姜超英，陳麗萍，焦 劍，許靈杰，鄭 華，彭 宇

（貴州省煙草專賣局（公司），貴州 貴陽(yáng) 550000）

烤煙是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，在烤煙生產(chǎn)中，培育壯苗是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的基礎(chǔ)［1-2］。漂浮育苗由于其具有出苗率高、煙苗整齊、病害輕等特點(diǎn)，適于育苗的產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化發(fā)展，其自20世紀(jì)90年代引入我國(guó)后得到了高速發(fā)展，是我國(guó)目前最主要的育苗方式［3］。但在當(dāng)前煙葉育苗過(guò)程中，也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，如當(dāng)育苗期間出現(xiàn)極端低溫或高溫、低氧濃度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)煙苗干物質(zhì)積累少、根系活力低、側(cè)根數(shù)量不足、隱性病菌感染等亞健康問(wèn)題［4-5］。已有研究表明：根際通氣狀況對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育有很大影響，根系低氧脅迫會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生很多不利影響，如根系代謝減弱、吸收養(yǎng)分和水分的能力下降，生長(zhǎng)發(fā)育異常甚至死亡等［6-7］。祁琳等［8］研究發(fā)現(xiàn)根際通氣不良會(huì)導(dǎo)致棉花幼苗生長(zhǎng)受抑制、干物質(zhì)積累下降和礦質(zhì)元素吸收減少。Niu等［9］研究發(fā)現(xiàn)對(duì)番茄根際通氣可以提高番茄根系活力和促進(jìn)根系代謝。周華杰等［10］研究發(fā)現(xiàn)根際通氣有利于薄皮甜瓜植株生長(zhǎng)、果實(shí)發(fā)育及根系對(duì)養(yǎng)分的吸收。郭超等［11-12］研究發(fā)現(xiàn)對(duì)根際通氣能促進(jìn)玉米根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)根系活力，提高根系吸收水分和養(yǎng)分的能力。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于煙草漂浮育苗過(guò)程中根部通氣對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究較少，朱大恒等［13］雖開(kāi)展了200孔新型通氣苗盤對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育及生理特性的影響的研究，但對(duì)于新型通氣苗盤培育壯苗的機(jī)理仍需進(jìn)一步探索，加上不同的育苗盤規(guī)格對(duì)煙苗生長(zhǎng)和生理生化指標(biāo)也有很大影響［14-16］，因此本試驗(yàn)對(duì)目前生產(chǎn)上主要使用的160孔育苗盤進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，設(shè)計(jì)出2種（160孔凸底和160孔平底）新型通氣孔育苗盤，并研究了其對(duì)育苗關(guān)鍵期煙苗生長(zhǎng)、根系發(fā)育、基質(zhì)微生物等的影響，旨在明確通氣條件對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響，篩選出能提高煙苗素質(zhì)、促進(jìn)根系發(fā)育的新型育苗盤，為解決漂浮育苗中煙苗亞健康問(wèn)題及完善新型通氣孔育苗盤培育壯苗的機(jī)理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用煙草栽培品種為云煙87，由貴州省煙草科學(xué)研究院提供。通氣孔育苗盤、常規(guī)育苗盤、基質(zhì)、育苗肥由貴州省煙草公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用漂浮育苗的方式，以長(zhǎng)×寬×高為57 cm×36 cm×6 cm的160孔常規(guī)育苗盤為對(duì)照組，2種新型通氣孔育苗盤為處理組。試驗(yàn)用的3種育苗盤的長(zhǎng)、寬、高、苗穴大小一致。通氣孔的設(shè)計(jì)：在盤體上苗穴間距間設(shè)有通氣孔，通氣孔呈上小下大形狀，孔上表面直徑為0.6 cm，下表面直徑為1.6 cm，凸底盤凸出部分的高度為2 cm。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別是CK：160孔常規(guī)育苗盤；T1：160孔凸底通氣育苗盤，底部有通氣孔；T2：160孔平底通氣育苗盤，底部有通氣孔。每組設(shè)3個(gè)重復(fù)，小區(qū)隨機(jī)排列。試驗(yàn)于2021年2月3日—4月2日在貴州省貴陽(yáng)市開(kāi)陽(yáng)縣龍崗鎮(zhèn)烤煙育苗工場(chǎng)進(jìn)行，育苗管理和其他技術(shù)措施按照貴州省地方標(biāo)準(zhǔn)《貴州省烤煙漂浮育苗技術(shù)規(guī)程》（DB 52/T 661—2010）進(jìn)行。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

