微生物菌劑不同施肥方法對烤煙生長及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響

徐 賽，張錦韜，盤文政，高志豪，張惠林，唐應(yīng)勇，夏 凱*

(1.湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司原料采購中心，湖南長沙 410014；2.云南省微生物發(fā)酵工程研究中心有限責(zé)任公司，云南昆明 650217)

近年來，微生物菌劑在烤煙生產(chǎn)上的研究較多，研究方向主要集中在微生物菌劑種類對改善土壤理化性狀、促進(jìn)煙株生長發(fā)育、提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量等[1-4]方面，

研究指出，微生物菌劑作為基肥與葉面肥追肥，在大田作物、果蔬、花卉、林木等作物上廣泛應(yīng)用，顯著促進(jìn)了植物的生長發(fā)育[5-6]；徐興陽等[7-8]研究表明噴施葉面肥能有效提升烤煙光合作用，促進(jìn)煙株生長發(fā)育，改善成熟期缺磷、缺鉀等營養(yǎng)癥狀，增強煙株抗病性。汪長國等[9]研究指出噴施微生物菌劑可使煙葉的重要香味成分含量明顯增加，氨基酸總量和蛋白質(zhì)含量均有所降低，改善吸味品質(zhì)。徐雙紅等[10-12]研究指出微生物肥與常規(guī)基肥配施，烤煙的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀及抗病性等均優(yōu)于常規(guī)基肥，李怡博等[13-14]研究指出微生物肥與高碳基肥配施能夠增加土壤微生物數(shù)量，調(diào)節(jié)土壤微生物活性，為烤煙生長提供良好的土壤環(huán)境。胡文智等[15]研究指出噴施鉀肥和提高基肥含鉀水平有助于降低煙葉中煙堿和總氮含量，降低葉綠素含量，影響植株的光合作用與光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。研究表明，微生物菌劑有改善修復(fù)土壤生態(tài)、降低因常年連作帶來的土傳病害、促進(jìn)烤煙生長發(fā)育等作用。微生物菌劑不同施肥方法對烤煙生長發(fā)育、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益及煙葉質(zhì)量的影響程度存在異同，不同施肥方法也存在優(yōu)缺點，采用條施、穴施及溝施的方法有改善改良土壤生態(tài)與省工省時等優(yōu)勢，同時存在部分區(qū)域地塊見效慢等問題；噴施的方法有養(yǎng)分吸收快與針對性強等優(yōu)勢，缺點為耗工耗時及肥效受光照、氣溫、降水等因素影響較大。

目前關(guān)于微生物菌劑不同施肥方法間綜合效益對比分析的相關(guān)研究鮮見報道，筆者探究微生物菌劑的不同施肥方法對烤煙生長及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響，為改善修復(fù)土壤生態(tài)、烤煙優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)、提高烤煙經(jīng)濟(jì)效益與煙葉質(zhì)量、降低生產(chǎn)用工成本提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2021年3—11月在云南省楚雄州武定縣貓街鎮(zhèn)煙區(qū)進(jìn)行，土壤理化性狀為速效氮113.5 mg/kg，速效磷28.5 mg/kg，速效鉀300.5 mg/kg，有機質(zhì)含量55 g/kg，pH 6.7。

1.2 試驗材料供試煙草品種為云煙 87。供試肥料為噴施型微生物菌劑(有效活菌數(shù)≥20.0 億個/g)、條施型微生物菌劑(有效活菌數(shù)≥20.0億個/g)。該微生物菌劑是含有豐富的活性微生物、生物活菌、有機質(zhì)及多種微量元素的新型菌劑產(chǎn)品，產(chǎn)品成分包括解淀粉芽孢桿菌、側(cè)孢短芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌等。

1.3 試驗設(shè)計采用大田隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置3個處理(表1)。試驗區(qū)組面積為108 m2，3次重復(fù)，區(qū)組間設(shè)保護(hù)行。試驗過程中，條施型微生物菌劑與基肥混勻一并施用，選8 葉齡煙苗在4月27日按照行株距120 cm × 50 cm統(tǒng)一移栽，噴施型微生物菌劑在打頂當(dāng)天進(jìn)行整株噴施?，F(xiàn)蕾期打頂后，各處理煙株從上而下第三葉位作為上部葉測定葉片，腰葉選其最大葉片作為測定葉片，掛牌標(biāo)記。其他管理措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)方案執(zhí)行。

