高效芽孢桿菌對烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響

史久長 高加明 王 曉 舒照鶴 黃廣華 向修志 馬留軍 吳晶晶陶德欣 上官力 趙安民 郭 祥 高 林

（1浙江中煙工業(yè)有限責任公司，浙江杭州 310008；2中國煙草總公司湖北省公司，湖北武漢 430030；3湖北省煙草公司恩施州公司，湖北恩施 445099；4中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所，山東青島 266101）

目前，在煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面臨著土壤性質(zhì)惡化、煙草生長發(fā)育受阻以及病蟲害危害程度加劇等諸多問題，嚴重影響了煙草產(chǎn)量及品質(zhì)的進一步提升[1-2]?；屎娃r(nóng)藥的不合理施用是一個重要的影響因素，如何采取綠色環(huán)保的生物防治技術促進煙草生長、降低病蟲危害，同時減少化肥及農(nóng)藥的過量投入，已經(jīng)成為廣大煙草科技工作者的研究熱點[3-4]。根際促生菌在促進植物生長、提高產(chǎn)量和防治病蟲害方面具有重要的作用[5-6]。已有研究表明，采取高效的技術手段強化根際有益微生物活性，能夠調(diào)控植煙土壤健康狀況，抑制病原菌生長，對煙草起到促生抗逆作用[7-8]。芽孢桿菌是一類重要的植物根際促生菌，許多研究表明，芽孢桿菌能夠代謝產(chǎn)生抑制病原微生物的抗菌脂肽，同時還能夠直接分泌部分植物生長刺激素類物質(zhì)，具有較好的抗病促生作用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是最具應用價值的生防菌之一[9-10]。本試驗選擇具有較強分泌生長素和伊枯草菌素能力的芽孢桿菌高效菌株，對其在煙草上的應用效果進行分析評價，以期為有益微生物資源的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗田安排在湖北省鶴峰縣中營鄉(xiāng)中營村2組，海拔高度1 233 m，試驗田土壤類型為黃棕壤，土壤質(zhì)地疏松、肥力中等，pH值5.73，有機質(zhì)含量26.35 g/kg，堿解氮含量185.30 mg/kg，有效磷含量18.36 mg/kg，速效鉀含量160.42 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗材料為高產(chǎn)生物活性物質(zhì)（生長素和伊枯草菌素）的解淀粉芽孢桿菌發(fā)酵液；烤煙品種為云煙87。

1.3 試驗設計

采取大田小區(qū)試驗方式，利用高產(chǎn)生長素和伊枯草菌素的解淀粉芽孢桿菌制備發(fā)酵液。根據(jù)發(fā)酵液不同稀釋濃度，共設5個處理，分別為發(fā)酵液用量20 mL/株（T1，兌水稀釋 25 倍灌根）、10 mL/株（T2，兌水稀釋 50倍灌根）、5 mL/株（T3，兌水稀釋 100倍灌根）、2.5 mL/株（T4，兌水稀釋 200 倍灌根）、灌溉清水作對照（CK）。在烤煙團棵期，每株煙灌根量500 mL。試驗田施肥、移栽、大田管理和采收烘烤等環(huán)節(jié)嚴格按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)技術規(guī)范統(tǒng)一執(zhí)行。

1.4 調(diào)查內(nèi)容與方法

1.4.1 煙株農(nóng)藝性狀測定。按照《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》（YC/T 142—2010）[11]分別在烤煙生長團棵期和平頂期測定各處理株高、最大葉長、最大葉寬、上部葉長、上部葉寬以及莖圍等農(nóng)藝性狀指標。

1.4.2 煙葉經(jīng)濟性狀統(tǒng)計。不同處理煙葉單獨采收、單獨烘烤，烤后煙葉按照《烤煙》（GB 2635—1992）[12]統(tǒng)計各等級產(chǎn)量，計算產(chǎn)值、上等煙比例等經(jīng)濟性狀指標。

1.4.3 樣品檢測分析。分別采集各處理烤后煙葉B2F和C3F等級樣品，進行化學成分檢測和感官質(zhì)量評價。化學成分檢測指標包括總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯6項。其中，總糖和還原糖按照煙草行業(yè)標準《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續(xù)流動法》（YC/T 159—2002）測定[13]；總氮按照《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續(xù)流動法》（YC/T 161—2002）測定[14]；總植物堿按照《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續(xù)流動法》（YC/T 160—2002）測定[15]；鉀按照《煙草及煙草制品 鉀的測定 連續(xù)流動法》（YC/T 217—2007）測定[16]；氯按照《煙草及煙草制品 氯的測定 連續(xù)流動法》（YC/T 162—2002）測定[17]。 選取C3F等級樣品由中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所組織專家按照《煙草及煙草制品 感官評價方法》（YC/T 138—1998）[18]進行感官質(zhì)量評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀

與清水對照相比，施用高效芽孢桿菌處理的煙株田間生長發(fā)育具有一定的優(yōu)勢，在平頂期煙株株高和莖圍優(yōu)于清水對照（CK），以處理T1、T2表現(xiàn)較好，尤其是在煙株莖圍方面（表1）。施用高效芽孢桿菌灌根后，煙株的農(nóng)藝性狀優(yōu)于清水對照（CK），同時各處理平頂期葉片發(fā)育良好（表2）。通過對上部煙葉的測量可以看出，高效芽孢桿菌灌根施用通過協(xié)調(diào)煙株生長發(fā)育，改善了上部煙葉的開片情況。

表1 不同處理團棵期和平頂期煙株主要農(nóng)藝性狀 單位：cm

表2 不同處理烤煙平頂期上部葉開片情況

2.2 經(jīng)濟性狀

從表3可以看出，以處理T1產(chǎn)量和產(chǎn)值最高。施用高效芽孢桿菌灌根后，各處理烤后煙葉均價以及上等煙比例均優(yōu)于清水對照（CK），其中以處理T1、T2（高濃度水平）表現(xiàn)效果最好。另外，對各處理的上部煙葉各等級比例進行了統(tǒng)計，與清水對照（CK）相比，施用高效芽孢桿菌后，B1F和B2F等級煙葉的比例得到了提升，改善了上部葉的等級結(jié)構水平。

表3 不同處理烤后煙葉主要經(jīng)濟性狀

2.3 化學成分

從表4可以看出，施用高效芽孢桿菌處理后，烤煙上部煙葉煙堿含量有下降趨勢，不同濃度之間變化差異大，其中處理T2、T4煙堿含量相對較低，與清水對照（CK）相比，各處理烤后上部煙葉糖含量和鉀含量有增加趨勢，處理T1的中部葉煙堿含量較低，處理T2中部葉煙堿和糖含量沒有表現(xiàn)出較好的優(yōu)勢，相對而言，處理T1、T2（高濃度水平）煙葉化學成分協(xié)調(diào)性相對較好。

表4 不同處理烤后煙葉化學成分 單位：%

2.4 感官質(zhì)量

從表5可以看出，團棵期灌根施用不同濃度的高效芽孢桿菌處理對烤后煙葉感官質(zhì)量具有一定的影響，其中處理T1和處理T2的煙葉香氣質(zhì)和香氣量表現(xiàn)較好，與CK相比評吸質(zhì)量優(yōu)；處理T3、T4烤后煙葉各感官評吸指標與CK差異較小。綜合感官評吸得分以處理T1最高。

表5 不同處理烤后煙葉（C3F）感官評吸指標得分 單位：分

3 結(jié)論與討論

目前，芽孢桿菌在煙草生產(chǎn)中已經(jīng)得到了較多的應用，并取得了一定的效果。前人研究結(jié)果表明，施用芽孢桿菌后改善了植煙土壤微生物群落結(jié)構，提高了有益微生物數(shù)量，促進了煙株生長發(fā)育水平，其中芽孢桿菌代謝所產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)是其發(fā)揮生理作用的重要機制[19-21]。目前，微生物自身合成生物活性物質(zhì)的產(chǎn)量普遍很低，許多有益功能菌在施用過程中還沒有發(fā)揮其最佳作用。已有研究表明，通過對功能菌種進行改良，能夠提高其在抗病促生方面的施用效果，這也是當前高效利用微生物資源的研究重點[22-23]。邵佳慧[24]研究表明，高產(chǎn)生長素的功能菌株SQR9-E對黃瓜和玉米的促生作用明顯提升，與對照相比改善了根系發(fā)育和植株生物量。

本試驗利用的高產(chǎn)生物活性物質(zhì)生長素和伊枯草菌素的解淀粉芽孢桿菌，在對烤煙生長及品質(zhì)提升方面起到了較好作用。施用高效芽孢桿菌后，促進了煙株田間生長發(fā)育和上部葉開片，改善了烤后煙葉等級結(jié)構比例，促進了煙葉化學成分協(xié)調(diào)和香氣質(zhì)量提升。生長素和伊枯草菌素是具有抗病促生作用的生物活性物質(zhì)，利用芽孢桿菌的功能特性，協(xié)同提升生長素和伊枯草菌素含量，能夠進一步發(fā)揮菌株的作用效果，在烤煙生產(chǎn)中具有良好的應用前景。