烤烟湿润育苗基质替代技术研究



烤烟湿润育苗基质替代技术研究

福建省烟草学会农业专业委员会

为实现生态环境和耕地资源的有效保护，该文对烤烟湿润育苗基质替代技术进行探讨。结果表明：采用HM菌腐熟剂发酵不仅可缩短谷壳发酵时间，且发酵效果较好；初步筛选出分别以炭化谷壳、发酵谷壳替代泥炭土的P3、P6、P7、P11、P15五个配方，这五个配方在不同时期育苗表现较为稳定，烟苗生长整齐、生长势强，与对照基本相当或略强，且理化性状较为适宜，具有较好的通气性、保水性和保肥性。

烤烟 湿润育苗 基质 育苗技术

培育整齐无病壮苗是烤烟生产的基础，三明烟区目前采用的烤烟湿润育苗技术针对性强，适应当地气候条件和栽培耕作特点，具有出苗率高、出苗整齐、育苗省工、较好地控制苗期带毒等优点，所育烟苗整齐健壮、根系发达，有效解决了漂浮育苗技术在三明烟区应用存在的返苗期偏长问题，中下部烟叶质量得到改善[1]。但最初研究推广的湿润育苗技术所采用的基质配方中含有10%左右的泥炭土，泥炭土是不可再生资源，而所用泥炭土多来源于稻田，对泥炭土的过度开采使用势必会造成稻田的破坏，同时，有限的泥炭土资源一旦被开采完，就可能出现育苗基质原料的短缺。为实现生态环境和耕地资源的有效保护，确保育苗基质材料的持续生产供应，本研究以炭化谷壳、腐熟稻草和腐熟谷壳等有机物料替代泥炭土进行烤烟湿润育苗替代基质技术研究，以期获得新型烤烟湿润育苗替代基质，并为该替代基质在生产中推广应用提供相关理论依据。

1 材料与方法

试验于2007年～2009年在福建省烟科所三明分所试验场进行，同一试验各处理育苗过程均在条件相同的育苗大棚内进行，其它苗期管理参照三明烟区烤烟湿润育苗技术规范进行。泥炭土、炭化谷壳和膨胀珍珠岩由三明金明农资有限公司提供，黄土取自山表下面干净无污染过筛的心土，供试种子为福建省烟科所三明分所提供的包衣种子，育苗肥料为三明金明农资有限公司提供的烤烟湿润育苗营养液。

1.1 泥炭土替代材料的获取与筛选

结合可再生利用资源，采用传统发酵方法对切成10cm左右的稻草和碾米后的谷壳进行发酵。利用河南省鹤壁恒隆态生物工程股份有限公司提供的HM菌腐熟剂对谷壳进行发酵，单个发酵堆第一次为未粉碎状态谷壳约0.9m3，第二次为粉碎成松针状谷壳：未粉碎谷壳=1:0.83，约1.6m3，第三次为粉碎成松针状谷壳约2.0m3。观测发酵过程中发酵堆中心温度变化情况并比较发酵效果，分别对炭化谷壳、发酵谷壳、发酵稻草的理化性状进行测定分析，进行湿润育苗基质材料之一泥炭土替代材料的筛选。

1.2 替代基质配方的筛选

1.2.1配方设计

分别以炭化谷壳、发酵谷壳和发酵稻草为替代材料，与珍珠岩和黄土按一定体积配比，共配成27个配方，并以当前生产中的烤烟湿润育苗基质（含泥炭土）作为对照，具体配方设计见表1。

表1 配方设计

1.2.2比较各配方基质育苗效果

对表1中28个配方进行五期育苗对比试验，每个配方播种4盘（400孔），采用人工点播，每穴播2粒，品种为翠碧一号，因配方较多，不设重复。五期的播种时间分别为2009年3月20日、6月3日、11月6日、11月18日和12月4日。观测各配方基质出苗期、小十字期、大十字期、五叶一心、播后10d和20d的出苗率、烟苗整齐度、苗期长势、苗色，对正常育苗季节的第三期和第四期选择烟苗生长较整齐且表现较稳定的12个配方，在五叶一心或六叶一心分别随机取20株进行叶片数、叶面积、根茎叶鲜干重等农艺性状的测定。

