烤烟漂浮育苗基质中泥炭替代的研究进展

黄刘亚,孙永波，刘书武，王李芳，管安伟，董祥立，张永辉，年夫照

(1.云南农业大学 烟草学院，云南 昆明 650201；2.四川省烟草公司 泸州市公司，四川 泸州 646000)

烤烟漂浮育苗基质中泥炭替代的研究进展

黄刘亚1,孙永波1，刘书武1，王李芳2，管安伟2，董祥立1，张永辉2，年夫照1

(1.云南农业大学 烟草学院，云南 昆明 650201；2.四川省烟草公司 泸州市公司，四川 泸州 646000)

在前人研究基础上，从替代物料及方法方面，综述了烤烟漂浮育苗基质中泥炭替代的研究进展,对当前育苗基质中替代泥炭存在的问题和对泥炭替代的发展前景进行了阐述，旨在为找出泥炭替代研究的新方向，争取获得更有效、廉价的泥炭替代物提供参考。

烤烟；漂浮育苗；泥炭

泥炭是死亡植物残体在沼泽环境的自然状态下经过相当长时间转化、积累形成的有机矿物资源，属于短期内不可再生资源。泥炭有机质丰富，通气性和透水性好，疏松多孔，具有多孔渗水的功能。同时，泥炭中含有腐植酸类物质，除了自身能提供营养外，还可保护并贮存外加营养元素[1-3]。泥炭之于湿地在抵御洪水、控制污染、调节气候等方面具有不可替代的作用[4]。

目前，漂浮育苗是烤烟生产中最为普遍的育苗方式，泥炭以其性质稳定、物理化学协调性好、缓冲能力强和营养丰富等优点而成为漂浮育苗基质中的主要有机质材料。然而随着漂浮育苗推广力度加大及对育苗基质要求的提高，作为漂浮育苗基质主要原料之一，泥炭需求量越来越大，势必造成对泥炭资源的持续大规模开发，加之泥炭的不可再生性，其资源势必日益减少[5-7]。进而造成被开采地生态环境破坏和大量耕地不可逆转的后果。因此，烟草漂浮育苗基质中泥炭替代是一项亟待解决的问题[8-10]。

本研究就不同泥炭替代的相关内容进行了总结与分析论述，希望能对已有的研究成果进行梳理与总结，并阐述了当前泥炭替代存在的问题，旨在为找出替代物研究的新方向，争取获得更有效、廉价的泥炭替代物提供理论依据。

1 泥炭替代研究现状

1.1 替代物料

1.1.1 农作物秸秆类 农作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、烟秆等，通常这些有机基质均是与沙、蛭石、珍珠岩等无机基质或泥炭等其他有机基质按一定比例混合使用才能取得较好的效果。

1.1.1.1 玉米秸秆 秸秆资源丰富，碳化后的比表面积为158 m2/g，能够改善基质孔隙状况和通气状况，从而使基质的密度降低、吸湿性增大、最大持水量、田间持水量和有效水含量增加。已经有研究表明，用碳化后的玉米秸秆替代烤烟漂浮育苗基质中的泥炭，培育出的烟苗综合性状较好，作为漂浮育苗的替代基质具有一定的可行性[11]。同时玉米秸秆含有大量氮、磷、钾、等元素，因此，可用玉米秸秆开发优质栽培基质[12]。

玉米秸秆作为基质原料时，配合其他物料使用效果较好。例如，在利用褐煤、秸秆等原料完全替代基质配方中的泥炭研究中，秸秆比例≤50%及褐煤比例>10%的替代处理基本可以作为烟草漂浮育苗基质使用[13]。在以粉碎腐熟的玉米秸秆和炉渣为原料，进行烤烟漂浮育苗基质的配制技术研究中，用一定比例的玉米秸秆和炉渣配制基质的生理生化指标符合漂浮育苗基质的条件[14]。还有用药渣和玉米秸秆完全替代烤烟漂浮育苗基质中的泥炭，结果具有一定的可行性[15]。

