新型生物基質對煙草育苗的影響研究

袁芳，周端榮，汪美鳳，王錫春，李佳穎，馮露雅*

（1.湖南省煙草公司永州市公司，湖南永州 425100；2.湖南科技學院 生化工程技術研究中心，湖南永州 425199）

煙草是我國重要的經濟作物，2020 年我國煙草經濟總產值達到12 803 億元，同比增長6.2%[1]。育苗是烤煙生產中最基礎的工作[2]，漂浮育苗是目前煙草育苗技術中較為廣泛的一種[3]?；|是煙草育苗過程中的“土壤”[4]，傳統(tǒng)漂浮基質是由以珍珠巖、蛭石為主的無機材料和以草炭為主的有機材料復配而成[5]，草炭是不可再生資源加上跨地區(qū)運輸增大了育苗成本[6]，因此尋找新的生物基質用于煙草育苗是一個亟待解決的問題[7]。

我國是食用菌生產大國[8]，其中湖南省永州市杏鮑菇食用菌年產量為7 200 t。菌糠是培養(yǎng)食用菌后未充分利用的營養(yǎng)成分，具有良好的藥用特性[9]。杏鮑菇的生長周期較短、生物利用率低，導致杏鮑菇菌糠中的纖維素和菌絲體等不能完全被利用，從而經過生物轉化后變成糖類、生物活性物質等[10]，這可為煙草育苗提供營養(yǎng)物質。吳松展等[11]利用廢棄菌渣為基礎基質配以草炭和蚯蚓糞用于煙草育苗，并進行相關生理生化指標測定，發(fā)現(xiàn)菌糠復配其他材料是一種很有前景的育苗基質。厚樸是我國傳統(tǒng)中藥材之一[12]，永州市年產150 t。厚樸渣是厚樸提取后的廢棄物，厚樸酚是其主要活性成分，具有抗菌、抗氧化等作用[13]。

由于食用菌菌糠絕大部分被焚燒或丟棄，厚樸渣未得到充分的利用，均造成了資源的浪費。而育苗草炭儲量有限[14]，永州本地廢棄生物質資源在煙草育苗中如何實現(xiàn)全價利用對減少草炭的用量具有重要意義。目前，國內外關于杏鮑菇菌糠、厚樸渣復配用于煙草育苗的研究較少。本文采用不同比例的杏鮑菇食用菌菌糠、厚樸渣等復配用于煙草育苗實驗，旨在篩選出適宜配比的基質配方，并為其應用于煙草育苗提供實驗參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

供試烤煙品種為云煙87，玉溪中煙種子有限責任公司生產；商品基質、育苗漂浮盤、肥料，永州市煙草公司提供；杏鮑菇食用菌菌糠，湖南宇秀生物科技有限公司提供；厚樸渣，湖南和廣生物科技有限公司提供。

1.2 實驗設計

將珍珠巖、厚樸渣、杏鮑菇食用菌菌糠按照不同體積比例進行復配，另設一個商品育苗基質作為對照組，見表1。實驗于2019 年3—8 月在永州市煙葉生產技術中心煙草實驗大棚內進行，各基質按常規(guī)方法裝盤、壓穴，裝育苗盤進行育苗實驗，每個處理設置3 次重復，每個重復播種1 盤，每個盤孔播一粒包衣種子，每盤200 個盤孔。實驗采用溫室育苗大棚，于2019 年5 月11 日播種，施用N-P2O5-K2O為31 ∶19 ∶26 的肥料，營養(yǎng)液中的氮素濃度為157 mg/kg，隨機區(qū)組排列，常規(guī)統(tǒng)一管理。

