土壤消毒結合微生態(tài)修復對烤煙生長及其主要病害的影響

陳雅瓊， 劉 海， 田臨卿， 焦 健， 陳穗云， 韓慶莉， 張廷金

(1.云南省煙草公司 昆明市公司， 云南 昆明 650051； 2.云南省煙草公司 昆明市公司 宜良分公司， 云南 宜良 652100； 3.云南大學 生態(tài)與環(huán)境學院， 云南 昆明 650091； 4.西南林業(yè)大學， 云南 昆明 650224； 5. 昆明寸土農業(yè)科技有限公司， 云南 昆明 650032)

0 引言

【研究意義】紅花大金元(NicotianatabacumL var.Hongda，簡稱紅大)是風格特色鮮明的優(yōu)質烤煙品種[1]，但不抗黑脛病等土傳病害；加上長期大量施用農藥與化肥，使得植煙田地土壤生態(tài)環(huán)境遭受破壞，由煙草疫霉(Phytophthoranicotianae)[2-3]引起的黑脛病、基生根串株霉菌(Thielaviopsisbasicola)[4]引起的根黑腐病和勞爾氏細菌(Ralstoniasolanacearum)[5]引起的青枯病等土傳病害呈逐年上升趨勢，給煙草種植造成巨大損失[6]。由黑脛病病原菌單獨感染，黑脛病病原菌與根黑腐病、青枯病或其他病原菌復合感染均會造成典型的黑脛病樣癥狀，煙農完全按照疫霉菌感染引起的黑脛病進行防治，效果較差，從而導致農戶增加用藥次數，造成防治成本高、農藥殘留量大及煙葉安全性差等問題[5]。研究更加高效、環(huán)保的土傳病害防治方法對紅大優(yōu)質煙葉可持續(xù)生產具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】土壤熏蒸消毒被認為是防治土傳病害最有效、最直接的方法[7]。棉隆(Dazomet)在土壤中遇濕會產生異硫氰酸甲酯等有毒氣體，其能在土壤團粒間迅速擴散，殺滅其中的雜草、線蟲、病原真菌和細菌[8-9]，是一種效果理想的土壤熏蒸消毒劑[10]。黃石旺等[11]研究表明，棉隆熏蒸對煙草青枯病和黑脛病的防效分別達89%和74%；秦平偉等[12]研究表明，棉隆熏蒸能有效促進煙株生長，使煙草青枯病晚發(fā)病27 d，顯著降低發(fā)病率，防效在70%以上；棉隆連續(xù)2年熏蒸處理對煙株生長的促進作用更佳，對煙草青枯病具有更好的防控效果[13]。木霉菌、枯草芽孢桿菌[14]和解淀粉芽孢桿菌[14-15]等生防菌具有良好的促生作用和提高煙草抗病能力的作用，還可以改善土壤微生態(tài)環(huán)境，在煙草生產中應用越來越廣泛。陳小均等[16]研究表明，木霉菌T150在同一田塊連年施用對根腐病和黑脛病的平均防效在76%以上；饒清琳等[17]研究顯示，哈茨木霉菌LTR-2在煙草移栽后20～60 d，對黑脛病的防效從80. 41%降至54. 77%；羅玉英等[14]篩選到3株芽孢桿菌，對煙草黑脛病田間防效分別為70.1%、63.5%和60.2%；趙芳等[15]研究發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌對根腐病和黑脛病的防效分別為50.12%和36.31%?！狙芯壳腥朦c】棉隆熏蒸消毒持效期較短，需要連續(xù)消毒才能獲得更好的防控效果[12-13]；微生物菌劑具有較好的土傳病害控制潛力，但應用效果差異較大[14-17]。前人分別開展了土壤消毒和微生物菌劑控制土傳病害研究，鮮見土壤消毒結合微生物菌劑控制土傳病害方面的報道。【擬解決的關鍵問題】采用隨機區(qū)組試驗研究土壤消毒結合不同組合方式微生態(tài)修復對烤煙生長和土傳病害防控的影響，以期為有效減少植煙土壤有害生物，改善植煙土壤的微生態(tài)環(huán)境，促進煙草生長并有效控制煙草土傳病害提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 烤煙 供試品種為紅花大金元，玉溪中煙種子有限責任公司生產。

1.1.2 土壤消毒劑 為98%棉隆微粒劑，南通施壯化工有限公司生產。

1.1.3 微生物菌劑 伯克霍爾德氏菌(Burkholderiasp.)、哈茨木霉菌(Trichodermaharzianum)、萎縮芽孢桿菌(Bacillusatrophicus)、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillusamyloliquefaciens)，哈茨木霉復合微生物菌劑包含哈茨木霉菌和萎縮芽孢桿菌，復合微生物菌劑-BAB包含枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌，由云南綠戎生物產業(yè)開發(fā)股份有限公司提供。