煙苗進(jìn)入大十字期后，幼苗合成能力明顯增強(qiáng)，煙苗莖高和根系快速發(fā)育，因此，大十字期是煙苗苗床期的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，目前烤煙生產(chǎn)上井窖小苗移栽的煙苗成苗期為6葉1心；當(dāng)煙苗6葉1心時(shí)，對(duì)育苗棚揭膜降溫，進(jìn)行適當(dāng)控水?dāng)喾薀捗缂纯梢圃源筇?。因此，本研究?duì)大十字期和成苗期（6葉1心）2個(gè)育苗關(guān)鍵期煙苗的植物學(xué)性狀和生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析。

1.3.1 生育期 分別統(tǒng)計(jì)各處理煙草的播種期、出苗期（出苗率達(dá)50%的時(shí)期）、小十字期、大十字期、成苗期（6葉1心）。

1.3.2 植物學(xué)性狀 出苗率參考煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙草種子檢驗(yàn)規(guī)程》（YC/T 20—1994）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。分別在大十字期、成苗期（6葉1心）對(duì)各處理煙苗的葉數(shù)、莖高、莖直徑、地上部和地下部干鮮重及根系形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，其中農(nóng)藝性狀參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YC/T 142—2010）進(jìn)行測(cè)量，生物量采用稱重法進(jìn)行測(cè)定。根系形態(tài)指標(biāo)采用WinRHIZO根系分析系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定，根系形態(tài)指標(biāo)主要包括總根長(zhǎng)、根平均直徑、根體積、根表面積、根尖數(shù)和交叉數(shù)。

1.3.3 煙苗生理生化指標(biāo) 在成苗期（6葉1心）采用索萊寶生物科技有限公司的試劑盒測(cè)定煙苗過(guò)氧化物酶（POD）、蔗糖酶的活性；采用TTC法［17］測(cè)定根系活力。

1.3.4 基質(zhì)微生物 分別在煙苗大十字期、成苗期（6葉1心）測(cè)定各處理育苗盤中基質(zhì)的微生物種類及數(shù)量，稱10 g基質(zhì)倒入250 mL無(wú)菌錐形瓶中，加入90 mL無(wú)菌水，經(jīng)28 ℃、180 r/min震蕩25 min。采用稀釋涂布法在PDA培養(yǎng)基上涂布基質(zhì)液并培養(yǎng)真菌，在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上涂布并培養(yǎng)細(xì)菌。涂布后的平板于28 ℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48～144 h，統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 16.0進(jìn)行方差分析和多重比較，其中多重比較采用Duncan 法。采用Excel進(jìn)行繪圖，采用SIMCA 13.0軟件進(jìn)行主成分分析（PCA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 通氣孔育苗盤對(duì)煙苗生育期的影響

試驗(yàn)于2月3日播種，各處理均在2月17日出苗，播種—出苗歷時(shí)15 d。出苗后第3天，CK、T1、T2處理的出苗率分別為70%、70%和72%；出苗后第5天，3個(gè)處理的出苗率分別達(dá)到84%、88%和89%；到出苗后第20天，3個(gè)處理的出苗率分別為96%、98%和98%，出苗率均達(dá)到96%以上，均能滿足生產(chǎn)需求，且2種通氣孔育苗盤所育煙苗出苗率均較CK提高了2個(gè)百分點(diǎn)。各處理進(jìn)入出苗期、小十字期、大十字期和成苗期（6葉1心）的日期相同，說(shuō)明通氣孔育苗盤對(duì)煙苗生育期無(wú)影響。

