新型通气苗盘对烟苗素质及根系生长的影响

郭刚刚， 邹 静， 陈 东， 代文典， 宋绍光， 黄 莺

(1.贵州大学烟草学院， 贵阳 550025； 2.贵州省烟草品质研究重点实验室， 贵阳 550025；3.遵义大兴复肥有限责任公司， 贵州 遵义 563100)

烤烟是我国重要的经济作物, 对国民经济的增长有重要作用。育苗是烤烟生产的首要环节，培育优质健壮烟苗是烤烟大田生产的基础。目前我国培育烟苗广泛采用漂浮育苗技术，与传统育苗方式相比，漂浮育苗具有效率高、整齐度好、病害少的优点[1-2]。但也存在不足之处，例如烟苗漂浮于营养液上，水的热容量大，基质升温不易，造成种子萌发缓慢，萌发后小苗生长缓慢且长势不整齐[3]；此外漂浮育苗过程中基质含水率较高，烟苗根际易出现通气不足的状况，尤其在育苗后期，烟苗根系数量增多、生长空间受限、氧气供应不足，易造成烟苗根系活力低、侧根少，不利于烟苗移栽后的还苗[4-5]。烟草对环境温度变化较敏感，在低温胁迫下，烟苗根系活力、光合性能和抗逆能力下降，造成烟苗素质降低[6-10]。根际通气状况对作物根系发育有较大影响，增加根际通气处理可以促进玉米根系及茎秆发育[11]；适当增加西瓜根际通气量能够加大根系对水分和矿物营养的吸收[12]；对育苗盘添加通气孔能改善烟株根际的气体环境，增进根部呼吸代谢，从而增强根系对营养的吸收能力[13]。为此，在常规育苗盘基础上进行改进，并通过研究不同新型通气苗盘对烟苗素质、根系活力及根系环境的影响，探讨新型通气苗盘壮苗的机理，同时筛选出能提高烟苗素质和育苗效果的新型通气苗盘，可为完善烟草漂浮育苗技术提供参考，对烤烟生产培育优质健壮烟苗有重要意义。

1 材料与方法

试验地点在贵州省安顺市西秀区杨武乡，供试品种为云烟87。

1.1 试验设计

试验为单因素试验，处理分别为5种型号的育苗盘(见表1、图1)，T 1：36 cm×57 cm×6 cm，160孔/盘，常规育苗盘；T 2：36 cm×57 cm×6 cm，160孔/盘，有通气孔，底部有齿状凸起；T 3：36 cm×57 cm×6 cm，160孔/盘，有通气孔；T 4：36 cm×57 cm×6 cm，128孔/盘，有通气孔；T 5：36 cm×57 cm×6 cm，135孔/盘，有通气孔。设置3次重复。播种、育苗池、苗床期管理均按DB 52/T 661-2010贵州省烤烟漂浮育苗技术规程进行。

表1 试验设计方案

图1 不同育苗盘正(左)、侧(右)和截(下)面图

1.2 测定方法

1.2.1烟苗农艺性状及出苗率、成苗率调查

每个育苗盘取10株烟苗样品测量烟苗叶数、茎高、茎围、地上部和地下部鲜重，烘干杀青后测量干重。参照烟草农艺性状调查方法(YC/T 142—2010)。在出苗后进行出苗率调查。

出苗率(%)=(每盘苗数/每盘孔数)×100%；

成苗率(%)=(每盘成苗数/每盘孔数)×100%。

1.2.2烟苗根系形态参数测定

于成苗期分小区选取代表性烟苗3株，使用Epson Expression 11000 XL根系分析系统测定其根系总根长、表面积、体积和平均直径等根系形态参数。

1.2.3烟苗根系活力测定

根系活力采用改良氯化三苯基四氮唑(TTC)比色法[18-19]。将获取的根组织样品0.50 g放入试管，加0.4%TTC和磷酸缓冲液各5 mL，将根完全浸入，在37 ℃下暗处保温1 h；之后加入浓度为1 mol/L的H2SO42 mL，15 min后倒掉溶液，加入20 mL甲醇，置于30～40 ℃保温箱中，至根组织完全变白为止，使用分光光度计在485 nm下比色。