1.1.1.2 小麦秸秆 小麦作为巨大的可再生资源，长期以来没有得到很好的再利用，不但污染了环境，还造成资源浪费。用腐熟棉籽壳和小麦秸秆完全替代泥炭作育苗基质的可行性研究，培育的烟苗农艺性状与生理指标协调，均能达到壮苗标准要求，培育的烟苗可作为育苗基质配方进行适当示范推广[16]。利用泸州市主要农作物玉米、小麦秸秆、稻草作为秸秆基质的有机质材料，通过筛选得出最优配方，该配方的理化指标符合国家标准，且育苗期和大田期的表现均与对照相当，还具有地方特色[17]。

1.1.1.3 其他秸秆 烟秆也可用作基质原料。有研究利用碳化烟秆与泥炭、膨化珍珠岩、蛭石以不同的比例混配成基质，在烟苗漂浮育苗上的使用效果较好[12]。还有在商品基质中混入不同比例的碳化烟秆配成新的育苗基质，其效果与商品基质相当，替代泥炭具有一定的可行性[18]。另外棉花秸秆、洋麻秸秆等均可以作为基质成分，但目前用作烤烟育苗基质的报道较少。

1.1.2 糠类

1.1.2.1 稻壳 炭化稻壳是在稻壳炭化炉中经控制燃烧条件而获得的一种黑色闪光的颗粒状粗粉，含有较为丰富的营养物质。炭化稻壳具有良好的吸热性、多孔性、低密度性，已成为一种烟草育苗基质的主要原材料[19]。稻壳与泥炭按一定比例配制成基质，可改善基质性能。基质配比中碳化稻壳比例<50%、泥炭比例>20%、蛭石用量5%～20%培育的烟苗的叶绿素含量较高，活性氧化代谢协调，烟苗根系活力强[20]。用发酵稻壳为主要原料，配以高温消毒熟土以及膨化珍珠岩的基质可替代现烤烟漂浮育苗使用的商品基质[14]。稻壳的多孔性导致基质持水性差，因此利用细沙土来协调，加入无机材料按一定比例混配成基质，烟苗长势和成苗素质良好[21]。采用谷壳和红泥土的混配基质，其烟苗生长较好，同时推广应用效果也较好[22]。

1.1.2.2 花生壳(花生糠) 充分发酵腐熟的花生壳的pH值、容重、总孔隙度均与泥炭接近，且具有来源广泛、成本低廉等特点。在花生壳与泥炭混合用于育苗的试验研究中，花生壳可改善基质通气性，增大基质孔隙度，改善基质水气平衡和物理结构，优化根际环境，减少泥炭的使用量[23]。

花生壳一般与其他材料混合配成基质，80%花生壳+20%河沙[24]、50%花生壳+50%腐殖土、52%花生壳+13%腐熟玉米秸秆+20%蛭石+15%膨化珍珠岩均能明显改善基质理化性质[25]，其育苗效果与商品基质基本一致。90%花生糠+10%河砂[26]、80%腐熟花生糠+10%膨化珍珠岩+10%蛭石配制的烤烟漂浮育苗基质[27]，其出苗率和出苗速度高、根数量高、根系活力强。

1.1.2.3 菌糠 菌糠是收获食用菌产品后的残留物菌废料。使用菌糠替代泥炭作为基质主要原料不但能改善基质性能，还能为基质提供部分养分。65%淋洗后的菌糠+20%珍珠岩+15%蛭石配制成基质的烟草出苗率达60%，添加适量菌肥，出苗率可达80%以上[28]。还有研究发现，67%的食用菌废弃菌糠+33%的营养土也可作为烤烟育苗基质，与常规基质相比差异不显著[29]。

1.1.3 废渣类

1.1.3.1 甘蔗渣 甘蔗渣是一种来源极为丰富的可再生物质资源，透气性和持水性较好，有机质含量高，电导率低，pH适中，微量元素含量较低，是一种良好的基质原料。利用甘蔗渣和紫茎泽兰秸秆替代泥炭，测定其基质的物理性质，结果表明：甘蔗渣容重小，孔隙度高，自然吸水量大，同时易于添加不同疏水材料配合制成基质[30]。因此甘蔗渣一般和其他物料混配成基质使用，有研究将甘蔗渣与河砂按不同比例配制成基质，替代效果较单独使用甘蔗渣更好[31]。甘蔗渣作为泥炭替代物，必须经过充分发酵腐熟。以新鲜甘蔗渣为主要材料，对甘蔗渣进行不同腐熟处理，结果表明：添加复合肥和钙镁磷肥堆沤腐熟7个月后的甘蔗渣效果最佳,并混合煤渣和膨化珍珠岩配制烤烟漂浮育苗基质，能使烤烟较好生长和成苗[32]。所以因地制宜选用甘蔗渣配制为烤烟漂浮育苗基质以代替常规基质具有一定可行性。

