煙草栽培中高效解鉀菌的應(yīng)用效果研究

摘 要：以不動(dòng)桿菌為原料進(jìn)行高效解鉀菌的篩選，并開(kāi)展盆栽試驗(yàn)和田間試驗(yàn)。結(jié)果表明，通過(guò)加入解鉀菌能夠提升煙葉葉片、根系的鮮重和干重。田間試驗(yàn)中，通過(guò)增加解鉀菌的用量，煙草在煙堿含量、產(chǎn)量上都有了明顯提升，其中產(chǎn)量提升11.28%，證明使用高效解鉀菌對(duì)提升煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)都有明顯的作用，能夠增加煙草種植經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煙草；解鉀菌；煙堿；鉀含量；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）11–00-03

煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，主要種植于云南、山東、河南、甘肅及湖南等地。煙草的原料煙葉中含有較多的天然化學(xué)物質(zhì)，其中煙堿、茄尼醇既是優(yōu)質(zhì)的天然化工原料，也是醫(yī)藥原料[1]。煙草生長(zhǎng)需要足夠的營(yíng)養(yǎng)，特別是吸收磷鉀，對(duì)提高煙草產(chǎn)量有巨大幫助，但盲目添加鉀肥會(huì)影響土壤質(zhì)量，導(dǎo)致周邊水體富營(yíng)養(yǎng)化，影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。解鉀菌能夠?qū)⑼寥乐刑幱诘V物狀態(tài)的鉀進(jìn)行分解，使其成為煙草能夠吸收的可溶性鉀，不僅提高煙草產(chǎn)量，還能增加煙草中的含鉀物質(zhì)，提高增香物質(zhì)量，滿足市場(chǎng)對(duì)煙草的品質(zhì)要

求[2]。雖然目前使用解鉀菌已經(jīng)成為煙草種植的重要方法，但在實(shí)際應(yīng)用中，解鉀菌普遍存在定殖時(shí)間短、解鉀能力弱及密度低等問(wèn)題?；诖?，探索高效解鉀菌的應(yīng)用，篩選高效解鉀菌株，并分析其在煙草種植中的應(yīng)用效果，為煙草種植提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 材料

（1）菌種篩選土壤：選擇某省煙田表層土壤、研究所試驗(yàn)田表層土壤進(jìn)行混合，獲取土壤后于4 ℃冰箱內(nèi)保存。

（2）煙草盆栽土壤：盆栽土壤來(lái)源和菌種篩選土壤相同，獲取后121 ℃滅菌1 h，晾干之后裝盆稱重，并進(jìn)行其中各類物質(zhì)濃度的測(cè)量。確定土壤中的營(yíng)養(yǎng)包括有機(jī)質(zhì)0.036 g/kg、總氮1.1 g/kg，全鉀13.7 g/kg、緩效鉀1.102 g/kg、速效鉀0.233 g/kg，土壤pH值7.2。

（3）煙葉品種：云煙87。

（4）田間試驗(yàn)場(chǎng)地：某煙草公司的試驗(yàn)田。

（5）菌種來(lái)源：從某省煙草種植田中分離的不動(dòng)桿菌，由研究所進(jìn)行微生物菌種的保存和選育，并提供菌種。

1.2 方法

1.2.1 菌種培養(yǎng)方法

將菌株進(jìn)行劃線分離，構(gòu)成單獨(dú)菌落，在LB液體培養(yǎng)基，于37 ℃、200 r/min條件下培養(yǎng)18 h，經(jīng)革蘭氏染色進(jìn)行觀察。

1.2.2 盆栽試驗(yàn)

選擇LK-1菌株進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，將菌株接種到LB液體培養(yǎng)基中，在37 ℃、200 r/min條件下培養(yǎng)到OD800為0.8；使用無(wú)菌水浸泡煙草種子，將漂浮、不飽滿等有問(wèn)題的種子去除，然后使用無(wú)菌水清洗種子，去除表面的細(xì)菌，清洗3～4次，將其放入墊有濾紙的無(wú)菌培養(yǎng)皿。培養(yǎng)條件為光暗比16∶8、溫度28 ℃、培養(yǎng)時(shí)間3 d。種子全部露白之后先在無(wú)菌液中浸泡，之后維持之前的條件，經(jīng)過(guò)30 d后轉(zhuǎn)移到裝有10 kg盆栽土壤的花盆中，按照自然條件進(jìn)行戶外種植。對(duì)照組的煙草種子置于無(wú)菌LB液體培養(yǎng)基中浸泡45 min。每種處理重復(fù)10次，待煙草植株成長(zhǎng)到盛花期，使用濕灰法進(jìn)行煙葉中煙草鉀含量的檢測(cè)，使用火焰光度計(jì)法測(cè)量土壤中的速效鉀，分析數(shù)據(jù)的差異和相關(guān)性。