1.2.4育苗盘吃水深度

于成苗期采用直尺对水面到盘面的距离进行测定。吃水深度=苗盘高度-水面到盘面的距离。

1.2.5育苗盘基质温度测定

采用煤油温度计(精度：±0.5 ℃)对烟苗育苗盘的基质、气孔以及苗池温度进行测定，将温度计插入苗穴、气孔和苗池深度的1/2处，待温度计稳定后进行读数。

1.2.6育苗池溶氧量测定

采用便携式溶解氧测定仪(雷磁 JPBJ-608)对育苗池溶解氧进行测定，将便携式溶解氧测定仪探头放在苗盘底部，待仪器稳定后记录数据。

1.3 数据分析

用Excel 2010软件进行数据整理，SPSS 25软件统计分析，OriginPro 2021软件制图。

2 结果与分析

2.1 不同育苗盘对出苗率、成苗率的影响

对图2分析可知，与对照(T 1)相比，相同孔数育苗盘处理间出苗率无显著差异，T 2成苗率显著低于对照；有通气孔的不同孔数育苗盘处理间出苗率、成苗率呈现随育苗孔数减少而降低的规律。相同孔数育苗盘处理间出苗率与成苗率均表现为T 1≈T 3>T 2，其中各处理间出苗率无显著差异，T 2成苗率显著低于对照，且T 2较对照降低了8.7%。有通气孔的不同孔数育苗盘处理间出苗率表现为T 3>T 5>T 4，T 4较T 3降低了9.4%，且差异显著。成苗率表现为T 3>T 5>T 4，T 4较T 3降低了6.11%。

注：柱状图上不同小写字母者表示处理间差异显著(p<0.05)。下同。图2 不同育苗盘出苗率、成苗率

2.2 不同育苗盘对成苗素质的影响

成苗素质是反映烟苗长相以及外观长势的基本指标，是检验壮苗效果的直观因素[16]。不同育苗盘所育烟苗成苗素质如表2所示，相同规格育苗盘间相比，存在通气孔的育苗盘(T 3)所育出的烟苗其地下部干、鲜重较对照均有所提高，并达到显著水平，分别提高了35.48%、22.84%，底部有齿状凸起的育苗盘(T 2)所育出的烟苗其茎高有所降低，并达到显著水平，降低了35.08%；不同规格间相比，不同规格育苗盘所育烟苗茎围、最大叶面积及地上部、地下部的干、鲜重均表现为T 4>T 5>T 3。

表2 不同育苗盘成苗素质

2.3 不同育苗盘对根系形态的影响

根系是吸收养分和水分、控制多种物质转化合成的重要器官，其形态大小能反映根系在土壤中的伸展空间及接触面积[17]。不同育苗盘所育烟苗根系形态如表3所示，相同规格育苗盘间相比，烟苗总根长、根系总表面积、根系总体积无显著差异，其中存在通气孔的育苗盘(T 3)所育出的烟苗其根尖数较对照提高了86.63%，并达到显著水平。不同规格间相比，根系总体积、根系平均直径表现为随育苗孔数的减少而增加。

表3 不同育苗盘烟苗成苗期根系形态

2.4 不同育苗盘对烟苗根系活力的影响

根系活力是衡量植物根系功能的重要指标之一，其活力的大小是烟苗对水分和矿物质吸收利用以及烟碱等化合物合成方面起着关键作用[18]。不同育苗盘所育烟苗的根系活力测定结果如图3所示，相同规格育苗盘间相比，存在通气孔的育苗盘(T 3)所育烟苗根系活力较对照三个时期分别增长了24.81%、34.23%、21.20%，差异达到显著水平；底部有齿状突起的育苗盘(T 2)所育烟苗根系活力较对照三个时期分别下降7.71%、6.79%、10.19%，差异达到显著水平。不同规格育苗盘处理间根系活力在不同时期表现不同，大十字期T 3显著低于T 4、T 5，生根期T 3显著高于T 4、T 5，成苗期无显著差异。

图3 不同育苗盘烟苗大十字期、生根期和成苗期根系活力

2.5 不同育苗盘基质温度变化

由图4可知，与对照相比，除T 2外其他处理白天基质温度均有不同程度的升高，夜晚有不同程度的下降，有通气孔存在的育苗盘基质升温及降温较为迅速，存在齿状凸起的T 2苗盘基质升温及降温较为缓慢，昼夜温差及升温、降温随育苗孔数的减少而减小。08：00-20：00时时间段内不同育苗盘处理间温度表现为T 3>T 5>T 4>对照>T 2，20：00-08：00时时间段内表现为T 2>对照>T 4>T 5>T 3；各处理昼夜温差为3.7、3.5、4.7、4.0、4.1 ℃；与对照相比，各处理白天最高温相差为-0.2、0.7、0.2、0.3 ℃。

