哈茨木霉灌根對烤煙生長發(fā)育、發(fā)病及產(chǎn)質(zhì)量的影響

任志超 殷全玉 王華陽 樸晟源 李淑娥 黃金輝 劉國順 張松濤 穆耀輝

摘要：以實(shí)驗(yàn)室篩選得到的具有抗病促生功能的哈茨木霉菌株為材料，研究其不同使用劑量對商洛烤煙生長發(fā)育及品質(zhì)的影響，為哈茨木霉進(jìn)行煙草綠色生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。2021年在陜西省商洛市洛南縣開展哈茨木霉不同使用劑量的小區(qū)試驗(yàn)，共設(shè)4個(gè)哈茨木霉菌劑用量水平：T1（常規(guī)施肥+哈茨木霉菌劑0.5 L/hm2）、T2（常規(guī)施肥+哈茨木霉菌劑1.0 L/hm2）、T3（常規(guī)施肥+哈茨木霉菌劑2.0 L/hm2）和T4（常規(guī)施肥+哈茨木霉菌劑3.0 L/hm2），以CK（常規(guī)施肥）為對照。結(jié)果表明：（1）施用哈茨木霉菌劑的試驗(yàn)組煙株農(nóng)藝性狀、根系發(fā)育情況和烤煙抗病性較常規(guī)施肥組有明顯改善；（2）隨著哈茨木霉菌劑用量的增加，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值及上等煙比例分別較常規(guī)施肥處理提高 5.09%～12.67%、4.05%～15.05%和8.89%～21.55%；（3）各處理烤煙的糖堿比和鉀氯比2個(gè)指標(biāo)整體趨向更佳，有利于烤煙內(nèi)在品質(zhì)的提升。哈茨木霉菌劑的增施有利于提高商洛烤煙產(chǎn)質(zhì)量，其中T3處理（常規(guī)施肥+哈茨木霉菌劑2.0 L/hm2）效果最好。

關(guān)鍵詞：哈茨木霉；烤煙；生長發(fā)育；抗病性；產(chǎn)質(zhì)量；灌根

中圖分類號：S572.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）08-0086-06

基金項(xiàng)目：中國煙草總公司陜西省公司科技項(xiàng)目（編號：2021611000270042）。

作者簡介：任志超（1998—），男，黑龍江綏化人，碩士研究生，主要從事煙草栽培與生理研究。E-mail：1132007123@qq.com。

通信作者：穆耀輝，碩士，高級農(nóng)藝師，研究方向?yàn)闊熑~生產(chǎn)管理技術(shù)研究。E-mail：468055622@qq.com。

煙草作為我國的重要經(jīng)濟(jì)作物，以其優(yōu)質(zhì)葉片作為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)物。世界范圍內(nèi)，我國煙草產(chǎn)量及種植面積居首位，同時(shí)煙草也是我國多地區(qū)煙農(nóng)的主要經(jīng)濟(jì)收入來源［1-2］。但由于煙草易受到地域和種植條件等多方面因素的影響，導(dǎo)致連作現(xiàn)象非常普遍［3］，煙草忌連作［4］，連作造成土壤肥力下降［5］，營養(yǎng)成分失調(diào)［6］，煙草產(chǎn)量及品質(zhì)下降［7-8］。通常情況下，為改善連作給煙草帶來的影響，人們一般選擇化學(xué)防治方法，會(huì)起到一定的效果，但往往治標(biāo)不治本，易造成病原菌產(chǎn)生抗藥性，并導(dǎo)致農(nóng)藥殘留，同時(shí)對土壤肥力、生態(tài)環(huán)境造成破壞。解決連作問題，需要的是綠色污染小的正向方法［9］，由此，微生物菌劑參與優(yōu)化煙草種植應(yīng)運(yùn)而生［10-12］。

