3種生物制劑在宣威南部煙區(qū)的防病提質(zhì)效果研究

摘 要：為減輕長(zhǎng)期大量使用化學(xué)農(nóng)藥帶來的一系列問題，保障烤煙產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在宣威南部煙區(qū)以云煙100為供試烤煙品種，比較了單施枯草芽孢桿菌（處理A）、單施木霉菌（處理B）、單施苦參硫磺（處理C）、苦參硫磺與枯草芽孢桿菌配施（處理CA）、苦參硫磺與木霉菌配施（處理CB）和不施藥處理（CK）對(duì)烤煙根黑腐病、黑脛?。ㄋ追Q“兩黑病”）發(fā)病率、煙株農(nóng)藝性狀和煙葉品質(zhì)、植煙土壤理化性質(zhì)及微生物多樣性的影響。結(jié)果表明：與CK相比，生物制劑處理的“兩黑病”發(fā)病率均顯著降低，處理CA、CB防治效果較佳，對(duì)黑脛病的防治效果分別達(dá)59.41%、68.48%，對(duì)根黑腐病的防治效果分別達(dá)63.27%、71.63%，且農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好，烤后煙葉物理特性提高；土壤養(yǎng)分不同程度地提高，土壤容重降低，土壤比重、孔隙度、胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳均有不同程度地上升；土壤細(xì)菌多樣性也顯著提高?？傮w來看，苦參硫磺與木霉菌或枯草芽孢桿菌配合施用能對(duì)煙草黑脛病、根黑腐病取得良好的防治效果，并對(duì)改善土壤條件有一定的作用。

關(guān)鍵詞：生物制劑；黑脛病；根黑腐病；微生物多樣性；宣威南部煙區(qū)

中圖分類號(hào)：S476 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2023）02-0057-06

Abstract： To alleviate a series of production problems caused by long-term extensive use of chemical pesticides and ensure the sustainable development of tobacco industry， our experiment， using Yunyan 100 as the test tobacco material， has compared effects of different biological agents combinations on the incidence rates of black shank and black root rot， tobacco agronomic traits and quality， and soil physicochemical properties and microorganism diversity in the southern Xuanwei tobacco area. Five treatments were designed： Bacillus subtilis （treatment A）， Trichoderma （treatment B）， matrine·sulphur （treatment C）， Bacillus subtilis + matrine·sulphur （treatment CA）， Trichoderma + matrine·sulphur （treatment CB） and blank treatment （CK）. After application of the biological agents， the results showed that， compared with CK， the incidence rates of black shank and black root rot decreased significantly; especially the control effects of treatments CA and CB were better， respectively reaching 59.41% and 68.48% for black shank， and 63.27% and 71.63% for black root rot; furthermore， the agronomic traits performed better， and the physical characteristics of tobacco leaves were improved; on the other hand， the soil bacterial community diversity was significantly improved; the soil nutrient indexes were increased to different degrees， the soil bulk density decreased， and the soil specific gravity， porosity and the levels of humic acid carbon， fulvic acid carbon and humin carbon were increased to different degrees. In conclusion， the application of matrine·sulfur combined with Trichoderma or Bacillus subtilis can achieve good control effects on tobacco black shank disease and root black rot disease， meanwhile can improve soil conditions to a certain extent.

Key words： biological agents; black shank; black root rot; microbial diversity; southern Xuanwei tobacco area

烤煙是重要的經(jīng)濟(jì)作物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。我國(guó)烤煙產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的50%，要保障煙葉高產(chǎn)量就需面對(duì)巨大的病蟲害防控壓力。常見的煙草病害有煙草黑脛病、根黑腐病、野火病、赤星病、青枯病、花葉病等，在我國(guó)各大煙區(qū)均有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因病害導(dǎo)致的損失在總產(chǎn)量的10%～15%[1–2]。目前，化學(xué)防治方法依然是最為普遍、有效且成本低、受限因素少的病害防治手段，但化學(xué)農(nóng)藥的大量使用帶來了農(nóng)殘問題，威脅人體健康，影響煙葉品質(zhì)及安全性。此外，長(zhǎng)期大量使用化學(xué)農(nóng)藥會(huì)讓病原菌、害蟲等的抗藥性增加，而廣譜性化學(xué)農(nóng)藥易對(duì)害蟲天敵造成誤殺，這些都使防治效果大打折扣[3–4]，同時(shí)也伴隨著一系列的環(huán)境污染問題。近年來，由于生產(chǎn)觀念改變及科技投入提高，生物防治得到了前所未有的發(fā)展。微生物源農(nóng)藥是生物制劑的重要類型之一，其原理是利用微生物自身或其代謝產(chǎn)生的活性成分殺滅害蟲和病原菌[5]，特異性強(qiáng)，是一種安全高效的病害防治藥劑，對(duì)環(huán)境十分友好。

