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作者简介:

董青君(1995-),研究实习员,硕士研究生,主要从事农业废弃物的资源化利用研究。E-mail:1512660056@qq.com。

通讯作者:

焦加国,E-mail:jiaguojiao@njau.edu.cn。

参考文献 1
李毅军.我国烤烟育成品种的亲源分析[J].中国烟草,1986(1):22-25.
参考文献 2
董建新,苏建东,王刚,等.我国烟草育苗技术现状分析 [J].中国烟草学报,2015,21(1):119-124.
参考文献 3
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参考文献 4
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参考文献 5
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参考文献 6
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徐大兵,田亨达,张丽,等.用于液体肥料的堆肥浸提液提取工艺参数[J].植物营养与肥料学报,2009,15(5):1189-1195.
参考文献 8
武东波,张学忠,徐秉信,等.功能性堆肥及其浸提液在设施温室甜瓜栽培上的应用研究[J].长江蔬菜,2014(18):65-70.
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参考文献 10
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参考文献 12
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参考文献 13
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参考文献 14
张玥含,赵树兰,多立安.垃圾堆肥与蚓粪浸提液对草坪植物种子萌发及初期生长的作用[J].草业科学,2008,25(8):113-117.
参考文献 15
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参考文献 16
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参考文献 17
徐勇峰,黄斌,朱陈名,等.堆制番茄秸秆浸提液对黄瓜和大白菜的化感作用[J].浙江农林大学学报,2017,34(2):276-282.
参考文献 18
徐静,梁林洲,董晓英,等.4 种有机肥源的堆肥茶生物化学性质及对番茄苗期生长的影响[J].江苏农业科学,2013,41(10):289-292.
参考文献 19
吕秀敏,刘潇予,赵彩衣,等.蚯蚓堆肥浸提液对幼苗生长的影响[J].中国土壤与肥料,2020(2):220-225.
参考文献 20
孙敏,姚海燕,任旭琴,等.凹土对甘蓝的大蒜鳞茎浸提液化感胁迫的缓解效应[J].北方园艺,2016(24):31-34.
参考文献 21
敖苏,颜仕龙,蔡波,等.苦瓜对六种叶菜种子萌发和幼苗生长的化感作用[J].北方园艺,2016(23):11-14.
参考文献 22
Atiyeh R M,Arancon N,Edwards C A,et al.Influence of earthworm-processed pig manure on the growth and yield of greenhouse tomatoes[J].Bioresource Technology,2000,75(3):175-180.
目录contents

    摘要

    为探索不同的蚓堆肥浸提液对烟草幼苗生长的影响,以期为蚓堆肥浸提液的应用提供一定的理论依据。以猪粪蚓堆肥和餐余废弃物蚓堆肥为原料,获得不同蚓堆肥浸提液,以改良的霍格兰营养液为对照(CK),进行不同浓度蚓堆肥浸提液的烟草育苗试验。结果表明,添加蚓堆肥浸提液均不同程度地促进了烟草幼苗的生长发育,且随着蚓堆肥浸提液添加比例的增高,烟草育苗效果总体上呈现出先上升后下降的趋势,以质量浓度为 7.5% 的蚓堆肥浸提液的综合效果最好,且 7.5% 质量浓度的餐余蚓堆肥浸提液的育苗效果整体优于猪粪蚓堆肥浸提液。 7.5% 质量浓度的餐余废弃物蚓堆肥浸提液的株高、茎粗、SPAD 值、G 值、壮苗指数、根系活力较对照(CK)分别提高 118.06%、207.05%、19.28%、450.00%、600.00%、150.00%,总根长、根表面积、根体积、根尖数分别提高 272.23%、449.25%、700.00%、613.51%,适合作为优质的蚓堆肥浸提液原料。总之,7.5% 质量浓度的蚓堆肥浸提液均适合应用于烟草育苗,且以餐余废弃物蚓堆肥浸提液效果最好。

    Abstract

    The effects of different vermicompost extracts on the growth of tobacco seedlings were explored to provide a theoretical basis for the application of vermicompost extract.Firstly,using pig manure vermicompost and food waste vermicompost as raw materials,the different vermicompost extracts were obtained.The experiments of tobacco seedling cultivation with different concentrations of vermicompost extracts were carried out using the improved Hoagland nutrient solution as the control(CK).The results showed that adding vermicompost extract promoted the growth and development of tobacco seedlings in varying degrees.With the increase of the proportion of vermicompost extract,it showed a trend of first increasing and then decreasing.The comprehensive effect of vermicompost extract with 7.5% mass concentration was the best,and the overall seedling raising effect of 7.5% mass concentration of the food waste vermicompost extract was better than the pig manure vermicompost extract.Compared with the CK,the plant height,stem diameter and SPAD value of food waste vermicompost extract with 7.5% mass concentration were increased by 118.06%,207.05%,19.28%,G value, strong seedling coefficient,root activity increased by 450.00%,600.00%,150.00%,and total root length,root surface area,root volume,root tip number increased by 272.23%,449.25%,700.00%,613.51%,respectively.It is suitable to be used as high-quality raw material of vermicompost extract.In conclusion,7.5% mass concentration of the vermicompost extract is suitable for tobacco seedling cultivation,and the food waste vermicompost extract has the best effect.

