漂浮育苗盘孔数和微生物菌剂对长叶龄烟苗生长的影响

张阳，王新月，谢会雅，何志群，刘昭伟，陈舜尧，蔡奇，夏冰，黄琼慧，邓小华*

(1 湖南省烟草公司株洲市公司，湖南 株洲 412400； 2 湖南农业大学农学院，烟叶原料保障创新研究中心，湖南 长沙 410128； 3 北京恩格兰环境技术有限责任公司，北京 100032)

南方稻茬烤烟一般采用烟稻复种模式，移栽期常遇低温阴雨天气，迫切需要培育具有较为宽泛的适栽期、能够延迟移栽的烟苗来应对气候的不稳定性。 目前，采用南方稻作烟区推广的水旱两段式育苗培育的烟苗适栽期较长，遇到低温阴雨天气状况可延迟移栽。 但两段式育苗存在投入的物化成本和劳动力成本较高的问题，其劣势也愈来愈明显。 传统育苗方法采用200 孔育苗盘进行漂浮育苗[1-2]，适合移栽的叶龄为6 ～7 叶期，一旦延迟移栽，烟苗之间空隙小，争光、争肥矛盾突出，成苗期的烟苗细长，易出现高脚烟苗[3]，且烟苗基部容易感染茎腐病。 传统的漂浮育苗，烟苗漂浮在水中生长，会长出水生根和螺旋根[4]，这些根系在移栽后部分会腐烂，影响烤烟伸根期的生长。 同时，稻作烟区的烤烟移栽后至伸根期，正值南方低温阴雨时期，移栽后成苗率低，还苗期长，导致伸根期烤烟长势弱。 改进漂浮育苗方法，培育壮根苗，缩短稻茬烤烟还苗期已成为南方稻作烟区亟待解决的问题。 腊贵晓等[5]、赵辉等[6]研究认为，减少漂浮育苗盘孔数有利于烤烟烟苗生长发育。 高华军等[7]研究认为，136 孔和78孔育苗盘可提高雪茄烟烟苗素质，有利于烟株在大田的生长。 张朝辉[8]认为，在漂浮育苗基质中添加微生物菌肥，有利于改善烟苗素质。 肖雨沁等[9]研究表明，微生物能提高烟苗根系活力，增强烟苗抗逆性。 目前，国内外关于育苗盘孔数和微生物菌剂对烟苗生长的影响研究报道较多，但将育苗盘孔数和微生物菌剂结合应用于培育长叶龄烟苗的报道较少。 鉴于此，本研究采用双因素试验，分析不同育苗盘孔数和微生物菌剂及其互作对长叶龄烟苗(8 ～10叶龄)生长的影响，旨在为湖南稻作烟区培育可延迟移栽的长叶龄烟苗，缩短烤烟还苗期提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2021—2022 年在湖南省株洲市茶陵县(26°46′59″N，113°45′0″E)进行。 该地属于亚热带季风湿润气候区，海拔870 m，年均降水量1 423 mm，年均日照1 744.7 h，年平均气温17.9 ℃，太阳辐射总量470.24 J/cm3，无霜期290 d。 供试烤烟品种为云烟87。 供试菌剂为恩格兰微生物菌剂，有效活菌数≥100 亿/g。 育苗盘长、宽、高为66 cm×33.5 cm×5 cm，200 孔育苗盘孔内径23 mm×23 mm，136 孔育苗盘孔内径30 mm×30 mm。

1.2 试验设计

采用双因素试验，A 因素为育苗盘规格，设A1(136 孔泡沫漂浮育苗盘)、A2(200 孔泡沫漂浮育苗盘)2 个水平；B 因素为微生物菌剂，设B1(基质中添加微生物菌剂)、B2(基质中不添加微生物菌剂)2个水平。 4 个处理，各育苗8 盘。 2021 年12 月27日播种，采取工场化漂浮育苗。 微生物菌剂添加量为200 g/kg 基质，将微生物菌剂与基质拌匀。 播种后将添加菌剂的育苗盘与未添加菌剂的育苗盘分别摆放于2 个苗池中，于8 叶龄和10 叶龄分别取样检测。 育苗期间其他管理参照当地技术规程。

1.3 检测指标及方法

根系性状指标:每处理选取5 株烟苗洗净，用LA-2400 多参数根系分析系统测定烟苗的根长、根表面积、根体积、根直径及根尖数[10]，并采用Win-RHIZO 进行数据分析。

根系活力:每处理选取5 株烟苗洗净，采用改良的氯化三苯基四氮唑(TTC)法测定根系活力[11]。

地上部分生长指标:每处理选取烟苗10 株，测量烟苗茎高、茎围、最大叶长、最大叶宽，按照以下公式计算叶面积:叶面积＝叶长×叶宽×0.634 5。

干物质积累:每处理选取烟苗10 株，将地上部分和地下部分分开，用吸水纸吸干表面水分后，立即用分析天平称量根、茎、叶各部分的鲜质量，然后放入烘箱，105 ℃杀青10 min，70 ℃烘干至恒重，计算根冠比和鲜干比。