1.2.3 田間試驗(yàn)

將菌種在LB液體培養(yǎng)基中，以37 ℃、200 r/min培養(yǎng)到OD800為0.8，解鉀菌用量有高、中和低3種濃度，用量分別為112.5 L/hm2、75.0 L/hm2、37.5 L/hm2，分別在煙草旺長(zhǎng)期和打頂后觀察煙草形狀，并采用5點(diǎn)采樣法進(jìn)行取樣。

2 結(jié)果分析

2.1 解鉀菌形態(tài)鑒定

對(duì)解鉀菌進(jìn)行2 d的培養(yǎng)，得到的菌株為乳白色、不透明，表面光滑，邊緣十分整齊，有臭味，耐高溫，無(wú)彈性并且不能成絲，將其標(biāo)記為L(zhǎng)K-1。使用40倍顯微鏡進(jìn)行觀察，菌體革蘭氏染色為陰性，是鏈珠狀不動(dòng)桿菌。

2.2 解鉀菌溶液鉀離子濃度

使用亞歷山德羅夫液體培養(yǎng)基培養(yǎng)LK-1，經(jīng)過(guò)

4 d后測(cè)定培養(yǎng)液中的鉀元素含量，使用CK處理作為對(duì)照。對(duì)樣品進(jìn)行吸光度測(cè)量，LK-1中鉀離子的濃度為4.962 μg/mL，CK處理的鉀離子濃度為0.126 μg/mL，

在鉀離子含量上觀察組比對(duì)照組高出很多，隨著培養(yǎng)時(shí)間增加，鉀離子濃度持續(xù)上升，說(shuō)明解鉀菌能夠完成對(duì)鉀的轉(zhuǎn)化。

2.3 解鉀菌LK-1菌株盆栽試驗(yàn)效果

觀察盆栽實(shí)驗(yàn)中LK-1菌株對(duì)煙草根系、葉片重量的影響（圖1）發(fā)現(xiàn)，與未接種LK-1煙草相比，接種菌液后的煙草葉片鮮重、葉片干重、根系鮮重及根系干重都有明顯增加（P＜0.05），改善幅度分別為19.13%、23.43%、42.52%和21.13%。由此證明，LK-1菌株能夠促進(jìn)煙草生長(zhǎng)。

觀察盆栽實(shí)驗(yàn)中LK-1和CK處理的根際土壤速效鉀含量和葉片鉀含量對(duì)比（圖2）發(fā)現(xiàn)，接種LK-1菌株對(duì)提高根際土壤速效鉀含量、葉片鉀含量都有明顯作用，其中接種LK-1菌株植株葉片鉀含量提高10.81%，前后差異顯著（P＜0.05）。在根際土壤速效鉀含量對(duì)比中，通過(guò)接種LK-1菌株，土壤速效鉀含量下降較少，相比未處理提高7.71%，且達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。由此證明，接種LK-1菌株能夠促進(jìn)土壤中鉀釋放，獲得更多速效鉀，提高煙葉鉀含量。

2.4 解鉀菌對(duì)煙草生長(zhǎng)的影響

2.4.1 解鉀菌對(duì)煙草土壤中解鉀菌和微生物總量的影響

隨著使用的解鉀菌濃度增加，土壤中解鉀菌數(shù)量也不斷增加，CK處理的數(shù)量為1.72×103個(gè)/g，高濃度處理的數(shù)量為3.99×103個(gè)/g，約是CK處理的2.32倍；在加入更多解鉀菌之后，土壤中的微生物總量也明顯增加，CK處理的數(shù)量為1.343×106個(gè)/g，高濃度處理達(dá)到2.152×106個(gè)/g，約是CK處理的1.60倍（圖3）。說(shuō)明土壤中增加解鉀菌也能夠給微生物提供更好的生活環(huán)境，LK-1可以和土壤中的其他微生物友好共生。

2.4.2 解鉀菌對(duì)土壤礦物質(zhì)含量的影響

注入不同濃度解鉀菌后對(duì)比不同礦物質(zhì)濃度變化可以發(fā)現(xiàn)（表1），解鉀菌對(duì)全磷影響并不明顯；中濃度處理后土壤全氮含量明顯提升；解鉀菌處理后，土壤中全鉀含量降低，主要原因是解鉀菌將礦物質(zhì)鉀分解為可以被煙草吸收的可溶性鉀，土壤中鉀大部分轉(zhuǎn)化為煙草中的物質(zhì)。菌液濃度和土壤有效含磷量關(guān)系不明顯，說(shuō)明解鉀菌和其他微生物的共生關(guān)系還有待研