表1 不同育苗盤對(duì)煙苗生育期的影響

2.2 通氣孔育苗盤對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響

為了從整體上把握通氣孔育苗盤對(duì)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育和生理生化指標(biāo)的影響，采用主成分分析（PCA）對(duì)各處理大十字期、成苗期（6葉1心）的煙苗植物學(xué)性狀和生理生化指標(biāo)等進(jìn)行了降維處理（圖1）。從圖1可以看出，第一主成分主要是時(shí)期的影響，占比76.3%；第二主成分是育苗盤間的差異，占比13.1%，其中在大十字期，T2與T1、CK在第二主成分能明顯區(qū)分開(kāi)，說(shuō)明T2與T1、CK在大十字期的植物學(xué)性狀和生理生化指標(biāo)有明顯差異，但T1和CK在PCA圖上存在交叉，不能分開(kāi)。通氣孔育苗盤處理與CK在成苗期（6葉1心）的植物學(xué)性狀和生理生化指標(biāo)總體差異較大，在第一主成分、第二主成分上均能明顯地區(qū)分開(kāi)。因此，后面將對(duì)大十字期、成苗期（6葉1心）煙苗的植物學(xué)性狀和生理生化指標(biāo)開(kāi)展進(jìn)一步分析。

圖1 煙苗植物學(xué)性狀和生理生化指標(biāo)的主成分分析（PCA）散點(diǎn)圖

2.3 通氣孔育苗盤對(duì)育苗關(guān)鍵期煙苗農(nóng)藝性狀的影響

T1處理所育煙苗在大十字期的莖高、莖直徑、葉數(shù)、葉綠素含量與CK均差異不顯著，成苗期（6葉1心）的莖高和莖直徑均顯著低于CK，說(shuō)明T1所育煙苗在前期（大十字期）和CK差異不大，但長(zhǎng)至成苗期（6葉1心）地上部發(fā)育較CK矮小，莖稈細(xì)。

T2處理所育煙苗在大十字期和成苗期（6葉1心）的莖高均顯著大于CK，分別較CK提高了23.16%、4.09%；大十字期的莖直徑也顯著高于CK，提高了6.25%；在成苗期（6葉1心）的葉綠素含量也顯著高于CK，說(shuō)明T2處理所育煙苗長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)更好，莖稈較高較粗，煙葉較綠（圖2）。

圖2 不同處理對(duì)育苗關(guān)鍵期煙苗農(nóng)藝性狀和葉綠素含量的影響

2.4 通氣孔育苗盤對(duì)育苗關(guān)鍵期煙苗生物量的影響

從圖3可以看出，2種通氣孔育苗盤對(duì)前期（大十字期）煙苗地下部干鮮重均無(wú)顯著影響，但對(duì)成苗期（6葉1心）煙苗的生物量積累有促進(jìn)作用，尤其是對(duì)地下部的生長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用。

圖3 不同處理對(duì)育苗關(guān)鍵期煙苗地上部和地下部生物量的影響

在成苗期（6葉1心），T1和T2處理煙苗的生物量均不同程度地大于CK，T1處理的地上部干重、地上部鮮重分別為0.140和2.479 g/株，較CK分別提高了47.37%和16.00%；T1處理的地下部干重、地下部鮮重分別為0.022和0.433 g/株，較CK分別提高了69.23%和42.90%。T2處理的地上部干重、地上部鮮重分別是0.153和2.948 g/株，較CK分別提高了61.05%和37.95%；T2處理的地下部干重、地下部鮮重分別為0.024和0.476 g/株，較CK分別提高了84.62%和57.10%。

與T1相比，T2處理所育煙苗生物量積累得更多，成苗期（6葉1心）地上部干重、地上部鮮重分別提高了9.29%、18.92%，地下部干重、地下部鮮重分別提高了9.09%、9.93%。

2.5 通氣孔育苗盤對(duì)育苗關(guān)鍵期煙苗根系形態(tài)的影響

從圖4可以看出，在育苗后期，通氣孔育苗盤明顯促進(jìn)了煙苗根系發(fā)育， 2種通氣孔育苗盤所育煙苗在成苗期（6葉1心）的根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)和交叉數(shù)均顯著大于CK。

