徐经年, 汪升友, 郭 飞, 张文祥, 陈 鑫, 唐经祥, 汪文杰
(1. 安徽省农业科学院烟草研究所,安徽 合肥 230031; 2. 安徽省烟草公司池州市公司,安徽 池州 247100)
育苗是烟草生产的首要环节,培育适时的烟苗,是获得优质、适产烟叶的基础[1]。不同移栽模式对成苗的要求不同,小苗移栽具有的优势使其应用面积逐年扩大[1-9]。因苗龄、育苗方式的差异,小苗移栽时根系总量明显较常规移栽苗少,若采用孔密度较小的育苗盘育苗,移栽拔苗时常出现断根及孔内基质残留现象,影响移栽质量[10]。育苗密度是影响烟苗生长主要因素之一,育苗密度由育苗孔规格决定,因此归根结底是育苗孔规格对烟苗生长的影响[11-14]。大多数的研究集中在育苗盘规格对烟苗素质的影响,但以育苗孔物理参数变化为基础系统研究育苗盘对烟苗影响的报道未多见[14-17]。本研究从育苗孔物理参数着手,研发适用于烤烟小苗移栽模式的育苗盘适宜规格。
烟草品种为云烟87,育苗肥料为N∶P2O5∶K2O=20∶10∶20 的烤烟育苗专用肥,育苗基质为烤烟育苗专用基质,皆由安徽省烟草公司池州市公司提供。
以生产中常用的育苗盘为CK,在育苗盘尺寸相同的基础上(长为60 cm、宽为40 cm,育苗孔与孔之间、孔底厚度约0.3 cm,育苗孔底圆孔直径为0.8 cm),通过改变育苗孔(长方形棱台)上孔(育苗盘面、长方形)径长(l)与径宽(w)、下孔(育苗盘底、正方形)径长(a)与孔深(h),设计并制作了5 种规格育苗孔,共6 个处理,各处理具体参数如表1 所示。
表1 育苗孔参数设计及排列方式Tab. 1 Parameter design and arrangement of seedling tray’s hole
2 叶期开始取样,后每隔10 d 取一次样,共4 次,每次测量烟苗农艺性状,含烟苗茎高、茎宽,茎叶及根系鲜、干质量[18]。第4 次样品测定烟苗主要根系集中范围、根系活力、叶片叶绿素SPAD 值及丙二醛(MDA)含量。根系集中范围测量方法:根系冲洗干净成束后,游标卡尺(精度为0.02 mm)测量主要根系长度范围;采用TTC 法测量根系活力,SPAD 502 型叶绿素仪测定叶片叶绿素SPAD 值,TBA 比色法测定叶片MDA 含量[19]。
育苗孔上表面积S1计算公式为
式中l−上孔茎长,cm
w−上孔茎宽,cm
育苗孔下表面积S2 计算公式为
式中a−下孔边长,cm
育苗孔容积计算公式为
试验数据由Excel2007 初步处理,SPSS18.0 软件进行方差分析,采用最小显著极差法(LSD)比较处理间差异显著水平。
试验在安徽省池州市东至县张溪镇烤烟集约化育苗示范园内实施,每个处理3 盘,随机摆放入育苗池内,2020 年1 月5 日播种,1 月23 日出苗,3 月19 日成苗移栽。苗床日常观察可见,各处理出苗情况无显著差别,烟苗封盘(育苗盘垂直方向由上往下看,烟苗将育苗盘全部覆盖住)前各处理长势、长相无明显差异,封盘后各处理长势长相差异开始显现。第3 次取样时间在苗床封盘阶段,第4 次取样时间与小苗移栽时间一致。小苗移栽时,设置的5 个处理育苗孔内烟苗连同基质能顺利拔出,而CK 育苗孔内常有基质残留现象。
