呂秀敏 聶欣 徐辰生 張仕祥 廖錦建 金遼 王凱 唐勤 焦加國

摘要：將不同比例的蚯蚓堆肥與珍珠巖、蛭石等無機基質復配，進行煙草育苗基質的研發(fā)，篩選最佳的煙草育苗基質配方。將常規(guī)的煙草漂浮育苗基質（碳化稻殼配置）作為對照（CK），蚯蚓堆肥與泥炭、珍珠巖、蛭石按不同的體積比復配成不同的育苗基質配方（V45、V30、V15、V0）進行煙草漂浮育苗基質開發(fā)。結果發(fā)現，添加不同比例蚯蚓堆肥的基質的煙草幼苗生長均優(yōu)于CK，煙草幼苗的地上部各項生長指標、生物積累量及壯苗指數均隨著蚯蚓堆肥含量的增加而呈現先升高后降低的趨勢。其中以蚯蚓堆肥添加量為30%的V30處理的煙草幼苗長勢最好，在株高、葉面積、SPAD值、總根長、根表面積、根體積、根尖數等指標上分別較常規(guī)基質提高23.45%、21.78%、13.47%、24.68%、2471%、37.78%、20.48%。

關鍵詞：蚯蚓堆肥;基質育苗;煙草;生長指標;生物量;壯苗指數

中圖分類號： S572.06;S572.043 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2019）23-0316-04

煙草作為我國重要的經濟作物，在促進國民經濟發(fā)展中起到重要作用[1]。而在煙草的生產過程中，育苗是其中最為重要的環(huán)節(jié)，它關系到煙葉的質量與產量。由于煙草易染病，對環(huán)境要求較高，在我國南方現多采用漂浮育苗的方式進行育苗。漂浮育苗是一種集無土栽培、水培、營養(yǎng)土栽培等多種栽培方式于一身的新型栽培方法，該方法有效解決了傳統(tǒng)育苗所造成的土傳病害的缺陷，同時縮短了育苗的周期，能在一定程度上實現壯苗、增強煙草幼苗的抗性[2-3]。同時在操作過程中更為簡單方便，大大降低了用工量，對推動煙草育苗的現代化、產業(yè)化、商品化具有重要意義。

目前，有許多學者利用腐熟的甘蔗渣、花生糠、玉米秸稈等進行煙草育苗基質的研發(fā)[4-6]。蚯蚓堆肥的理化和生物學性質決定了其是一種良好的育苗基質材料[7]。蚯蚓堆肥復配的育苗基質在西瓜、番茄、茄子、草莓、水稻上的應用研究結果表明，蚯蚓堆肥可以提高育苗基質的總孔隙度及持水孔隙度，促進幼苗生長，提高幼苗根系活力和葉綠素含量，提高相關抗氧化酶活性等[8-10];蚯蚓堆肥中豐富的有效態(tài)養(yǎng)分可以保證幼苗生長階段養(yǎng)分的供給。而且，蚯蚓堆肥更有利于微生物生長[11]，微生物間的競爭作用使得蚯蚓堆肥具有抑制病害菌群繁殖的作用，達到減少病害發(fā)生的目的。雖然蚯蚓堆肥能夠促進幼苗生長，但并不是蚯蚓堆肥的比例越高越好。Atiyeh等在番茄育苗試驗中將不同量蚯蚓堆肥添加在溫室育苗基質中，發(fā)現蚯蚓堆肥添加的體積量在25%～50%時番茄幼苗的生長量顯著高于其他處理，但是將全部采用蚯蚓堆肥作為育苗基質時會對番茄幼苗根系生長產生不利影響[11-12]。許多研究表明，蚯蚓糞參與復配的育苗基質的最佳比例為20%～40%[13-14]。

蚯蚓堆肥在實際生產中整體優(yōu)化了育苗基質的性狀，從而促進作物幼苗的生長。本研究主要將不同比例的蚯蚓堆肥與珍珠巖、蛭石等無機基質復配，進行煙草漂浮育苗基質的研發(fā)，通過對幼苗生長指標的分析，篩選出最佳的育苗基質配方。