图4 不同育苗盘基质温度日变化

2.6 不同育苗盘吃水深度

由图5可知，不同育苗盘吃水深度不同，表现为T 2>对照>T 4>T 5>T 3，且差异达显著水平。相同规格育苗盘间相比，T 3育苗盘吃水深度较对照减少15.11%，T 2育苗盘吃水深度较对照增加37.69%，差异均达显著水平；不同规格育苗盘处理间相比，吃水深度呈现随育苗孔数的减少而增加的趋势。

2.7 不同育苗盘对育苗池容解氧含量的影响

由图6可知，苗盘通气孔的存在显著增加育苗池溶解氧含量。相同规格育苗盘间相比，T 3育苗池容解氧含量较对照增加92.58%，差异达显著水平，T 2育苗池容解氧含量与对照差异不显著，T 2育苗池容解氧含量较T 3下降40.97%；不同规格育苗盘处理间相比，育苗池容解氧含量差异不显著。

3 讨 论

3.1 不同育苗盘对出苗率、成苗率的影响

出苗率、成苗率主要受吃水深度和苗盘规格影响。有气孔的160孔盘与常规育苗盘相比，出苗率与成苗率无显著差异，而有气孔、底部齿状凸起的160孔盘与常规育苗盘相比，出苗率无显著差异，成苗率却显著低于常规育苗盘，说明底部齿状凸起对烟苗的生长发育有较大影响。原因可能是底部齿状凸起使苗盘吃水深度增加，使基质底部处于淹水状态，导致烟株生长异常。宫长荣等[19]、蔺万煌等[20]研究表明，淹水状态下烟株根系供氧受阻，基质氧化还原电势随之降低, 代谢毒物和还原离子毒物积累，呼吸代谢活性减弱，根系活力下降，水分和营养离子的吸收以及向地上部分运输能力减弱，造成烟株水分和矿质营养亏缺，最终导致烟株生长异常，严重时导致烟株死亡。160孔、135孔、128孔育苗盘间出苗率与成苗率呈现随育苗孔数减少而降低的规律，与喻路等[21]研究表明的随着育苗盘孔数的增加烟苗成苗率下降的结论相反。其原因可能是由于本试验孔数最多的育苗盘生长空间已经满足烟苗生长，孔数减少出现长势不整齐，地上部分相互遮挡，使较小的苗无法获得充足阳光，导致成苗率下降。

3.2 不同育苗盘对成苗素质的影响

从成苗素质来看，有通气孔的育苗盘所育烟苗在最大叶叶面积、茎围、地下部干重、地下部鲜重、根冠比等方面均表现出生长优势。特别是在地下部干重、地下部鲜重方面，表明采用有通气孔的育苗盘进行漂浮育苗能促进烟苗地下部生长；通过增加地下部分的质量，提高了根冠比，从而加大烟苗对各种矿质营养的吸收，有效促进地上部分的生长发育，壮苗效果明显。

3.3 不同育苗盘对根系生长的影响

从根系形态、根系活力来看，有通气孔的育苗盘所育烟苗在总根长、根总表面积、根体积、根尖数以及根系活力等方面均表现出生长优势，表明采用有通气孔的育苗盘进行漂浮育苗能促进烟苗根系生长，提高根系活力。

3.4 不同育苗盘对根系环境的影响

从育苗池溶解氧、基质温度来看，有通气孔的育苗盘育苗池溶解氧含量显著增加，基质温度升温较快，并呈现随孔数的增加而增加的趋势。表明有通气孔的存在能有效改善烟苗根际的气体环境，加快基质升温。

4 结 论

综合成苗素质和根系环境来看，通气育苗盘通过增加育苗池溶解氧含量和加快基质升温，改善了烟苗根际的气体环境，增强了根部呼吸代谢，从而增强根系对营养的吸收能力，有效促进地上部分的生长发育，实现壮苗；吃水深度增加，使基质底部处于淹水状态，导致烟株生长异常；160孔有孔育苗盘培育的烟苗素质较好，适于生产推广应用。