不同规格育苗盘对烟苗素质及主要生理特性的影响

Effects of Different Specifications of Seedling Trays on Quality and Main Physiological Characteristics of Tobacco Seedlings

Chen Dong ,1,2, Zou Jing1,2, Guo Ganggang1,2, Dai Wendian3, Song Shaoguang3, Huang Ying ,1,2

1College of Tobacco, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China

2Guizhou Key Laboratory of Tobacco Quality Research, Guiyang 550025, Guizhou, China

3Zunyi Daxing Compound Fertilizer Co., Ltd., Zunyi 563100, Guizhou, China

摘要

为进一步提高井窖式移栽烟苗的素质，研究不同规格育苗盘（T1~T5处理）对烟苗素质及主要生理特性的影响。结果表明，与T1处理相比，有气孔的育苗盘（T2~T4处理）可使基质温度早晨升温快、日变幅减小，促进根系的生长发育，提高烟苗素质，根系总长、根体积、整株干重和根冠比分别提高58.05cm、0.05cm3、0.21g和0.04；过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性分别提高3.12和22.29U/mg，可溶性蛋白和叶绿素含量没有显著性差异，过氧化物酶活性略低，烟苗抗逆能力增强；出苗整齐，成苗率达90.83%。不同规格新型育苗盘中，T2处理整体植株表现矮小，T4与T5处理育苗孔较少，育苗成本高。综合来看，T3处理培育烟苗素质较好，适于生产应用。

关键词：烤烟;育苗盘;烟苗素质;生理特性

Abstract

In order to improve the quality of transplanted tobacco seedlings in pits, the effects of different seedlings trays (T1-T5 treatments) on the quality and main physiological characteristics of tobacco seedlings were studied. The results showed that, compared with T1 treatment, the seedling trays with stomata (T2-T4 treatments) could make the substrate temperature increase rapidly in the morning and weaken the daily variation, promote the growth and development of roots, improve the quality of tobacco seedlings; the total root length and root volume, whole plant dry weight and root-shoot ratio were increased by 58.05cm, 0.05cm3, 0.21g and 0.04, respectively; catalase and superoxide dismutase activities were increased by 3.12 and 22.29U/mg, respectively; the contents of soluble protein and chlorophyll were not significantly different; the activity of peroxidase was slightly lower, and the stress resistance of tobacco seedlings was enhanced. The plant of T2 treatment was short in different specifications of new seedling trays, while T4 and T5 treatments had fewer seedling holes and high seedling cost. In summary, T3 treatment of tobacco seedlings quality is good, suitable for production and application.

Keywords：Flue-cured tobacco;Seedling tray;Tobacco seedling quality;Physiological characteristics

本文引用格式

陈东, 邹静, 郭刚刚, 代文典, 宋绍光, 黄莺. 不同规格育苗盘对烟苗素质及主要生理特性的影响. 作物杂志, 2023, 39(1): 129-135 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2023.01.019

Chen Dong, Zou Jing, Guo Ganggang, Dai Wendian, Song Shaoguang, Huang Ying. Effects of Different Specifications of Seedling Trays on Quality and Main Physiological Characteristics of Tobacco Seedlings. Crops, 2023, 39(1): 129-135 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2023.01.019

烟草是我国种植的经济作物之一，其生产管理（规模化种植、集约化经营、专业化分工和信息化管理）现代化水平较高[1-2]。与传统的托盘育苗方式相比，新型漂浮育苗方式更利于优质烟叶的生产及烟农增收[3-4]。漂浮育苗盘具有调节种子萌发和烟苗生长过程中的温度、水分和通透性等作用[5]。育苗盘孔数过多，所育烟苗偏弱，提苗时根系易破坏；而孔数过少，利于烟苗生长，但可用烟苗有限，育苗成本较高[6⇓⇓-9]。赵辉等[10]发现，不同孔数育苗盘对烟苗生长状况、生育期、烟苗根系及生理指标（叶绿素含量和硝酸还原酶活性）影响较大。有研究[11⇓⇓-14]认为，烟苗的出苗时间、出苗率及长势等受育苗池水温的影响较大，增温处理可促进种子的萌发，获得较高的有效积温，缩短烟苗的生育期，提高烟苗素质。目前，国内烤烟漂浮育苗盘主要以160和200孔为主[15]，160孔育苗盘的长、宽、高基本为520mm×330mm×60mm（±5mm）[16]。这种规格育苗盘能培育出功能叶为4~5片、茎高3~4cm、根系发达、无病虫害、抗逆性好且符合井窖式移栽的烟苗[17]，但温度与通气问题抑制烟苗根系生长。由于根部基质漂浮在营养液上，温度变化顺序为大棚温度→营养液温度→基质温度，受营养液高比热所致，升温较为缓慢，不利于烟苗的早生快发，常有霉烂问题产生。漂浮育苗虽然解决了基质通透性问题，但在基质底部仍存在烂根现象。基于此，改良常规育苗盘，并通过研究不同规格育苗盘对幼苗及主要生理特性的影响，筛选出能提高烟苗素质和育苗效果的新型育苗盘，可为培育优质烟苗提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