1.1.3.2 锯末屑 锯末屑类原料极为丰富，吸持水性较好，C/N较高，因此充分腐熟后的锯木屑才可作为育苗基质材料[33]。由于锯末中速效养分含量较少或刚腐熟锯末基质中存在一些抑制物质，在育苗前期生长缓慢，而后期与对照没有差异[34]。同样锯末屑也可和其他物料混配成基质，用锯末拌山沙配成基质来育苗，其烟苗生长各项指标与常规基质差异不明显[35]。

1.1.3.3 其他废渣 废渣类基质原料来源丰富，并且物料成本低，但是大部分需要成分腐熟才可使用。而废渣类原料因其特性单一，往往和其他特性互补的原料搭配使用。有研究用堆捂腐熟的药渣和玉米秸秆完全替代烤烟漂浮育苗基质中的泥炭[15]，利用矿渣完全替代育苗基质[36]，用完全腐熟的玉米秸秆和炉渣来替代基质中的泥炭[14]，还用河沙、煤渣和锯木灰代替泥炭进行漂浮育苗[37]，这些替代的效果与常规基质差异不大，且节约成本。

1.1.4 其他类 部分研究采用粉煤灰作为基质，70%粉煤灰+30%农家肥的育苗基质[37]、95%粉煤灰+5%珍珠岩基质配方[38]、70%蜂窝煤灰或散煤灰+30%珍珠岩的育苗基质[39]，所育烟苗的出苗率、成苗率、壮苗率与泥炭基质没有显著差异，能满足大田烟苗需要。

蚯蚓肥也可以作为育苗基质原料，70%蚯蚓肥+30%珍珠岩混配基质具有良好的团粒结构、孔隙性、通气性、排水性、持水性、丰富的微生物，烟苗的出苗率高，出苗整齐，生物量比常规基质增加约17%[40]。

1.2 替代方法

1.2.1 部分替代泥炭 以目前研究文献资料来看，很多研究是部分替代泥炭，均是在原来常规基质基础上，加入一种或者多种物料，通过减少泥炭用量来替代。经过对烟苗指标的测定以及大田生长期的观察，替代效果大部分与常规基质差异不大。以一定比例的泥炭，搭配合适比例的腐殖土和腐熟玉米秸秆，基质的育苗性能较佳[41]。通过研究烤烟漂浮育苗系统中不同配比基质对烟苗生长的影响，结果表明：基质中以泥炭∶炭化谷壳∶膨化珍珠岩=3∶4∶3或泥炭∶炭化谷壳∶膨化珍珠岩=3∶5∶2为宜，基本能达到育苗标准[42]。这种复合基质能充分利用基质中不同物料的不同特性，使基质达到最好的理化指标，有助于培育的壮苗满足生产所需。

1.2.2 完全替代泥炭 在泥炭面临枯竭的情况下，找到完全代替泥炭的物料或者方法就更有意义。替代物料最好是与泥炭特性相近的物料，并且基质原料的种类越少越好，能达到使用泥炭基质同样的效果。随着泥炭替代的大量研究，也有方法可以完全替代泥炭。近年来，云南分别发明了无基质假植技术和漂浮育苗沙培育技术，在育苗生产中起到较好的效果。

2 泥炭替代研究存在的问题

目前，可替代物料多并且效果不太理想。在利用药渣及秸秆替代基质中泥炭进行烤烟育苗的研究中，培育的烟苗虽能基本达到壮苗要求，但其协调程度不及对照[15]。还有前人自行筛选了2种育苗基质，育苗效果差于对照或和对照无明显差异[41]。这类研究就育苗效果而言没有替代意义，达不到泥炭替代的效果。

研究中替代物料成本投入较大，不利于烟草行业可持续发展。研究中多以秸秆、废渣等农业废弃物，而这些物料的C/N高，若不加以处理作为烤烟漂浮育苗基质会产生大量有害物质而影响烟苗生长，因此必须经过碳化或者腐熟发酵等措施进行加工，而加工过程冗长繁琐，造成育苗劳动成本增加。在某些研究中，仅仅考虑替代效果，而忽略了经济成本。在采用漂浮育苗方式研究保水剂与珍珠岩配比基质对烟苗影响的研究中[42]，育苗效果与利用泥炭作为有机质效果相当，但是保水剂成本较高，其研究有待进一步探索。