圖4 不同處理對(duì)育苗關(guān)鍵期煙苗根系形態(tài)的影響

在大十字期，T1處理所育煙苗根平均直徑顯著低于CK，其他根系形態(tài)指標(biāo)和CK均無(wú)顯著差異。在成苗期（6葉1心），T1處理煙苗根系平均直徑也顯著低于CK，但其根長(zhǎng)、根體積和根表面積均顯著高于CK，較CK分別提高了75.80%、35.29%和53.52%。

T2處理所育煙苗根系較發(fā)達(dá)，在大十字期其根長(zhǎng)、根表面積和根尖數(shù)均顯著高于CK，較CK分別提高了23.31%、14.63%和27.15%；T2處理煙苗在成苗期（6葉1心）的根長(zhǎng)、根體積、根表面積、根尖數(shù)、交叉數(shù)均顯著高于CK，較CK分別提高了95.28%、70.59%、80.89%、112.97%和120.79%。

與T1相比，T2處理所育煙苗的根系生長(zhǎng)更快更粗壯，其在大十字期的根長(zhǎng)、根表面積顯著大于T1的，分別提高了11.24%、13.85%；T2處理所育煙苗在成苗期（6葉1心）的根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)、交叉數(shù)也顯著大于T1的，分別提高了11.08%、17.82%、26.09%、66.74%、20.11%。

2.6 通氣孔育苗盤對(duì)成苗期（6葉1心）煙苗生理生化指標(biāo)的影響

通氣孔育苗盤對(duì)大十字期煙苗的生長(zhǎng)、生物量和根系形態(tài)影響相對(duì)較小，成苗期（6葉1心）煙苗的生理生化指標(biāo)直接影響著煙苗移栽后的存活率和早生快發(fā)等，因此重點(diǎn)分析了通氣孔育苗盤對(duì)成苗期（6葉1心）煙苗的酶活性和根系活力的影響。

從表2可以看出，在成苗期（6葉1心），T1和T2處理所育煙苗的淀粉酶、過(guò)氧化物酶（POD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）活性均顯著高于CK，T1處理的較CK分別提高了37.80%、104.80%、513.43%，T2處理的較CK分別提高了94.53%、202.75%、707.02%。T1和T2處理所育煙苗的根系活力也高于CK，分別提高了13.21%和88.05%，說(shuō)明通氣孔育苗盤顯著提高了煙苗的POD、CAT、淀粉酶活性，也提高了根系活力。

表2 成苗期（6葉1心）煙苗生理生化指標(biāo)分析

2.7 通氣孔育苗盤對(duì)基質(zhì)微生物數(shù)量的影響

從表3可以看出，通氣孔育苗盤對(duì)大十字期和成苗期（6葉1心）基質(zhì)的細(xì)菌數(shù)量均無(wú)顯著影響。在成苗期（6葉1心），T2處理基質(zhì)的真菌數(shù)量顯著低于CK，降幅為13.24%。與CK和T1相比，T2基質(zhì)的真菌數(shù)量少，更有利于煙苗的真菌病害防控。

表3 育苗關(guān)鍵期煙苗栽培基質(zhì)細(xì)菌、真菌數(shù)量分析 lg(cfu/g)

3 小結(jié)與討論

根系作為植物養(yǎng)分吸收的重要組織之一，其生長(zhǎng)狀態(tài)在很大程度上影響整個(gè)植株的生長(zhǎng)［18］。本研究發(fā)現(xiàn)，通氣孔育苗盤明顯促進(jìn)了后期煙苗的生長(zhǎng)尤其是根系的生長(zhǎng)，提高了根系活力和酶活性；在成苗期（6葉1心），T1（160孔凸底）和T2（160孔平底）透氣孔育苗盤所育煙苗的地下部干鮮重、根體積和表面積均顯著高于常規(guī)育苗盤的，地下部根干重、鮮重總體提高了42.90%～84.62%，根體積提高了35.29%～70.59%，根表面積提高了53.52%～80.89%，根系活力提高13.21%～88.05%。這可能是由于育苗盤上增加透氣孔，增加了空氣流通，改善了根基環(huán)境，有效提升了煙苗根系活力，加快了根系代謝，促進(jìn)煙苗生長(zhǎng)發(fā)育和物質(zhì)積累。這些研究結(jié)果在其他作物上的應(yīng)用也有相似報(bào)道，根基通氣可以提高番茄［9］、薄皮甜瓜［10］、玉米［11-12］的根系活力，促進(jìn)根系發(fā)育。