1 材料與方法

1.1 供試材料

蚯蚓堆肥購自南京博農生物科技有限公司，煙草常規(guī)育苗基質由福建省煙草農業(yè)科學研究所提供，泥炭、蛭石與珍珠巖從市場購買。蚯蚓堆肥、泥炭、珍珠巖和蛭石的基礎理化性狀見表1。煙草種子由福建省煙草農業(yè)科學研究所提供，品種為烤煙K326?？緹熎∮鐚Ｓ梅柿嫌筛＝ㄊ煵蒉r業(yè)科學研究所提供。

1.2 試驗設計

煙草育苗試驗于2016年9月在江蘇省南京市江寧區(qū)橫溪鎮(zhèn)的南京市蔬菜科學研究所進行，該區(qū)域屬亞熱帶濕潤氣候，年平均氣溫15.4 ℃，年均降水量1 106 mm。

試驗按照蚯蚓堆肥添加量分別為45%、30%、15%、0復配成4種育苗基質（V45、V30、V15、V0），以市售常規(guī)煙草育苗基質作為對照，共設5個處理，每個處理3次重復。CK：常規(guī)煙草育苗基質;V45：45%蚯蚓堆肥+15%泥炭+20%珍珠巖+20%蛭石;V30：30%蚯蚓堆肥+30%泥炭+20%珍珠巖+20%蛭石;V15：15%蚯蚓堆肥+45%泥炭+20%珍珠巖+20%蛭石;V0：60%泥炭+20%珍珠巖+20%蛭石。

試驗采用漂浮育苗的方式，育苗盤為11×17孔泡沫漂浮育苗盤。將各處理基質加水拌勻至基質完全濕透后裝填于育苗盤中，每穴播種1粒，播種后在穴盤表面覆蓋1層基質，以剛蓋住種子為宜。然后將穴盤置于塑料周轉箱中，周轉箱長、寬、深分別為600、400、150 cm。營養(yǎng)液用烤煙漂浮育苗專用肥料配制，1、2、3號肥料作為基肥，分別取1、2號肥料20 g，3號肥料10 mL放于水槽內加水至8 cm（深度），攪拌均勻后加水至10 cm（深度）。育苗周期為50 d，第30天加入4、5號肥料各15 g。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 蚯蚓堆肥復合基質理化性質測定 基質容重、孔隙度測定方法（用于煙草漂浮育苗的基質，測定方法按標準YC/T 310—2009《煙草漂浮育苗基質》執(zhí)行）：取一個燒杯（m1）加500 mL基質（烘干樣），稱質量（m2），然后加水用手擠壓使基質中的氣泡排出，不斷加水至500 mL刻度線，稱質量（m3），2層濕紗布（m4）封口后倒置，直到不再有水滲出（12 h左右），稱質量（m5）。

容重=（m2-m1）/500，總孔隙度=（m3-m2）/500×100%。

蚯蚓堆肥復合育苗基質及常規(guī)基質的養(yǎng)分含量、容重、pH值、電導率（EC值）、孔隙狀況等采用常規(guī)方法測定，具體參考黃忠陽等的測定方法[15];速效氮含量用1 mol/L氯化鈉提取，Zn-FeSO4還原蒸餾法測定;速效磷含量用2%檸檬酸浸提，釩鉬黃比色法測定;速效鉀含量用1 mol/L HNO3浸提，用火焰光度計測定;有機質含量用重鉻酸鉀-硫酸稀釋加熱氧化法測定。

1.3.2 煙草幼苗生長與生理指標測定 待育苗周期結束，各處理每盤隨機抽樣10株幼苗，進行測定。株高以穴盤基質表面到生長點的高度為準;莖粗（緊靠子葉節(jié)下部）采用游標卡尺進行測定;相對葉綠素含量（SPAD）采用便攜式葉綠素測定儀測定;葉面積采用LI-3000型葉面積儀進行測定。鮮質量用精度為1/10 000的天平稱量，樣品經清水洗凈用吸水紙吸干后直接稱質量。干質量在通風干燥箱105 ℃下殺青 30 min，然后在80 ℃下烘至恒質量后稱量。用根系掃描儀（型號為LA1600+，Canada;分析軟件為Winrhizo2003b）測定幼苗根系形態(tài)指標，包括總根長、根體積、根表面積、根尖數[16]。

