漂浮育苗盤孔數和微生物菌劑對長葉齡煙苗生長的影響

張陽，王新月，謝會雅，何志群，劉昭偉，陳舜堯，蔡奇，夏冰，黃瓊慧，鄧小華*

(1 湖南省煙草公司株洲市公司，湖南 株洲 412400； 2 湖南農業大學農學院，煙葉原料保障創新研究中心，湖南 長沙 410128； 3 北京恩格蘭環境技術有限責任公司，北京 100032)

南方稻茬烤煙一般采用煙稻復種模式，移栽期常遇低溫陰雨天氣，迫切需要培育具有較為寬泛的適栽期、能夠延遲移栽的煙苗來應對氣候的不穩定性。 目前，采用南方稻作煙區推廣的水旱兩段式育苗培育的煙苗適栽期較長，遇到低溫陰雨天氣狀況可延遲移栽。 但兩段式育苗存在投入的物化成本和勞動力成本較高的問題，其劣勢也愈來愈明顯。 傳統育苗方法采用200 孔育苗盤進行漂浮育苗[1-2]，適合移栽的葉齡為6 ～7 葉期，一旦延遲移栽，煙苗之間空隙小，爭光、爭肥矛盾突出，成苗期的煙苗細長，易出現高腳煙苗[3]，且煙苗基部容易感染莖腐病。 傳統的漂浮育苗，煙苗漂浮在水中生長，會長出水生根和螺旋根[4]，這些根系在移栽后部分會腐爛，影響烤煙伸根期的生長。 同時，稻作煙區的烤煙移栽后至伸根期，正值南方低溫陰雨時期，移栽后成苗率低，還苗期長，導致伸根期烤煙長勢弱。 改進漂浮育苗方法，培育壯根苗，縮短稻茬烤煙還苗期已成為南方稻作煙區亟待解決的問題。 臘貴曉等[5]、趙輝等[6]研究認為，減少漂浮育苗盤孔數有利于烤煙煙苗生長發育。 高華軍等[7]研究認為，136 孔和78孔育苗盤可提高雪茄煙煙苗素質，有利于煙株在大田的生長。 張朝輝[8]認為，在漂浮育苗基質中添加微生物菌肥，有利于改善煙苗素質。 肖雨沁等[9]研究表明，微生物能提高煙苗根系活力，增強煙苗抗逆性。 目前，國內外關于育苗盤孔數和微生物菌劑對煙苗生長的影響研究報道較多，但將育苗盤孔數和微生物菌劑結合應用于培育長葉齡煙苗的報道較少。 鑒于此，本研究采用雙因素試驗，分析不同育苗盤孔數和微生物菌劑及其互作對長葉齡煙苗(8 ～10葉齡)生長的影響，旨在為湖南稻作煙區培育可延遲移栽的長葉齡煙苗，縮短烤煙還苗期提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2021—2022 年在湖南省株洲市茶陵縣(26°46′59″N，113°45′0″E)進行。 該地屬于亞熱帶季風濕潤氣候區，海拔870 m，年均降水量1 423 mm，年均日照1 744.7 h，年平均氣溫17.9 ℃，太陽輻射總量470.24 J/cm3，無霜期290 d。 供試烤煙品種為云煙87。 供試菌劑為恩格蘭微生物菌劑，有效活菌數≥100 億/g。 育苗盤長、寬、高為66 cm×33.5 cm×5 cm，200 孔育苗盤孔內徑23 mm×23 mm，136 孔育苗盤孔內徑30 mm×30 mm。

1.2 試驗設計

采用雙因素試驗，A 因素為育苗盤規格，設A1(136 孔泡沫漂浮育苗盤)、A2(200 孔泡沫漂浮育苗盤)2 個水平；B 因素為微生物菌劑，設B1(基質中添加微生物菌劑)、B2(基質中不添加微生物菌劑)2個水平。 4 個處理，各育苗8 盤。 2021 年12 月27日播種，采取工場化漂浮育苗。 微生物菌劑添加量為200 g/kg 基質，將微生物菌劑與基質拌勻。 播種后將添加菌劑的育苗盤與未添加菌劑的育苗盤分別擺放于2 個苗池中，于8 葉齡和10 葉齡分別取樣檢測。 育苗期間其他管理參照當地技術規程。

1.3 檢測指標及方法

根系性狀指標:每處理選取5 株煙苗洗凈，用LA-2400 多參數根系分析系統測定煙苗的根長、根表面積、根體積、根直徑及根尖數[10]，并采用Win-RHIZO 進行數據分析。

根系活力:每處理選取5 株煙苗洗凈，采用改良的氯化三苯基四氮唑(TTC)法測定根系活力[11]。

地上部分生長指標:每處理選取煙苗10 株，測量煙苗莖高、莖圍、最大葉長、最大葉寬，按照以下公式計算葉面積:葉面積＝葉長×葉寬×0.634 5。

干物質積累:每處理選取煙苗10 株，將地上部分和地下部分分開，用吸水紙吸干表面水分后，立即用分析天平稱量根、莖、葉各部分的鮮質量，然后放入烘箱，105 ℃殺青10 min，70 ℃烘干至恒重，計算根冠比和鮮干比。

