烟草秸秆蚯蚓堆肥作为烟草漂浮育苗基质对幼苗生长的影响

2022-05-26张建华王竹青刘志宇李立忠

种子科技 2022年7期

张建华王竹青刘志宇李立忠

摘要：对蚯蚓堆肥（T1）和加入30%餅肥（T2）进行烟草育苗基质试验，研究结果发现，各处理组出苗率无显著差别，T1、T2处理组的幼苗生长指标、生物量及壮苗指数均优于常规烟草育苗基质处理组（CK）;T2处理组幼苗生物量中的地上部分鲜重比CK和T1分别提高了14.28%、8.80%，地下部分鲜重比CK和T1分别提高了34.50%、15.38%;T2壮苗指数比CK和T1分别提高了14.58%和5.02%。上述结果表明，T2处理组能显著促进烟草幼苗生长。研究结果为烟草育苗基质的研发提供了新的组合配方，也为烟草种植废弃物的资源化利用开辟了新路。

关键词：蚯蚓堆肥;育苗基质;烟草;形态特征

文章编号：1005-2690（2022）07-0001-04 中国图书分类号：S572.43 文献标志码：B

烟草是我国重要的经济作物之一[1]。育苗是决定烟草质量和产量的重要环节[2]。目前，国内烟叶生产以集中培育烟苗作为主要的育苗移栽方式[3]，该技术具有生长周期短、烟苗茁壮指数高、幼苗抗性强等特点，同时避免了传统培育技术中土壤带来的各类病害问题[4]。其中，漂浮育苗技术具有高营养、无土化、节省空间等特点，是我国烟草种植业中广泛应用的一种育苗技术[5]。

烟草育苗基质研发多数以农作物秸秆、堆置处理后的菌棒、甘蔗渣、高粱糠等农业废弃物作为基质原料[6]。吕秀敏等（2019）[7]通过改变原有基质中的原料配比，对烟草育苗的基质进行研究，结果显示，与常规的育苗基质相比，在基质中添加不同比例的蚯蚓堆肥能更有效地促进烟草幼苗生长。

目前，未见将腐熟烟秆通过蚯蚓堆肥应用于漂浮育苗基质的报道。烟草秸秆中总氮含量达到2%，总糖含量介于10%～20%，总钾含量超过2%，其营养物质含量显著高于普通粮食作物的秸秆[8]，表现出明显的优越性。

使用驯化后的蚯蚓处理腐熟的烟秆和牛粪，再以产生的蚯蚓粪作为替代基质原料，并在其中加入一定比例的饼肥。对比分析各处理组对幼苗生长发育的影响，从而为烟草育苗提供一种新的基质配方，也为烟草秸秆的处理提供新思路。

1 材料与方法

1.1 供试材料

蚯蚓堆肥于2020年10月开始，在湖北健地生态农业发展有限公司所属润丰有机肥厂（地址为利川市杨柳寺村三组）生产。发酵基料为30%烟草秸秆+70%牛粪。蚯蚓种苗为含烟草秸秆基料驯化的大平二号。蚯蚓养殖时间为3个生长周期。饼肥原料为70%菜籽和30%牛粪发酵生产。

烟草秸秆（粉碎至3～10 mm）、烟草常规育苗基质、烟草种子和烟草育苗专用肥，由湖北省烟草公司恩施州分公司利川公司提供。蚯蚓堆肥和烟草常规育苗基质理化性质见表1。

1.2 试验设计

育苗试验于2021年4月5日—5月20日在湖北省烟草公司恩施州分公司利川公司南坪烟叶收购站塘坊育苗工场进行。试验采用漂浮育苗的方式，育苗装置为400孔泡沫漂浮育苗盘。共设置3个处理组，分别为T1、T2和CK。CK为常规烟草育苗基质，草炭∶生物碳∶膨化珍珠岩体积比为4∶2∶4。T1采用烟草秸秆腐熟的蚯蚓堆肥替代基质，T2为在烟草秸秆腐熟的蚯蚓堆肥基础上添加30%的饼肥作为替代基质。

各组分处理的基质中加入一定量的水，在基质完全浸透且混合均匀后，定量添加于育苗盘中。在培养盘中，每穴播种的种子数量相同，且不超过两粒。播种后，在其表面覆盖一层基质[9]。整个育苗周期为50 d。试验过程所用的营养液均为目前烟草行业育苗专用化肥配制，管理措施按照《烟草集约化育苗技术规程》（GB/T 25241.1—2010）中的漂浮育苗技术方法进行。

1.3 测试项目与方法

按《烟草漂浮育苗基质》（YC/T 310—2009）执行容重和孔隙度测定。在500 mL烧杯（重量记为m1）中，加入烘干的基质（重量记为m2）。将基质中的气泡通过加水挤压排除，加水至烧杯500 mL刻度线，称重记为m3。采用两层湿纱布将烧杯封口并倒置，且12 h无水渗出。通过下式计算容重和总孔隙度。