SOD、CAT等保護(hù)酶能夠反映植物生長(zhǎng)發(fā)育的特點(diǎn)、體內(nèi)代謝狀況以及對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性［19］，可清除過(guò)量活性氧和自由基，其活性的高低可以在一定程度上反映煙苗的抗逆性，是衡量煙苗素質(zhì)的重要指標(biāo)［20-21］。在育苗后期，煙苗根系數(shù)量增多，生長(zhǎng)空間受限，不利于煙苗根系的生長(zhǎng)［22］。在本試驗(yàn)中，在成苗期（6葉1心），T1和T2處理所育煙苗的POD活性較對(duì)照分別提高了104.80%、202.75%，CAT活性較對(duì)照分別提高了513.43%、707.20%，抗逆性的提高更有利于適應(yīng)不利環(huán)境，促進(jìn)根系發(fā)育和煙株生長(zhǎng)，也有利于煙苗移栽后的還苗。

本試驗(yàn)改進(jìn)的2種通氣孔育苗盤所育煙苗的出苗率有所提高，對(duì)生育期無(wú)影響。本結(jié)果與朱大恒等［13］采用200孔新型通氣苗盤所育煙苗出苗率提高的結(jié)果一致，但與其成苗期較對(duì)照縮短5 d的研究結(jié)果不一致，其可能原因：一是育苗盤規(guī)格不同；二是成苗標(biāo)準(zhǔn)不一致，本文是小苗井窖移栽標(biāo)準(zhǔn)，6葉1心就基本成苗，煙苗生育期比常規(guī)移栽苗明顯偏短；三是農(nóng)業(yè)試驗(yàn)受氣候等因素的影響較大，比如氣溫對(duì)出苗時(shí)間、出苗率等有一定的影響，苗床前期溫度越高，出苗越早。本試驗(yàn)結(jié)果是單年試驗(yàn)結(jié)果，下一步將結(jié)合氣候條件，開(kāi)展多年多點(diǎn)試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

通過(guò)對(duì)育苗盤的改進(jìn)，明顯促進(jìn)了煙苗根系的發(fā)育，但2種不同透氣孔育苗盤所育煙苗在農(nóng)藝性狀、物質(zhì)積累上也有差異。在成苗期（6葉1心），T1處理的煙株地上部矮小，T2處理的煙株地上部長(zhǎng)勢(shì)好。與T1相比，T2處理的莖高提高了22.27%，地上部干重、鮮重分別提高了9.29%、18.92%，地下部干鮮重分別提高了9.09%、9.93%。在成苗期（6葉1心），T2處理所育煙苗的根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)、交叉數(shù)較T1分別提高了11.08%、17.82%、26.09%、66.74%、20.11%。綜合來(lái)看，T2處理（160孔平底育苗盤）所育煙苗的素質(zhì)相對(duì)更好。

4 結(jié)論

通氣孔育苗盤明顯提高了煙苗素質(zhì)，促進(jìn)了后期煙苗生長(zhǎng)尤其是根系的生長(zhǎng)；在成苗期（6葉1心），2種透氣型育苗盤均顯著提高了煙苗根系的干鮮重、根長(zhǎng)、表面積和體積，同時(shí)也顯著提高了煙苗的POD、CAT和淀粉酶活性，提高了根系活力。T2處理（160孔平底）通氣孔育苗盤所育煙苗的素質(zhì)相對(duì)更好，推薦在井窖小苗移栽中使用。