育苗孔规格变化及其对育苗盘物理参数的影响如表2 所示。育苗孔上表面积密度较CK 降低了18.70%~54.41%,育苗盘孔密度较CK 增加了21.21%~102.02%,育苗孔容积较CK 降低了12.26%~60.60%。育苗孔盘容积呈先增加后降低的趋势,这是育苗孔上、下表面积及深度共同改变的结果。育苗孔深度、下表面积相同的4 个处理(B、C、D、E)比较,育苗孔上表面积减小0.889~2.302 cm2(降低幅度12.96%~33.57%)、容积减小1.53~4.04 cm3(降低幅度8.83%~23.22%),育苗盘孔密度则增加35~120 孔/盘(增加幅度12.50%~42.86%),育苗盘容积增加124.22~470.64 cm3(增加幅度2.55%~9.67%),可见育苗盘容积增加的幅度小于育苗盘孔密度增加的幅度。
表2 育苗孔规格变化及其对育苗盘物理参数的影响Tab. 2 Change of seedling hole size and its influence on physical parameters of seedling tray
苗盘不同规格对烟苗农艺性状的影响如表3 所示。2 叶期第1 次测量和10 d 后第2 次测量,5 种规格育苗孔的烟苗农艺性状与CK 无显著差异。第3 次即2 叶期后20 d 时测量,此时苗床刚封盘,处理E 茎秆直径、茎叶鲜质量、茎叶干质量性状显著低于其他4 个处理及CK,其他处理农艺性状则与CK 间无显著差异。第4 次即2 叶期后30 d 时测量,处理D、E 的茎高显著高于其他处理;处理C、D 与E 茎秆直径显著低于CK;育苗孔密度设置超过40%的4 个处理(B、C、D、E)茎叶鲜质量及干质量皆显著低于CK,随着育苗孔密度的增加,茎叶鲜质量及干质量降低,差异逐渐明显;育苗孔密度设置最高的处理(E)根鲜质量及根干质量显著低于其他4 个处理及CK,但其他4 个处理与CK间的根鲜质量及根干质量无显著差异。综合可见,封盘前育苗孔规格改变对烟苗农艺性状无显著影响,封盘后至成苗期,地上部分农艺性状差异逐渐明显,表现为随着育苗盘孔密度的增加,茎秆直径、茎叶鲜质量、干质量逐渐降低,而茎高则逐渐增长,育苗孔容积由0 降低56.92%,根鲜质量、根干质量无明显变化,育苗孔容积继续降低,根鲜质量、根干质量则显著降低。
表3 苗盘不同规格对烟苗农艺性状的影响Tab. 3 Effects of different specifications of seedling tray on agronomic characters of tobacco seedlings
2.3.1 主要根系集中范围比较
小苗移栽时不同处理根系集中范围如图1 所示。以小苗模式移栽时,各处理烟苗主要根系集中范围在0~2.78 cm,不同规格育苗孔的烟苗主要根系集中范围相较CK,降低幅度0~1.44%,说明5 种规格育苗孔的烟苗主要根系在基质内分布范围与CK 相似。
图1 小苗移栽时不同处理根系集中范围Fig. 1 Length of main root system of different treatments when transplanting with small seedlings
2.3.2 对烟苗根系活力的影响
小苗移栽时不同处理对烟苗根系活力的影响如图2所示。2 叶期后30 d 时,处理A、B、C、D 的烟苗根系活力与CK 无差异,但表现出缓缓降低的趋势,育苗孔容积设置最小的处理(E)与处理C、D 无显著差异,但显著低于CK 及处理A、B;可见育苗孔容积降低56.92%,根系活力体表现出随之而降低的趋势,但差异不显著,当育苗孔容积降低幅度超过56.92%时,根系活力较CK 显著下降,降低幅度10.17%。
图2 小苗移栽时不同处理对烟苗根系活力的影响Fig. 2 Effects of different treatments on root activity when transplanting with small seedlings