1.1.4 水稻土 取自云南省昆明市宜良縣古城鎮(zhèn)南沖村(103°13′46″ E，24°56′57″ N，海拔1 579 m)2020年種植水稻的稻田，該地塊連作烤煙3年以上，煙草黑脛病、根黑腐病和病毒病常年嚴重發(fā)生，由于病害嚴重，烤煙無法正常生長，煙葉嚴重減產。

1.2 方法

1.2.1 土壤消毒 試驗區(qū)面積990 m2，分成5個區(qū)(每個區(qū)198 m2)，其中4個區(qū)消毒，1個區(qū)空白；每個區(qū)又分成3個小區(qū)，小區(qū)面積66 m2(4.4 m×15 m)。于2021年4月23日，每個小區(qū)撒施棉隆7.5 kg(37.88 g/m2)消毒后立即翻犁2遍，再鋪設滴灌帶，然后立即用3.5絲厚5 m寬的農用膜覆蓋并滴灌3 h。消毒后覆膜14 d，于5月7日揭膜，之后將表層30 cm的土壤澆透水，于5月10日再次翻犁2遍，翻犁7 d后(5月17日)進行蔬菜種子發(fā)芽試驗，能夠正常出苗，再于5月26日進行膜下煙苗移栽。煙苗株行距120 cm×60 cm，植煙密度為13 890株/hm2。

1.2.2 試驗設計 試驗設5個處理(表1)：T1，土壤消毒，移栽時塘施水稻土30 t/hm2(3 kg/m2)；T2，土壤消毒，移栽時混合施用伯克霍爾德氏菌生物有機肥3 t/hm2+哈茨木霉復合微生物菌劑15 kg/hm2；T3，土壤消毒，移栽時混合施用水稻土30 t/hm2(3 kg/m2)+伯克霍爾德氏菌生物有機肥3 t/hm2+哈茨木霉復合微生物菌劑15 kg/hm2；T4，僅土壤消毒處理；CK，土壤不消毒，空白對照。每個處理3次重復，隨機區(qū)組排列。其中，T2和T3的微生物菌劑施用分別在團棵期和旺長期進行，即團棵期用30 L/hm2的復合微生物菌劑-BAB稀釋50倍灌根，旺長期用7.5 kg/hm2的哈茨木霉復合微生物菌劑間隔7～10 d葉面噴施2次。

表1 土壤消毒與微生態(tài)修復試驗設計

1.2.3 指標測定

1) 農藝性狀調查。在打頂后采用5點取樣法調查煙株株高、莖直徑、葉片數、最大葉長和最大葉寬，每點調查2株，每小區(qū)調查10株烤煙的農藝性狀。

2) 煙葉產量調查。煙葉烘烤前在鮮煙葉上掛牌標記處理編號，烘烤結束后，測量煙葉百葉重和平均單葉重，計算單株產量(Y1)和單位面積產量(Y2)。

Y1=平均單葉重×有效葉片數

Y2=Y1×單位面積植煙株數

3) 病害調查。在團棵期(7月7日)第2次施用微生物菌劑和旺長期(8月16日)第3次施用微生物菌劑時分別進行1次煙草花葉病毒病和黑脛病的發(fā)生危害調查。調查各小區(qū)全部煙株，記錄各級病株數。煙草花葉病毒病和黑脛病病害嚴重程度分級按照《煙草病蟲害分級及調查方法》(GB/T 23222—2008)進行。計算病情指數并根據病情指數計算各處理對煙草主要病害的防效。

病情指數=∑(各級病株數×相應病級數)×100/總株數/9

防效=(CK病情指數-處理病情指數)/CK病情指數×100%

1.3 數據統(tǒng)計與分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0進行數據統(tǒng)計與分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理煙株的農藝性狀

