不同基质对烤烟和油菜种子萌发及幼苗生长的影响

谢 敏，周冀衡，李 强

（湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128）

根系分泌物是植物在生长过程中通过根的不同部位向基质中分泌的一组种类繁多的物质[1]。连作障碍是指在同一块土壤中连续种植同种作物，即使在正常的栽培条件下，作物也会出现生长势变弱、产量降低、品质下降、病虫害严重的现象[2]。根系分泌物是造成连作障碍的重要原因。烤烟是我国烟区重要的经济作物，随着烟草农业不断向规模化和集约化的方向发展，加之我国耕地的有限性以及生产实践中栽培条件的制约，连作障碍已成为烟草种植中的普遍现象[3-5]。烟草连作常导致烟草生长发育不良，品质及产量下降，抗病毒能力降低[6-7]。据统计，由烟草连作带来的经济损失高达约40 亿元[8]，对我国烟草行业造成了巨大的经济损失。已有研究表明，在无菌条件下，即使排除了生物因素的干扰，仍能模拟出连作障碍的现象[9-10]。自1996年成功推出一套“塑料大棚+小拱棚”育苗体系[11]，烟草漂浮育苗的应用技术至今已在全国得到广泛使用。烟草在移栽之前，生长于漂浮育苗盘基质内约90 d，此过程中埋在基质的根系部分会分泌一定量的根系分泌物，而对于基质内的根系残留物对作物生长影响的研究尚未见报道。笔者以油菜种子和烟草种子作为受体材料，探讨了根系残留物对油菜和烟草种子萌发和幼苗生长的影响，以期为克服烟草连作障碍、探索烟草与油菜轮作模式的合理性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试材料为生长过烟苗的基质和新基质，供试品种为云烟87 和湘油15 号。烤烟漂浮育苗基质主要成分为泥炭，另外含有不同比例的蛭石和珍珠岩等[12]。

1.2 试验设计

在烟苗移栽的前1 d 对漂浮育苗盘内的基质进行收集，试验设6 个处理，其中T1 为生长过烟苗的基质，T2 为未长出烟苗基质，CK 为新基质，对应分别为MT1、MT2、MCK。将T1、T2 自然状态下晾干到适宜程度，再分别取T1、T2、CK 的一半用高压蒸汽灭菌锅，1.05 kg/cm2、121.3℃灭菌20 min。自制苗孔规格为5 cm×10 cm 的漂浮育苗盘6 个，用0.1%高锰酸钾溶液消毒15 min，再用无菌水反复冲洗干净，将T1、T2、CK、MT1、MT2、MCK 等6 种基质分别填充到消过毒的漂浮育苗盘内，备用。选取颗粒饱满、大小一致的油菜种子，用10%的次氯酸钠溶液消毒10 min，用无菌水反复冲洗干净，用20℃温水浸泡24 h，晾干备用。将处理后的油菜种子均匀播在育苗盘中，并覆盖3 mm 左右的基质，每个苗孔播种6 粒，重复25 个苗孔。每个苗盘的剩下部分播种云烟87 包衣种，每个苗孔播种6 颗于表面，重复25 个苗孔。在消过毒的塑料盆内加入适宜浓度的Hoagland 营养液，在完成播种的6 个漂浮育苗盘内，将基质完全浸湿后漂浮于塑料盆，置于温度为25℃，湿度为60%，光照为6 000 lx 的人工气候培养箱内进行培养。由于基质浸湿于充足的全素营养液中，基质本身养分和物理性状的影响可忽略。

1.3 检测项目及方法

每隔24 h 观察种子萌发状况，以露出子叶为萌发标准，油菜种子3 d 后统计发芽势，7 d 后统计发芽率；烟草种子7 d 后统计发芽势，14 d 后统计发芽率。发芽率（%）=（7 d 的种子发芽数/供试种子总数）×100%；发芽势（%）=（3 d 的种子发芽数/供试种子总数）×100%。

在统计发芽率的第2 天用游标卡尺测量油菜和烟草幼苗的根长、芽长，同时称量幼苗的鲜重和干重。烤烟根系残留物对油菜和烤烟幼苗根、茎长度的影响采用随机采样法，每个苗盘的对角线上取10 棵，测量其根长、茎长。取每个苗孔的全部左上角的幼苗，共25 棵，将幼苗于110℃杀青15 min后，60℃烘干1 h，用万分之一电子天平称量干重。试验结果数据采用Excel 和DPS 数据处理系统进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同基质对烤烟和油菜种子萌发的影响

