用腐熟藥渣和玉米秸替代草炭作煙草漂浮育苗基質(zhì)的研究

用腐熟藥渣和玉米秸替代草炭作煙草漂浮育苗基質(zhì)的研究

煙草漂浮苗屬于無土栽培的保護(hù)區(qū)，近年來得到了高度推廣。漂浮育苗系統(tǒng)中采用的基質(zhì)是育苗的關(guān)鍵,一般以富含有機質(zhì)的材料(如草炭、腐熟植物殘體等)為主,再配以適當(dāng)比例的輕質(zhì)無機材料,如蛭石、膨脹珍珠巖等制成的,目前,在煙草漂浮育苗基質(zhì)的生產(chǎn)實際中,草炭是不可或缺的主要原料,一般在基質(zhì)配方中的比例可占到30%~60%左右,時向東,劉國順等研究指出,在以草炭、蛭石、膨脹珍珠巖等為原料的育苗基質(zhì)中,草炭比例以50%~70%較為適宜。隨著漂浮育苗推廣力度的加大和對育苗基質(zhì)質(zhì)量要求的不斷提高,作為基質(zhì)中主要原料-草炭的需求量也越來越大,但草炭作為自然界的不可再生資源,儲量有限,且煙草行業(yè)所用草炭一般來源于濕地,而濕地又是整個地球生物圈重要的組成部分,被稱為“地球之腎”,對草炭的過度開采勢必會對濕地生態(tài)系統(tǒng)平衡產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞后果。于是,為協(xié)調(diào)濕地生態(tài)環(huán)境保護(hù)和烤煙漂浮育苗新技術(shù)應(yīng)用推廣的矛盾,實現(xiàn)煙草行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,開展漂浮育苗基質(zhì)中草炭的替代研究就成了一項亟待解決的科學(xué)研究課題。有研究表明[5~14],用腐熟鋸末、花生殼、蘆葦末、棉籽殼、糖渣、爐渣、作物秸稈等可以部分或完全替代無土栽培基質(zhì)中的草炭。而有關(guān)烤煙漂浮育苗基質(zhì)中草炭的替代研究則報道較少。熊吉開展了碳化稻殼替代草炭的研究,但效果不如草炭基質(zhì),也有報道認(rèn)為,利用作物秸稈或甘蔗渣等材料可代替基質(zhì)中的部分草炭,劉金海等和時向東等分別報道了用碳化麥糠和腐熟麥糠可作為基質(zhì)中的草炭代替物。但用腐熟玉米秸和藥渣來完全替代烤煙漂浮育苗基質(zhì)中草炭的研究還未見有報道。隨著中藥事業(yè)的發(fā)展,中藥渣廢棄量日益增加,已成為公害。經(jīng)分析測定,中藥渣富含有機質(zhì)及氮、磷、鉀養(yǎng)分,質(zhì)輕,通氣性好,是一種優(yōu)質(zhì)的有機肥和輕基質(zhì)原料。若采用傳統(tǒng)的焚燒、填埋方法處理,不但不能有效解決環(huán)境污染問題,還造成了資源的浪費。試驗通過替代配方育苗對比試驗,開展了用腐熟玉米秸和藥渣完全替代漂浮育苗基質(zhì)中草炭的試驗研究,以期為該型基質(zhì)的配方定型、生產(chǎn)示范及應(yīng)用推廣提供相關(guān)理論依據(jù)。1材料和方法1.1試驗時間和地點試驗于2005年在云南彌勒煙用物質(zhì)公司基質(zhì)廠內(nèi)進(jìn)行。1.2試驗材料1.2.1藥物和基質(zhì)自配基質(zhì)由腐熟粗細(xì)藥渣、腐熟玉米秸和膨脹珍珠巖混配而成。其中,腐熟粗、細(xì)藥渣取自云南彌勒煙用物質(zhì)公司,腐熟玉米秸取自云南曲靖祿源基質(zhì)廠。cK選用云南彌勒煙用物質(zhì)公司商用成品基質(zhì),草炭比例為40%。文中所有比例(%)均為體積比。1.2.2試驗煙源1.2.3云葉復(fù)合廠4煙草育苗專用復(fù)合肥,N:P2O5:K2O=8:12:24,由云南云葉復(fù)合肥廠提供。整個育苗過程共施肥三次,第一次的純氮濃度是150mg/kg,后兩次的濃度是200mg/kg,肥料用蒸餾水充分溶解后與苗池水混合均勻。1.2.4繁殖池和浮游生物小拱棚育苗池規(guī)格為5.10m(長)×1.35m(寬)×0.2m(高),漂浮盤規(guī)格為66cm×34.5cm×5cm,162孔。1.3測試方法1.3.1粗藥渣、熟玉米秸混配處理試驗設(shè)自配替代基質(zhì)與廠家成品基質(zhì)對照,共計10個處理。所有自配基質(zhì)中,膨脹珍珠巖所占比例均相同,為30%,粗細(xì)藥渣、腐熟玉米秸的混配比例不同,根據(jù)二者混配比例的不同設(shè)置9個處理(處理原料混配比例詳見表1)?；|(zhì)配好消毒后進(jìn)行育苗試驗,所有處理均設(shè)3次重復(fù),每重復(fù)播3盤,每個盤孔播一粒包衣種。