1.4 統計分析方法

采用Excel 2010 及SPSS 20.0 軟件進行數據整理與統計分析，采用新復極差法進行多重比較；根據η2值[12-13]評價育苗盤孔數、微生物菌劑及其互作對煙苗的影響程度。

2 結果分析

2.1 不同處理對煙苗根系性狀指標的影響

由表1 可知，8 葉期，A1 處理的根系總長度、表面積、平均直徑、根體積和根尖數顯著高于A2 處理；10 葉期，兩者的根系指標差異不顯著。 8 葉期，A1 處理的根系總長度、表面積、平均直徑、根體積、根尖數分別較A2 高12.09%、82.29%、66.67%、16.67%、100%、38.69%；10 葉期，則分別高16.91%、17.87%、16.48%、21.05%、16.67%、7.15%。 8 葉期，B1 處理的根表面積、平均直徑、根體積、根尖數分別較B2 處理高14.63%、8.33%、50%、21.66%，且根表面積和根尖數差異顯著。 10 葉期，B1、B2 處理的根系指標差異均不顯著。 從育苗盤孔數與微生物菌劑互作效應來看，8 葉期以A1B1 處理的根表面積、平均直徑、根體積、根尖數最高，其根表面積和根尖數顯著高于其他處理，其次為A1B2；10 葉期，以A1B1 處理的根表面積、平均直徑、根體積和根尖數最高，但不同處理間均無顯著差異。

表1 不同處理下的煙苗根系性狀指標及其效應Table 1 Root traits index and effects of different treatments

從育苗盤孔數與微生物菌劑及其互作效應看，2個葉齡期的煙苗根系總長度、表面積、平均直徑、根體積、根尖數均為η2A＞η2B＞η2A×B。 將2 個葉齡期6 個根系性狀指標的效應平均值求和，并轉化為百分率，得到各因素的貢獻率。 育苗盤孔對根系生長的貢獻率占48.47%，微生物菌劑的貢獻率占33.37%，互作貢獻率占18.16%。 由此可見，采用136 孔的育苗盤和添加微生物菌劑的基質可促進根系生長，且育苗盤孔數對根系的生長影響更大。

2.2 不同處理對煙苗根系活力的影響

由圖1 可知，A1 處理的煙苗根系活力在2 個葉齡期均顯著高于A2。 8 葉期，B1 處理根系活力顯著高于B2；10 葉期，B1 處理的根系活力高于B2，但差異不顯著。 從育苗盤孔數與微生物菌劑互作效果看，8 葉期，根系活力表現為A1B1 ＞A2B1 ＞A1B2 ＞A2B2，且處理間均差異顯著；10 葉期，A1B1 和A1B2 處理的根系活力顯著高于A2B1 和A2B2，A2B1 處理的根系活力顯著高于A2B2。

圖1 不同處理下的煙苗根系活力Fig.1 Root activity of tobacco seedlings with different treatments

從育苗盤孔數、微生物菌劑及兩者互作的效應看，8 葉期的根系活力表現為η2B＞η2A＞η2A×B，10 葉期，根系活力表現為η2A＞η2B＞η2A×B。 從2 個時期的平均值看，育苗盤孔數對根系活力的貢獻率占44.07%，微生物菌劑的貢獻率占40.88%，互作貢獻率占15.05%。 可見，采用136 孔的育苗盤和添加微生物菌劑的基質可提高煙苗根系活力，且育苗盤孔數對根系的生長影響較大。

2.3 不同處理對煙苗地上部分生長發育的影響

由表2 可知，8 葉期，A1 處理的莖高、莖圍、最大葉長、最大葉寬和最大葉面積分別較A2 處理高15.58%、16.71%、2.79%、8.33%、12.00%，且A1 處理的煙苗莖圍顯著高于A2；10 葉期，A1 處理的莖高、莖圍、最大葉長、最大葉寬和最大葉面積分別較A2 高10.83%、13.16%、6.56%、3.08%、3.95%，但差異不顯著。 8 葉期，B1 處理的莖圍、最大葉長、最大葉寬和最大葉面積分別較B2 高9.78%、1.04%、8.33%、9.55%，但差異不顯著；10 葉期，B1 處理的煙苗莖圍、最大葉長、最大葉寬和最大葉面積分別較B2 高5.06%、11.58%、27.13%、42.23%，且差異顯著；B1 處理煙苗莖高在8 葉期和10 葉期均低于B2。 從育苗盤孔數與微生物菌劑互作效應看，8 葉期各處理間差異均不顯著，10 葉期莖圍、葉長、葉面積處理間差異顯著；A1B1 處理的莖圍、最大葉長、最大葉寬和最大葉面積最高。 綜合分析，采用136孔的育苗盤和添加微生物菌劑的基質可促進煙苗長粗、增加葉面積，培育的煙苗莖稈相對較粗、葉片較大。

