有机液肥对漂浮育苗有机生态烟苗生长及生理特性的影响

郑 华,黄 兰,彭 宇,郭 亮,韦 斌,张瑞亚,熊 瑶*

(1.中国烟草总公司 贵州省公司,贵州 贵阳 550003;2.贵州省烟草公司 毕节市烟草公司,贵州 毕节 553399)

0 引言

【研究意义】漂浮育苗是当前推广应用范围最广的育苗技术,具有营养高、无土、空间利用率高等优点,该技术培育烟苗的营养液通常由各种化学肥料按比例调制而成,卷烟中的有害成分风险增大,难以满足烟叶有机生态生产的要求[1-3]。有机生态烟叶是按有机生态农业标准生产优质烟叶,即不施用化学农药、化肥、基因工程生物及其产物,按照有机生产认证标准生产的品质优良、符合高端卷烟品牌需求的烟叶[4]。培育壮苗是烟叶生产过程中的重要基础环节,也是实现烟叶有机生态生产的第一步,对后期烟叶产质量均产生重要影响[5-7]。贵州是全国第二大烟区,有机生态烟的发展日益受到重视。探明有机液肥对有机生态烟漂浮育苗烟苗生长及生理特性的影响,对推进有机生态烟的发展具有重要意义。【前人研究进展】马云飞等[8]研究不同育苗基质对烤烟漂浮育苗烟苗生长的影响表明,大方基质、金福基质、大兴基质和瑞安基质育苗的出苗率、成苗率和烟苗素质等均达烤烟生产技术要求,以金福基质育出的烟苗素质最好。邱坤等[9]研究表明,低氮高钾配制的营养液育苗,成苗综合素质较好;高氮高磷配制的营养液育苗,一级侧根数最多。徐新龙[10]研究表明,在不同施肥方式中,4次施肥(育苗时施入20%,2片真叶时施入30%,3片真叶时施入30%,5片真叶时施入20%)烟苗的株高、茎围、地上部分鲜重及最大叶面积较其他处理差异显著,烟苗的综合素质较好。【研究切入点】目前,关于漂浮育苗已有研究报道采用的营养液通常由各种化学肥料按比例调制而成,鲜见利用沼液和鱼蛋白有机液肥进行有机生态烟育苗的研究报道。【拟解决的关键问题】依托贵州毕节有机生态烟基地,探明有机液肥对漂浮育苗有机生态烟苗生长及生理特性的影响,旨在推进贵州毕节有机生态烟的发展,为其生态有机烟育苗提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年在贵州省威宁县兔街基地单元(27°18′N、104°06′E)进行,平均海拔2 100 m,远离工矿企业、养殖场等,土壤和空气环境质量符合《烤烟有机生产规范 第1部分：产地环境条件》(DB52/T 833.1-2013)的相关要求。威宁县地处贵州省西北部,属亚热带季风气候,年均日照时数1 800 h,年均气温11.5℃,年均降雨量909 mm,无霜期180 d,试验基地符合烤烟有机生态种植标准。

1.2 材料

1.2.1 烤烟品种 供试烤烟品种为云烟87,由毕节市烟草公司提供。

1.2.2 肥料 供试肥料为常规育苗专用肥(N∶P2O5∶K2O=15∶10∶18)、沼液(N∶P2O5∶K2O=0.68∶0.54∶1.21)和鱼蛋白有机液肥(N∶P2O5∶K2O=2.61∶0.75∶3.24),均购自当地农资市场。

1.2.3 育苗盘与育苗基质 采用由聚苯乙烯膨化制成160孔的常规育苗盘(长×宽×高=52 cm×33 cm×6 cm),购自成都桑榆农业科技有限公司。

1.2.4 育苗基质 为常规商品育苗基质,购自贵州省毕节市瑞安科技开发有限责任公司。

1.2.5 仪器 Li-6400型便携式光合作用测定仪,美国LI-COR公司生产。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 试验采用漂浮育苗方式育苗,共设4个处理,以施用等量清水为对照(CK);T1,常规育苗专用肥(1.00 g/L);T2,沼液(22.06 mL/L);T3,鱼蛋白有机液肥(5.75 mL/L)。T1～T3营养液氮含量均为150 mg/L,每个处理5次重复。随机区组排列,常规播种、苗床管理等操作均参照《贵州省烤烟漂浮育苗技术规程》(DB52/T 661-2010)进行。