2.3.3 对烟苗叶片叶绿素SPAD 值的影响
小苗移栽时不同处理对烟苗叶片叶绿素SPAD 值的影响如图3 所示。2 叶期后30 d 时不同规格育苗孔设置对烟苗叶片叶绿素SPAD 值有影响但不显著,烟苗叶片叶绿素SPAD 值皆高于CK,较CK 增高幅度0.065%~5.420%,整体呈现出随育苗盘孔密度增加而增高的趋势。
图3 小苗移栽时不同处理对烟苗叶片叶绿素SPAD 值的影响Fig. 3 Effects of different treatments on chlorophyll SPAD of leaves when transplanting with small seedlings
2.3.4 对烟苗叶片MDA 的影响
小苗移栽时不同处理对烟苗叶片MDA 的影响如图4 所示。2 叶期后30 d 时对烟苗叶片MDA 含量的检测结果表明,减小育苗孔上表面积、增加育苗盘孔密度对烟苗叶片丙二醛的含量有影响,5 个处理的MDA含量显著高于CK,较CK 高60.13%以上;5 个处理中尤以育苗盘孔密度最高的处理E(育苗盘孔密度较CK增加102.02%)MDA 含量最高,较CK 高146.44%,显著高于其他4 个处理,其他4 个处理间的MDA 含量无显著差异。
图4 小苗移栽时不同处理对烟苗叶片MDA 的影响Fig. 4 Effects of different treatments on MDA of leaves when transplanting with small seedlings
育苗孔及育苗盘规格变化对烟苗的影响分为两个时期,即封盘前、后。封盘前,烟苗个体之间空隙明显、生长空间(光照、空气及温度等)彼此不受影响,因此地上部分的物质积累无显著差异,此时根系的生长总量较小(根鲜质量不足0.4 g),对育苗孔的空间要求也小,根系物质积累也无显著差异。封盘后,烟苗个体之间拥挤明显,随着育苗孔表面积减小、育苗盘孔密度增加,挤压程度加重,当烟苗持续生长,生长空间挤压至一定程度,物质积累总量差异逐渐明显,这与喻路等[17]、张久权等[20]的结论基本一致。本研究中,至小苗移栽时,育苗孔表面积降低31.39%以上,育苗盘孔密度增加41.41%以上,即育苗盘孔密度为280 孔/盘以上的4 个处理,地上部分物质积累总量明显低于CK,此时烟苗根系总量并不大(根系集中范围为0~2.78 cm,根鲜质量为0.48~0.55 g,这也解释了育苗孔过大时,根系包裹不住基质,拔出烟苗时有基质残留现象),根系物质积累总量的趋势同地上部分,受到的影响程度小于地上部分(育苗孔容积降低56.92%,根鲜质量、根干质量有降低趋势但差异不明显,育苗孔容积继续降低,根鲜质量、根干质量则显著降低),可见影响根系生长的主要因素还是因为地上部分生长受胁迫。
随着育苗孔表面积减小、育苗盘孔密度增加,烟苗相互之间挤压程度加重,烟苗生长环境逐渐恶化,地下部分表现为根系活力逐渐下降,地上部分烟苗叶片MDA 含量逐渐升高。叶片叶绿素SPAD 值虽无明显差异但反而有逐渐升高的趋势,是否与逆境补偿有关,还有待于进一步研究[21-22]。
单位面积育苗孔密度增加,单株烟苗所需的育苗成本下降,育苗效率提高。结合考虑烟苗根系集中范围、农艺性状及部分生理指标,小苗移栽模式下选用育苗盘时,将育苗孔容积减小(幅度<56.92%)、育苗盘孔密度增加(幅度<77.78%)是可行的,本研究研发的育苗盘上孔径2.41~2.54 cm×2.18~2.35 cm、下孔径1.5 cm×1.5 cm、盘深4 cm,育苗盘孔密度在315~352 孔/盘,具有较高的性价比,可以在生产中推广应用。