郎 彬, 傅民杰, 闫 寒, 朱诗苗, 陈 越, 李虎林
(延边大学农学院,吉林 延吉 133002)
育苗是烟草生产的关键环节之一,而培育壮苗有利于缩短移栽后的缓苗时间,提高成活率,为增产奠定基础[1]。目前烟草育苗基质常加入草炭[2],但草炭资源不可再生,为实现资源利用的可持续发展,可利用农业废弃物作为原料添加到育苗基质中。相关研究表明,黑木耳菌渣添加到烤烟育苗基质中效果良好[3]。
黑木耳菌糠渣是黑木耳采摘后废弃的固体培养基质,其有机物含量为15.66%,还含有Fe、Ca、Zn、Mg等微量元素[4-5],不仅可为植物生长提供相对持续的营养供应,改变土壤的理化性质[6-7],降低土壤容重,提高土壤孔隙度,增加其矿物质元素钙和钾的有效含量,还可以增强电导率使栽培基质的pH值接近中性,对土壤酸碱胁迫起到缓冲作用[8]。当前东北地区黑木耳栽培数量庞大,产生经济效益的同时还产生大量的废弃基质。由于无法大规模利用,大多被弃之河流、山谷,不仅给周边环境造成不同程度的生态污染,更重要的是造成了农业资源的极大浪费[9]。因此,本试验结合本地的实际情况,研究利用不同量的黑木耳菌渣配制苗床土进行烟草育苗试验,旨在为废弃菌渣在烟草培育壮苗中提供理论依据。
供试烤烟品种为吉烟10号(编号:K),晒烟品种为延晒6号(编号:S)。试验于2018年3—5月在延边大学农学院温室内进行。黑木耳菌渣取自安图县榆树川,基本理化性质为:速效氮968.8 mg/kg,有效磷80.58 mg/kg,有效钾249.9 mg/kg,全氮5.2 g/kg,全钾25.4 g/kg,全磷1.23 g/kg,有机质130.72 g/kg,容重0.34 g/m3,pH值7.33(表1)。
表1 苗床基质的处理及基质的理化性质
注:同列不同大、小写字母分别表示0.01和0.05水平差异显著,下同。菌渣经过发酵达到生产应用标准。
试验基质中各成分比为体积比,从播种至烟苗假植前对苗床基质设4个处理,在烟苗假植过程中对苗床基质增加处理5和6(增加处理所用烟苗为CK中烟苗),每个处理重复3次,以不添加黑木耳菌渣的基质作为对照(CK)。苗床土经100 ℃蒸汽消毒40 min,按照本地烟草育苗操作规程进行管理。各处理生长条件与管理措施保持一致。
观察并记录各处理的十字、假植及成苗时期。以50%烟苗达到以上生长发育阶段的日期为准,分别做好记录[10]。对生长发育过程中的观察从播种到成苗可移栽为止。测定的项目为株高、茎围、叶片数、根长、最大叶长、最大叶宽、根数、叶绿素含量、地上鲜重和干重、地下鲜重和干重。每个处理取样15株。
本试验对4种不同配比的苗床土在烤烟与晒烟烟苗的十字期、假植期以及对6种不同配比的假植床土在烟苗的成苗期进行农艺性状和生物学量进行分析对比。
用SPSS 17.0进行单因素方差分析,采用Duncan新复极差检测法比较不同处理在α=0.05和α=0.01水平上的差异显著性[11]。
2.1.1 不同配比苗床土对十字期烟苗农艺性状的影响
不同处理的苗床基质对十字期烟苗农艺性状的调查结果(表2)显示,烤烟各处理茎围、最大叶宽与K-CK相比无显著差异。处理K-2、K-3叶片数显著高于K-CK,其余处理与K-CK无显著差异。处理K-1株高与 K-CK无显著差异,其余各处理均显著低于K-CK。K-3、K-4根长、最大叶长显著高于其他处理。
除处理S-1茎围显著低于S-CK以外,其余晒烟各处理茎围、最大叶长、最大叶宽与S-CK相比无显著差异。处理S-2、S-3叶片数显著高于S-CK,其余处理与S-CK无显著差异。处理S-1、S-3株高,S-1根数与S-CK的指标无显著差异。S-3、S-4处理株高显著低于S-CK,S-2、S-3、S-4处理株高均显著高于S-CK,并且3者之间差异性不显著。各处理根长均显著高于S-CK。
表2 不同配比苗床土对十字期烟苗农艺性状的影响
2.1.2不同配比苗床土对十字期烟苗生物量及叶绿素含量的影响
烟苗素质的高低与地上部干物质的积累以及根系发育程度密切相关[12]。叶绿素含量是衡量叶片功能强弱的重要指标,其对有机物质的积累起至关重要的作用;而根冠比是衡量烟草是否壮苗的重要指标,其决定植物光合产物的分布情况和生长特性。
不同处理的苗床基质对十字期烟苗生物量及叶绿素含量的调查结果(表3)显示,各处理(除K-2)叶绿素含量与K-CK无显著差异。各处理地上干重之间无显著差异,但均显著高于K-CK,而处理K-CK的地下干重显著高于其他处理。由此进一步说明叶绿素的含量对有机物的积累起到关键作用。由于处理K-CK的地下干重较高,导致根冠比显著高于其他处理。
晒烟各处理之间叶绿素含量与S-CK 无显著差异。处理S-3、S-4之间地上干重差异性不显著,显著高于其他处理。处理S-1地下干重与S-CK差异性不显著,但显著高于其他处理。处理S-CK根冠比最大,处理S-1次之。