1.2.3测定各配方基质理化性状

测定各配方基质的pH值、含水量、容重、比重、孔隙度、电导率、最大持水量等理化性状。

1.2.4测定方法

基质理化性状测定方法参照《土壤农业化学常规分析方法》[2]，pH值测定采用电位法，有机质测定采用电热板加热-K2Cr2O7容量法，水分测定采用烘干法，容重测定采用改进环刀法，比重测定采用比重瓶法，电导率测定采用水浸提-电导法，最大持水量测定采用改进威尔科克斯法，根据容重和比重的测定结果测算各材料的孔隙度。

出苗率=每盘幼苗子叶完全展开苗数/每盘孔数/2×100%；整齐度以80%以上烟苗生长基本一致为整齐，70%～80%为较整齐，60%～70%为中等，60%以下为不整齐；茎高、茎围用塑料直尺和软细绳测定，鲜干重用1‰分析天平测定，其它测定标准参照烟草农艺性状调查方法（YC/T 142-1998）。

2 结果与分析

2.1 泥炭土替代材料的筛选

2.1.1不同替代材料发酵过程中温度的变化

由图1可见，采用传统发酵稻草堆沤后温度变化呈缓慢上升、持续稳定、缓慢下降、最后保持相对恒定的变化趋势，其中第4d～第8d稻草发酵堆中心的温度相对较高，基本控制在28℃左右，最高温度为28.5℃，较起始温度升高约8.5℃，之后中心温度下降至25℃后，发酵堆基本处于恒温状态；而谷壳为原始状态谷壳，透气不易吸水，在传统发酵过程中发酵堆中心温度基本维持在23℃左右。

从图2采用HM菌腐熟剂发酵谷壳温度变化情况来看，发酵堆中心的温度总体呈持续上升—高温维持—翻堆降温—再次升温—缓慢降温—相对恒定温度的变化过程。比较这三次发酵温度变化情况，由图2可见，发酵堆中心的温度随发酵堆体积的增大及环境温度的升高而升高，第一次发酵，发酵堆的体积最小约0.9m3，最高温度49℃左右，仅持续两天后，温度即降至40℃左右；第二次发酵，发酵堆的体积约1.6m3，较第一次增加约0.7m3，前6d高温发酵阶段谷壳堆中心温度基本维持在44℃～61℃之间，且在55℃～61℃之间维持了4d，这两次发酵在第一次翻堆后，发酵堆温度下降，之后发酵堆中心温度再次上升至38℃左右，最后谷壳堆温度下降至28℃左右，处于相对恒定温度状态；第三次发酵，发酵堆体积约2.0m3，分别较前两次增加1.3m3和0.4m3，在第一次翻堆前，发酵堆中心温度基本维持在58℃～63.5℃之间，持续时间长达8d，随着翻堆次数的增加，发酵堆中心温度呈阶梯下降趋势，直至相对恒定的温度，由于初期发酵堆温度较高且在翻堆时尽量控制最少的翻堆时间，因此第一次翻堆后发酵堆中心温度仍高达53℃，至第四次翻堆后中心温度仍达33℃～40.5℃之间，之后中心温度基本恒定在29℃左右。

图1 传统发酵温度变化情况

图2 采用HM菌腐熟剂发酵谷壳温度变化情况

2.1.2不同替代材料发酵效果

从各材料发酵效果来看（见表2），采用传统发酵约90d，稻草才发酵完全，发酵后的稻草呈深褐色、淡淡腐熟香味，晾干后易于捏碎，而谷壳基本为原始状态，呈淡棕色，没有发酵完全；采用HM菌腐熟剂进行发酵谷壳，由于第一次和第二次发酵材料较粗，透气、保温性较差，加上发酵堆体积偏小，没有达到HM菌腐熟剂发酵所需的体积要求，发酵过程温度变化不理想，分别在发酵21d和32d即终止发酵，终止发酵时，谷壳为淡棕色，在第三次谷壳发酵中，由于调整了谷壳材料颗粒的大小、严格按要求建发酵堆、在发酵过程中适时地翻堆和补充水分，加上环境气温较高，经过约70d基本完成发酵，发酵完成后谷壳呈棕色、淡淡腐熟香味，用手易于搓碎。

