質(zhì)烤煙發(fā)芽率及出苗后的生長發(fā)育效果較好，EC 值為1.25 ms/cm 時，反而影響出苗和幼苗生長。這可能是由于基質(zhì)組分構(gòu)成中含有一定量的干牛糞，干牛糞中含有一定量的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，雖然添加的量越多，氮、磷、鉀含量越高，但EC 值過高會影響氮磷鉀的利用率，進而影響煙苗的生長發(fā)育。趙敏等[4]、宮彬彬等[8]和盧曉華[13]的研究發(fā)現(xiàn)，EC 值過高對煙草種子出苗率和出苗后煙苗生長速度具有影響，與本研究結(jié)果基本一致。

煙苗生長發(fā)育相關(guān)指標(biāo)與基質(zhì)EC 值的相關(guān)性分析結(jié)果表明，EC 值對煙苗根、莖、葉生長發(fā)育的影響有差異，對莖的影響最大，其次為葉和根系，且對葉和根系的影響為正效應(yīng)，對莖的影響為負效應(yīng)。可能是由于基質(zhì)的容重、孔隙度、氣水比、pH 值、礦質(zhì)營養(yǎng)含量等理化性狀間存在顯著的相關(guān)性[10，14-15]，其差異導(dǎo)致了這一情況的出現(xiàn)，具體原因有待深入探討。但也由此說明，烤煙育苗基質(zhì)的配制，要兼顧基質(zhì)容重、孔隙度和礦質(zhì)營養(yǎng)的均衡。

3.2 基質(zhì)養(yǎng)分含量對育苗的影響

基質(zhì)除具有支持、固定植株的作用外，也是養(yǎng)分和水分的載體，使來自營養(yǎng)液的養(yǎng)分和水分得以中轉(zhuǎn)，植物根系從中按需選擇吸收。因此，基質(zhì)中含有的氮、磷、鉀等礦質(zhì)營養(yǎng)在影響基質(zhì)EC 值的同時，也影響著幼苗的生長發(fā)育。基質(zhì)中養(yǎng)分含量過高，基質(zhì)EC 值增加，出苗后根系細胞外滲透壓增加，導(dǎo)致根系吸水困難，從而影響成活率；而養(yǎng)分含量過低時，會影響出苗后的養(yǎng)分供應(yīng)，進而影響幼苗的生長發(fā)育[6，8，15]。因此，在使用含有礦質(zhì)元素的材料配制育苗基質(zhì)時，在滿足適宜的基質(zhì)EC 值的基礎(chǔ)上，要合理控制礦質(zhì)營養(yǎng)的含量，保持基質(zhì)EC 值等物理特性指標(biāo)與基質(zhì)養(yǎng)分含量均在合理范圍內(nèi)，但具體數(shù)值需根據(jù)選擇的材料及農(nóng)作物種類而定。

4 結(jié)論

本試驗條件下，隨著淺水育苗基質(zhì)EC 值的提高，烤煙種子的發(fā)芽率和成苗率以及成苗期煙苗的莖基寬、莖高、最大葉葉面積、干質(zhì)量根冠比和根系活力等指標(biāo)均呈先升高后降低的變化趨勢，EC 值為0.75～1.0 ms/cm 的基質(zhì)效果較好。