新型生物基质对烟草育苗的影响研究

袁芳，周端荣，汪美凤，王锡春，李佳颖，冯露雅*

（1.湖南省烟草公司永州市公司，湖南永州 425100；2.湖南科技学院 生化工程技术研究中心，湖南永州 425199）

烟草是我国重要的经济作物，2020 年我国烟草经济总产值达到12 803 亿元，同比增长6.2%[1]。育苗是烤烟生产中最基础的工作[2]，漂浮育苗是目前烟草育苗技术中较为广泛的一种[3]。基质是烟草育苗过程中的“土壤”[4]，传统漂浮基质是由以珍珠岩、蛭石为主的无机材料和以草炭为主的有机材料复配而成[5]，草炭是不可再生资源加上跨地区运输增大了育苗成本[6]，因此寻找新的生物基质用于烟草育苗是一个亟待解决的问题[7]。

我国是食用菌生产大国[8]，其中湖南省永州市杏鲍菇食用菌年产量为7 200 t。菌糠是培养食用菌后未充分利用的营养成分，具有良好的药用特性[9]。杏鲍菇的生长周期较短、生物利用率低，导致杏鲍菇菌糠中的纤维素和菌丝体等不能完全被利用，从而经过生物转化后变成糖类、生物活性物质等[10]，这可为烟草育苗提供营养物质。吴松展等[11]利用废弃菌渣为基础基质配以草炭和蚯蚓粪用于烟草育苗，并进行相关生理生化指标测定，发现菌糠复配其他材料是一种很有前景的育苗基质。厚朴是我国传统中药材之一[12]，永州市年产150 t。厚朴渣是厚朴提取后的废弃物，厚朴酚是其主要活性成分，具有抗菌、抗氧化等作用[13]。

由于食用菌菌糠绝大部分被焚烧或丢弃，厚朴渣未得到充分的利用，均造成了资源的浪费。而育苗草炭储量有限[14]，永州本地废弃生物质资源在烟草育苗中如何实现全价利用对减少草炭的用量具有重要意义。目前，国内外关于杏鲍菇菌糠、厚朴渣复配用于烟草育苗的研究较少。本文采用不同比例的杏鲍菇食用菌菌糠、厚朴渣等复配用于烟草育苗实验，旨在筛选出适宜配比的基质配方，并为其应用于烟草育苗提供实验参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试烤烟品种为云烟87，玉溪中烟种子有限责任公司生产；商品基质、育苗漂浮盘、肥料，永州市烟草公司提供；杏鲍菇食用菌菌糠，湖南宇秀生物科技有限公司提供；厚朴渣，湖南和广生物科技有限公司提供。

1.2 实验设计

将珍珠岩、厚朴渣、杏鲍菇食用菌菌糠按照不同体积比例进行复配，另设一个商品育苗基质作为对照组，见表1。实验于2019 年3—8 月在永州市烟叶生产技术中心烟草实验大棚内进行，各基质按常规方法装盘、压穴，装育苗盘进行育苗实验，每个处理设置3 次重复，每个重复播种1 盘，每个盘孔播一粒包衣种子，每盘200 个盘孔。实验采用温室育苗大棚，于2019 年5 月11 日播种，施用N-P2O5-K2O为31 ∶19 ∶26 的肥料，营养液中的氮素浓度为157 mg/kg，随机区组排列，常规统一管理。

表1 不同育苗基质配方

1.3 测定指标与方法

（1）参照烟草漂浮育苗基质标准方法YC/T 310—2009[15]，对厚朴渣菌糠新型生物基质进行装盘、播种；（2）参照烟草漂浮育苗基质标准方法YC/T 310—2009[15]，对厚朴渣菌糠生物基质进行理化性质指标测定，包括1 ～5 mm 粒径、容重、总孔隙度、有机质、电导率、pH 值等理化性能指标；（3）参照烟草漂浮育苗基质标准方法YC/T 310—2009，于2019 年6 月11 日对烟草的出苗率进行记录计算；（4）参照烟草农艺性状调查测量办法YC/T 142—2010[16]，于2019 年7 月10 日对烟草株高、茎围等农艺性状进行调查测量；（5）2019 年7 月13 日采集烟叶样品，采用分光光度法测定叶绿素含量、类胡萝卜素含量[17]，采用考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，蒽酮法测定可溶性糖含量[18]。

1.4 数据分析

采用Excel 2010 软件处理数据和作图，采用SPSS 数据处理系统进行处理和分析，在方差分析后，茎围的多重比较采用塔姆黑尼（t2）法，其他指标的多重比较采用LSD 法。

2 结果与分析

2.1 不同处理出苗率

实验各处理出苗率见表2。由表2 可知，不同处理基质出苗率存在差异，CK 出苗率最高为92%，其余处理均低于CK，处理T2 出苗率最低。

表2 不同育苗基质配方处理及出苗率

2.2 新型生物基质的基本理化性状

新型生物基质的容重、总孔隙度、电导率等理化性质见表3。容重是反映基质松紧程度的指标[19]，国家烟草专卖局规定基质的容重在0.10 ～0.35 g/cm3，所有处理组均符合标准要求，均在0.107 ～0.232 g/cm3。各组总孔隙度为85.44%～92.59%，均在合适范围内。电导率（EC）也是评定基质是否优良的一项重要指标，基质的电导率一般不能超过1 000 μs/cm，若超过需要进行脱盐淋洗处理[20]，而若是低于200 μs/cm 也会影响植物对基质的吸收[21]，各处理只有T2、T4、CK 处理组在标准范围内。各组1 ～5 mm 粒径所占的比例为48.3%～87.4%，也均在合理范围内。烟草对育苗基质pH 的要求是5.0 ～7.0，中性偏酸，各处理的pH 值为5.39 ～6.98，各组差异不明显。各组有机质均在合适范围内，CK 组有机质含量最低。由此可以发现，除了T1、T6 处理组电导率偏高外，各组配方指标基本上符合育苗基质标准。