容重=（m2-m1）/500 （1）

总孔隙度=（m3-m2）/500×100% （2）

采用黄忠阳等（2015）[10]的测定方法，对不同处理组的养分含量、容重、pH值、电导率（EC值）等指标进行测定。

播种20 d后调查出苗率。

育苗结束后，从每个不同处理组的育苗盘中随机取出20株生长发育状况相当的烟苗（需同育苗基质一起取出），清洗干净并去除幼苗自身以外的基质及杂物，用吸水纸吸干水分后，将幼苗地上部分及地下部分分开。随机选取10株，采用GXY-A根系扫描仪（浙江托普）分析测定总根长、根尖数量等形态学参数[11]。

采用精度为1/10 000的天平称量烟草幼苗鲜重，随机取处理过的10株幼苗。随机选取10株于105 ℃杀菌30 min，75 ℃下烘至恒重，地上部分和根系分别称干重。通过下式计算壮苗指数[12]。

壮苗指数=（茎粗/株高+根干重/地上部干重）×全株干重（3）

2 结果与分析

2.1 不同基质处理对理化性质的影响

理化性质是判断育苗基质是否可被替代的首要参考。从表1可以看出，T1和T2处理组基质的氮、磷、钾养分含量分别为2.17%、1.52%、1.77%和2.40%、1.73%、1.86%，均可满足烟草育苗期正常生长的养分需求。23A3C44F-E4DD-4D01-B661-3EDC5D3F2FD2

基质电导率是判断基质质量的一项主要参考指标。基質电导率低于1.0 mS/cm对育苗生长发育具有促进作用，电导率过高则需要进行脱盐淋洗处理[13]。

容重是反映基质松紧程度的指标[14]，较低的孔隙度会造成作物根系生长不良，严重时会导致根系腐烂。本研究中T1、T2处理组接近合理范围，烟苗能较好地生长。

偏中性的环境能让烟草幼苗生长得更好。烟草幼苗生长在pH值5.8～6.5环境下最为适合[15]，在pH值不超过7.7的情况下也能适应，因而育苗前可适当调节基质pH值至5.8～6.5。

2.2 不同基质处理对烟苗出苗率的影响

出苗率是判定烟草育苗是否成功的基础参考指标。20 d是育苗播种阶段的生长节点，适合对烟苗进行出苗率测定。从图1和图2（a）可以看出，T2处理组的出苗率较高，达96.12%，效果最好;CK和T1处理组的烟苗的出苗率分别为95.54%和96.01%。综合分析出苗率效果，各处理组没有达到显著差异。替代基质处理组T1、T2的烟苗出苗率均略高于CK，说明采用烟草秸秆腐熟的蚯蚓堆肥处理基质能达到甚至超过常规育苗基质的作用效果。

2.3 不同基质处理烟苗生长发育状况

从图2（b）和图3可以看出，播种50 d后，T1、T2处理组烟草幼苗的株高及株叶形态和常规育苗基质（CK）相比显著增加;T2幼苗的生长情况均好于其余两组处理，植株表现为叶色浓绿，高度和生物量明显增加。这说明蚯蚓堆肥以及添加一定量的饼肥能促进烟草幼苗生长，取得良好的育苗效果。

2.4 不同基质处理对烟草幼苗根系形态的影响

在烟草育苗过程中，幼苗根系的形态变化是判定幼苗是否健康发育的关键指标[16]。为了探究蚯蚓堆肥及添加饼肥对烟草育苗是否有正向促进作用，对不同组分烟草幼苗根系进行形态分析。由图4可以看出，常规育苗基质（CK）的烟草幼苗根系形态比T1、T2处理组生长情况弱，T2处理组根系生长状况明显优于CK及T1处理组。T2处理组每株烟草幼苗总根长度达441.21 cm，根表面积为36.44 cm2，根体积2.81 cm3，根尖数达到401个，根系粗壮发达，结构均衡合理。这说明将适量的饼肥添加到蚯蚓堆肥中作为烟草育苗替代基质，对幼苗的生长具有促进作用。

2.5 不同基质处理对烟草幼苗生物量的影响

生物积累量是判定作物生长效果的重要指标[17]。为了探究蚯蚓堆肥及饼肥的添加对烟草幼苗的生物积累情况，从而评估蚯蚓堆肥作为育苗基质的可行性，对烟草幼苗地上以及地下的干、鲜重分别进行分析。从图5和图6可以看出，CK及T1处理组的地上以及地下干鲜重均低于T2处理组。T2处理组地上部分鲜重较CK和T1处理组分别提高了14.28%、8.80%，地下部分鲜重较CK和T1处理组分别提高了34.50%、15.38%。这说明将烟草育苗基质替代为蚯蚓堆肥以及适当的饼肥处理有助于幼苗生物量的累积。