表3 不同配比苗床土对十字期烟苗生物量及叶绿素含量的影响
2.2.1 不同配比苗床土对假植期烟苗农艺性状的影响
对假植期5种苗床基质中烟苗农艺性状调查(表4)表明,处理K-1、K-2、K-3、K-4在株高、茎围、根长、根数以及最大叶长、最大叶宽显著高于K-CK。处理K-4叶片数显著高于其他处理。处理K-4根长各项指标均最大, K-CK最小。
处理S-3、S-4株高、茎围之间差异性不显著,但显著高于其他处理,处理S-3均最高。处理S-1、S-2、S-3根长之间差异性不显著,但显著高于处理S-CK、S-4。各处理最大叶长、根数显著高于S-CK,而最大叶宽均与S-CK无显著差异。处理S-3叶片数、根数均最多。
表4 不同配比苗床土对假植期烟苗农艺性状的影响
2.2.2 不同配比苗床土对假植期烟苗生物量及叶绿素含量的影响
对假植期5种苗床基质中烟苗生物量及叶绿素含量的调查结果(表5)显示,各处理之间叶绿素含量无显著差异,但显著高于K-CK。处理K-1、K-3、K-4之间叶地上干重差异性不显著,但显著高于处理K-CK。处理K-3、K-4地下干重无显著差异,但显著高于其他处理。处理K-1、K-4地上鲜重之间差异性不显著,但显著高于其他处理。处理K-1、K-2、K-3、K-4地下鲜重显著高于处理K-CK。根冠比中,处理K-2最大。
处理S-3叶绿素含量,地上鲜重均最大,显著高于其他处理。处理S-3、S-4地上干重与S-CK差异性不显著,但显著高于处理S-1、S-2,而这两者之间差异性不显著。各处理地下鲜重无显著性差异。处理S-4地下干重,根冠比均最大,显著高于其他处理。
表5 不同配比苗床土对假植期烟苗生物量及叶绿素含量的影响
2.3.1 不同配比苗床土对成苗期烟苗农艺性状的影响
成苗期7种苗床基质中烟苗农艺性状的调查结果(表6)显示,在农艺性状各项指标值中除茎围外,处理K-4均最高。处理K-3茎围最大与K-4无显著差异。
处理S-3各项指标均较高;除根长、叶片数外,其他指标均最高。处理S-3叶片数与S-4无显著差异,显著高于其他处理。处理S-2、S-3、S-4、S-5根长之间差异性不显著,但显著高于其他处理。
表6 不同配比苗床土对成苗期烟苗农艺性状的影响
2.3.2 不同配比苗床土对成苗期烟苗生物量及叶绿素含量的影响
成苗期7种苗床基质中烟苗生物量及叶绿素含量的调查结果见表7。
表7 不同配比苗床土对成苗期烟苗生物量及叶绿素含量的影响
处理K-4叶绿素含量最高,并且地上干重、地下鲜干重均最大,有机物质含量最高。处理K-3、K-4地上鲜重之间差异性不显著,但极显著高于其他处理,而根冠比无显著性差异。
处理S-CK叶绿素含量同样最高。地上鲜重、地上干重处理S-3均最大,分别高出S-CK 110%和79%。除处理S-6以外,各处理之间地下鲜重、地下干重与S-CK无显著差异。各处理之间根冠比无显著性差异。
在烟苗十字期时,基质CK与基质1较其他基质中烟苗总根数少,根长短。这可能与基质CK和基质1孔隙度小,容重大,不利于根系的生长有关,制约了烟苗根系生长。但地下部干、鲜重与地上部的株高显著高于其他处理,这可能与对照基质中速效N、P、K较高且均衡及pH值适中有关。这与Shaver(1986)研究结果相同,其研究表明土壤含氮磷量少对生物量的形成具有限制作用[13]。此外,还有大量的研究表明,增磷能促进茎围、地下鲜重与干重的提高[14-15]。烟苗假植期和成苗期,苗床基质中随着菌渣所占比例在0~40%的范围内增加,烤烟各处理与晒烟各处理农艺性状及部分生物量指标呈升高趋势。这可能由于菌渣添加改善了土壤的pH值,对后期促进土壤有机质降解生成大量的速效P、K影响显著[16]。与此同时,有关研究表明,土壤中碱解氮与土壤中的pH值呈极显著负相关,相关系数-0.95* *,对全钾呈显著正相关,相关系数为0.83*。pH值过高、过低都不利于烟株对土壤中有效养分的吸收,使得养分被滞留土壤中或淋湿,土壤pH值在5.5~6.5时,最有利于烟叶干物质积累和钾素的吸收[17-19]。依据农艺性状、叶绿素以及地上、地下干重分析结果表明,在成苗时烤烟以30%的菌渣添加量对烟苗效果最好,晒烟以40%添加量效果最好,即分别达到了有效上线,其基质pH值分别为6.6和6.75,与唐莉娜、王东胜等的[17-19]研究的结果相近。由此可见,苗床土中适当的加入黑木耳菌渣利于烟苗素质和有机物质的积累,对烟草壮苗有明显的促进作用,与鸡冠花的栽培研究[20]结果相似。
30%黑木耳菌渣+50%腐殖土+20%粗砂,40%黑木耳菌渣+40%腐殖土+20%粗砂的育苗基质可作为烤烟及晒烟的育苗基质,达到了烟草培育壮苗的要求。并且为黑木耳菌渣作为基质合理利用提供参考。黑木耳菌渣作为基质合理化利用,一定程度上可以减少对腐殖土资源的采挖,降低资源浪费,对资源利用的可持续发展有着重要意义。