木霉菌是一種被廣泛應(yīng)用于植物生物防治的真菌，主要存在于環(huán)境較為潮濕的地方，腐爛的木頭、堆垛放置的作物秸稈里都能夠發(fā)現(xiàn)木霉菌的存在，甚至在金屬器具、瀝青等處都發(fā)現(xiàn)有木霉菌的蹤跡［13］，可見其適應(yīng)環(huán)境的能力非常強(qiáng)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的木霉菌對植物的有益機(jī)制有多種，其中主要有競爭作用、重寄生作用、抗生作用以及誘導(dǎo)植物抗病性等作用［14］。木霉菌在土壤處理、病害防治［15］、促進(jìn)植物生長［16］及醫(yī)療［17］等方面均有顯著作用。扈進(jìn)冬等研究發(fā)現(xiàn)，用木霉菌拌小麥種子可以降低小麥紋枯病和莖基腐病的發(fā)病率［18］。王天君等研究發(fā)現(xiàn)，康寧木霉78可以有效改善馬鈴薯黑痣病的發(fā)病情況［19］。木霉菌的低成本、高效性決定了它未來將會(huì)被更多地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)中［20］。哈茨木霉屬半知菌類，是目前被研究最多的木霉菌之一，其對作物的促生機(jī)制、提高植物抗病性、改善土壤微生態(tài)環(huán)境等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)使其成為一種重要的生防真菌［21-23］。哈茨木霉可以提高作物種子的發(fā)芽率和出苗率，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性，促進(jìn)根系對礦物質(zhì)的吸收利用，從而達(dá)到作物提質(zhì)增產(chǎn)的作用。近年來，哈茨木霉作為微生物菌劑在作物中的應(yīng)用被逐漸開發(fā)研究：劉暢等研究認(rèn)為，哈茨木霉菌劑混施綠色木霉菌劑可以促進(jìn)黃瓜幼苗的生長發(fā)育［24］；朱洪江等研究發(fā)現(xiàn)，哈茨木霉對煙草青枯病的防控效果顯著［25］；陸寧海等研究發(fā)現(xiàn)，施加哈茨木霉對小麥和玉米幼苗的生長都有明顯的促進(jìn)作用［26］；姚晨虓等研究發(fā)現(xiàn)，哈茨木霉對煙草鐮刀菌具有較強(qiáng)的抑制效果，同時(shí)顯著提高了煙草的根系活力，并對室內(nèi)盆栽的煙草的促生、防病效果明顯［27］。目前對于哈茨木霉在煙草方面的使用多集中于哈茨木霉對煙草病害的防治［28-29］，哈茨木霉對烤煙生長發(fā)育及品質(zhì)綜合影響的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)以陜西省商洛煙區(qū)烤煙為研究對象，通過大田隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)試驗(yàn)，探討哈茨木霉菌劑不同施用水平下對烤煙生長發(fā)育及品質(zhì)的影響，以期為哈茨木霉更好地用于改善烤煙生長發(fā)育狀況及提高烤煙品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2021年在陜西省商洛市洛南縣進(jìn)行，地處110.08°～110.03°E、34.05°～34.09°N，屬暖溫帶季風(fēng)性濕潤氣候，海拔在800～1 200 m，年平均氣溫11.5 ℃，年平均降水量700～850 mm，年均日照時(shí)數(shù)2 045 h。

1.2 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種：供試煙草品種為云煙99，該品種為當(dāng)?shù)刂饕N植品種，由陜西省煙草公司商洛市公司提供。供試土壤：供試土壤類型為壤土，取自陜西省商洛市洛南縣，其基本理化性狀為有機(jī)質(zhì)含量11.21 g/kg，速效鉀含量257.42 mg/kg，速效磷含量21.52 mg/kg，全氮含量1.10 g/kg，pH值5.45。供試菌劑：哈茨木霉菌劑為河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室篩選得到的1株高抗煙草黑脛病且促進(jìn)煙株生長的哈茨木霉菌株（Richoderma harzianum），通過液體發(fā)酵制備得到，供試菌劑有效活菌數(shù)為1×109 CFU/mL。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥［煙草專用肥（N、P2O5、K2O含量分別為12%、10%、23%）70 kg/hm2+蚯蚓糞100 kg/hm2+西洋復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量分別為16%、6%、23%）10 kg/hm2］為對照，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施不同劑量的哈茨木霉菌劑，共設(shè)置5個(gè)處理，各處理具體施肥方法見表1。每個(gè)處理3次重復(fù)，每小區(qū)100株煙草，5個(gè)處理共1500株煙草，株距0.55 m，行距1.15 m。煙苗于2021年4月26日移栽，按照商洛優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)栽培管理措施進(jìn)行田間管理和烘烤。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 根系發(fā)育情況

于移栽后50 d每小區(qū)隨機(jī)抽取3株煙草，用排水法測量根系體積，分析天平稱量根系鮮質(zhì)量，對新鮮煙根進(jìn)行105 ℃殺青 30 min，60 ℃烘干至恒質(zhì)量，分析天平稱其干質(zhì)量。