由表1 可知，对烤烟而言，T1 和MT1 的发芽势和发芽率均低于对照组，差异达极显著水平，T2 和MT2 的发芽率与对照组差异达极显著水平，发芽势无明显差异，而灭活的基质与不灭活的基质对比中除生长过烟苗基质的发芽率差异达显著水平，发芽势差异达极显著水平，其他相对应的差异均不明显；对油菜而言，T1、T2、MT1、MT2 的发芽势和发芽率明显低于对照组，差异均达极显著水平，而灭活的基质的抑制性相对于未灭活的基质有所减弱，其中MT1 和T1 之间的差异也达极显著水平。综上可知，生长过烟苗的基质对烤烟和油菜种子的萌发均有明显的抑制作用，基质灭活后这种抑制作用仍然存在，但是灭活后的基质的发芽势和发芽率均高于未灭活基质。这可能是由于长过烟苗的基质中存在某微生物对烤烟和油菜种子萌发不利所致。已有研究表明，植物根细胞和组织的脱落物是根际微生物的主要碳源，微生物活动产生的分解产物也会对营养状况产生影响[13]。

表1 不同基质对烤烟和油菜种子发芽势、发芽率的影响

2.2 不同基质对烤烟和油菜幼苗生长的影响

由表2 可知，对烤烟根和芽生长的影响，与对照组相比，除T1 对根生长的影响差异极显著外，其他组之间差异均不明显，其中MT1 与MT2 对芽长差异达显著水平；对油菜而言，与对照组相比，T1、MT1、MT2 对根长和芽长生长的影响差异达极显著水平，MCK 对根长的影响差异达极显著水平，其他组之间均无明显差异。综上可知，生长过烟苗的基质对烤烟根系的生长有抑制作用，对芽生长抑制作用不明显，灭活后的基质对烤烟幼苗生长影响不明显，生长过烟苗的基质对油菜幼苗根和芽的生长均有明显抑制作用，但是基质灭活后，抑制作用只存在于芽的生长上。

表2 不同基质对烤烟和油菜幼苗根长、芽长的影响

2.3 不同基质对烤烟和油菜生物量的影响

由表3 可知，对烤烟幼苗鲜重的影响，与对照组相比，其他组差异均达极显著水平，对干重的影响，T1与CK差异达极显著水平，MT1、MT2 与MCK 的差异均达极显著水平，灭活基质与未灭活基质的差异也达极显著水平；对油菜幼苗鲜重的影响，各组之间差异均达极显著水平，对干重的影响，与对照组相比，其他组差异均达极显著水平。综上可知，使用过的基质无论是否灭活对烤烟和油菜幼苗生物量的积累均有明显的抑制作用。

表3 不同基质对烤烟和油菜幼苗生物量的影响

3 结 论

T1 和MT1 是生长过烟苗的基质，其中很可能含有一定量的根系分泌物和根系脱落残体或根部脱落细胞等物质。T2 和MT2 是未长出烟苗的基质，但由于和生长过烟苗的基质同浸泡于育苗池内约90 d，可能会有一定根系分泌物溶液浸入，从一定程度上说，它们当中的根系分泌物溶液含量的大小排序为T1＞T2＞CK；MT1＞MT2＞MCK。它们抑制作用的大小排序也基本如此，与前人研究结果吻合[14]。生长过烟苗的基质对烤烟和油菜的种子萌发、幼苗物质积累均产生明显的抑制作用，对烤烟和油菜幼苗根长的影响均不明显，对烤烟幼苗地上部的生长影响不明显，对油菜幼苗地上部的生长产生抑制作用；基质灭活后，灭活基质中烤烟幼苗根长比未灭活基质中的根长要长，干物质重量有所增加，烤烟和油菜种子的最终发芽率在灭活的基质中均有所提高。这可能是基质灭活后，杀死了基质中存在的对烤烟和油菜种子萌发、烟苗根生长有抑制作用的微生物。灭活基质对油菜的影响除对种子萌发有促进作用外，其他均表现为抑制。

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