    关键词

    蚓堆肥浸提液烟草育苗

    Keywords

    vermicompostextracttobaccoseedlings

  • 烟草是我国主要的经济作物之一,在我国的国民经济中占据重要地位[1]。烟草育苗是烟叶生产的重要环节,我国烟草行业一直重视烟草育苗技术的研发和改进。漂浮育苗是当前我国育苗的主要方式之一[2],该育苗方式可以更为高效地利用场地,操作简单方便,能够更好地推动我国烟草幼苗技术的发展[3]

  • 蚯蚓堆肥(蚓堆肥)由于其具备良好的理化性质成为了优质的育苗基质材料,大量研究表明,育苗基质中添加一定比例的蚓堆肥能够有效促进作物的生长,因此可作为一种高效肥料[4-6]。而堆肥浸提液又名堆肥茶,是利用水或者其他浸提剂将堆肥中的可溶性物质充分浸提得到的提取液,是一种堆肥资源化利用的新方式。堆肥浸提液中含有大量植物生长发育所必需的矿质元素,还具有抑制植株病虫害、改善作物生长环境等作用,对不同作物的生长均有一定的促进作用[7-8]。Hibar等[9]研究表明,施用堆肥浸提液不仅能够促进植株的生长,同时也能促进植株根系的生长;李惠等[10]研究表明,猪粪堆肥浸提液能显著增加番茄、黄瓜种苗的全氮、全磷含量,可以作为优质的液体有机肥应用于种苗生产;Edris等[11]认为,堆肥浸提液在一定程度上能改善作物的栽培环境,对不同的植物均具有相似的促进作用;杨晓珍等[12]研究表明,堆肥浸提液能够促进黄瓜的生长,提高黄瓜的光合作用,同时还能有效提高黄瓜叶片的养分含量和品质,进而提高产量。相关研究表明,蚯蚓堆肥浸提液能促进作物的生长,提高作物的养分含量和产量,这对提高农业废弃物利用率、实现废物利用、促进作物幼苗生长发育等具有重要意义,而蚓堆肥浸提液用于烟草育苗的研究鲜有报道。

  • 为了提高餐余废弃物和猪粪废弃物的资源化利用,同时促进烟草漂浮育苗技术的发展,本研究以餐余废弃物蚓堆肥浸提液(简称餐余蚓堆肥浸提液)和猪粪蚓堆肥浸提液代替传统的无机营养液,以水作为浸提剂,以蚓堆肥作为浸提材料,研究不同浓度的蚓堆肥浸提液对烟草幼苗生长的影响,通过对比不同处理的烟草幼苗生长效果,筛选出适合烟草漂浮育苗的最佳浓度配方,并筛选出最佳的蚓堆肥浸提液,以此为农业废弃物的资源化利用和烟草漂浮育苗技术改进提供理论依据和技术支撑。

  • 1 材料与方法

  • 1.1 供试材料

  • 供试猪粪蚓堆肥和餐余废弃物蚓堆肥分别由南京博农生物科技有限公司和江苏大硕源环保科技有限公司提供,猪粪蚓堆肥与餐余废弃物蚓堆肥的基础理化性状见表1。供试烟草种子由福建省烟草农业科学研究所提供,品种为烤烟K326。

  • 表1 蚓堆肥浸提液原材料基本理化性状

  • 1.2 蚓堆肥浸提液的制备

  • 以纯水为浸提剂,将纯水与蚓堆肥(分别由猪粪和餐余废弃物堆制而成)在室温下按照1∶10 (质量比)的比例浸泡48h,期间每隔8h搅拌30min,充分浸提后过滤取上清液,得到蚓堆肥浸提原液,最后定容配制成质量浓度分别为2.5%、5%、 7.5%、10%的蚓堆肥浸提液,置4℃冰箱待用。