1.4.2 農(nóng)藝性狀

按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［30］調(diào)查煙株打頂后10 d的農(nóng)藝性狀，每小區(qū)隨機(jī)選取10株煙草，調(diào)查煙株的株高、莖圍、有效葉片數(shù)、節(jié)間距、中部葉面積和上部葉面積等農(nóng)藝指標(biāo)。

單張葉葉面積=0.634 5×（葉長×葉寬）。

式中：0.634 5為烤煙計(jì)算葉面積時(shí)的常數(shù)。

1.4.3 調(diào)查煙草病害發(fā)病率

依據(jù)GB/T 23222—2008《煙草病蟲害分級及調(diào)查方法》標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查煙草主要病害發(fā)生情況，試驗(yàn)區(qū)煙草主要病害包括氣候性斑點(diǎn)病、馬鈴薯Y病毒、普通花葉病及黑脛病，本試驗(yàn)調(diào)查煙草的病害數(shù)據(jù)主要基于以上4種病害。每個(gè)處理全部煙株均進(jìn)行病害調(diào)查。

發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%。

1.4.4 烤后煙質(zhì)量評價(jià)

外觀質(zhì)量：每小區(qū)取B2F、C3F樣品各1 kg，依據(jù)外觀質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)GB 2635—1992《烤煙》［31］對其外觀質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分，然后計(jì)算總分：Y（總分）=（顏色×10%＋成熟度×15%＋葉片結(jié)構(gòu)×20%＋身份×20%＋油分×10%＋色度×10%+葉面組織×5%+柔韌性×5%+光澤度×5%）×10［32］。

常規(guī)化學(xué)成分：常規(guī)化學(xué)成分采用AA3連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀（德國 BRAN+LUEBBE公司生產(chǎn)）檢測，測定內(nèi)容包括總糖、還原糖、煙堿、鉀、氯含量，并計(jì)算兩糖比、鉀氯比。

1.4.5 烤后煙經(jīng)濟(jì)性狀測定

按照國標(biāo)GB 2635—1992《烤煙》［31］對烤后煙進(jìn)行分級，詳細(xì)統(tǒng)計(jì)各處理產(chǎn)量，對上等煙比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并按當(dāng)?shù)厥召弮r(jià)格計(jì)算不同處理的產(chǎn)值和均價(jià)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019和SPSS 26軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劑量哈茨木霉對煙株根系發(fā)育的影響

由表2、圖1可見 從煙根體積來看，試驗(yàn)組T3和T4處理煙根體積顯著優(yōu)于CK，T3處理煙根體積最大，為30.00 cm3；從煙根鮮質(zhì)量來看，試驗(yàn)組煙根鮮質(zhì)量除T1處理外均高于CK，T3處理煙根鮮質(zhì)量最大，為26.08 g；從煙根干質(zhì)量來看，CK最低，為2.11 g，顯著低于T3和T4處理。綜合煙根體積、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量分析，T3和T4處理對煙草根系發(fā)育促進(jìn)效果較顯著。

2.2 不同劑量哈茨木霉對煙株農(nóng)藝性狀的影響

由表3可見，T4處理煙株的株高明顯高于對照組和其他處理，較CK增加10.67 cm； CK組煙株莖圍為8.55 cm，顯著低于試驗(yàn)組，T4處理煙株莖圍最大，為10.14 cm，較對照組提高1.59 cm；煙株節(jié)間距對照組與各處理間差異不顯著；各處理煙株的有效葉片數(shù)在14～16張/株之間；施加了哈茨木霉菌劑的試驗(yàn)組有效葉片數(shù)均高于對照組；T3處理的上部最大葉面積最大，為498.32 cm2，較CK提高了 142.68 cm2；T2處理的中部最大葉面積最大，為 1 093.50 cm2，較CK提高了274.68 cm2。綜合各項(xiàng)農(nóng)藝指標(biāo)來看，施用哈茨木霉菌劑對煙株株高、莖圍、葉面積均有不同程度的改善作用。

2.3 不同劑量哈茨木霉對煙株發(fā)病率的影響

由表4可見，各處理煙草氣候性斑點(diǎn)病發(fā)病率均低于對照組，施用哈茨木霉的處理間差異不顯著，T3處理該病發(fā)病率最低，為5.21%；從馬鈴薯Y病毒發(fā)病率來看，CK發(fā)病率最高，達(dá)到6.10%，各處理之間無顯著差異；從普通花葉病發(fā)病率來看，試驗(yàn)組的發(fā)病率均低于對照組，且試驗(yàn)組處理之間無顯著差別，T2和T3處理該病發(fā)病率較低；從黑脛病發(fā)病率來看，各處理發(fā)病率均低于對照組，施用哈茨木霉的處理間差異不顯著，T3處理該病發(fā)病率最低，為5.22%。綜合4種病害的發(fā)病率分析，T3處理煙草發(fā)病率綜合最低，為最優(yōu)處理。