壯苗指數=（莖粗/株高+根干質量/地上部干質量）×全株干質量。

1.4 數據分析

采用SPSS 19.0軟件進行數據分析，Sigmaplot進行圖形繪制。處理之間的顯著差異采用單因素方差分析評價方法，平均值多重比較采用Duncans多重比較法。

2 結果與分析

2.1 不同配比的蚯蚓堆肥基質的理化性質

從表2可以看出，常規(guī)煙草育苗基質的CK容重、孔隙度較低，氮、磷、鉀養(yǎng)分含量分別為5.79、1.56、2.54 g/kg，低于添加蚯蚓堆肥的處理。

2.2 蚯蚓堆肥基質對煙草幼苗地上部生長的影響

2.2.1 蚯蚓堆肥基質對煙草幼苗株高的影響 從圖1可以看出，V15、V30處理煙草幼苗的株高顯著高于常規(guī)育苗基質及V45、V0處理，其中V30處理的幼苗株高最高，較常規(guī)育苗基質提高了23.45%，處理V45處理的幼苗株高高于常規(guī)育苗基質，但沒達到顯著水平。蚯蚓堆肥的添加能提高幼苗的株高，但隨著蚯蚓堆肥比例的不斷增加，煙草幼苗株高受到了明顯的抑制作用。

2.2.2 蚯蚓堆肥基質對煙草幼苗葉面積的影響 煙草采摘以葉片為主，因此葉面積是煙草栽培的重要指標。從圖2可以看出，蚯蚓堆肥的添加能夠增大煙草幼苗的葉面積，其中V30處理的煙草幼苗葉面積最大（245.48 cm2），顯著高于常規(guī)育苗基質（201.57 cm2），而其他處理與常規(guī)育苗基質無顯著差異。同樣，葉面積隨著蚯蚓堆肥量的增加呈現先增大后減小的趨勢。

2.2.3 蚯蚓堆肥基質對煙草幼苗SPAD值的影響 從圖3可以看出，隨著蚯蚓堆肥比例的增加，煙草幼苗SPAD值呈現先增大后減小的趨勢。V15、V30處理的煙草幼苗SPAD值分

別達到28.83、28.96，顯著高于其他處理，說明適量添加蚯蚓堆肥能夠提高煙草幼苗的SPAD值。

2.3 蚯蚓堆肥基質對煙草幼苗根系形態(tài)的影響

由表3可以看出，常規(guī)育苗基質與不添加蚯蚓堆肥的V0處理的煙草幼苗根系生長狀況最差。隨著蚯蚓堆肥添加量的增加，煙草幼苗的各項根系指標呈現先升高后又降低的趨勢，蚯蚓堆肥添加量為30%的處理根系生長狀況較好，每株總根長、根表面積、根體積、根尖數分別達到382.01 cm、28.62 cm2、1.86 cm3、633.33個。說明適量蚯蚓堆肥的添加能夠促進煙草幼苗根系的生長。

2.4 蚯蚓堆肥基質對煙草幼苗生物量的影響

從表4可以看出，煙草幼苗生物量均以V30處理最高，其中地上部生物量與其他處理均差異顯著。隨著基質中蚯蚓堆肥添加量的增加，煙草幼苗的鮮質量、干質量的變化均呈現先上升后降低的趨勢。其中以蚯蚓堆肥添加量為30%的處理煙草幼苗生物積累量最高，其地上部鮮質量較CK和V0處理分別提高了16.84%、43.88%;不同添加量蚯蚓堆肥基質培育的煙草幼苗地下部（根系）鮮、干質量變化趨勢與地上部鮮、干質量基本一致。說明適量的蚯蚓堆肥添加有利于煙草幼苗生物量的累積。

2.5 蚯蚓堆肥基質對煙草幼苗壯苗指數的影響

從圖4可以看出，蚯蚓堆肥添加量為30%的處理壯苗效果最好，壯苗指數（生長期為50 d時）達到238.06×10-3，顯著高于其他處理。常規(guī)育苗基質的壯苗效果較差，壯苗指數僅為165.93×10-3。隨著蚯蚓堆肥添加量的增加，壯苗指數呈現先升高后降低的趨勢。說明適量添加蚯蚓堆肥的基質有利于促進煙草幼苗的壯苗。