供试品种为云烟87。于2021年1-3月在贵州省安顺市杨武乡贵州大学烟草科研基地（106°11′ E，26°2′ N）进行，采用5种不同规格的漂浮盘（表1和图1）进行育苗，为单因素试验，重复3次。播种、育苗池和苗床期管理均按《贵州省烤烟漂浮育苗技术规范：DB52/T 661-2010》进行[16]。

表1  不同规格育苗盘的苗穴大小及外部特征

Table 1  The seedling hole size and external characteristics of seedling tray with different specifications

处理
Treatment苗穴孔数
Number of
seedling holes上口径：长×宽
Upper diameter:
long×width (mm)下口径：长×宽
Lower diameter:
long×width (mm)盘高
Tray height
(mm)苗穴容积
Seedling cavity
volume (cm3)苗盘有无气孔
Whether there are pores
in seedling tray外部特征说明
Description of
external featuresT116030×3010×106026.00无气孔常规育苗盘T216028×2810×106023.28有气孔盘底呈凸状T316028×2810×106023.28有气孔无T412835×2719×106031.17有气孔无T513530×2910×106025.30有气孔无

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图1

图1  5种育苗盘正面图、侧面图和横截面图

Fig.1  Front view, side view and cross section of five kinds of seedling trays

1.2 测定项目与方法

采用煤油温度计（精度±0.5℃）测定烟苗成苗期育苗盘的基质温度及气孔温度，将温度计分别插入苗穴深度与气孔深度的1/2处，待温度计稳定后进行读数。

在成苗期取10株烟苗，各处理的烟苗按《烟草农艺性状调查测量方法：YC/T 142-2010》[18]对其茎粗、株高、叶片数、最大叶面积、地上部鲜重、地上部干重、根鲜重、根干重及根冠比进行测量。对各处理分小区选取3株烟苗，通过加拿大Regent公司的WinRhizo专业根系分析仪测定根系长度、体积和直径。

对各处理分小区选取3株烟苗，摘取所有功能叶剪碎混合均匀，采用酶标仪SpectraMax i3x测定抗氧化酶活性，包括过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）。采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量，试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

选取大十字期、生根期及成苗期的各处理烟苗10株，用SPAD-502 PLUS仪测定最大叶片叶绿素相对含量（SPAD值）。

1.3 数据处理

采用Excel 2010和DPS进行数据统计分析，利用Origin 2021软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同规格育苗盘气孔及育苗基质的温度变化

不同规格育苗盘在烟苗成苗期气孔温度及其基质温度变化趋势基本一致。气孔的出现改变了育苗盘温度变化规律，3月27日18:00-22:00大棚温度监测显示（图2a）气温骤降9.0℃，T2、T3、T4和T5处理气孔处温度分别下降3.7℃、3.3℃、2.9℃和2.8℃，育苗基质温度（图2b）在T1、T2、T3、T4和T5处理分别下降4.2℃、4.7℃、4.5℃、3.9℃和4.0℃。3月28日8:00-14:00大棚温度监测显示（图2a）气温升高13.0℃，T2、T3、T4和T5处理气孔处温度分别升高5.0℃、5.0℃、5.2℃和5.2℃，育苗基质温度（图2b）在T1、T2、T3、T4、T5处理分别升高7.1℃、6.7℃、6.3℃、6.6℃、6.7℃。同时，3月27日20:00-3月28日08:00大棚温度低，4个新型育苗盘温度高于大棚温度，说明棚内温度降低或升高时，气孔温度变化相对基质温度变化缓慢，气孔对育苗盘温度起调节稳定的作用。此外，气孔还能增加空气与漂浮液的接触面积，增加池水的含氧量，促进根系的生长。3月28日6:00-18:00温度监测显示，5个处理的育苗盘基质温度在早上升温快，有利于烟苗根系早生快发，傍晚降温快，有利于烟苗干物质的积累。