表3 不同育苗基质理化性状

2.3 烟草生理生化指标

各处理组的可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素、类胡萝卜素含量如图1 所示。可溶性糖含量反映了植物吸收和合成能量物质能力的高低，各组可溶性糖含量见图1（a），实验组T1、T2、T6 可溶性糖含量均高于CK 处理，T6 处理的可溶性糖含量显著高于其他组（P＜0.05），达3.58 mg/g，其次为T2 组2.84 mg/g，CK 组 为2.61 mg/g， T3 组 为1.26 mg/g。如图1（b）所示，T1，T3、T4、T5 处理组可溶性蛋白质基本处于同一水平，与CK 处理相比没有明显差异（P＞0.05），T6 处理为6.72 mg/g，与CK 处理有显著差异（P＜0.05），可见各组基质对烟草蛋白质含量影响较小。食用菌菌糠中糖类、菌丝体丰富，戎念杭等[22]研究表明杏鲍菇培养基发酵后，蛋白质含量和纤维素含量得到有效提高，发酵后的蛋白质含量相比发酵前提高了22.65%。T6 处理的可溶性糖和蛋白质均优于CK 处理，原因是T6 处理的杏鲍菇菌糠在实验组中比例最高，而杏鲍菇菌丝体有生物固氮作用，可以将无机氮转化为有机氮。而叶绿素和类胡萝卜素是植物体两大重要色素，在参与植物的光合作用，合成有机物过程中具有重要作用[23]。叶绿素含量如图1（c）所示，在所有处理中，T5、T6、CK处理差异不显著（P＞0.05），T5 处理含量最高为3.88 mg/g，其 次 为CK 处 理3.82 mg/g，T6 处 理 为3.73 mg/g，最低为T3 处理为2.01 mg/g。类胡萝卜素含量如图1（d）所示，在所有处理中，最高是CK 处理，为0.51 mg/g，实验组中，T6 处理是最高为0.46 mg/g，最低为T1 处理，是0.09 mg/g，基质处理对类胡萝卜素影响较大。

图1 各处理烟草生理生化指标

2.4 烟草农艺学性状

株高、茎围、地上部鲜重、地下部鲜重都是烟草农艺学性状调查工作中的基本指标，最直观地表现烟草的生长状况和生长趋势。播种60 d 后，不同育苗基质处理种植烟草农艺学性状见表4。经方差分析，在所有处理中，T6 处理茎围最大19.76 mm，其次为T5 处理15.55 mm，T4、T3、T2 处理次之，但各组间无显著差异，CK 处理最低10.37 mm，且T6 处理较CK 处理差异极显著（P＜0.01）；株高以T6 处理最高，为32.13 cm，高于CK 处理组的30.07 cm，但CK、T5、T4、T3 与T6 处理无显著差异（P＞0.05），T1 处理最小17.66 cm；地上部鲜重以T6 处理最高（23.76 g），T2 处理次之（17.75 g），CK 处理组最小（9.13 g），T5、T4、T3处理之间差异不显著（P＞0.05），T6 处理与CK 及T1 处理差异极显著（P＜0.01）；各处理间地下部鲜重与叶数在统计学上无显著差异（P＞0.05）。各处理组中T6 处理的株高、茎围及地上部鲜重均最高，说明随着实验各组菌糠占比不断增加，烟草的生长状态和长势越来越好。

表4 各组烟草农艺学性状

3 讨论与结论

此前已有较多替代烤烟漂浮育苗基质中草炭的相关研究，如甘蔗渣、花生糠、玉米秸秆等[24-26]，但存在有机物质量稳定性差、产业化程度不足。为充分利用永州地方优势资源，研究永州本地废弃资源在烟草育苗中的效果，本实验采用不同配比的杏鲍菇食用菌菌糠、厚朴渣、珍珠岩为原料进行基质复配，研究其对烟草的影响。

通过对烟草进行农艺学性状、生理生化指标进行测定，发现与CK 处理相比，施用新型生物基质降低了烟草出苗率，可能是新型基质的透气性和透水性没有得到解决而导致的此现象；T6 处理（50%珍珠岩+38%杏鲍菇食用菌菌糠+12%厚朴渣）在可溶性糖、可溶性蛋白质含量优于CK 处理，叶绿素和类胡萝卜素含量与CK 处理无显著差异，茎围、地上部鲜重也均优于CK 处理。实验结果表明T6 处理组作为烟草育苗基质性能良好，可能与基质中菌糠含量最高，营养物质最为丰富有关。

本文研究了杏鲍菇菌糠、厚朴渣在烟草漂浮育苗中的应用，以杏鲍菇食用菌菌糠、厚朴渣和珍珠岩为基质主要材料，用不同的配比进行烟草育苗，对新型生物基质在烟草株高、茎围等农艺学性状，可溶性糖、蛋白质含量等生理生化指标进行了评价，通过比较筛选出适宜的配方T6，其基质配比为：50%珍珠岩+38%杏鲍菇食用菌菌糠+12%厚朴渣，研究结果对烟草育苗基质中减少草炭使用，提供了重要理论实验数据。