蚯蚓肥与珍珠岩配比基质对烟苗根系生长与生理特征的影响

蚯蚓肥与珍珠岩配比基质对烟苗根系生长与生理特征的影响

浮育苗已成为中国烟草栽培的主要途径。目前,漂浮育苗所用基质中有机质材料几乎都使用草炭或泥炭。作为对不可再生资源的草炭和泥炭的过度开采势必对湿地生态系统平衡产生不可逆转的破坏,严重影响整个生态系统平衡。因此,寻找替代草炭或泥炭的基质材料成为亟待解决的问题,这也符合烟叶生产与自然、社会和谐发展的需要。基质是漂浮育苗技术的核心要素,对培育壮苗具有重要意义。培育健壮烟苗是烟草生产的首要环节,是获得优质高产烟叶的基础,而发达的根系是壮苗的标准之一。根系是植物吸收矿质营养和水分的主要器官,其形态及构型在很大程度上决定着植物获取养分的能力,直接影响着地上部的产量。因此,研究烟苗根系的发育和形态结构对于基质成分的合理选择和配比具有十分重要的现实意义[18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31]。近几年,利用处理后的有机物料替代价高、量少的泥炭,成为育苗基质选材的一个主要发展方向[8,9,10,32,33,34,35,36,37,38,39]。蚯蚓肥是利用蚯蚓处理牛粪形成的副产品,具有良好的团粒结构、孔隙性、通气性、排水性和持水性,并具有良好的吸收和保持营养物质的能力,存在许多有益微生物,作用特点类似于泥炭等物质,是加工无土栽培基质的理想材料。利用蚯蚓肥为主要成分的基质已经广泛用于蔬菜和花卉生产,可以促进蔬菜和园艺植物的生长,使根系发达,促进壮苗形成。但蚯蚓肥在烤烟漂浮育苗基质中的利用还未见报道,蚯蚓肥与无机物料不同配比对烟苗根系生长与生理特征的影响也没有理论依据,也成了利用蚯蚓肥作为草炭替代材料的关键科学与技术问题。笔者等研究了蚯蚓肥与珍珠岩对烟苗出苗率、根系生长与生理特征的影响,以期探索蚯蚓肥与珍珠岩的最适混配比例,为蚯蚓肥在烤烟漂浮育苗基质中的应用提供理论依据。1材料和方法1.1油气肥基质管理供试作物为烤烟品种K326。所用基质分别为常规基质(由贵州黔南金福公司提供,主要成分是草炭、牛粪和珍珠岩)和蚯蚓肥基质。蚯蚓肥基质由蚯蚓肥和珍珠岩混配而成。漂浮盘为烤烟漂浮育苗专用盘,每盘160孔;育苗肥料为烤烟漂浮育苗专用肥。1.2两种基质的处理试验采用随机区组排列,设4个处理:处理1为对照(CK),采用常规基质;处理2、3、4为蚯蚓肥基质,蚯蚓肥和珍珠岩的体积百分比分别为70∶30、85∶15和100∶0。3次重复,每个重复4盘,同一重复在一个育苗池内。1.3根系活力测定采用漂浮育苗方式培育烟苗,苗床管理按《贵州省烤烟集约化育苗技术规程》操作。调查出苗数和每盘穴数统计烟苗出苗率(出苗率/%=出苗数/每盘穴数×100)。在成苗期取样测定烟苗地上、地下部的干物质重。根系活力测定采用TTC-甲醇浸泡法测定。播种后35d、45d和55d时,每处理每次重复随机选取10株烟苗,将根系清洗干净,用EPSONExpression1000XL对完整根系进行扫描,之后用WinRHZO根系分析系统软件对根系图片进行根系总表面积、根总长、根总数、根平均直径等根系形态指标的定量分析。数据应用Excel2003程序和SPSS16.0统计分析软件处理。2结果与分析2.1珠岩体积比对出苗率的影响由图1可知,蚯蚓肥与珍珠岩体积比为70∶30的处理2的出苗率与常规基质相比无显著差异,当蚯蚓肥与珍珠岩体积比升高至85∶15和100∶0时出苗率呈下降趋势,但85∶15处理出苗率仍大于90%,100∶0处理出苗率低于80%,且与前两者差异显著。即在本试验条件下,蚯蚓肥添加30%的珍珠岩混配处理的出苗率可以与常规基质持平,随着蚯蚓肥比例的升高烟苗的出苗率显著降低,蚯蚓肥在基质中的比例不宜过大。2.2干物质的变化从表1可知,与常规基质相比,蚯蚓肥与珍珠岩体积比为70∶30的处理2的地下部干物质和地上部干物质分别提高了18.9%和16.9%,差异达显著水平;当比例升高至85∶15和100∶0时,干物质呈下降趋势。