表2 不同替代材料发酵效果

从发酵温度变化及发酵效果来看，采用传统方法发酵稻草时间偏长、温度偏低，主要影响因素可能是稻草量偏少、C/N偏高、含水量偏高、环境气温较低，而谷壳最终发酵不完全的主要原因是谷壳表层的蜡质层、谷壳颗粒较粗、谷壳堆体积较小，影响谷壳堆的吸水性、透气性和保水性及保温性。采用HM菌腐熟剂进行发酵谷壳，发酵堆体积大小、环境温度、发酵堆含水量、C/N和透气性是影响发酵堆中心温度的主要因子，在适宜的发酵堆体积范围内，发酵堆体积越大，其中心温度越高且持续的时间越久，同时在发酵时环境温度越高，发酵堆中心温度越高、升温越快、高温持续时间越久。

2.1.3不同替代材料理化性状

由表3可见，发酵谷壳pH值为6.51～6.84，呈微酸性，炭化谷壳、发酵稻草和珍珠岩pH值为8.07～8.37，呈碱性，泥炭土和黄土pH值为4.87～5.25，呈酸性；炭化谷壳、发酵谷壳有机质含量分别为67.6%和68.3%，与泥炭土68.1%的有机质含量相当，发酵稻草有机质含量最高达75.1%，明显高于泥炭土；炭化谷壳电导率低于泥炭土，发酵谷壳和发酵稻草电导率高于泥炭，差异均达极显著水平；炭化谷壳、发酵谷壳和发酵稻草的容重、比重显著或极显著低于泥炭土；炭化谷壳、发酵谷壳最大持水量、总孔隙度均极显著高于泥炭土，但发酵谷壳与泥炭土的毛管孔隙度差异不显著，而炭化谷壳则极显著低于泥炭土，发酵稻草的最大持水量和毛管孔隙度极显著高于泥炭土，而总孔隙度略低于泥炭土，但差异不显著。表明这些材料均可与偏酸的黄土配制成中偏酸性的基质，所配制的基质具有较好的保水保肥性。

表3 不同替代材料理化性状

2.2 替代基质配方的筛选

2.2.1不同替代基质配方育苗情况

从五期28个配方烟苗生育期来看（见表4），P2、P3、P15烟苗出苗较快，在大十字前一般早对照1d～2d，P9、P10、P13、P14、P17、P18及发酵谷壳配比较高的P21至P28烟苗出苗相对较慢，在大十字前一般迟对照1d～2d，而其它配方处理烟苗出苗及生育期与对照比较接近。

从烟苗出苗率来看（表5），各配方基质在不同时间播种的烟苗出苗率表现有所不同，其中P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P15、P16、P17烟苗出苗率在各期表现较为稳定，出苗率85%～90%，而其它各配方基质烟苗出苗率相对较不稳定，出苗率70%～85%。

从烟苗生长情况来看（见表6），各配方基质烟苗叶片基本为绿色，但P2和P3在烟苗生长中后期表现为黄绿色，但加强肥水管理后颜色渐为正常绿色；P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P15、P16烟苗生长总体表现为整齐，生长势较强，在各期育苗中均表现较为稳定，而其它配方基质烟苗生长整齐度和生长势在不同播种时间表现有所不同，整齐度为中等至较整齐，生长势为中至强。