1.4 统计分析方法

采用Excel 2010 及SPSS 20.0 软件进行数据整理与统计分析，采用新复极差法进行多重比较；根据η2值[12-13]评价育苗盘孔数、微生物菌剂及其互作对烟苗的影响程度。

2 结果分析

2.1 不同处理对烟苗根系性状指标的影响

由表1 可知，8 叶期，A1 处理的根系总长度、表面积、平均直径、根体积和根尖数显著高于A2 处理；10 叶期，两者的根系指标差异不显著。 8 叶期，A1 处理的根系总长度、表面积、平均直径、根体积、根尖数分别较A2 高12.09%、82.29%、66.67%、16.67%、100%、38.69%；10 叶期，则分别高16.91%、17.87%、16.48%、21.05%、16.67%、7.15%。 8 叶期，B1 处理的根表面积、平均直径、根体积、根尖数分别较B2 处理高14.63%、8.33%、50%、21.66%，且根表面积和根尖数差异显著。 10 叶期，B1、B2 处理的根系指标差异均不显著。 从育苗盘孔数与微生物菌剂互作效应来看，8 叶期以A1B1 处理的根表面积、平均直径、根体积、根尖数最高，其根表面积和根尖数显著高于其他处理，其次为A1B2；10 叶期，以A1B1 处理的根表面积、平均直径、根体积和根尖数最高，但不同处理间均无显著差异。

表1 不同处理下的烟苗根系性状指标及其效应Table 1 Root traits index and effects of different treatments

从育苗盘孔数与微生物菌剂及其互作效应看，2个叶龄期的烟苗根系总长度、表面积、平均直径、根体积、根尖数均为η2A＞η2B＞η2A×B。 将2 个叶龄期6 个根系性状指标的效应平均值求和，并转化为百分率，得到各因素的贡献率。 育苗盘孔对根系生长的贡献率占48.47%，微生物菌剂的贡献率占33.37%，互作贡献率占18.16%。 由此可见，采用136 孔的育苗盘和添加微生物菌剂的基质可促进根系生长，且育苗盘孔数对根系的生长影响更大。

2.2 不同处理对烟苗根系活力的影响

由图1 可知，A1 处理的烟苗根系活力在2 个叶龄期均显著高于A2。 8 叶期，B1 处理根系活力显著高于B2；10 叶期，B1 处理的根系活力高于B2，但差异不显著。 从育苗盘孔数与微生物菌剂互作效果看，8 叶期，根系活力表现为A1B1 ＞A2B1 ＞A1B2 ＞A2B2，且处理间均差异显著；10 叶期，A1B1 和A1B2 处理的根系活力显著高于A2B1 和A2B2，A2B1 处理的根系活力显著高于A2B2。

图1 不同处理下的烟苗根系活力Fig.1 Root activity of tobacco seedlings with different treatments

从育苗盘孔数、微生物菌剂及两者互作的效应看，8 叶期的根系活力表现为η2B＞η2A＞η2A×B，10 叶期，根系活力表现为η2A＞η2B＞η2A×B。 从2 个时期的平均值看，育苗盘孔数对根系活力的贡献率占44.07%，微生物菌剂的贡献率占40.88%，互作贡献率占15.05%。 可见，采用136 孔的育苗盘和添加微生物菌剂的基质可提高烟苗根系活力，且育苗盘孔数对根系的生长影响较大。

2.3 不同处理对烟苗地上部分生长发育的影响

由表2 可知，8 叶期，A1 处理的茎高、茎围、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积分别较A2 处理高15.58%、16.71%、2.79%、8.33%、12.00%，且A1 处理的烟苗茎围显著高于A2；10 叶期，A1 处理的茎高、茎围、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积分别较A2 高10.83%、13.16%、6.56%、3.08%、3.95%，但差异不显著。 8 叶期，B1 处理的茎围、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积分别较B2 高9.78%、1.04%、8.33%、9.55%，但差异不显著；10 叶期，B1 处理的烟苗茎围、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积分别较B2 高5.06%、11.58%、27.13%、42.23%，且差异显著；B1 处理烟苗茎高在8 叶期和10 叶期均低于B2。 从育苗盘孔数与微生物菌剂互作效应看，8 叶期各处理间差异均不显著，10 叶期茎围、叶长、叶面积处理间差异显著；A1B1 处理的茎围、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积最高。 综合分析，采用136孔的育苗盘和添加微生物菌剂的基质可促进烟苗长粗、增加叶面积，培育的烟苗茎秆相对较粗、叶片较大。