前人研究表明，微生物菌劑兼具防病、促產(chǎn)、提質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。趙瑞蕊等[6]研究認(rèn)為，配施功能性微生物制劑可以增加烤煙的干物質(zhì)積累量，改善外觀質(zhì)量，協(xié)調(diào)化學(xué)成分，優(yōu)化烤煙等級(jí)結(jié)構(gòu)。韓慶典等[7]研究認(rèn)為，微生物制劑可促進(jìn)烤煙根系發(fā)育，增強(qiáng)植株抵抗逆境脅迫的能力。施河麗等[8]開展了微生物菌劑與黃腐酸協(xié)同防治煙草青枯病的研究，認(rèn)為2種制劑協(xié)同處理可顯著降低煙草青枯病的發(fā)病率和病情指數(shù)，同時(shí)有利于改善土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。鄒朔飛等[9]通過平板對(duì)峙試驗(yàn)和田間防治試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)郝氏鏈霉菌（Streptomyces halstedii）可作為防治煙草黑脛病的拮抗菌。師超等[10]在利川煙區(qū)對(duì)比了3種微生物菌劑對(duì)煙草黑脛病和青枯病的防治效果，認(rèn)為熒光假單胞菌粉劑的防治效果顯著，并具有明顯的促產(chǎn)作用。研究還表明，微生物菌劑可以通過影響土壤酶活性來改善連作障礙引起的土壤退化問題[11]。

宣威煙區(qū)是全國(guó)煙葉產(chǎn)量最大的縣級(jí)煙區(qū)，不可避免地面臨著化學(xué)農(nóng)藥大量使用帶來的一系列問題。因此，筆者擬在宣威南部煙區(qū)開展不同生物菌劑防治烤煙病害的田間試驗(yàn)，考察各制劑對(duì)煙草土傳病害的防治效果及其對(duì)煙葉品質(zhì)的影響，明確最佳的綠色生物源農(nóng)藥及使用方法，保障煙區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年在宣威市熱水鎮(zhèn)同澤社區(qū)進(jìn)行，地理坐標(biāo)為103°46′15.6″E， 26°3′32.4″N，平均海拔為1 959.61 m，土壤類型為紅壤，肥力中等，大田生育期（4—9月）降水量為652.11 mm，平均氣溫為20.05℃。

1.2 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為云煙100。烤煙基肥為煙草專用復(fù)合肥（N–P2O5–K2O=14–10–24）和商品有機(jī)肥（總養(yǎng)分≥5.0%，有機(jī)質(zhì)≥60%），追肥為硝酸鉀（N–P2O5–K2O=13.5–0–44.5）。供試生物制劑為：枯草芽孢桿菌（有效活菌100億/g）、木霉菌（有效活菌2億/g）、苦參硫磺（總有效成分含量為13.7%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，分別為：CK，不作任何施藥處理；處理A，還苗期用枯草芽孢桿菌按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后等劑量施用第2次；處理B，還苗期用木霉菌按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后等劑量施用第2次；處理C：還苗期用苦參硫磺按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后等劑量施用第2次；處理CA：還苗期先用苦參硫磺按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后再用枯草芽孢桿菌按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根；處理CB：還苗期先用苦參硫磺按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后再用木霉菌按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根。每個(gè)處理3次重復(fù)，一個(gè)小區(qū)67 m2，共計(jì)18個(gè)小區(qū)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置保護(hù)行。每個(gè)小區(qū)種植100株煙，株行距為120 cm×55 cm。

各處理烤煙統(tǒng)一于4月6日移栽，煙草專用復(fù)合肥和商品有機(jī)肥作為基肥，用量均為600 kg/hm2，烤煙移栽15 d后追施硝酸鉀150 kg/hm2。田間栽培管理措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行，煙葉采收后分類裝爐、統(tǒng)一烘烤。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 植煙土壤理化性質(zhì)測(cè)定 按照試驗(yàn)示范要求，于烤煙生長(zhǎng)成熟期采集土壤樣品，分別參照NY/T 1121.2—2006、NY/T 1121.6—2006、LY/T 1229—1999、NY/T 1121.7—2006、NY/T889—2004、NY/T