  • 1.3 试验设计

  • 烟草育苗试验于2019年12月在南京农业大学资源与环境科学学院温室内进行。首先将不同浓度的蚓堆肥浸提液与改良的霍格兰营养液按1∶1(体积比)的比例混匀,选取规格为1L容量的培养杯,烟草种子在25℃恒温培养箱催芽至两叶一心时移栽至培养杯中,每个培养杯中种植4棵,每5d更换一次营养液。试验以改良的霍格兰营养液作为对照(CK),以质量浓度为2.5%、5.0%、7.5%、 10%的猪粪蚓堆肥浸提液和餐余废弃物蚓堆肥浸提液作为比较,共设置9个处理,每个处理3次重复,具体处理描述见表2。

  • 表2 试验具体描述

  • 1.4 测定指标与方法

  • 蚓堆肥的养分含量、容重、pH、EC值、孔隙状况等采用常规方法测定[13];用直尺和游标卡尺测定烟草幼苗的株高(以营养液面为基准点)和茎粗(紧靠子叶下部);用便携式叶绿素仪测定幼苗的SPAD值(相对叶绿素含量);用烘干法测定幼苗的生物量;用型号为WinRHIZ2003b根系扫描仪测定幼苗的总根长、根表面积、根体积、根尖数; 壮苗指数=(茎粗/株高 + 地下部干重/地上部干重)× 全株干重;G值(日均干重增长量)=幼苗干样质量/育苗天数。

  • 1.5 统计分析

  • 试验数据采用Excel 2016进行试验数据的统计和图表处理,采用SPSS 20.0进行单因素方差分析和显著性检验(P<0.05)。

  • 2 结果与分析

  • 2.1 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗地上部生长的影响

  • 由表3可知,添加蚓堆肥浸提液可以提高烟草幼苗的株高、茎粗和SPAD值,且随着蚓堆肥浸提液浓度的提高,烟草幼苗的株高、茎粗及SPAD值总体呈现出先上升后降低的趋势。与CK相比, CY7.5%处理效果最佳,其株高、茎粗和SPAD值均为最高,且与CK相比分别提高了118.06%、 207.05%和9.28%;其次是ZF5.0%处理,烟草幼苗的株高、茎粗与CK相比分别增加了61.53%、 105.13%,ZF7.5%的SPAD值与CK相比增加了7.25%。综上所述,以7.5%质量浓度的餐余废弃物蚓堆肥浸提液的烟草幼苗长势最佳,其次是5.0%质量浓度的猪粪蚓堆肥浸提液。

  • 表3 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗地上部生长的影响

  • 注:同一列数据后小写字母不同表示处理间达到 P<0.05的显著水平。下同。

  • 2.2 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗生物量的影响

  • 添加蚓堆肥浸提液能不同程度地促进烟草幼苗生物量的积累。随着蚓堆肥浸提液浓度的提高,烟草幼苗的生物量同样呈现出先上升后下降的趋势 (表4),质量浓度为10%的蚓堆肥浸提液幼苗生物积累量开始下降,所有处理均比CK生长要好。所有处理的生物量均高于CK,其中,CY7.5%处理的烟草幼苗生物量最大,显著高于其他处理(除CY5.0%),其烟草幼苗地上部鲜重、干重和地下部鲜重、干重较ZF7.5%处理分别提高145.98%、 78.97%和96.55%、57.14%。

  • 表4 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗生物量的影响

  • 2.3 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗G值、壮苗指数的影响

  • 由图1可知,添加一定比例的蚓堆肥浸提液均提高了烟草幼苗的日均干重增长量(G值)。CK的烟草幼苗G值最小,仅为0.04g/d;7.5%质量浓度的餐余蚓堆肥浸提液和猪粪蚓堆肥浸提液的烟草幼苗G值均最高;从两种蚓堆肥浸提液的对比来看, CY7.5%比ZF7.5%处理效果更好,达到0.022g/d,育苗效果最佳。整体来看,随着蚓堆肥浸提液浓度的提高,烟草幼苗的G值呈现出先上升后降低的趋势,质量浓度为10%的蚓堆肥浸提液不利于烟草幼苗G值的增加。

  • 优质壮苗是获取烟草丰产的基础。由图2可知,添加一定比例的蚓堆肥浸提液均不同程度地提高了烟草幼苗的壮苗指数。与CK相比,所有处理的壮苗指数均超过0.05;同一种蚓堆肥浸提液相比,仍以7.5%质量浓度的蚓堆肥浸提液的烟草幼苗壮苗指数最高,其次是5.0%质量浓度的蚓堆肥浸提液;两种蚓堆肥浸提液中,CY7.5%比ZF7.5%处理的育苗效果要好,壮苗指数增加75.00%;且随着蚓堆肥浸提液浓度的提高,烟草幼苗的壮苗指数表现出相同的趋势。

