根際促生菌在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

聶登壁 施文

摘要 根際微生物對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起到重要作用。本文從促生菌株的促生機(jī)制及其在烤煙大田生產(chǎn)中的應(yīng)用研究入手，闡明促生菌株是如何發(fā)揮促生效果促進(jìn)植物生長(zhǎng)的，為綠色煙葉的發(fā)展提供理論依據(jù)，在煙草的綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展中具有重要意義。

關(guān)鍵詞 煙草；根際促生菌；促生作用；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) S572；Q939.96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）10-0008-01

植物根際促生菌（PGPR）是指生存于植物根表和根際，能間接或直接地促進(jìn)、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的微生物[1]。研究表明，在植物根系中廣泛存在著根際促生菌，包括芽孢桿菌屬和假單胞桿菌屬在內(nèi)的20多個(gè)菌屬都具有促生防病的潛能[2]。據(jù)報(bào)道，熒光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens）RB242能夠有效促進(jìn)煙草生長(zhǎng)[3]，地衣芽胞桿菌（Bacillus licheniformis）[4]、多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）[5]具有防治煙草黑脛病的作用。

1 根際促生菌的促生機(jī)制

1.1 產(chǎn)生植物生長(zhǎng)激素和調(diào)節(jié)劑

根際促生菌可產(chǎn)生細(xì)胞分裂素、赤霉素、IAA等多種植物激素，這些植物激素和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)煙草的生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)可以通過促進(jìn)根系吸收土壤中的水分和養(yǎng)分[6]促進(jìn)煙草的生長(zhǎng)發(fā)育。

1.2 增加磷的有效性

一些PGPR（如桿菌屬、假單胞桿菌屬）可以通過分泌有機(jī)酸來溶解土壤中存在的不溶性磷，降低土壤pH值，使不溶性磷轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄粤?，提高土壤中磷的利用率，從而增加煙株?duì)磷的吸收和利用[7]。

1.3 固氮作用

對(duì)于固氮菌屬的根際促生菌，能將空氣中的分子氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮，供自身和植物使用。在很大程度上能改善作物的氮素營養(yǎng)，豐富氮素含量，提高氮素的吸收和利用[8]。

1.4 解鉀作用

有研究報(bào)道，硅酸鹽細(xì)菌（鉀細(xì)菌）具有分解鉀礦物的能力，能有效提高土壤中可利用鉀的含量，鉀細(xì)菌除提供鉀素營養(yǎng)之外，還具有刺激生長(zhǎng)和抗病害的作用[9]，煙草屬于喜鉀作物，鉀細(xì)菌的存在，能改善煙草對(duì)鉀元素的吸收利用狀況，促進(jìn)對(duì)鉀元素的需求。

1.5 產(chǎn)生嗜鐵素

根際促生菌能生產(chǎn)并釋放小分子的嗜鐵素，嗜鐵素通過結(jié)合土壤中的不溶鐵，再通過植物和微生物細(xì)胞膜的特殊通道進(jìn)入體內(nèi)，將氧化鐵還原，增加了作物對(duì)土壤中不溶鐵的利用[10]。

2 煙草根際促生菌在烤煙上的應(yīng)用

2.1 煙草根際促生菌在煙草育苗中的應(yīng)用

將煙草根際促生菌制成生物有機(jī)肥應(yīng)用到煙草育苗中，可以有效地提高煙草苗期的發(fā)芽率、煙苗成苗素質(zhì)，對(duì)煙苗的農(nóng)藝性狀也有促進(jìn)作用。吳小平等[11]研究表明，烤煙漂浮育苗過程中葉面噴施光合細(xì)菌菌液，可明顯提高煙苗的葉綠素含量和成苗素質(zhì)。席淑雅等[12]從烤煙根際篩選得到2株促生菌株A03和B04，制成PGPR菌肥，用于烤煙漂浮育苗可明顯提高成苗素質(zhì)、種子發(fā)芽率和對(duì)煙草病害的抗性，菌株A03和B04能夠提高煙苗莖高、莖粗、莖干重和根鮮重以及烤煙種子發(fā)芽率，表明該2株烤煙根際細(xì)菌能夠產(chǎn)生植物激素。