1121.24—2012、GB 9837—1988、GB 9836—1988進(jìn)行測(cè)定pH值及有機(jī)質(zhì)、水解性氮、有效磷、速效鉀、全氮、全磷、全鉀含量。通過環(huán)刀法測(cè)定土壤容重、比重、總孔隙度，胡敏酸碳、富里酸碳的提取和分離參考標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1238—1999進(jìn)行，胡敏素碳參照文獻(xiàn)[12]測(cè)定。

1.4.2 微生物多樣性測(cè)定 參照盧慧等[13]的方法，采用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)土壤微生物群落進(jìn)行測(cè)序。

1.4.3 煙草主要病害調(diào)查 參照GB/T23222—2008分別調(diào)查并計(jì)算各處理煙草黑脛病、根黑腐?。ㄋ追Q“兩黑病”）的發(fā)病率。煙株發(fā)病率（%）=病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100。

1.4.4 田間農(nóng)藝性狀調(diào)查 參照YC/T 142—2010在成熟期測(cè)定各處理煙株的株高、葉長(zhǎng)、葉寬、節(jié)距、莖圍和有效葉數(shù)。

1.4.5 煙葉物理特性的測(cè)定 以C3F（中部葉）和B2F（上部葉）煙葉為樣品，測(cè)定煙葉物理特性，包括煙葉抗張力和平衡含水率、葉面密度、含梗率，分別參照GB/T12914—2008和YC/T142—2010進(jìn)行測(cè)定。

1.4.6 煙葉常規(guī)化學(xué)成分的測(cè)定 以C3F（中部葉）和B2F（上部葉）煙葉為樣品，測(cè)定煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量，參照YC/T 160—2002、YC/T 159—2002、YC/T 162—2011、YC/T 173—2003、YC/T 161—2002對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分進(jìn)行檢測(cè)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 23.0和Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)，采用Duncan法進(jìn)行多重比較，顯著性水平P值取0.05。煙葉常規(guī)化學(xué)成分采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物制劑對(duì)烤煙“兩黑病”的防治效果

由表1可知，施用生物制劑均能顯著降低“兩黑病”的發(fā)病率（P＜0.05），其中處理A的根黑腐病發(fā)病率顯著高于處理CB（P＜0.05），其他藥劑處理“兩黑病”的發(fā)病率差異不顯著；處理A對(duì)根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為35.83%、51.84%，處理B對(duì)根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為47.62%、62.64%，處理C對(duì)根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為58.96%、54.08%，處理CA對(duì)根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為59.41%、63.27%，處理CB對(duì)根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為68.48%、71.63%。綜合來看，處理CB對(duì)“兩黑病”的防治效果最好。此外，除處理C外，其他處理對(duì)黑脛病的防治效果優(yōu)于對(duì)根黑腐病的防治效果。

2.2 不同生物制劑對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，除處理A外，其余處理株高顯著高于CK（P＜0.05），株高由高到低依次為CA＞B＞CB＞C＞A＞CK；除處理CB外，其余處理煙葉葉面積、莖圍均顯著優(yōu)于CK（P＜0.05），葉面積由大到小依次為CA＞B＞A＝C＞CB＞CK，莖圍由粗到細(xì)依次為C＞A＞B＞CA＞CB＞CK；各處理有效葉數(shù)無顯著差異（P＞0.05）；處理CA烤煙節(jié)距最高，與處理CB和CK差異顯著（P＜0.05），其余處理無顯著差異（P＞0.05）。

2.3 不同生物制劑對(duì)煙葉物理特性的影響

由表3可知，就中部葉（C3F）而言，各處理物理特性總分均較CK有所提升，處理B、CA、CB表現(xiàn)較好，其葉面密度相對(duì)更適宜，含梗率較低，CK處理煙葉葉面密度偏低、含梗率偏高。就上部葉（B2F）而言，各處理物理特性指標(biāo)均表現(xiàn)較好，處理A、B含梗率略高，處理C葉面密度相對(duì)較低?？傮w而言，處理CB的煙葉物理特性表現(xiàn)最好，其次為處理CA和CK的。