表4 不同基质配方烟苗生育期

表5 不同基质配方烟苗出苗率

表6 不同基质配方烟苗生长情况

续表6

续表6

8整齐-较整齐整齐整齐绿-黄绿强-强-中+整齐整齐绿-绿强-中+ 9较整齐中等中等较整齐绿-绿中中强-较整齐整齐绿-绿中强- 10较整齐中等中等较整齐绿-绿中中强-较整齐整齐绿-绿中强- 11整齐整齐整齐整齐绿-绿强-强-强整齐整齐绿-绿强-强 12整齐整齐较整齐整齐绿-绿强-强-强整齐整齐绿-绿强-强 13中等中等中等较整齐绿-绿中中+强-整齐整齐绿-绿中+强- 14中等中等中等较整齐绿-绿中中+强-整齐整齐绿-绿中+强- 15整齐整齐整齐整齐绿-绿强-强-强整齐整齐绿-绿强强 16较整齐较整齐较整齐整齐-绿-绿强-强-强整齐整齐绿-绿强-强 17较整齐中等中等整齐绿-绿中+强-强-较整齐整齐绿-绿强-强- 18中等中等中等整齐绿-绿中+强-强-较整齐整齐绿-绿强-强- 19较整齐较整齐较整齐较整齐黄绿黄绿强-中-强-整齐整齐绿-绿中-强- 20较整齐较整齐较整齐较整齐黄绿黄绿强-中-强-整齐整齐绿-绿中-强- 21较整齐中等中等整齐绿绿中强-强-整齐整齐绿绿强-强- 22中等中等中等整齐绿绿中强-强-整齐整齐绿绿强-强- 23中等较整齐较整齐较整齐绿-绿中中-强-整齐整齐绿-绿中-强- 24中等中等中等整齐绿-绿中中强-整齐整齐绿-绿中强- 25较整齐中等中等整齐绿-绿中+强-强-整齐整齐绿-绿强-强- 26中等中等中等整齐绿-绿中中强-整齐整齐绿-绿中中+ 27中等中等中等整齐绿-绿中中强-较整齐较整齐绿-绿中中+ 28中等中等中等整齐绿-绿中中强-较整齐整齐绿-绿中中+

2.2.2初筛选基质配方烟苗农艺性状

从第三期12个配方烟苗五叶一心农艺性状来看（见表7），P5、P11、P16烟苗单株叶面积低于对照14.91～25.65cm2，其它P2等8个配方烟苗单株叶面积85.43～95.80cm2，高于对照1.29～11.66cm2；P12烟苗根干重低于对照0.0032g/株，其它P2等11个配方烟苗根干重0.0206～0.0248g/株，高于对照或与对照烟苗根系相当；P3、P5、P11茎叶干重低于对照0.0115～0.0323g/株，其它P2等8个配方茎叶干重0.1745～0.1925g/株，高于对照0.0042～0.0222g/株。

从第四期12个配方烟苗六叶一心农艺性状来看（见表7），P5、P8、P11、P12烟苗单株叶面积低于对照17.66～47.43cm2，其它P2等7个配方烟苗单株叶面积111.05～151.98cm2，高于对照或与对照相当；P5烟苗根干重略低于对照0.0009g/株，其它P2等10个配方烟苗根干重0.235～0.318g/株，高于对照或与对照相当；P4、P5、P7、P8、P11、P12烟苗茎叶干重低于对照0.0092～0.1064g/株，其它P2等5个配方烟苗茎叶干重0.2625～0.3577g/株，高于对照或与对照相当。

综合初步筛选的11个配方烟苗农艺性状和烟苗生育期及苗床上生长情况的表现，P2因配比发酵稻草有机质含量较高，在前期烟苗生长较快，但相同肥水管理导致中后期烟苗生长后劲不足，烟苗不够健壮；P4、P5配方与P6较为接近，P8、P12、P16配方分别与P7、P11、P15较为接近，但这五个配方在不同期种子出苗及烟苗生长情况稳定性会略差于P6、P7、P11、P15；而P3、P6、P7、P11、P15五个配方在不同时期种子出苗及烟苗生长情况表现较为稳定，烟苗生长整齐、生长势强，与对照基本相当或略强。