表2 不同处理下的烟苗地上部生长及其效应Table 2 Top growth and effects of different treatments

从育苗盘孔数、微生物菌剂及两者互作的效应看，8 叶期烟苗茎高表现为η2B＞η2A＞η2A×B，茎围、最大叶长和最大叶面积表现为η2A＞η2B＞η2A×B；育苗盘孔数对10 叶期烟苗的茎高和茎围影响较大，微生物菌剂对烟苗最大叶长、最大叶宽和最大叶面积影响较大，互作效应相对较小。 从平均值看，育苗盘孔数对促进地上部生长的贡献率占42.50%，微生物菌剂的贡献率占49.25%，互作贡献率占8.26%。

2.4 不同处理对烟苗干物质积累的影响

由表3 可知，8 叶期，A1 处理的地上部干物质和干物质总量分别较A2 处理高15.58%、13.16%，且差异显著；但A1 处理烟苗根冠比和鲜干比分别较A2 低37.04%、15.16%，且差异显著。 10 叶期，A1 处理地上部、地下部干物质、干物质总量和根冠比 分 别 较 A2 处 理 高 35.71%、 75%、 38.89%、34.62%。 8 叶期，B1 处理的地上部、地下部干物质、干物质总量和根冠比分别较B2 处理高23.08%、100%、42.86%、66.67%，B1 处理烟株鲜干比较B2低40.12%，且差异显著；10 叶期，B1 和B2 处理的各指标均无显著差异，但B1 处理的地上部、地下部干物质、干物质总量和根冠比较B2 处理高。 说明136 孔育苗盘和添加微生物菌剂的基质有利于促进烟苗干物质积累。

表3 不同处理下的烟苗干物质积累及其效应Table 3 Dry matter accumulation and its effects in tobacco seedlings under different treatments

从育苗盘孔数与微生物菌剂互作效果看，8 叶期，地上部干物质和干物质总量均表现为A1B1 ＞A1B2＞A2B1＞A2B2，且A1B1 的烟株地上部干物质和干物质总量显著高于其他处理，地下部分干物质积累也以A1B1 最大；A2B1 处理的烟苗根冠比显著高于其他处理，A1B1 处理的烟苗鲜干比显著低于其他处理，说明A1B1 处理的烟苗干物质含量较高。10 叶期，A1B1 和A1B2 处理的烟苗地上部、地下部干物质、干物质总量和根冠比均显著高于A2B1 和A2B2 处理，鲜干比以A1B1 最小，且显著低于A1B2和A2B1 处理。

3 讨论

赵辉等[6]、高华军等[14]研究认为，育苗盘孔数较少，所育烟苗根系形态指标较好，这与本研究的136 孔育苗盘所育烟苗根系形态指标、根系活力均优于200 孔处理的结论一致。 育苗盘孔数少，单个孔穴的体积增加，容纳的基质也增加，有利于烟苗根系对水分和养分的吸收利用，从而促进根系的生长。也有研究认为，烟苗农艺性状指标与苗盘孔数呈负相关关系[15-16]；根系体积、根干质量、茎叶干质量和整株干质量均与烟苗密度呈负相关[17-19]。 育苗盘孔数少，烟苗密度小，单株烟苗光照条件好，有利于烟苗健康生长和干物质积累。 本研究中采用的136孔育苗盘，扩大了单孔体积，为烟苗根系提供了足够的生长空间，同时烟苗之间通风透光好，可培育出茎粗而不细长、叶片大而叶柄不长的壮根苗。 而添加微生物菌剂的基质可促进烟苗茎秆加粗、叶面积增加。 增加孔径和添加微生物菌剂均可改善烟苗生长环境，协同培育出根系发达、茎秆粗壮、叶片较大的烟苗。 而这种可延迟移栽的长叶龄壮根苗，能够扩大烟苗对移栽期的缓冲区间，提高烟苗对气候变化的适应能力，有利于缩短还苗期和促进伸根期根系生长，促进烤烟早生快发。

育苗基质中添加微生物菌剂可诱导烟苗根部形成生物屏障抵御病原菌的入侵，降低病原菌在烟苗根部定殖的概率，从而减少烟苗病害的发生[20]。 同时，这些有益菌群定殖后能分泌有机酸，促进烟苗对营养物质的吸收与利用，从而促进烟苗根尖数增加和提高根系活力[21]，还能促进烟苗茎围加粗及根系干物质积累[22]。 本研究中，添加微生物菌剂的处理根系干物质总量和根冠比增加，能增强伸根期烟株的抗逆能力，为大田期的生长奠定基础。

本研究为双因素试验，采用η2值判断育苗盘孔、微生物菌剂及两者互作的效应，能客观地反映变量效应强弱及其真实强度[23-25]，在分析多因素、多指标效应时具有一定借鉴意义。

4 结论

综合分析，采用136 孔育苗盘和添加微生物菌剂的基质可促进烟苗根系和地上部生长，有利于烟苗干物质积累。 育苗盘孔数主要影响根系性状指标，微生物菌剂主要影响地上部生长和干物质积累。南方稻作烟区选择136 孔育苗盘，并在基质中添加微生物菌剂，有利于培育8 ～10 叶龄的长叶龄壮根苗，对促进早生快发具有重要意义。