图2

图2  不同规格育苗盘气孔及育苗基质的温度变化

(a)为气孔温度变化图，(b)为基质温度变化图

Fig.2  Temperature changes of stomata and seedling substrate of different specifications of seedling tray

(a) is a graph of the temperature change of the pores, and (b) is a graph of the temperature change of the substrate

2.2 不同规格育苗盘对成苗期烟苗农艺性状的影响

从表2可知，相较于传统育苗盘（T1处理），有气孔的T3、T4和T5处理的成苗期烟苗株高、茎围、最大叶面积和成苗率基本没有显著性差异，但T5处理的叶片数显著提高。有气孔的4个新型育苗盘中，T3、T4和T5处理间农艺性状基本没有显著性差异，T2处理株高显著低于T3、T4和T5处理，分别低2.64、2.38和2.17cm；T2处理茎围显著低于T4处理，低0.16cm；T2与T5处理的叶片数和T2与T4处理的最大叶面积都表现显著性差异，叶片数少0.43，最大叶面积小13.93cm2。各处理间成苗率没有显著性差异，以T3处理略高。

表2  不同规格育苗盘对烟苗成苗期农艺性状的影响

Table 2  Effects of different specifications of seedling trays on agronomic characteristics of tobacco seedlings at period of seedling desired to plant

处理
Treatment株高
Plant height(cm)茎围
Stem circumference (cm)叶片数
Number of blades最大叶面积
Maximum leaf area (cm2)成苗率
Seedling rateT116.32±0.39a1.01±0.04ab5.90±0.13b46.15±3.21ab0.90±0.02aT212.95±0.43b0.91±0.02b5.97±0.10b39.88±2.33b0.83±0.02aT315.59±0.41a0.99±0.03ab6.10±0.07ab43.86±2.92ab0.91±0.03aT415.33±0.53a1.07±0.06a6.20±0.10ab53.81±4.84a0.85±0.04aT515.12±0.49a1.04±0.05ab6.40±0.12a51.48±3.93ab0.88±0.03a

不同小写字母者表示在P < 0.05水平差异显著，下同

The lowercase letter means significant difference at P < 0.05, the same below

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从图3可知，各处理地上部长势表现为T3≈T1>T2处理；T4和T5处理长势不整齐。表2数据显示，T4和T5处理株高、茎围、叶片数、最大叶面积、成苗率的标准误均较高，T1处理株高标准误最小，可见T4和T5处理的苗长势差异较大，T3处理长势最整齐。

图3

图3  不同规格育苗盘成苗期烟苗生长状况

Fig.3  Growth status of tobacco seedlings at seedling stage of seedling trays with different specifications

2.3 不同规格育苗盘对成苗期烟苗根系形态特征及根冠比的影响

从表3可知，烟苗根长、根体积和根直径受育苗盘规格影响较大。在5个处理中，有气孔的T3、T4和T5处理根系总长度相较T1处理分别增长58.05、82.20和46.34cm，其中T4处理（536.03cm）显著长于T1和T2处理；根体积在各处理间没有显著性差异；T2处理的根直径（0.48cm）显著大于T3、T4和T5处理，与T1处理没有明显差异；T3处理根鲜重和干重与T1处理有显著性差异，分别重1.40和0.11g；T4处理根鲜重和干重显著高于T1、T2和T3处理，根鲜重分别高2.96、2.56和1.56g，根干重分别高0.18、0.16和0.07g；T5处理根鲜重显著高于T1和T2处理，分别高2.44和2.04g，根干重显著高于T1和T2处理，分别高0.12和0.10g；T4处理茎叶鲜重显著高于T2处理，T4和T5处理根干重显著高于T2处理；各处理间根冠比没有显著性差异。总体上，有气孔的T3、T4和T5处理与无气孔的T1处理相比，根系发达，叶片数多，其中T4处理地上部与地下部鲜、干重最大，物质积累量最多。可能是少孔数的育苗盘烟苗通风透光性好，单位孔穴容积较大，内含基质较多，利于根系的扩散，在此适宜条件下促进了烟苗地下部与地上部的生长发育。