究[3]。解鉀菌濃度改變并沒(méi)有引起水解性氮含量變化，原因在于所使用的解鉀菌不參與水解性氮的分解。隨著解鉀菌使用量的增加，速效鉀含量明顯增加，說(shuō)明解鉀菌能較好地發(fā)揮作用，提高土壤中速效鉀含量。

2.4.3 解鉀菌對(duì)煙草生長(zhǎng)的影響

分別在煙草旺長(zhǎng)期、中后期使用不同濃度的解鉀菌進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)（表2），當(dāng)煙草處于旺長(zhǎng)期時(shí)，使用中、高濃度解鉀菌處理的煙草長(zhǎng)得更高，證明通過(guò)增加解鉀菌的用量可以有效促進(jìn)煙草植株的生長(zhǎng)；使用中、低濃度解鉀菌，煙草葉片數(shù)量更多，但是使用高濃度解鉀菌煙草葉片數(shù)和對(duì)照組相比差距不明顯；使用高濃度解鉀菌后，煙草葉片長(zhǎng)度增長(zhǎng)明顯，但是使用中、低濃度解鉀菌，葉片長(zhǎng)度增長(zhǎng)并不明顯；在最大葉寬對(duì)比上，經(jīng)過(guò)低濃度和高濃度解鉀菌處理的煙草葉片明顯大于經(jīng)過(guò)中濃度解鉀菌處理和對(duì)照組煙草葉片。當(dāng)煙草處于中后期時(shí)，在煙草打頂之后使用解鉀菌進(jìn)行處理，高濃度和中濃度處理可以獲得更高的株高；由于煙葉成熟之后被采摘，葉片數(shù)量明顯減少，但是經(jīng)過(guò)高濃度解鉀菌處理的煙草葉片數(shù)量更多，證明通過(guò)使用更高濃度的解鉀菌能夠解決葉片衰老問(wèn)題；其他性狀上使用不同濃度解鉀菌處理后的差異并不顯著。

2.4.4 解鉀菌和煙葉理化指標(biāo)的關(guān)系

隨著土壤中的解鉀菌濃度增加，煙草的全磷、全鉀含量明顯增加，全氮含量的增加并不明顯（表3）。

土壤注入解鉀菌能夠明顯提高煙草的產(chǎn)量，使用高濃度的解鉀菌后，產(chǎn)量相比對(duì)照組增加了11.28%，同時(shí)煙草的葉片數(shù)量和葉片大小也明顯增加，通過(guò)使用高濃度解鉀菌延長(zhǎng)煙草生長(zhǎng)期，明顯提高了煙葉的產(chǎn)量[4]。

3 結(jié)論

煙草屬于喜鉀植物，煙鉀含量是影響煙草品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。土壤中的難溶鉀會(huì)影響煙草對(duì)鉀的吸收和應(yīng)用，不利于保證煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)。使用不動(dòng)桿菌為解鉀菌，通過(guò)盆栽試驗(yàn)和田間試驗(yàn)，證明使用解鉀菌可以明顯提升煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)。種植過(guò)程中，解鉀菌LK-1具有較強(qiáng)的解鉀能力，不僅可以促進(jìn)煙草生長(zhǎng)，還可通過(guò)將土壤中不可溶的鉀轉(zhuǎn)化為速效鉀，實(shí)現(xiàn)土壤中鉀養(yǎng)分的活化，可以有效改善土壤的性質(zhì)，讓煙草可以吸收更多鉀，提升了煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)。

盆栽試驗(yàn)中，解鉀菌LK-1的應(yīng)用提高了煙草葉片的鮮重、干重以及根系的鮮重和干重，并且使植株葉片的鉀含量提升10.81%，說(shuō)明解鉀菌促進(jìn)煙草生長(zhǎng)的作用是全方位的，還能明顯提高煙草的品質(zhì)。田間試驗(yàn)中，隨著解鉀菌用量增加，土壤中的微生物數(shù)量也在增加，證明解鉀菌能夠給微生物提供更好的生活環(huán)境，有助于和土壤中的微生物共生；高濃度解鉀菌的試驗(yàn)田中全鉀含量下降明顯，速效鉀水平提升，說(shuō)明鉀得到了有效轉(zhuǎn)化和應(yīng)用；通過(guò)使用高濃度的解鉀菌，能夠獲得更高的植株，而且能緩解葉片衰老，煙草的總煙堿含量明顯增加，相比對(duì)照組提升26.96%，進(jìn)一步證明解鉀菌在提升煙草產(chǎn)量和品質(zhì)方面的作用。

綜上所述，解鉀菌可以實(shí)現(xiàn)土壤中鉀的轉(zhuǎn)化和釋放，提高土壤中速效鉀含量，促進(jìn)煙草生長(zhǎng)，提高煙草產(chǎn)量和品質(zhì)。煙草種植可以使用高濃度解鉀菌提高煙草品質(zhì)，滿足煙草生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)

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