但85∶15处理的干物质仍高于常规基质,地下部干物质提高了52.3%,差异显著,地上部干物质提高了7.63%,处理间无显著性差异;100∶0处理的地下部干物质和地上部干物质较常规基质略低,但处理间差异不显著。可见,与常规基质相比,蚯蚓肥添加30%的珍珠岩混配可以提高烟苗的地下部和地上部干物质量,促进烟苗根系干物质的累积和营养物质向地上部分的运输,随着蚯蚓肥比例的增加,烟苗的干物质重降低。2.3基质结构指标:总根长、根表面积和二级侧根数由表2可知,蚯蚓肥与珍珠岩混配比例不同对烟苗根系生长和发育的影响有明显差异。比例为70∶30的处理2的总根长、根表面积、根体积、平均直径、二级侧根数、平均根长显著高于常规基质,分别增加50.5%、41.5%、61.4%、17.0%、63.9%和10.7%。当比例升高至85∶15和100∶0时各指标呈下降趋势,85∶15处理的总根长和根表面积都高于常规基质,根体积、平均直径、二级侧根数和平均根长略低于常规基质,但处理间差异不显著;比例为100∶0的处理4除总根长略高于常规基质外,根表面积、根体积、平均直径、二级侧根数和平均根长都略低于常规基质,但处理间差异不显著。由此可知,与常规基质相比,蚯蚓肥基质中添加适宜比例的珍珠岩能促进烟苗的根系生长和发育,以蚯蚓肥添加30%珍珠岩的处理根系最发达,而随着蚯蚓肥比例的增加根系的生长受到抑制。2.4重要生理指标根系活力是指植物根部吸收水分和养分以及合成物质的能力,其大小反映了根系吸收水分及养分能力的强弱,是衡量烟苗根系生长发育状况的一个重要生理指标。从图2看出,与常规基质相比,蚯蚓肥处理可提高烟苗的根系活力。35d时蚯蚓肥与珍珠岩混配比例为85∶15和100∶0的处理根系活力高于70∶30的处理,而45d和55d时都以70∶30的处理根系活力最高,且显著高于85∶15和100∶0的处理。可见,在本试验条件下,与常规基质相比,施用蚯蚓肥基质可以提高烟苗的根系活力,但随着蚯蚓肥比例的增加,烟苗生长后期的根系活力会降低。3结论和讨论3.1低密度、高地重、水下干物重试验结果表明,与常规草炭基质相比,蚯蚓肥与珍珠岩混配处理可以获得持平或更高的地上部干物重、地下部干物重、根长、根表面积、根体积和二级侧根数,促进烟苗的根系生长发育。因此,蚯蚓肥可以完全替代草炭或泥炭作为烤烟漂浮育苗基质的材料,且以蚯蚓肥中添加30%珍珠岩更有利于烟苗的根系生长。3.2关于社会主义本质的植物基烟草壮苗的主要特征之一是具有发达的根系,根系是烟苗吸收、转化和储藏营养物质的重要器官[21,22,23,25,53,54,55,56]。而根系的形态特征(根长、根表面积、根体积、根系平均直径、侧根数)是体现根系吸收效率及能力的重要指标。因此,研究蚯蚓肥基质对烟苗根系的生长和形态结构的影响,为合理使用蚯蚓肥基质具有重要意义。许多研究者在蔬菜、园艺作物、禾谷类作物及豆类作物上的试验结果显示,使用蚯蚓肥基质促进作物的生长。郎莎莎在万寿菊上的研究结果也表明,与泥炭基质相比,使用蚯蚓肥基质的万寿菊根系发达,根直径大。这可能与使用蚯蚓肥基质可以为植株生长提供更好的养分状况有关。本试验条件下,与常规基质相比,蚯蚓肥与珍珠岩混配处理的根干重、根长、根表面积、根体积、平均直径、二级侧根数和平均根长都高于常规基质或与之相当,单独使用蚯蚓肥的处理各项指标略低于常规基质,差异不显著。蚯蚓肥与珍珠岩混配比例为85∶15和100∶0的处理显著降低了烟苗的出苗率,只有70∶30的处理与常规基质出苗率相当,因此综合考虑,蚯蚓肥的比例不是越多越好,以蚯蚓肥中添加30%珍珠岩较适宜。Atiyeh等也认为,蚯蚓肥在基质中存在一个适宜的比例。本试验对蚯蚓肥与珍珠岩混配(体积比)设置了3个比例(70∶30、85∶15和100∶0),以70∶30的处理根干重、根长、根表面积、根体积、二级侧根数、平均直径和平均根长最高,随着珍珠岩比例的降低,各项指标显著降低,根系的生长和干物质的积累受到抑制。这可能是因为随着蚯蚓肥比例的