2.4 不同生物制劑對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響

一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)烤煙總糖含量為18%～22%，還原糖含量16%～20%，總氮含量在1.5%～3.5%之間，鉀含量在1.5%以上，氯含量小于0.8%，上部煙葉總植物堿含量在2.7%～3.5%之間，中部煙葉總植物堿在2.1%～2.9%之間，下部煙葉總植物堿1.5%～2.2%之間，糖堿比在8～12，氮堿比在0.8～1，鉀氯比應(yīng)大于4[15]。由表4可知，各處理煙葉的總糖、還原糖含量超出了適宜范圍，而總氮、總植物堿含量又整體偏低，糖堿比偏高，導(dǎo)致了所有處理的化學(xué)成分綜合得分均較低，糖高堿低易影響卷煙香味、吃味、勁頭等感官評(píng)吸指標(biāo)。鉀含量整體偏低，僅處理B、CB接近優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)。綜合各處理中部葉和上部葉來看，處理平均得分較高（0.34），處理A、B、CB的平均得分次之，為0.33～0.34；CK和處理CA處理較低，僅0.29。

2.5 不同生物制劑對(duì)植煙土壤理化性質(zhì)的影響

由表5可知，各藥劑處理的土壤pH值均比CK高，其中處理A和C與CK的差異達(dá)顯著水平，但整體上仍屬弱酸性土壤。使用生物制劑后，各處理養(yǎng)分指標(biāo)均得到不同程度的提高，處理A和B的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、水解性氮、有效磷含量均顯著提高，分別較CK提高了46.90%、30.05%、31.51%、110.02%和40.44%、36.61%、31.08%、132.77%，處理C土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀、水解性氮、有效磷、速效鉀含量均顯著提高，分別較CK提高了40.65%、32.79%、16.92%、24.08%、107.33%、121.89%，處理CA、CB土壤養(yǎng)分較CK有所提高但均未達(dá)到顯著水平。

由表5可知，使用生物制劑后，土壤容重降低，以處理CB的降幅達(dá)顯著水平；土壤比重、孔隙度、胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳均有不同程度的上升；其中，生物制劑處理的土壤孔隙度均顯著高于CK，處理A、B、C土壤胡敏酸碳、胡敏素碳含量均顯著高于CK，處理A、B富里酸碳含量顯著高于CK；生物制劑對(duì)土壤中胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳含量的影響較大，以處理A最高，其次為處理B，CK最低。

2.6 不同生物制劑對(duì)土壤微生物群落的影響

Shannon指數(shù)可用于表征群落的多樣性，值越大表明群落的多樣性越高。就土壤細(xì)菌而言（圖1），處理CA、CB的Shannon指數(shù)較CK顯著提高（P＜0.05），其余處理稍高于CK，但未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。就土壤真菌而言（圖2），處理CB顯著高于處理A（P＜0.05），其余處理之間無顯著差異，處理A、C的真菌Shannon指數(shù)較低。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，苦參硫磺、木霉菌、枯草芽孢桿菌3種生物制劑均對(duì)煙草黑脛病、根黑腐病有一定的防治效果，其中苦參硫磺與木霉菌或枯草芽孢桿菌配合施用效果更佳；同時(shí)，生物制劑有利于提高土壤微生物群落的多樣性，煙株的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較優(yōu)，并在一定程度上改善了煙葉物理特性。因此，針對(duì)宣威南部煙區(qū)，推薦用藥方法為：還苗期施用苦參硫磺（按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根），14 d后施用木霉菌或枯草芽孢桿菌（按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根）。

試驗(yàn)中各處理煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性均較差，表現(xiàn)為總糖、還原糖偏高，總氮、總植物堿偏低，鉀離子含量不足。趙瑞蕊等[6]認(rèn)為，功能性微生物菌劑可以影響烤煙化學(xué)成分，但就研究而言，施用生物制劑不是造成烤煙化成分較差的原因，土壤條件、栽培措施、烘烤工藝等因素均是影響煙葉化學(xué)成分的因素。從土壤條件來看，試驗(yàn)地塊土質(zhì)微酸，有機(jī)質(zhì)含量豐富，速效養(yǎng)分豐富，但全鉀含量極缺乏，土壤鉀含量的缺失是否是造成化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較差的原因還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。