  • 图1 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗G值的影响

  • 注:柱上小写字母不同表示处理间差异达到 P<0.05的显著水平。下同。

  • 图2 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗壮苗指数的影响

  • 2.4 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗根系形态的影响

  • 幼苗的根系形态对幼苗吸收养分起着至关重要的作用。由表5可知,与CK处理相比,猪粪或餐余蚓堆肥浸提液的添加提高了根系形态指标,促进烟草幼苗根系的生长。所有处理中,以CY7.5%处理最好,其幼苗的总根长、根系表面积、根体积和根尖数均最大,较ZF7.5%处理效果更好,分别增加61.27%、52.70%、39.45%、88.75%。综合来看, 7.5%质量浓度是促进烟草幼苗根系生长的最佳蚓堆肥浸提液浓度,而餐余蚓堆肥浸提液的生长效果比猪粪蚓堆肥浸提液更好。

  • 表5 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗根系形态的影响

  • 2.5 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗根系活力的影响

  • 由图3可知,与CK相比,随着蚓堆肥浸提液比例的增加,不同浓度的猪粪蚓堆肥浸提液处理的烟草根系活力呈现出先降低后增加的趋势,而餐余废弃物蚓堆肥浸提液呈现出先增加后降低的趋势。所有处理中,以CY7.5%处理的根系活力最强,为0.10mg/(g·h),较CK增加150%,CY10%、 CY5.0%处理次之,三者之间无显著性差异,说明餐余蚓堆肥浸提液要比霍格兰营养液、猪粪蚓堆肥浸提液的烟草育苗效果更好,这可能是由于餐余废弃物蚓堆肥中含有丰富的有机质和氮、磷、钾等营养元素,促使幼苗根系生长得更好。

  • 图3 不同蚓堆肥浸提液对烟草幼苗根系活力的影响

  • 3 讨论

  • 有机浸提液中的营养成分对促进幼苗的健康生长具有重要作用。猪粪蚓堆肥和餐余废弃物蚓堆肥因其丰富的氮、磷、钾养分和有机质,浸提后仍含有丰富的营养元素促进作物的生长,因此,与霍格兰营养液相比,本研究的猪粪蚓堆肥浸提液和餐余废弃物蚓堆肥浸提液均可以促进烟草幼苗的生长,且随着添加比例的增高,烟草幼苗的生长效果表现出先上升后下降的趋势,这与张玥含等[14]、王定美等[15]的研究相同。有机浸提液能够促进植株的生长发育,表现在幼苗高大、茎干粗壮、生物量高等,在育苗方面具有很好的应用基础。卢敏敏等[16]研究表明,施加油菜秸秆浸提液能够提高烤烟幼苗的株高、茎粗、SPAD值、根系形态、叶片数等;徐勇峰等[17]研究表明,低质量浓度 (10.0~20.0g/L)的有机浸提液可提高黄瓜和大白菜种子发芽率,促进苗长增长和鲜质量增加;徐静等[18]研究表明,牛粪和菇渣可以作为优质的堆肥原料,能够显著促进番茄植株生物量、株高、茎粗等的提高。

  • 本研究结果表明,7.5%质量浓度的餐余蚓堆肥浸提液的烟草育苗效果最好,其株高、茎粗、 SPAD值、生物量、根系活力等均有不同程度的提高,餐余蚓堆肥浸提液的烟草育苗效果优于猪粪蚓堆肥浸提液,这可能是因为餐余废弃物蚓堆肥的有机质和养分元素比猪粪蚓堆肥高,因此其浸提液的育苗效果优于后者。同时,同一种蚓堆肥浸提液相比下,质量浓度为7.5%的烟草幼苗生长较好,这可能是由于7.5%质量浓度的蚓堆肥浸提液中所含有的营养物质已经满足植株幼苗所需,不再是限制因素,这与吕秀敏等[19]的研究结果相同。本试验结果表明,质量浓度为10%的蚓堆肥浸提液的烟草幼苗生长效果不如质量浓度为7.5%的蚓堆肥浸提液,这可能是由于蚓堆肥添加比例越大,其含盐量越高,幼苗的生长就会受到抑制,也有可能是因为浸提液的化感作用使得作物幼苗生长受到抑制[20-22]

  • 4 结论

  • 本研究表明添加蚓堆肥浸提液均不同程度地促进烟草幼苗的生长发育,且随着蚓堆肥浸提液添加比例的增高,总体上呈现出先上升后下降的趋势,以质量浓度为7.5%的蚓堆肥浸提液的综合效果最好,且7.5%质量浓度的餐余蚓堆肥浸提液的育苗效果整体优于猪粪蚓堆肥浸提液,其株高、茎粗、 SPAD值、生物量、G值、壮苗指数、根系形态、根系活力等均有显著提高。因此,可以推荐7.5%质量浓度的餐余蚓堆肥浸提液应用于烟草育苗。

  • 参考文献

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