2.6 不同基质处理对幼苗茁壮指数的影响

在农作物幼苗生长阶段，茁壮指数能进一步体现农作物的营养获取情况。为探究在烟草幼苗生长阶段的营养状况，对不同处理组的幼苗茁壮指数进行了分析。从图7可以看出，在蚯蚓堆肥中添加30%饼肥作为育苗基质T2时，烟草幼苗的茁壮指数最高，在第50天时达到了201.36×10-3，比未添加的蚯蚓堆肥T1高出5.02%;T1、T2两个处理组的效果都明显高于常规育苗基质，表明蚯蚓堆肥替代常规育苗基质能有效促进烟草幼苗的壮苗生长。

3 结论与展望

研究结果表明，对于烟草幼苗的生物积累量、根系形态及壮苗指数等指标，蚯蚓堆肥作为育苗基质原料较常规育苗基质效果更佳，整个育苗阶段生长发育情况得到明显改善。因此，蚯蚓堆肥可作为农业化烟草育苗替代基质。

在蚯蚓堆肥中添加30%饼肥处理下的基质，幼苗生长状况最好。虽然各处理组间出苗率无显著差异，但T2处理组地上部分鲜重较CK和T1处理组分别提高了14.28%、8.80%，地下部鲜重较CK和T1处理组分别提高了34.50%、15.38%，壮苗指数比CK和T1分别提高了14.58%、5.02%。

已有研究表明，在农作物育苗过程中添加一定比例蚯蚓堆肥作为育苗基质可以有效促进农作物生长发育。金祥等（2014）[18]研究发现，采用蚯蚓堆肥作为育苗基质能有效促进烟草幼苗的生长发育，与本研究结果一致。毕明飞（2016）[19]研究指出，在基质处理中不断增加蚯蚓堆肥的比例时，烟草幼苗发育指标并未呈现一直增长的趋势;当蚯蚓堆肥的比例超过40%，烟苗的生长发育指标开始呈下降趋势;在添加40%蚯蚓堆肥的基质中，幼苗生长呈现出周期短、出苗率高、幼苗壮等特点。吕秀敏等（2019）发现，将蚯蚓堆肥与无机基质混合处理，可以显著提高烟草幼苗的各类生长指标较常规育苗基质都有明显提高。张小良等（2015）[20]研究发现，在烟草大田种植土壤中引入蚯蚓堆肥，对烟草幼苗的生长及发育有较为显著的正向效果，提高了烟草的经济效益。

烟草秸秆为烟叶种植后的有机废弃物。本研究通过将粉碎后的烟草秸秆和牛粪混合腐熟发酵，消毒堆置，全程无污染，再引入先行驯化的pH值趋于中性且含有大量腐殖酸的蚯蚓粪作为替代型育苗基质，能有效促进作物的生长发育[21]。以此为基础，添加一定量的饼肥，可以使其营养成分完全满足烟草育苗期生长的需求。

本研究为烟草育苗基质的研发提供了新的组合配方，也为烟草种植废弃物的资源化利用开辟了新路。进一步完善配方，调整其容重、孔隙率、pH值等理化指标后，可以将蚯蚓堆肥基质作为替代基质应用，既能减少部分烟草种植废弃物，也能带来一定的经济效益。

参考文献：

[1]袁芳，周端荣，汪美凤，等.新型生物基质对烟草育苗的影响研究[J].生物化工，2021，7（4）：57-61.23A3C44F-E4DD-4D01-B661-3EDC5D3F2FD2

[2]聂欣.基于蚯蚓堆肥的蔬菜、水稻、烟草育苗基质开发及其持水性研究[D].南京：南京农业大学，2017.

[3]董建新，苏建东，王刚，等.我国烟草育苗技术现状分析[J].中国烟草学报，2015，21（1）：119-124.

[4]韦建玉，曾祥难，王军.甘蔗渣在烤烟漂浮育苗中的应用研究[J].中国烟草科学，2006，27（1）：42-44.

[5]万丽英，陈乃春.漂浮育苗技术在蔬菜基地推广的综合效益[J].长江蔬菜，2014（7）：4-5.

[6]張琼芬，杜如万，施继辉，等.烤烟漂浮育苗基质替代研究[J].中国烟草科学，2012，33（1）：56-59.

[7]吕秀敏，聂欣，徐辰生，等.基于蚯蚓堆肥的烟草育苗基质开发应用[J].江苏农业科学，2019，47（23）：316-319.

[8]位辉琴，申永防，杜阅光，等.烟梗草炭在烟草漂浮育苗基质中的应用[J].烟草科技，2013（9）：82-84.

[9]国家烟草专卖局.烟草漂浮育苗基质：YC/T 310—2009[S].北京：中国标准出版社，2009.