大田病害調(diào)查結(jié)果顯示，3種生物菌劑對(duì)煙草黑脛病、根黑腐均有較好的防治效果。木霉菌是一種高效廣譜生防因子，廣泛存在于土壤、空氣和植物表面等生態(tài)環(huán)境中，其防病機(jī)制包括競(jìng)爭(zhēng)作用、重寄生作用、抗生作用和誘導(dǎo)植物抗性作用等[16–17]。前人研究表明，木霉菌對(duì)煙草黑脛病、根黑腐病等土傳病害具有明顯抑制作用。李小杰等[18]研究了木霉屬真菌對(duì)煙草疫霉菌的影響，發(fā)現(xiàn)其代謝產(chǎn)物對(duì)疫霉菌有一定程度的滅殺作用。劉利佳等[19]的研究表明，哈茨木霉菌對(duì)煙草疫霉菌有著較好的生防作用，接種木霉菌后，其代謝產(chǎn)物可影響煙草疫霉菌的抗病響應(yīng)，使煙株對(duì)煙草疫霉菌的抗性增強(qiáng)。陳小均等[20]研究了植煙土壤中的優(yōu)勢(shì)微生物種群與木霉菌之間的相互作用，發(fā)現(xiàn)木霉菌對(duì)多種優(yōu)勢(shì)真菌均表現(xiàn)出較好的抑制作用。這表明木霉菌是多種煙草真菌病害的潛在拮抗菌。

優(yōu)勢(shì)放線菌群落對(duì)木霉菌具有抑制作用，但對(duì)抑制土壤病原茄病鐮刀菌又具有協(xié)同作用，優(yōu)勢(shì)細(xì)菌能夠促進(jìn)木霉菌產(chǎn)孢，幫助其在土壤中定殖，可見木霉菌與土壤微生物的關(guān)系是復(fù)雜多變的。在研究中，無論是單施還是與苦參硫磺配合施用，木霉菌均表現(xiàn)出優(yōu)秀的生防效果，并使得土壤細(xì)菌多樣性顯著提高，這與陳小均等[20]的研究相契合?？鄥⒘蚧鞘怯煽鄥A改進(jìn)而來，主要用于病毒病的防治，目前并無此類生物菌劑的相關(guān)研究報(bào)道，研究發(fā)現(xiàn)苦參硫磺與木霉菌或枯草芽孢桿菌配合施用對(duì)煙草黑脛病、根黑腐的防治效果最佳。

枯草芽孢桿菌菌劑是當(dāng)前市面上應(yīng)用廣泛的生物菌劑之一，其有效菌是一種廣泛分布于各種不同生活環(huán)境中的嗜溫性好氧革蘭氏陽(yáng)性桿狀細(xì)菌，通過定殖至植物根際、體表或體內(nèi)，同病原菌形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，其分泌的代謝產(chǎn)物對(duì)一些病原菌具有抑制作用，還可誘導(dǎo)植物防御系統(tǒng)抵御病原菌入侵，從而達(dá)到生防的目的[21]。韓騰等[22]研究表明，枯草芽孢桿菌粉劑灌根后，烤煙根際微生物群落發(fā)生變化，細(xì)菌多樣性和豐富度顯著提高。張成省等[23]從煙草葉面生境中分離鑒定了一株枯草芽孢桿菌，其發(fā)酵產(chǎn)物具有較廣的抗菌譜，對(duì)赤星病、炭疽病、“兩黑病”、青枯病等煙草常見病害的病原菌均有不同程度的抑制作用，且有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，對(duì)煙草普通花葉病毒（TMV）有較強(qiáng)的鈍化作用，同時(shí)可促進(jìn)煙葉內(nèi)多種酶活性的提高[24]。任鵬舉等[25]研究認(rèn)為，枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的脂肽化合物表面活性素可誘導(dǎo)煙草防衛(wèi)相關(guān)基因的表達(dá)以抵御TMV的侵染。該研究中，單施枯草芽孢桿菌對(duì)“兩黑病”有一定防治效果，但不及另外2種菌劑，與苦參硫磺配合使用后，防治效果顯著提高，“兩黑病”發(fā)病率顯著降低，微生物多樣性也有一定程度的提高，側(cè)面反映了苦參硫磺具有改善土壤微環(huán)境的潛力。當(dāng)前，由于生產(chǎn)成本、土壤微環(huán)境的復(fù)雜性等多種原因，各大煙區(qū)病害防治仍以化學(xué)農(nóng)藥為主，然后輔以生物農(nóng)藥。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，基因組學(xué)和蛋白組學(xué)的蓬勃發(fā)展，綠色安全的生物源農(nóng)藥具有廣闊的應(yīng)用前景。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）