表1 微生物菌劑不同施肥方法試驗處理

1.4 測定項目與方法

1.4.1植株農(nóng)藝性狀。按《煙草農(nóng)藝性狀測量方法》(YC/T 142—2010)[16]測定烤煙株高、莖圍、葉片數(shù)、葉長與葉寬，葉面積計算方法為葉長×葉寬×0.634 5。

1.4.2病蟲害調(diào)查方法。按照《GB/T 23222—2008 煙草病蟲害分級及調(diào)查方法》[17]，分別在5—9月對主要病害進(jìn)行調(diào)查。

1.4.3經(jīng)濟(jì)效益。采取定戶跟蹤統(tǒng)計的方式。

1.4.4化學(xué)成分?？扇苄钥偺呛坎捎幂焱╗18]測定，總氮含量采用凱式半微量定氮[19]測定，鉀原子采用原子吸收分光光度法[20]測定，煙堿采用色譜法[21]測定。

1.4.5感官質(zhì)量。依據(jù)國家烤煙標(biāo)準(zhǔn)選取C2F、B3F樣品，制成單料煙由具備國家級資質(zhì)的相關(guān)專家進(jìn)行評吸。

1.5 數(shù)據(jù)處理試驗表格均使用 Excel 2010 制作，使用軟件SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，差異顯著性分析在0.05水平使用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方法對烤煙生長發(fā)育的影響由表2可知，團(tuán)棵期時條施菌劑處理與CK相比，株高增加18.8%，莖圍增加15.6%，葉片數(shù)增加14.8%，中部葉葉面積增加18.7%，說明條施微生物菌劑有效促進(jìn)烤煙早生快發(fā)?，F(xiàn)蕾期時條施菌劑處理的莖圍、中部葉葉面積、上部葉葉面積顯著高于CK，分別增加了29.2%、15.0%、15.8%，進(jìn)一步說明條施微生物菌劑能有效促進(jìn)烤煙中前期的生長發(fā)育。采收期時相比CK，條施處理上部葉葉面積增加15.6%；噴施處理上部葉葉面積提高18.5%，長寬比下降10.3%，說明噴施微生物菌劑可促進(jìn)上部葉生長，有利于上部葉開片。由此可知，采用條施微生物菌劑的方法為烤煙生長發(fā)育提供的綜合效益更高。

表2 微生物菌劑不同施肥方法對煙株農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同施肥方法對烤煙病害發(fā)病率的影響從表3可以看出，與CK相比，條施與噴施微生物菌劑均顯著降低普通花葉病毒病的發(fā)病率，且條施方法發(fā)病率最低；條施微生物菌劑可顯著降低煙草黑脛病與煙草根黑腐病的發(fā)病率。由此可知，條施微生物菌劑可有效預(yù)防和抑制普通花葉病毒病與“兩黑病”的發(fā)病率，噴施微生物菌劑可有效降低烤煙生育后期普通花葉病毒病的發(fā)病率。

表3 微生物菌劑不同施肥方法對烤煙病害發(fā)病率的影響

2.3 不同施肥方法對烤煙經(jīng)濟(jì)效益的影響由表4可知，相比CK處理，噴施處理的產(chǎn)值增加10.2%，烘烤損失率降低2.2百分點；條施處理的產(chǎn)值、上等煙比例分別增加17.8%、5.5%，烘烤損失率降低3.2百分點。因此，微生物菌劑2種施肥方法均可顯著增加煙農(nóng)收入，且條施方法增加的效益更顯著。

表4 微生物菌劑不同施肥方法對烤煙經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.4 不同施肥方法對烤煙化學(xué)成分的影響由表5可知，微生物菌劑對煙葉化學(xué)成分有顯著影響，與CK相比，噴施處理的上部葉總氮、煙堿含量分別降低9.4%、21.8%，鉀含量增加11.8%，說明噴施微生物菌劑顯著降低上部葉總氮及煙堿含量，有效提高煙葉中鉀含量；條施處理的中部葉與上部葉糖含量顯著增加10%以上，上部葉總氮、煙堿含量分別降低9.4%、12.5%，說明條施微生物菌劑顯著提高烤煙中部葉與上部葉糖含量，使糖堿比更加適宜及煙葉化學(xué)成分趨于協(xié)調(diào)。

表5 微生物菌劑不同施肥方法對烤煙化學(xué)成分的影響

2.5 不同施肥方法對煙葉感官質(zhì)量的影響由表6可知，在中部葉方面，條施處理煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、余味及綜合得分均顯著優(yōu)于噴施處理與對照；在上部葉方面，噴施與條施處理煙葉香氣質(zhì)、香氣量、余味、刺激性、干凈程度及綜合得分均顯著高于CK，且條施處理綜合得分最高；這說明噴施處理可顯著改善上部葉的感官質(zhì)量，條施處理對中部葉、上部葉感官質(zhì)量均有顯著改善作用，綜合得分反映出其煙葉風(fēng)格更符合卷煙品牌需求及消費者青睞。