表1 不同育苗基質配方

1.3 測定指標與方法

（1）參照煙草漂浮育苗基質標準方法YC/T 310—2009[15]，對厚樸渣菌糠新型生物基質進行裝盤、播種；（2）參照煙草漂浮育苗基質標準方法YC/T 310—2009[15]，對厚樸渣菌糠生物基質進行理化性質指標測定，包括1 ～5 mm 粒徑、容重、總孔隙度、有機質、電導率、pH 值等理化性能指標；（3）參照煙草漂浮育苗基質標準方法YC/T 310—2009，于2019 年6 月11 日對煙草的出苗率進行記錄計算；（4）參照煙草農藝性狀調查測量辦法YC/T 142—2010[16]，于2019 年7 月10 日對煙草株高、莖圍等農藝性狀進行調查測量；（5）2019 年7 月13 日采集煙葉樣品，采用分光光度法測定葉綠素含量、類胡蘿卜素含量[17]，采用考馬斯亮藍法測定蛋白質含量，蒽酮法測定可溶性糖含量[18]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，采用SPSS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行處理和分析，在方差分析后，莖圍的多重比較采用塔姆黑尼（t2）法，其他指標的多重比較采用LSD 法。

2 結果與分析

2.1 不同處理出苗率

實驗各處理出苗率見表2。由表2 可知，不同處理基質出苗率存在差異，CK 出苗率最高為92%，其余處理均低于CK，處理T2 出苗率最低。

表2 不同育苗基質配方處理及出苗率

2.2 新型生物基質的基本理化性狀

新型生物基質的容重、總孔隙度、電導率等理化性質見表3。容重是反映基質松緊程度的指標[19]，國家煙草專賣局規(guī)定基質的容重在0.10 ～0.35 g/cm3，所有處理組均符合標準要求，均在0.107 ～0.232 g/cm3。各組總孔隙度為85.44%～92.59%，均在合適范圍內。電導率（EC）也是評定基質是否優(yōu)良的一項重要指標，基質的電導率一般不能超過1 000 μs/cm，若超過需要進行脫鹽淋洗處理[20]，而若是低于200 μs/cm 也會影響植物對基質的吸收[21]，各處理只有T2、T4、CK 處理組在標準范圍內。各組1 ～5 mm 粒徑所占的比例為48.3%～87.4%，也均在合理范圍內。煙草對育苗基質pH 的要求是5.0 ～7.0，中性偏酸，各處理的pH 值為5.39 ～6.98，各組差異不明顯。各組有機質均在合適范圍內，CK 組有機質含量最低。由此可以發(fā)現(xiàn)，除了T1、T6 處理組電導率偏高外，各組配方指標基本上符合育苗基質標準。

表3 不同育苗基質理化性狀

2.3 煙草生理生化指標

各處理組的可溶性糖、可溶性蛋白、葉綠素、類胡蘿卜素含量如圖1 所示?？扇苄蕴呛糠从沉酥参镂蘸秃铣赡芰课镔|能力的高低，各組可溶性糖含量見圖1（a），實驗組T1、T2、T6 可溶性糖含量均高于CK 處理，T6 處理的可溶性糖含量顯著高于其他組（P＜0.05），達3.58 mg/g，其次為T2 組2.84 mg/g，CK 組 為2.61 mg/g， T3 組 為1.26 mg/g。如圖1（b）所示，T1，T3、T4、T5 處理組可溶性蛋白質基本處于同一水平，與CK 處理相比沒有明顯差異（P＞0.05），T6 處理為6.72 mg/g，與CK 處理有顯著差異（P＜0.05），可見各組基質對煙草蛋白質含量影響較小。食用菌菌糠中糖類、菌絲體豐富，戎念杭等[22]研究表明杏鮑菇培養(yǎng)基發(fā)酵后，蛋白質含量和纖維素含量得到有效提高，發(fā)酵后的蛋白質含量相比發(fā)酵前提高了22.65%。T6 處理的可溶性糖和蛋白質均優(yōu)于CK 處理，原因是T6 處理的杏鮑菇菌糠在實驗組中比例最高，而杏鮑菇菌絲體有生物固氮作用，可以將無機氮轉化為有機氮。而葉綠素和類胡蘿卜素是植物體兩大重要色素，在參與植物的光合作用，合成有機物過程中具有重要作用[23]。葉綠素含量如圖1（c）所示，在所有處理中，T5、T6、CK處理差異不顯著（P＞0.05），T5 處理含量最高為3.88 mg/g，其 次 為CK 處 理3.82 mg/g，T6 處 理 為3.73 mg/g，最低為T3 處理為2.01 mg/g。類胡蘿卜素含量如圖1（d）所示，在所有處理中，最高是CK 處理，為0.51 mg/g，實驗組中，T6 處理是最高為0.46 mg/g，最低為T1 處理，是0.09 mg/g，基質處理對類胡蘿卜素影響較大。