表3  不同规格育苗盘对烟苗成苗期根系的影响

Table 3  Effects of different specifications of seedling trays on the root of tobacco seedlings

处理
Treatment根系总长
Total root length
(cm)根体积
Root volume
(cm3)根直径
Root diameter
(mm)鲜重Fresh weight (g)干重Dry weight (g)根冠比
Root shoot
ratio根
Root茎叶
Stem and leaf根
Root茎叶
Stem and leafT1453.83±15.55b0.74±0.06a0.45±0.01ab6.13±0.26d30.25±1.91ab0.31±0.01c1.99±0.26ab0.16±0.02aT2441.53±26.29b0.81±0.06a0.48±0.01a6.53±0.39cd23.21±2.79b0.33±0.00c1.56±0.20b0.22±0.03aT3511.88±30.22ab0.79±0.11a0.44±0.02b7.53±0.67bc29.03±0.73ab0.42±0.03b2.09±0.19ab0.20±0.01aT4536.03±33.90a0.72±0.05a0.41±0.01b9.09±0.39a35.41±5.67a0.49±0.02a2.49±0.26a0.20±0.02aT5500.17±14.23ab0.72±0.05a0.43±0.01b8.57±0.08ab33.91±3.05ab0.43±0.02ab2.34±0.13a0.19±0.01a

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2.4 不同规格育苗盘对烟苗抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量的影响

从图4可知，不同规格育苗盘中成苗期烟苗抗氧化物酶活性差异较大。成苗期T3处理SOD活性与T2处理没有显著性差异，但显著高于T1、T4和T5处理，分别高22.29、26.29和31.32U/mgprot。T3处理CAT活性与T1处理差异不明显，但显著高于T2、T4和T5处理，分别高4.20、4.52和4.77U/mgprot。T2处理POD活性与T1、T4和T5处理没有显著性差异，但显著高于T3处理，高0.56U/g FW。成苗期可溶性蛋白含量以T5处理最高（1.66g/L），T2处理含量最低（1.23g/L）。

图4

图4  不同规格育苗盘对成苗期烟苗抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量的影响

不同小写字母者表示在P < 0.05水平显著差异，下同

Fig.4  Effects of different specifications of seedling tray on antioxidant enzyme activity and soluble protein content of tobacco seedlings at seedling stage

The lowercase letters mean significant difference at P < 0.05, the same below

2.5 不同规格育苗盘对烟苗叶绿素含量的影响

叶绿素含量是影响烟苗光合特性的重要指标之一。从图5可知，大十字期T5处理SPAD值为34.07，显著高于T1、T2、T3和T4处理；大十字期T2处理植株矮小，发育缓慢，SPAD值为26.90，在各处理中表现最低；生根期和成苗期各处理SPAD值没有显著性差异。

图5

图5  不同规格育苗盘对烟苗SPAD值的影响

Fig.5  Effects of different seedling trays on SPAD value of tobacco seedlings

2.6 不同规格育苗盘成本的比较

按照安顺市大田烤烟移栽密度16 500株/hm2计算，由表4可知，各处理所需的基质用量表现为T2=T3<T5<T1<T4处理，T2和T3相较T1、T4和T5处理，育苗基质分别少用0.06、0.13和0.04m3。苗盘用量表现为T1=T2=T3<T5<T4处理，T1、T2和T3与T5和T4处理比较，育苗盘分别少用19和25个。总体来看，T2和T3处理育苗成本较少。

表4  不同规格育苗盘成本

Table 4  Cost of seedling tray with different specifications

处理
Treatment苗盘规格（孔）
Seedling tray specification (hole)苗穴容积
Seedling cavity volume (cm3)基质用量
Substrate consumption (m3/hm2)苗盘用量（个/hm2）
Dosage of seedling tray (piece/hm2)T116026.000.43104T216023.280.38104T316023.280.38104T412831.170.51129T513525.300.42123