從表2可知，T1～T4煙株的株高、莖直徑、葉片數、最大葉長、最大葉寬和最大葉面積均極顯著高于CK。除CK外，株高，各處理為72.46～84.00 cm，為T3>T4>T2>T1，T1極顯著低于T3和T4，T2、T3與T4差異不顯著。莖直徑，各處理為3.28～3.50 cm，為T2>T3>T4>T1，T2顯著高于T1，與T3、T4差異不顯著，T1與T3、T4差異不顯著。葉片數，各處理為19.50～21.13片，為T2>T3>T4>T1，T2和T3極顯著高于T1，T2、T3與T4差異不顯著，T4與T1差異不顯著。最大葉長，各處理為69.78～74.83 cm，為T4>T2>T3>T1，T1顯著低于T4，與T2、T3差異不顯著，T2、T3與T4差異不顯著。最大葉寬，各處理為26.59～28.80 cm，為T2>T3>T4>T1，T2極顯著高于T1，與T3和T4差異不顯著，T3顯著高于T1，與T4差異不顯著，T1與T4差異不顯著。最大葉面積，各處理為1 176.34～1 341.42 cm2，為T2>T4>T3>T1，T1極顯著低于T2、T4和T3，T2、T3和T4間差異不顯著。

表2 不同處理煙株的農藝性狀

2.2 煙草花葉病毒病和黑脛病的病情指數和防效

從表3可知，團棵期和旺長期T1～T4的煙草花葉病毒病和黑脛病的病情指數均極顯著低于CK。

表3 不同處理煙草花葉病毒病與黑脛病的病情指數和防效

2.2.1 煙草花葉病毒病 團棵期，各處理煙草花葉病毒病病情指數為0.28～1.67，防效為68.04%～94.55%，病情指數為T1T2>T4>T3；T1和T2的病情指數極顯著低于T3和T4，防效則極顯著高于T3和T4；T1和T2的防效分別較T4高24.66百分點和22.30百分點，分別較T3高26.51百分點和24.15百分點；T3的病情指數和防效與T4差異不顯著。旺長期，各處理煙草花葉病毒病病情指數為42.15～47.44，防效為32.90%～40.38%，病情指數為T2T3>T1>T4；各處理間煙草花葉病毒病病情指數和防效均差異不顯著；T1、T2和T3對煙草花葉病毒病的防效分別較T4高2.63百分點、7.48百分點和5.51百分點。

2.2.2 煙草黑脛病 團棵期，各處理煙草黑脛病的病情指數為0.00～0.30，防效為61.64%～100.00%，病情指數為T2T1>T3>T4；T1、T2和T3的病情指數均極顯著低于T4，防效均極顯著高于T4，分別較T4高16.82百分點、38.36百分點和14.08百分點。旺長期，病情指數為0.92～5.65，防效為61.64%～90.75%，病情指數為T2T4>T1>T3；T2的病情指數極顯著低于其余處理，防效則極顯著高于其余處理，分別較T4、T1和T3高17.34百分點、26.93百分點和47.72百分點；T1和T3的病情指數極顯著高于T4，防效極顯著低于T4，分別較T4下降9.59百分點和30.38百分點。

2.3 煙葉產量

從表4可知，T1～T4的百葉重、平均單葉重、單株產量和理論產量均極顯著高于CK。百葉重，各處理為1 009.36～1 075.37 g；平均單葉重，各處理為10.09～10.75 g；單株產量，各處理為196.76～227.15 g；單位面積產量，各處理為2 422.03～2 905.84 kg/hm2。百葉重、平均單葉重、單株產量和理論產量均為T2>T3>T4>T1，百葉重、平均單葉重T2與T3間差異不顯著，但均極顯著高于T1，顯著高于T4，T1與T4間差異不顯著；單株產量T2與T3間差異不顯著，但均極顯著高于T1，顯著高于T4，T1顯著低于T4；單位面積產量T2與T3間差異不顯著，T2極顯著高于T4和T1，T3極顯著高于T1和顯著高于T4，T1顯著低于T4。

表4 不同處理煙葉的產量

3 討論

棉隆是一種高效、低毒、無殘留的廣譜性土壤熏蒸消毒劑。研究結果表明，用棉隆熏蒸消毒土壤能夠極顯著提高煙株各項農藝性狀，極顯著降低煙草黑脛病病情指數，提高煙株抗黑脛病能力，極顯著提高煙葉產量，與黃石旺等[11-13]的研究結果一致；用棉隆熏蒸消毒土壤能夠極顯著降低團棵期煙草花葉病毒病病情指數，提高煙株抗煙草花葉病毒病能力，之前類似研究鮮見文獻報道。

消毒后添加水稻土較僅消毒能顯著降低煙株株高、最大葉長和最大葉面積，說明水稻土中可能存在對烤煙生長不利的物質或微生物；消毒后施用有益微生物菌劑，能進一步提高煙株莖直徑、葉片數、最大葉寬和最大葉面積，說明消毒后施用有益微生物菌劑可以改善土壤微生態(tài)環(huán)境，具有良好的促生作用。