2.2 煙草根際促生菌在煙草大田期中的應(yīng)用

2.2.1 減少化肥的施用量。PGPR菌通過解磷、解鉀、固氮、產(chǎn)生嗜鐵素，分泌有機(jī)酸或酶類等作用來改善煙草的根際微環(huán)境，釋放土壤和化肥中的不溶性磷素和鉀素，從而改善煙草的營養(yǎng)狀況，直接或間接地增強(qiáng)了土壤肥力，為煙株提供了多種營養(yǎng)元素，降低了化肥的施用量。有研究報(bào)道，施用PGPR菌肥可適當(dāng)減少化肥用量（減少常規(guī)氮磷鉀施肥量的20%），在現(xiàn)蕾期，除B元素的有效性降低外，其他9種礦質(zhì)元素N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn的有效性均有所提高，同時(shí)可以改變根際微生物區(qū)系，提高烤煙根際微生物生物量碳含量[13]。張朝輝等[14]研究發(fā)現(xiàn)，施用解鉀菌肥可以提高根際細(xì)菌的數(shù)量，施用解鉀菌肥除Mg的有效性略有降低外，其他元素的有效性均有不同程度提高。劉劍君等[15]研究表明，對(duì)分離自烤煙根際的固氮菌菌株N05制成菌肥應(yīng)用于烤煙生產(chǎn)中，在減施氮肥的情況下，可提高烤煙根際固氮菌數(shù)量和礦質(zhì)元素的有效性。

2.2.2 減少農(nóng)藥的施用量。PGPR菌通過產(chǎn)生抗生素、在煙草根際定殖后與病原菌產(chǎn)生營養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)和位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)生誘導(dǎo)抗性系統(tǒng)等來減少煙草土傳病害的發(fā)生，從而可以減少農(nóng)藥的施用量，為烤煙的綠色生態(tài)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。方敦煌等[4]用促生菌GP13防治煙草黑脛病，有較好的生防效果；顧金剛等[16]篩選得到2株菌RB-42和RB-89，2株菌通過產(chǎn)生抗生素類物質(zhì)抑制煙草黑脛病的病原菌生長(zhǎng)，從而減少黑脛病害的發(fā)生。劉艷霞[17]從田間原位土壤中篩選得到2株菌株，制成生物有機(jī)肥應(yīng)用于盆栽和田間試驗(yàn)中，可以大大降低青枯病的發(fā)病率。施用拮抗菌二次發(fā)酵的生物有機(jī)肥要較直接施入拮抗菌液體發(fā)酵液效果更明顯，而多株拮抗菌混合施入的效果要顯著優(yōu)于單一拮抗菌。

3 展望

PGPR是土壤中重要的一類微生物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有著舉足輕重的地位，PGPR作為生物肥料中研發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)，從多年的研究實(shí)踐來看，PGPR菌肥的廣泛使用效果較好。當(dāng)前，隨著化學(xué)肥料、農(nóng)藥的大量使用，造成了土壤板結(jié)、土壤養(yǎng)分失調(diào)、土壤質(zhì)量下降、環(huán)境污染等一系列問題[18]，世界各國對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題日益關(guān)注。王羅竑等[19]研究認(rèn)為，應(yīng)用生物有機(jī)肥料可以減少病蟲草害的發(fā)生，改善土壤物理性狀，提高了作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，具有較高的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益[20]。合理開發(fā)、利用微生物有機(jī)肥可使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走上可持續(xù)的發(fā)展道路[21]。

PGPR的開發(fā)利用取決于PGPR的篩選，如何篩選得到促生效果好、生防作用強(qiáng)、定殖能力強(qiáng)的菌株是關(guān)鍵，同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)煙農(nóng)施用PGPR肥料的指導(dǎo)，包括施用時(shí)間、施用方法等，因地制宜，才能使PGPR菌肥成功地應(yīng)用到烤煙生產(chǎn)的過程中，發(fā)揮其最大功效。

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