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3 讨论

环境温度对育苗期烟苗的生长发育和成苗效果影响很大[19⇓-21]。研究发现，成苗期5个不同规格育苗盘的气孔温度和基质温度变幅出现差异。3月27日18:00-22:00大棚温度监测显示气温骤降9.0℃，T2、T3、T4和T5处理气孔处温度平均下降3.2℃，育苗基质温度T1、T2、T3、T4和T5处理平均下降4.3℃，说明环境温度骤降时，气孔温度相对基质温度降低缓慢，减轻低温对烟苗的冷害。3月28日8:00-14:00大棚温度监测显示，气温升高13.0℃，T2、T3、T4和T5处理气孔处温度平均升高5.1℃，育苗基质温度T1、T2、T3、T4和T5处理平均升高6.7℃，育苗基质升温快，促进烟苗根系的生长，提高烟苗素质，有利于烟苗干物质的积累[22]。向鹏华等[13]在烤烟漂浮育苗增温壮苗技术研究中发现，26℃左右是烟苗正常生长发育的适宜温度。当苗温在14.5℃~23.0℃范围，每天的环境平均温度升高1℃，苗龄就会缩短2~3d[23]。王德权等[24]研究表明，烟苗生育期内温度条件的变化影响烟苗移栽期，移栽晚的烟苗由于地温过高对生长产生负面影响，进而影响烟叶产量和品质。因此，烟苗生育期的增温措施可以使烟苗提前出苗，缩短烟苗生育期，避免移栽后烤烟遭遇伏旱天气影响，造成烟叶高温逼熟，品质下降。

有气孔的T3处理根系形态建成比T1处理表现好。但有气孔的4个新型育苗盘间农艺性状差异较大。受育苗盘下潜池水深度的影响，T2处理育苗盘基质温度较低，根系在低温低氧条件下，养分吸收缓慢，导致地上部生长矮小，生物量积累少，该现象与张永辉等[25]研究结果相似；T4与T5处理育苗盘有较好的生长空间，可以促进烟苗的根系生长，烟苗生物量和干物质积累量较多，但T4（128孔）与T5（135孔）处理苗孔相较其他3个处理（160孔）少。前人[26⇓-28]研究表明，烟苗成本与苗盘孔数呈负相关关系，在所需苗数相同条件下，苗盘孔数越少时，所需苗盘数就越多，同时盘孔数少时，孔容积就相对大些，所需基质用量就相应增大，成本相应增加。另外，T3处理地上部生长较其他处理更为整齐，符合烤烟井窖式移栽的要求。本试验育苗盘气孔对苗盘温度和育苗池溶氧量有影响，对烟苗素质的影响机理有待进一步研究。

由SOD、CAT和POD组成的抗氧化酶促系统可清除过量活性氧（ROS）和自由基，其含量的高低在一定程度上反映了烟苗的抗逆性[29-30]。本研究表明，T3处理的SOD与CAT活性最高，可清除烟苗机体中积累的活性氧及有效地抵抗过氧化阴离子自由基，从而延缓机体衰败，调节机体代谢能力，有效保护细胞和机体本身。T2处理在低氧胁迫下，活性氧离子平衡被打破，造成活性氧离子积累，从而激活抗氧化酶对活性氧离子清除过程，导致SOD和POD活性升高[31⇓-33]；不同规格育苗盘对大十字期烟苗叶绿素SPAD值影响较大，T5处理SPAD值最大，T5处理育苗盘孔穴少，苗穴间空隙大，通风透光性好，利于叶片光合作用，促进烟株的生长。在生根期与成苗期烟苗生长基本稳定，各处理间没有显著差异。成苗期T5处理可溶性蛋白含量表现最高，T2处理可溶性蛋白含量最低。烟苗处在深涝缺氧条件下，细胞内产生大量ROS，致使细胞膜氧化，结构功能遭到破坏，甚至影响叶绿体结构与酶的功能，最终导致叶绿素的含量低，影响烟苗呼吸和光合作用[30]。

4 结论

综合烟苗素质和成本分析结果表明，160孔有孔育苗盘所育烟苗素质较其他处理表现好，出苗整齐，烟苗健壮，根系发达，干物质积累量多，SOD和CAT活性高，抗逆性强，育苗成本最低，适于生产推广应用。

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