2.4 不同劑量哈茨木霉對烤后煙葉外觀質(zhì)量的影響

分別取商洛市洛南煙區(qū)各處理烤后煙葉B2F、C3F 2個(gè)等級的煙葉依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)作外觀質(zhì)量評價(jià)分析，結(jié)果如表5所示。對洛南B2F等級烤煙進(jìn)行外觀質(zhì)量評價(jià)分析：從成熟度來看，各處理成熟度分值保持在6.5～7.5之間；從顏色來看，各處理顏色分值保持在7.0～7.5之間，除CK和T1處理烤煙顏色分值為7.0外，其余處理烤煙顏色分值均為7.5；從葉片結(jié)構(gòu)來看，各處理葉片結(jié)構(gòu)分值保持在6.5～7.0之間，除CK外，其余處理葉片結(jié)構(gòu)分值均為7.0；從煙葉身份來看，各處理身份分值保持在6.0～6.5之間，除CK分值為6.0外，其他處理分值均為6.5；從油分來看，各處理油分分值保持在 4.5～5.0之間；從色度上來看，各處理色度分值保持在5.0～5.5之間，其中T3處理分值最高，為5.5，其余處理均為5.0；從葉面組織特征來看，各處理煙葉組織特征分值均為4.5，無明顯差別；從煙葉柔韌度來看，各處理煙葉柔韌度分值均為4.5，無明顯差別；從煙葉光澤度來看，各處理光澤度分值保持在4.5～5.0之間，其中除CK和T2處理分值為4.5以外，其余處理光澤度分值均為5.0。

對洛南C3F等級烤煙進(jìn)行外觀質(zhì)量評價(jià)分析：從成熟度來看，各處理成熟度分值均為6.5，無明顯區(qū)別；從煙葉顏色來看，各處理顏色分值保持在 6.5～7.0之間；從葉片結(jié)構(gòu)來看，各處理葉片結(jié)構(gòu)分值均為7.0；從煙葉身份來看，各處理身份分值保持在6.0～7.0之間，其中T3和T4處理分值最高，均為7.0；從煙葉油分來看，各處理油分分值保持在4.0～4.5之間，其中T4處理分值最高，為4.5；從煙葉色度來看，各處理色度分值在5.0～5.5之間，其中對照組和T1處理分值均為5.0，其余處理分值均為5.5；從葉面組織特征來看，各處理組織特征分值均為4.5，無明顯差別；從煙葉柔韌度來看，各處理柔韌度分值均為4.5，無明顯差別；從煙葉光澤度來看，各處理光澤度分值均為5.0。

綜合B2F、C3F 2個(gè)等級煙葉外觀質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)分析，整體各處理之間差別不大，相較來說，T3處理在所有處理中表現(xiàn)最優(yōu)。

2.5 不同劑量哈茨木霉對烤后煙葉化學(xué)成分的影響

由表6可見，對B2F煙葉進(jìn)行化學(xué)成分分析：從總糖含量來看，試驗(yàn)組的煙葉總糖含量除T1和T4處理外均高于CK，其中T3處理總糖含量最高，比CK增加了0.6百分點(diǎn)；從還原糖含量來看，試驗(yàn)組的煙葉還原糖含量均高于CK；從煙堿含量來看，CK煙堿含量最高；從氯含量來看，T4處理的氯含量在各處理中最高，為0.59%；從鉀含量來看，試驗(yàn)組的煙葉鉀含量均高于CK，其中T1處理含量最高，比CK增加了0.71百分點(diǎn)。

對C3F煙葉進(jìn)行化學(xué)成分分析：從總糖含量來看，試驗(yàn)組的煙葉總糖含量均高于CK，其中T3處理含量最高，比CK增加了3.7百分點(diǎn)；從還原糖含量來看，試驗(yàn)組的還原糖含量均高于CK，T3處理的還原糖含量最高，比CK增加了5.9百分點(diǎn)；從煙堿含量來看，CK煙堿含量最高；從氯含量來看，各處理之間無明顯差別，除T2處理外，均為0.32%；從鉀含量來看，試驗(yàn)組的鉀含量均高于CK，T2處理的鉀含量最高，T3處理次之，T3處理較對照組增加了0.41%。