3 討論與結論

本研究結果表明，添加蚯蚓堆肥的基質在理化性質方面表現較好，隨著蚯蚓堆肥含量的升高，基質中的氮磷鉀養(yǎng)分含量也逐漸增加。添加蚯蚓堆肥的基質能夠促進煙草幼苗的出苗及生長，煙草幼苗在株高、葉面積、生物積累量、根系形態(tài)及壯苗指數等方面都優(yōu)于常規(guī)基質， 且均隨著蚯蚓堆肥含量的

增加而呈現先升高后降低的趨勢。這是由于一定量養(yǎng)分添加能夠促進煙草幼苗生長，但隨著蚯蚓堆肥含量的增加，鹽分含量也相對增加，對幼苗生長產生抑制作用[16]。蚯蚓堆肥體積比例為30%的基質的煙草幼苗生長狀況最好，其株高、葉面積、SPAD值、總根長、根表面積、根體積、根尖數較常規(guī)基質分別提高23.45%、21.78%、13.47%、24.68%、24.71%、3778%、20.48%。

已有許多報道表明，添加一定比例的蚯蚓堆肥可以促進煙草育苗的生長發(fā)育。畢明飛的研究結果表明，隨著基質蚯蚓堆肥比例的增加，煙苗各項指標呈先增加后降低的趨勢，在蚯蚓糞基質比例為40%時，煙草育苗效果最好，可以改善煙苗生長期狀況，縮短煙草育苗生長期，提高出苗率[17];還可以顯著改善煙苗生物學性狀和生理特性。有研究利用蚯蚓堆肥替代泥炭進行煙草育苗試驗，結果表明，蚯蚓堆肥育苗基質的鮮質量、莖高、莖粗比草炭育苗基質分別增加0.4 g、2.2 mm、1 mm，生育期相當，煙草幼苗農藝生長性狀較好，蚯蚓堆肥基質可以取代草炭基質進行烤煙育苗[18]。部分學者將蚯蚓堆肥應用到煙草大田種植中，效果也十分顯著。將蚯蚓堆肥施入烤煙土壤中，發(fā)現蚯蚓堆肥能夠顯著提升煙草幼苗品質及經濟價值[19]。然而，當蚯蚓堆肥的比例過高時可能會抑制幼苗的生長，這主要是因為容易產生過高的電導率，影響幼苗對水分和養(yǎng)分的吸收，甚至還可能會出現某些離子的過量中毒，出現缺素癥等生理障礙，造成鹽害[20]。

蚯蚓堆肥是對牛糞、城市污泥等有機廢棄物進行腐熟發(fā)酵，利用其產物進行蚯蚓養(yǎng)殖后加工得到的產物。蚯蚓堆肥在促進作物生長上的原理與泥炭較為相似，其理化性質又優(yōu)于泥炭，而且蚯蚓堆肥的原材料不僅來源廣泛，同時具有再生性。使用一定比例的蚯蚓堆肥替代泥炭進行煙草育苗完全可行，符合生產實踐的要求，不僅可以提高煙草幼苗的質量，提高其經濟價值，同時蚯蚓堆肥的資源化利用也減少了部分農業(yè)廢棄物帶來的負面環(huán)境問題。因此，在煙草育苗中推薦將蚯蚓堆肥復合基質應用于工廠化生產。

利用蚯蚓堆肥復合基質進行煙草育苗，相比于常規(guī)育苗基質及泥炭復合基質，煙草幼苗的株高、SPAD值、生物積累量、根系形態(tài)、壯苗指數均有所提高。其中，蚯蚓堆肥添加量為30%的復合基質應用效果最好，可推薦作為工廠化煙草育苗基質。

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收稿日期：2018-11-05

基金項目：福建省煙草公司南平市公司科技項目（合同號：201735070024060）。

作者簡介：呂秀敏（1994—），女，山東德州人，碩士研究生，主要從事育苗基質開發(fā)。Tel：（0527）85213279;E-mail：2016803176@njau.edu.cn。

通信作者：焦加國，博士，副教授，主要從事土壤生態(tài)學研究，Tel：（025）84395815，E-mail：jiaguojiao@njau.edu.cn;金 遼，助理農藝師，主要從事煙草栽培及烘烤研究，Tel：（0599）8835589，E-mail：jinliao@zju.edu.cn。