試驗采用小拱棚漂浮育苗,區(qū)組隨機排列,常規(guī)管理。1.3.2測量和觀察方法1.3.2.d出苗率調(diào)查基質(zhì)出苗率檢測按煙草漂浮育苗基質(zhì)云南省地方標(biāo)準(zhǔn)(DB53/T112-2004)執(zhí)行,于播種后20d調(diào)查出苗率(出苗率%=每盤苗數(shù)/每盤孔數(shù)×100)。煙苗生長速度是指有50%的煙苗從播種開始到達(dá)大小十字期和貓耳期的時間(d)。1.3.2.2.苗色與苗期生長潛力在貓耳期時進(jìn)行調(diào)查記載,苗期生長勢分強、中、弱三級,苗色分深綠、綠、淺綠、黃綠四級。1.3.2.莖高、地下干鮮重播種后65d(成苗)時,測定各處理煙苗莖高、莖粗、地上和地下部干鮮重。莖高用塑料直尺測定,地上和地下部干鮮重用分析天平測定,莖粗用螺旋測微尺測定。莖粗和莖高的測定參照煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法(YC/T142-1998)相關(guān)條款執(zhí)行。1.3.2.催化劑和還原酶活性播后65d時,測定各處理煙苗的根系活力、葉綠素含量和硝酸還原酶活性。根系活力采用TTC比色法測定,葉綠素含量采用丙酮提取法,硝酸還原酶采用磺胺-萘胺比色法。1.3.3統(tǒng)計分析所有數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)(或平行)的平均值,采用浙江大學(xué)唐啟義、馮明光編的實用統(tǒng)計分析及DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計分析。2結(jié)果與分析2.1基質(zhì)苗率、煙苗生長速度和生長潛力2.1.1煙苗放養(yǎng)期長各處理出苗率及煙苗生長速度見表2。處理3、7和9的出苗率高于cK,其余處理均低于cK,其中,處理5和處理8的出苗率最低,僅有81.7%和82.0%,分別低于對照8.4%和8.1%。除處理5、8外,其余處理均滿足煙草漂浮育苗基質(zhì)云南省地方標(biāo)準(zhǔn)(DB53/T112-2004)對基質(zhì)出苗率的要求。就煙苗生長速度而言,處理2、3、7、9四處理與cK差異較小,處理1、4、6與cK差異其次,處理5和8與cK差異最大。處理2從播種到三個生育時期的天數(shù)與對照基本保持一致,處理3、7、9與cK差異也在兩天以內(nèi)。而處理5和處理8的煙苗生長速度明顯不及對照,處理5與cK從播種到達(dá)三個生育期的天數(shù)的差距分別達(dá)到了8d、11d和10d,處理8與cK差距也達(dá)到了8d、12d和13d,cK煙苗進(jìn)入貓耳期時,處理5、8的煙苗才剛度過大十字期。2.1.2原料混配比例各處理煙苗苗色與苗期生長勢調(diào)查情況同見表2,替代基質(zhì)中,藥渣和秸稈的原料混配比例對煙苗苗色和苗期生長勢影響較大。處理2、3、7、9與cK基本保持一致,處理1、4、6其次,處理5、8最差,生長勢弱,煙苗產(chǎn)生黃化現(xiàn)象,與對照差異非常明顯。2.2幼苗時煙苗的生物學(xué)特性2.2.1煙苗中ck與k的分布方差分析煙苗莖高和莖粗的測定結(jié)果見表3,替代草炭基質(zhì)中,藥渣和秸稈的不同混配比例對煙苗莖高和莖粗有較大影響。9個自配基質(zhì)中,處理2、7的莖高最大且高于cK,其余處理均低于cK,處理3、9次之,處理1、4、6再次,處理5、8最小,分別僅有4.61cm和5.38cm。方差分析結(jié)果表明,處理7與cK差異為極顯著,處理2、3和9與cK差異性不顯著,處理1、4、5、6和8與cK差異均為極顯著。從煙苗莖粗來看,以處理7、9最大,處理2、3、7和9四處理的莖粗高于cK,其余處理則低于cK,其中,以處理5、8的莖粗最低,分別僅有0.466cm和0.404cm。方差分析結(jié)果表明,處理1、4和8與cK差異達(dá)極顯著水平,其余處理與cK差異性不顯著。2.2.2煙苗地上部鮮重與ck間的差異成苗時,各處理煙苗干鮮重及根冠比同見表3,藥渣和秸稈替代草炭基質(zhì)中的原料混配比例對煙苗干鮮重及根冠比也有較大影響。處理7、9的煙苗干鮮重與cK的差異最小,處理9的各項干鮮重數(shù)據(jù)均不低于cK,處理7僅有地下部干重稍遜于cK,方差分析結(jié)果表明,處理7、9的地上部干鮮重與cK均存在著極顯著差異。