圖1 各處理煙草生理生化指標

2.4 煙草農藝學性狀

株高、莖圍、地上部鮮重、地下部鮮重都是煙草農藝學性狀調查工作中的基本指標，最直觀地表現(xiàn)煙草的生長狀況和生長趨勢。播種60 d 后，不同育苗基質處理種植煙草農藝學性狀見表4。經方差分析，在所有處理中，T6 處理莖圍最大19.76 mm，其次為T5 處理15.55 mm，T4、T3、T2 處理次之，但各組間無顯著差異，CK 處理最低10.37 mm，且T6 處理較CK 處理差異極顯著（P＜0.01）；株高以T6 處理最高，為32.13 cm，高于CK 處理組的30.07 cm，但CK、T5、T4、T3 與T6 處理無顯著差異（P＞0.05），T1 處理最小17.66 cm；地上部鮮重以T6 處理最高（23.76 g），T2 處理次之（17.75 g），CK 處理組最?。?.13 g），T5、T4、T3處理之間差異不顯著（P＞0.05），T6 處理與CK 及T1 處理差異極顯著（P＜0.01）；各處理間地下部鮮重與葉數(shù)在統(tǒng)計學上無顯著差異（P＞0.05）。各處理組中T6 處理的株高、莖圍及地上部鮮重均最高，說明隨著實驗各組菌糠占比不斷增加，煙草的生長狀態(tài)和長勢越來越好。

表4 各組煙草農藝學性狀

3 討論與結論

此前已有較多替代烤煙漂浮育苗基質中草炭的相關研究，如甘蔗渣、花生糠、玉米秸稈等[24-26]，但存在有機物質量穩(wěn)定性差、產業(yè)化程度不足。為充分利用永州地方優(yōu)勢資源，研究永州本地廢棄資源在煙草育苗中的效果，本實驗采用不同配比的杏鮑菇食用菌菌糠、厚樸渣、珍珠巖為原料進行基質復配，研究其對煙草的影響。

通過對煙草進行農藝學性狀、生理生化指標進行測定，發(fā)現(xiàn)與CK 處理相比，施用新型生物基質降低了煙草出苗率，可能是新型基質的透氣性和透水性沒有得到解決而導致的此現(xiàn)象；T6 處理（50%珍珠巖+38%杏鮑菇食用菌菌糠+12%厚樸渣）在可溶性糖、可溶性蛋白質含量優(yōu)于CK 處理，葉綠素和類胡蘿卜素含量與CK 處理無顯著差異，莖圍、地上部鮮重也均優(yōu)于CK 處理。實驗結果表明T6 處理組作為煙草育苗基質性能良好，可能與基質中菌糠含量最高，營養(yǎng)物質最為豐富有關。

本文研究了杏鮑菇菌糠、厚樸渣在煙草漂浮育苗中的應用，以杏鮑菇食用菌菌糠、厚樸渣和珍珠巖為基質主要材料，用不同的配比進行煙草育苗，對新型生物基質在煙草株高、莖圍等農藝學性狀，可溶性糖、蛋白質含量等生理生化指標進行了評價，通過比較篩選出適宜的配方T6，其基質配比為：50%珍珠巖+38%杏鮑菇食用菌菌糠+12%厚樸渣，研究結果對煙草育苗基質中減少草炭使用，提供了重要理論實驗數(shù)據(jù)。