1.3.2 指标测定

1) 农艺性状。参照文献[11]的方法于成苗期(漂浮育苗50 d时)各处理选取10株长势相近的烟苗,参照《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T 142-2010)测定株高、最大叶长、叶宽、茎叶及根系鲜重和根系活力。

2) 光合特性。成苗期各处理选取10株长势相近的烟苗,在天气晴朗无云的10∶00左右,参照文献[12]的方法,利用Li-6400型便携式光合作用测定仪测定烟苗最大展开叶的光合特性,包含净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。

3) 酶活性及丙二醛(MDA)含量。不同处理烟苗的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)酶活性和MDA含量参照文献[12]的方法测定。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2016和SPSS 22.0对数据进行统计与分析,采用最小差异显著法(LSD)进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同有机液肥漂浮育苗烟苗的农艺性状

从表1可知,不同处理成苗期烟苗的株高、最大叶宽和最大叶长分别为12.4～17.6 cm、6.1～7.9 cm和14.3～18.4 cm,依次为处理1>处理3>处理2>CK、处理1>处理2>处理3>CK和处理2>处理1>处理3>CK,3个施肥处理间均差异不显著,但均显著高于CK。不同处理成苗期烟苗的叶片数和茎围分别为8.1～8.2片/株和7.4～7.6 cm,依次为处理2=处理3>处理1=CK和处理1>处理2=CK>处理3。

表1 不同处理漂浮育苗成苗期烟苗的农艺性状Table 1 Agronomic trait of tobacco seedlings cultured by the floating system under different treatments

2.2 不同有机液肥漂浮育苗烟苗的生物量

从表2可知,不同处理成苗期烟苗地上部的干重和鲜重分别为2.50～5.88 g/株和14.08～36.55 g/株,均为处理1>处理3>处理2>CK,3个施肥处理间均差异不显著,但均显著高于CK。不同处理成苗期烟苗地下部的干重和鲜重分别为0.35～0.63 g/株和6.72～16.37 g/株,均为处理2>处理3>处理1>CK,均为CK显著低于3个施肥处理,处理1显著低于处理2和处理3,处理2与处理3间差异不显著。干物质量根冠比为0.08～0.14,依次为CK>处理2>处理3>处理1,不同处理间差异不显著。

表2 不同处理漂浮育苗成苗期烟苗的生物量Table 2 Biomass of tobacco seedlings cultured by the floating system under different treatments

2.3 不同有机液肥漂浮育苗烟苗的光合特性

从表3看出,不同处理成苗期烟苗净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率的变化。净光合速率：不同处理为8.43～13.62 μmol/(m2·s),依次为处理1>处理2>处理3>CK,CK显著低于各施肥处理,处理1与处理2间差异不显著,二者显著高于处理3。气孔导度和胞间CO2浓度：不同处理分别为0.21～0.42 mol/(m2·s)和187.21～231.03 μmol/mol,依次为处理2>处理3>处理1>CK和处理3>处理2>处理1>CK,3个施肥处理间差异不显著,但均显著高于CK。蒸腾速率：不同处理为2.28～2.72 mmol/(m2·s),依次为处理2>处理1>处理3>CK,不同处理间差异均不显著。

表3 不同处理漂浮育苗成苗期烟苗的光合特性Table 3 Photosynthetic property of tobacco seedlings cultured by the floating system under different treatments