處理2、3與cK的差異其次,二處理的地上部干重高于cK,且與對照差異性達(dá)極顯著水平,但地下部干重卻均低于cK,與對照差異分別表現(xiàn)為顯著和極顯著。處理8的各項干鮮重數(shù)據(jù)與cK間差異最大,均比cK輕,除地下部鮮重與cK間不存在差異顯著性外,其它干重項目與cK間差異性均為極顯著,其中,在所有處理中,煙苗地上部干重只有處理8顯著低于cK;此外,處理5與cK差異也較大,各項干鮮重也低于cK,其中,地下部干鮮重與cK差異極顯著,地上部鮮重與cK差異顯著,所有替代處理中,地上部鮮重也僅有處理5、8二處理的顯著低于cK。其余處理與對照的差異主要體現(xiàn)在地下部干重方面,均比對照要輕,且與cK存在顯著差異。就根冠比而言,cK的根冠比為0.13,明顯高于所有替代草炭處理,表明替代草炭基質(zhì)所育煙苗根系的發(fā)達(dá)程度和地上地下部分的協(xié)調(diào)程度不及傳統(tǒng)草炭混配基質(zhì)。2.3不同處理對煙苗抗氧化性的影響壯苗除具有好的形態(tài)指標(biāo)外,還應(yīng)具有較強生理特性。葉綠素含量的高低直接關(guān)系到葉片的光合能力;硝酸還原酶作為硝酸鹽同化過程中的限速酶,反映了植物生長發(fā)育期間氮素營養(yǎng)水平,在植物的生長發(fā)育過程中具有重要作用;根系作為煙苗營養(yǎng)物質(zhì)和水分吸收、運輸?shù)闹饕獔鏊屯ǖ?其活力的高低直接影響到煙苗移栽后的大田適應(yīng)能力。播后65d,各處理煙苗根系活力、葉綠素含量及硝酸還原酶活性測定結(jié)果見表4。由表4可知,處理2、3、7、9的根系活力、葉綠素含量及硝酸還原酶活性與cK差異不大,其中,以處理7的三個測定項目數(shù)據(jù)均為最高,處理9其次,處理2、3再次,該四處理方差分析結(jié)果與cK不存在顯著性差異。處理1、4、6與cK差異其次。而處理5、8與cK的差異較大,二處理根系活力與cK存在顯著性差異,葉綠素含量和硝酸還原酶活性與cK存在極顯著差異。成苗素質(zhì)應(yīng)該從形態(tài)和生理指標(biāo)兩方面來考慮,衡量是否壯苗的標(biāo)準(zhǔn)要把形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)二者結(jié)合起來考慮才有意義,綜合成苗時對煙苗生物學(xué)性狀和生理指標(biāo)的結(jié)果與分析可知,處理2、3、7、9四處理基質(zhì)所育煙苗素質(zhì)與cK較為接近,其形態(tài)和生理指標(biāo)基本達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一,已經(jīng)滿足烤煙壯苗標(biāo)準(zhǔn)的要求。就處理煙苗的成苗素質(zhì)而言,處理7最優(yōu),處理9其次,該二處理條件下,煙苗根系發(fā)達(dá),莖稈粗壯,根冠比例相對協(xié)調(diào),生理指標(biāo)與cK非常接近,煙苗素質(zhì)較優(yōu),已經(jīng)達(dá)到和超過了烤煙漂浮育苗壯苗標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求,適宜作為煙草漂浮育苗基質(zhì)。3關(guān)于本試驗研究的成果3.1通過藥渣和玉米秸替代草炭基質(zhì)與成品基質(zhì)對照在出苗率、煙苗生長速度和生長勢以及成苗素質(zhì)等方面的比較,綜合認(rèn)定,粗藥渣60%+細(xì)藥渣20%和細(xì)藥渣60%+腐熟玉米秸20%的二個替代處理基質(zhì)具有出苗率高,生長速度適宜,煙苗苗色正常,生長勢旺盛,成苗素質(zhì)好的特點,其與添加草炭的傳統(tǒng)基質(zhì)對照相比較,各項測定和調(diào)查指標(biāo)與對照非常接近,某些指標(biāo)甚至好過對照。表明該二處理已經(jīng)具備了作為煙草漂浮育苗基質(zhì)的基本條件,具有較大的科研示范價值和生產(chǎn)應(yīng)用前景。3.2制藥行業(yè)產(chǎn)生的污染源很多,其中藥渣是其中的一個重要組成部分。作物秸稈也是來源廣泛、可再生的物料。用腐熟藥渣和秸稈來替代草炭作烤煙漂浮育苗基質(zhì),既是兩種物料的變廢為寶,同時又解決了漂浮育苗新技術(shù)在生產(chǎn)推廣應(yīng)用中的瓶頸制約問題,具備較好的經(jīng)濟效益和社會效益。3.3通過本試驗表明,用藥渣和腐熟玉米秸來代替基質(zhì)中草炭作烤煙漂浮育苗基質(zhì)是完全可行的,所育煙苗基本能夠達(dá)到煙草漂浮育苗壯苗