表6 微生物菌體不同施肥方法對煙葉外觀質(zhì)量及感官品吸的影響

3 討論

該試驗選用的微生物菌劑是含有豐富的活性微生物、生物活菌、有機質(zhì)及多種微量元素的新型菌劑產(chǎn)品。該試驗發(fā)現(xiàn)噴施微生物菌劑可有效促進(jìn)上部葉生長發(fā)育，與胡文智等[15]的研究結(jié)果一致，原因是噴施在葉面上的有益微生物活菌會在烤煙中進(jìn)行活躍的增殖代謝，改善代謝途徑，使煙草內(nèi)源生長素定向作用于上部煙葉，促進(jìn)上部煙葉細(xì)胞分裂增殖，增加上部葉的葉面積與開片程度，提高產(chǎn)值與上等煙比例。

該試驗發(fā)現(xiàn)條施微生物菌劑可促進(jìn)烤煙早生快發(fā)、生長發(fā)育與提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量，這與徐雙紅等[10-12]研究結(jié)果一致，原因：一是微生物菌劑中的活性微生物具有極強的固氮、解磷、解鉀功能，可分解土壤中的動植物殘體，富集土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，增強土壤肥力；二是微生物菌劑中含有的有機質(zhì)及多種微量元素可補充烤煙生長過程中所需的微量元素，增強煙株的代謝功能，提高光合作用，有助于糖類物質(zhì)積累；三是微生物菌劑中的菌類在土壤中的繁殖代謝過程中，分泌產(chǎn)生的抗生物質(zhì)可在根系周圍大量增殖，增強煙株抗病、抗逆能力，為烤煙早生快發(fā)與生長發(fā)育提供良好的基礎(chǔ)。

該試驗發(fā)現(xiàn)，與CK相比，條施與噴施微生物菌劑均可改善煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性與感官質(zhì)量，這與汪長國等[9]研究的規(guī)律性一致。原因可能是微生物菌劑中的活菌代謝活動直接影響了烤煙碳氮代謝規(guī)律，間接影響烤煙生長發(fā)育過程中的呼吸作用、光合作用及同化物分配等規(guī)律，進(jìn)而形成條施微生物菌劑提高煙葉糖類物質(zhì)積累量與降低氮物質(zhì)含量的試驗結(jié)果；也有可能是微生物菌劑中的分泌酶或其他代謝物以煙葉內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)為底物發(fā)生了生化反應(yīng)而影響煙葉品質(zhì)與化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。

該試驗初步探究出微生物菌劑不同施肥方法對烤煙生長及煙葉產(chǎn)質(zhì)量影響的綜合效益對比分析的量化指標(biāo)，一方面為烤煙優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供一套科學(xué)化、合理化及便捷化施肥方法的理論依據(jù)，另一方面是持續(xù)引導(dǎo)煙葉生產(chǎn)工作者重視改善修復(fù)植煙土壤生態(tài)的生產(chǎn)理念。關(guān)于微生物菌劑的施肥方法對土壤持續(xù)的、累加性的改良標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)一步完善，對烤煙生長發(fā)育過程中的植物內(nèi)源激素代謝機理與生理生化機理的影響需從分子學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)等方面深入研究。

4 結(jié)論

微生物菌劑能有效促進(jìn)烤煙生長發(fā)育，增強煙株抗性，提高煙葉經(jīng)濟(jì)效益，提升煙葉質(zhì)量。噴施微生物菌劑促進(jìn)上部葉生長與開片，有效降低上部葉普通花葉病毒病發(fā)病率，降低上部葉總氮及煙堿含量，提高鉀含量，改善上部葉的感官質(zhì)量；條施微生物菌劑能顯著促進(jìn)烤煙早生快發(fā)與中后期生長發(fā)育，降低普通花葉病毒病與“兩黑病”的發(fā)病率，提高煙葉中的糖含量，使糖堿比更加適宜及煙葉化學(xué)成分趨于協(xié)調(diào)。因此，在烤煙實際生產(chǎn)中，采用條施微生物菌劑，既能促進(jìn)烤煙生長發(fā)育與提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量，又能達(dá)到改善修復(fù)土壤生態(tài)與節(jié)約用工成本的效果。