綜合化學(xué)成分與煙草質(zhì)量的關(guān)系［33］及以上數(shù)據(jù)分析，施用哈茨木霉菌劑的試驗(yàn)組煙葉化學(xué)成分與化學(xué)協(xié)調(diào)性較對照組有所改善，其中T3處理的煙葉化學(xué)成分與化學(xué)協(xié)調(diào)性較佳，為最優(yōu)處理。

2.6 不同劑量哈茨木霉對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表7可見，施用了哈茨木霉的試驗(yàn)組煙草產(chǎn)量、產(chǎn)值及上等煙比例較常規(guī)施肥組均有所提高，其中T1、T2、T3和T4處理產(chǎn)量較CK分別提高5.09%、12.50%、12.67%和7.67%；產(chǎn)值較CK分別提高4.05%、14.49%、15.05%和10.21%；上等煙比例較CK分別提高8.89%、13.23%、21.55%、17.58%，其中T3處理的上等煙比例最高。綜合以上分析，T3處理經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)較好。

3 討論與結(jié)論

與常規(guī)施肥的對照組相比，施加哈茨木霉菌劑的試驗(yàn)組顯著促進(jìn)了煙株的生長發(fā)育。這與何嘉等的研究結(jié)果［34-35］一致，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施微生物菌劑能夠有效促進(jìn)作物生長發(fā)育，提高作物的經(jīng)濟(jì)效益。

就煙株的生長發(fā)育情況分析，隨著施用哈茨木霉量的增加，根系發(fā)育情況愈佳；從煙株的農(nóng)藝性狀來看，相較于對照組，施加了哈茨木霉菌劑的試驗(yàn)組煙草的有效葉片數(shù)、株高、莖圍和節(jié)間距等農(nóng)藝指標(biāo)均得到明顯改善，這與朱洪江等的研究結(jié)果［25］較為一致。最后，綜合煙株農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)分析，T3和T4處理中煙株整體的農(nóng)藝性狀較優(yōu)。已有研究表明，施加哈茨木霉對煙草根腐病和煙草青枯病的防控效果顯著增強(qiáng)［36-39］，在本研究中，即使是在天氣的影響下，商洛煙區(qū)煙株易感的4種病害（氣候性斑點(diǎn)病、馬鈴薯Y病毒、普通花葉病及黑脛?。┑陌l(fā)病率相較常規(guī)施肥，隨著哈茨木霉菌劑使用劑量的增加，試驗(yàn)組的發(fā)病率先降低后增加，其中T3處理綜合發(fā)病率最低。

就經(jīng)濟(jì)性狀分析，哈茨木霉菌劑有助于提高煙草產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，這與何嘉等的研究結(jié)果［40］一致。從經(jīng)濟(jì)性狀來看，相較于對照組，施加了哈茨木霉菌劑的試驗(yàn)組煙草產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例指標(biāo)均有所提高。從烤后煙葉外觀質(zhì)量來看，取洛南煙田產(chǎn)量相對較多的B2F及C3F 2個(gè)等級的煙葉分析，根據(jù)煙葉分級的外觀品級因素對其分別打分，從結(jié)果可以看出T3處理的外觀質(zhì)量總分相對最高。

就煙草化學(xué)成分分析，汪坤等研究表明，哈茨木霉菌劑與生物炭基肥配施使得煙葉的鉀氯比等達(dá)更適范圍，能平衡煙葉內(nèi)在化學(xué)成分，提升煙葉香氣質(zhì)量［39］。本次試驗(yàn)中，隨著哈茨木霉菌劑使用量的增加，烤后煙糖含量試驗(yàn)組相較對照組均有所提高，這可能與哈茨木霉菌劑能夠促進(jìn)植物合成葉綠素增強(qiáng)光合作用達(dá)到促生有關(guān)［24，41］，鉀氯比也趨向優(yōu)質(zhì)煙葉，化學(xué)協(xié)調(diào)性更佳，提升煙葉內(nèi)在品質(zhì)，其中T3處理的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性表現(xiàn)最佳。

通過本研究可知，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上施加哈茨木霉菌劑可以促進(jìn)烤煙根系發(fā)育，改善其農(nóng)藝性狀、煙草抗病性、外觀質(zhì)量以及化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性，提高經(jīng)濟(jì)效益。其中，T3處理（常規(guī)施肥 + 哈茨木霉菌劑 2.0 L/hm2）改善商洛烤煙生長發(fā)育及品質(zhì)效果最優(yōu)。

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