表7 12个配方烟苗生长情况

2.2.3不同替代基质配方理化性状

由表8可见，各配方基质pH值在5.02～5.97之间，均呈弱酸性，基本符合作物对基质中性偏酸的酸碱度要求；电导率仅P4至P6等3个配方略低于CK，其余24个配方电导率均高于CK，除P3至P6及P10，其余22个配方与CK差异达极显著水平；P2至P10及P14等10个配方容重小于CK，其余17个配方容重均大于CK，除P7、P8、P12、P13、P18，其余22个配方与CK差异均达显著或极显著水平；27个配方的比重均小于CK，且与CK差异均达极显著水平；27个配方的最大持水量为54.13%～74.61%之间，均具有较好的保水保肥能力；P2及P4至P6等4个配方总孔隙度略高于CK，其余23个配方的总孔隙度均低于CK，除P2至P4、P10及P14，其余21个配方与CK差异均达显著或极显著水平；P2至P10、P12至P14等12个配方毛管孔隙度均低于CK，其余15个配方的毛管孔隙度高于CK，除P2、P13、P14外，其余25个配方与CK差异均达极显著水平。

表8 28个配方理化性状

备注：4月10日测定pH值时配方含黄土，溶液温度20℃, 各配方液土比为2.5:1；6月8日测定pH值时配方不含黄土，溶液温度25.5℃，各配方液土比为2.5:1；电导率测定时配方含黄土；其它理化性状测定时，配方不含黄土。

3 小结与讨论

综合泥炭土替代材料筛选结果来看，采用传统发酵需较长的发酵时间，且对谷壳等材料采用此方法较难完成发酵，而采用HM菌腐熟剂发酵不仅可缩短谷壳发酵时间，且发酵效果较好，但是发酵材料体积的大小、颗粒的粗细、含水量、C/N及发酵环境温度都会影响发酵堆温度的变化、发酵完成时间的长短及发酵效果。

初步筛选出分别以炭化谷壳、发酵谷壳替代泥炭土的P3、P6、P7、P11、P15五个配方，这五个配方在不同时期种子出苗及烟苗生长情况表现较为稳定，烟苗生长整齐、生长势强，与对照基本相当或略强，但是各配方的稳定性及相关配套的技术还有待作进一步的重复性验证及研究。

初步筛选的五个配方pH值等大部分理化性状指标与对照差异显著，但从这五个配方各理化性状指标值来看，酸度比较适宜；最大持水量和总孔隙度与王绍坤[3]、吴涛[4]等人的研究结果较为相似；毛管孔隙度低于曾文龙等[5]的研究结果，可能是我们采用改进的环刀法测定基质的容重，导致测定结果低于真实的基质容重。结合多次重复育苗试验来看，筛选的这五个基质的理化性状较为适宜，具有较好的通气性、保水性和保肥性。

[1] 刘添毅,等.烤烟湿润育苗技术研究[J].中国烟草科学，2008，29（5）：22-26.

[2] 中国土壤学会农业化学专业委员会.土壤农业化学常规分析方法[M]. 北京：科学出版社，1983.

[3] 王绍坤,李庆平,等.烟草湿润托盘育苗技术研究与应用—Ⅰ育苗基质配方筛选及育苗效果比较[J].西南农业大学学报，2000,22（5）:428-431.

[4] 吴涛,晋艳,等.替代烤烟漂浮育苗基质中草炭的研究—Ⅰ褐煤、秸秆等原料完全替代草炭的研究初报（J）.云南农业大学学报，2007,22（2）：234-240.

[5] 曾文龙,姜林灿,等.环保型（无泥炭型）烤烟湿润育苗基质的研究—Ⅰ.基质材料的筛选及其配比效果[J].中国烟草科学，2009,30（1）：10-14.

课题组成员：

1．刘添毅，福建省烟草公司三明市公司局长（经理），第一执笔人。

2．赖禄祥，福建省烟草公司三明市公司副经理。

3．黄一兰，福建省烟草公司三明市公司。

4．张瀛，福建省烟草公司三明市公司。

5．叶建如，福建省烟草公司三明市公司。

6．王雪仁，福建省烟草公司三明市公司。

7．姜占省，福建省烟草公司三明市公司。

8．林建麒，福建省烟草公司三明市公司。