消毒后分別施用水稻土和有益微生物菌劑，能夠顯著提高團棵期煙株抗煙草花葉病毒病能力，說明水稻土和微生物菌劑分別施用具有良好的土壤微生態(tài)改善作用，抑制移栽到團棵期土壤中煙草花葉病毒對煙株的侵染；到旺長期，消毒后分別施用水稻土和有益微生物菌劑，對煙草花葉病毒病防效的提高作用與僅消毒的差異不顯著，可能是煙草花葉病毒在生長后期主要通過煙葉摩擦傳播，施用在根部的水稻土、微生物菌劑對煙草花葉病毒的傳播控制作用較弱所致。消毒后混合施用水稻土和有益微生物菌劑，對煙株花葉病毒病防效與僅消毒的差異不顯著，說明水稻土中微生物和有益微生物菌劑會相互拮抗或競爭，導致二者的作用均未完全發(fā)揮。

消毒后添加水稻土與僅消毒相比，能提高團棵期抗煙草黑脛病能力，且顯著降低旺長期抗煙草黑脛病能力，說明水稻土中可能存在誘發(fā)煙草黑脛病的物質或病原菌，前期煙草黑脛病防效的提高，是由于煙草黑脛病發(fā)病初期，病株零星出現(xiàn)，隨機性較大造成；消毒后施用有益微生物菌劑，能夠進一步顯著提高團棵期和旺長期抗煙草黑脛病能力，說明消毒后施用有益微生物菌劑具有良好的土壤微生態(tài)改善作用，能夠在消毒的基礎上顯著抑制煙草黑脛病病原菌的侵染；消毒后混合施用水稻土和有益微生物菌劑，煙株抗煙草黑脛病能力顯著下降，不僅有益微生物的作用未能發(fā)揮，土壤消毒的作用也受到影響，進一步證實水稻土中微生物和有益微生物菌劑相互拮抗，可能存在誘發(fā)煙草黑脛病的物質或病原菌的猜測。

消毒后添加水稻土會顯著降低煙葉產量，消毒后施用有益微生物菌劑，能進一步顯著提高煙葉產量，消毒后混合施用水稻土和微生物菌劑對煙葉產量的提高作用不如單獨施用微生物菌劑，說明水稻土會干擾微生物菌劑的作用，使得微生物菌劑對煙葉產量的提高作用被消減。

4 結論

棉隆熏蒸消毒后施用有益微生物菌劑(T2)煙株的莖直徑、葉片數、最大葉寬和最大葉面積均最高，分別為3.50 cm、21.13片、28.80 cm和1 341.42 cm2，但與僅消毒(T4)無顯著差異。消毒后添加水稻土(T1)煙株的株高和最大葉面積極顯著低于僅消毒處理，最大葉長顯著低于僅消毒處理，莖直徑、葉片數和最大葉寬與僅消毒處理差異不顯著。團棵期，T1和T2的煙草花葉病毒病病情指數分別為0.28和0.41，極顯著低于T4，防效分別為94.55%和92.19%，極顯著高于T4，分別比T4高24.66百分點和22.30百分點；消毒后添加水稻土和復合微生物菌劑(T3)的煙草花葉病毒病病情指數和防效分別為1.67和68.04%，與T4無顯著差異。T1、T2和T3對煙草黑脛病的防效分別為78.46%、100%和75.72%，極顯著高于T4，分別比T4高16.82百分點、38.36百分點和14.08百分點。旺長期，T1、T2和T3對煙草花葉病毒病的防效分別為35.53%、40.38%和38.41%，分別比T4高2.63百分點、7.48百分點和5.51百分點，三者間無顯著差異。T2對煙草黑脛病的防效為90.75%，極顯著高于T4，比T4高17.34百分點；T1和T3對煙草黑脛病的防效分別為63.82%、43.03%，極顯著低于T4，分別比T4下降9.59百分點、30.38百分點。消毒處理區(qū)(T1～T4)煙株的百葉重、平均單葉重、單株產量和單位面積產量均極顯著高于CK。T2的百葉重、平均單葉重、單株產量和單位面積產量均為最高，分別為1 075.37 g、10.75 g、227.15 g和2 905.84 kg/hm2，其中，百葉重、單株產量、單位面積產量均顯著高于T4。

綜上所述，用棉隆熏蒸消毒土壤能夠顯著提高煙株多項農藝性狀和產量，顯著提高煙株抗煙草花葉病、黑脛病能力；消毒后施用有益微生物菌劑，能有效改善土壤微生態(tài)環(huán)境，促進煙株生長，顯著提高煙株抗煙草黑脛病能力和前期抗煙草花葉病毒病能力，顯著提高煙葉產量。