表2 不同處理下的煙苗地上部生長及其效應Table 2 Top growth and effects of different treatments

從育苗盤孔數、微生物菌劑及兩者互作的效應看，8 葉期煙苗莖高表現為η2B＞η2A＞η2A×B，莖圍、最大葉長和最大葉面積表現為η2A＞η2B＞η2A×B；育苗盤孔數對10 葉期煙苗的莖高和莖圍影響較大，微生物菌劑對煙苗最大葉長、最大葉寬和最大葉面積影響較大，互作效應相對較小。 從平均值看，育苗盤孔數對促進地上部生長的貢獻率占42.50%，微生物菌劑的貢獻率占49.25%，互作貢獻率占8.26%。

2.4 不同處理對煙苗干物質積累的影響

由表3 可知，8 葉期，A1 處理的地上部干物質和干物質總量分別較A2 處理高15.58%、13.16%，且差異顯著；但A1 處理煙苗根冠比和鮮干比分別較A2 低37.04%、15.16%，且差異顯著。 10 葉期，A1 處理地上部、地下部干物質、干物質總量和根冠比 分 別 較 A2 處 理 高 35.71%、 75%、 38.89%、34.62%。 8 葉期，B1 處理的地上部、地下部干物質、干物質總量和根冠比分別較B2 處理高23.08%、100%、42.86%、66.67%，B1 處理煙株鮮干比較B2低40.12%，且差異顯著；10 葉期，B1 和B2 處理的各指標均無顯著差異，但B1 處理的地上部、地下部干物質、干物質總量和根冠比較B2 處理高。 說明136 孔育苗盤和添加微生物菌劑的基質有利于促進煙苗干物質積累。

表3 不同處理下的煙苗干物質積累及其效應Table 3 Dry matter accumulation and its effects in tobacco seedlings under different treatments

從育苗盤孔數與微生物菌劑互作效果看，8 葉期，地上部干物質和干物質總量均表現為A1B1 ＞A1B2＞A2B1＞A2B2，且A1B1 的煙株地上部干物質和干物質總量顯著高于其他處理，地下部分干物質積累也以A1B1 最大；A2B1 處理的煙苗根冠比顯著高于其他處理，A1B1 處理的煙苗鮮干比顯著低于其他處理，說明A1B1 處理的煙苗干物質含量較高。10 葉期，A1B1 和A1B2 處理的煙苗地上部、地下部干物質、干物質總量和根冠比均顯著高于A2B1 和A2B2 處理，鮮干比以A1B1 最小，且顯著低于A1B2和A2B1 處理。

3 討論

趙輝等[6]、高華軍等[14]研究認為，育苗盤孔數較少，所育煙苗根系形態指標較好，這與本研究的136 孔育苗盤所育煙苗根系形態指標、根系活力均優于200 孔處理的結論一致。 育苗盤孔數少，單個孔穴的體積增加，容納的基質也增加，有利于煙苗根系對水分和養分的吸收利用，從而促進根系的生長。也有研究認為，煙苗農藝性狀指標與苗盤孔數呈負相關關系[15-16]；根系體積、根干質量、莖葉干質量和整株干質量均與煙苗密度呈負相關[17-19]。 育苗盤孔數少，煙苗密度小，單株煙苗光照條件好，有利于煙苗健康生長和干物質積累。 本研究中采用的136孔育苗盤，擴大了單孔體積，為煙苗根系提供了足夠的生長空間，同時煙苗之間通風透光好，可培育出莖粗而不細長、葉片大而葉柄不長的壯根苗。 而添加微生物菌劑的基質可促進煙苗莖稈加粗、葉面積增加。 增加孔徑和添加微生物菌劑均可改善煙苗生長環境，協同培育出根系發達、莖稈粗壯、葉片較大的煙苗。 而這種可延遲移栽的長葉齡壯根苗，能夠擴大煙苗對移栽期的緩沖區間，提高煙苗對氣候變化的適應能力，有利于縮短還苗期和促進伸根期根系生長，促進烤煙早生快發。

育苗基質中添加微生物菌劑可誘導煙苗根部形成生物屏障抵御病原菌的入侵，降低病原菌在煙苗根部定殖的概率，從而減少煙苗病害的發生[20]。 同時，這些有益菌群定殖后能分泌有機酸，促進煙苗對營養物質的吸收與利用，從而促進煙苗根尖數增加和提高根系活力[21]，還能促進煙苗莖圍加粗及根系干物質積累[22]。 本研究中，添加微生物菌劑的處理根系干物質總量和根冠比增加，能增強伸根期煙株的抗逆能力，為大田期的生長奠定基礎。

本研究為雙因素試驗，采用η2值判斷育苗盤孔、微生物菌劑及兩者互作的效應，能客觀地反映變量效應強弱及其真實強度[23-25]，在分析多因素、多指標效應時具有一定借鑒意義。

4 結論

綜合分析，采用136 孔育苗盤和添加微生物菌劑的基質可促進煙苗根系和地上部生長，有利于煙苗干物質積累。 育苗盤孔數主要影響根系性狀指標，微生物菌劑主要影響地上部生長和干物質積累。南方稻作煙區選擇136 孔育苗盤，并在基質中添加微生物菌劑，有利于培育8 ～10 葉齡的長葉齡壯根苗，對促進早生快發具有重要意義。