泥炭替代研究方法和力度较浅。目前的研究对基质的深层结构了解不够全面，仅从其几项理化性质来说明相关问题，没有深入探究基质在育苗整个过程中的转变和调节水、气、肥的机理。另一方面，在育苗过程中，基质的理化性质随着育苗的进行会发生变化，同时反作用于烟苗的报道未见，这就需要跟随着育苗的进行，探索基质和烟苗的互作关系，从而达到更好的育苗效果。

3 泥炭替代研究的发展前景

3.1 替代物料的选择

如今替代泥炭的物料主要是作物秸秆、废弃渣以及作物壳类或糠类等，但是由于物料加工过程繁琐或地域限制等原因而大部分未被大面积推广。因此在选择物料作为泥炭替代物时，需满足以下条件：一是基质理化性能好。基质的容重、总孔隙度、水气比、粒径、缓冲能力、持水性、导热性、pH值等理化性质尤为重要，良好基质的理化性能是育苗的关键因素，这就要求生产中严格控制基质的各个指标，实现育苗的标准化。二是来源广，当地易于获取。山区的木材、沿海地区的沙石、农作物废弃物等都是优势资源，充分利用这些资源因地制宜解决泥炭替代的问题，并在该地区大范围推广，实现集约化、工厂化。三是成本要低。降低育苗成本，最大可能减轻烟农的育苗经济负担是当今烟草行业的目标，在今后的研究中，都要将经济效益纳入研究的主要对象之一，实现烟草育苗的经济化。四是变废为宝。烟草漂浮育苗基质的替代应该从变废为宝的方向来开展，既能节约资源，也替代不可再生资源，保护环境，实现烟草育苗的生态化。综上所述，还有很多可替代泥炭的物料，例如在蔬菜育苗中广泛使用的树皮、椰糠粉、芦苇末、果壳等，在烤烟漂浮育苗中仍然具有一定的可行性。

3.2 替代方法的创新

除了理想的替代物外，替代方法对于泥炭替代同样重要。在保证烟草行业可持续发展的前提下，转变传统思想，于育苗环节的其他方向上进行创新达到使用泥炭育苗同样的效果。比如将有机肥的研究思路运用到基质上，在基质中加入相关微生物，能增加烟苗抗病性外，也能增加基质的养分；添加某些催化剂来增加基质的理化性质；改变育苗盘结构来改善基质通气性等目前还是初步研究阶段，也将是今后研究基质的发展方向。总之，漂浮育苗基质替代摆脱泥炭的依赖是漂浮育苗研究的中心问题，向着非泥炭基质方向发展才符合当今烟草行业的发展标准。

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(责任编辑：曾小军)

Research Progress in Substitution of Peat in Substrate for Float Breeding of Flue-cured Tobacco Seedlings

HUANG Liu-ya1, SUN Yong-bo1, LIU Shu-wu1, WANG Li-fang2, GUAN An-wei2,DONG Xiang-li1, ZHANG Yong-hui2, NIAN Fu-zhao1*

(1. College of Tobacco Science, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China;2. Luzhou Tobacco Corporation of Sichuan Province, Luzhou 646000, China)

On the basis of previous studies, this paper summarized the research progress in substitution of peat in substrate for float breeding of flue-cured tobacco seedlings from the aspects of substitutes and substituting methods, described the existing problems in substitution of peat in substrate for float breeding of flue-cured tobacco seedlings at present, and discussed the future developmental prospects of peat substitution, in order to provide reference for finding out new direction of peat substitution and getting more effective and cheaper peat substitutes.

Flue-cured tobacco; Float breeding; Peat; Substitution

2017-02-22

四川省烟草公司泸州市公司项目“酒糟在烟草上的综合应用(kx132276)、提高烟叶等级结构综配套技术应用(kx132275)”。

黄刘亚(1990─)，男，四川成都人，硕士研究生,从事烟草生理生化及烟叶质量评价研究。*通讯作者：年夫照。

S572

A

1001-8581(2017)06-0075-05