2.4 不同有机液肥漂浮育苗烟苗的酶活性和丙二醛含量

从表4可知,不同处理成苗期烟苗过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量的变化。过氧化物酶和过氧化氢酶：不同处理分别为52.39～63.18 U/g FW和1.02～1.54 U/g FW,依次为处理2>处理1>处理3>CK和处理2>处理3>处理1>CK,3个施肥处理间差异不显著,但均显著高于CK。超氧化物歧化酶：不同处理为54.48～68.41 U/g FW,依次为处理2>处理1>处理3>CK,CK显著低于除处理3外的其余处理,各施肥处理间差异不显著。丙二醛：不同处理为7.73～12.59 nmol/g FW,依次为处理1>处理2>处理3>CK,CK显著低于3个施肥处理,各施肥处理间差异不显著。

表4 不同处理漂浮育苗成苗期烟苗的酶活性和丙二醛含量Table 4 Leaf enzymatic activity and MDA content of tobacco seedlings cultured by the floating system under different treatments

3 讨论

烤烟苗期生长状况直接影响后期产量和品质的形成。在品种一定的情况下,施肥是烟苗素质的首要影响因素。在烟苗漂浮育苗过程中,充足、全面的养分供给是烟苗根系发育、生物量积累和大田正常生长的重要保障[13]。孟琳等[14]研究表明,蚯蚓肥添加30%珍珠岩混配处理的烟苗出苗率较常规基质持平,随着蚯蚓肥比例的增加,出苗率显著降低;蚯蚓肥添加30%珍珠岩混配处理,地下部干物重和地上部干物重较常规基质显著提高18.9%和16.9%,烟苗总根长、根表面积、根体积、平均直径、二级侧根数、平均根长均显著增加,蚯蚓肥中添加30%珍珠岩配制的烤烟育苗基质可以替代常规草炭基质。赵会纳等[15]报道,沼液150 mg/L N处理烟苗地上部长势较好,株高为16.95 cm,接近常规育苗肥效果,根鲜、干质量分别为0.79 g/株和 0.07 g/株,根系活力为307.36 U/(g·h),高于常规育苗肥和鱼蛋白有机液肥处理;鱼蛋白有机液肥150 mg/L 处理烟苗株高为17.61 cm,但根系活力最弱,仅163.70 U/(g·h),烟苗光合色素含量和净光合速率均低于沼液处理。研究结果表明,不同处理成苗期烟苗的株高、最大叶宽和最大叶长分别为12.4～17.6 cm、6.1～7.9 cm和14.3～18.4 cm,3个施肥处理间差异均不显著;叶片数和茎围分别为8.1～8.2片/株和7.4～7.6 cm,各处理间差异不显著。地上部、地下部的干重和鲜重分别为2.50～5.88 g/0.35～0.63 g和14.08～36.55 g/6.72～16.37 g,3个施肥处理均显著高于CK;干物质量根冠比为0.08～0.14,不同处理间差异不显著。过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量分别为52.39～63.18 U/g FW、1.02～1.54 U/g FW、54.48～68.41 U/g FW和7.73～12.59 nmol/g FW,3个施肥处理均显著高于CK。沼液和鱼蛋白有机液肥较常规育苗专用肥更能促进烟苗根系生长,与赵会纳等[15]的研究结果一致。光合作用是烟苗利用光照合成有机物质的重要路径,净光合速率通常被用来表示叶片的光合水平[16]。研究结果表明,不同处理成苗期烟苗的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率分别为8.43～13.62 μmol/(m2·s)、0.21～0.42 mol/(m2·s)、187.21～231.03 μmol/mol和2.28～2.72 mmol/(m2·s),其中,3个施肥处理的净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度均显著高于CK,施用沼液和常规育苗专用肥的烟苗净光合速率差异较小,且二者显著高于鱼蛋白有机液肥;各处理间蒸腾速率差异不显著。

4 结论

施用沼液烟苗的农艺性状、生物量积累和酶活性均与常规育苗专用肥差异不大,且光合能力优于常规育苗专用肥和鱼蛋白有机液肥,沼液是替代常规育苗专用肥实现烟苗漂浮育苗有机化的最佳肥源。