不同微生物菌劑對(duì)硃砂煙生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響

摘要：為探究微生物菌劑對(duì)硃砂煙生長(zhǎng)和產(chǎn)質(zhì)量的影響，明確最佳微生物菌劑種類，設(shè)置4個(gè)處理A1（對(duì)照）：清水；A2：EM菌劑；A3：巨大芽孢桿菌；A4：哈茨木霉菌，對(duì)各處理的土壤理化性質(zhì)、農(nóng)藝性狀、光合特性、病害發(fā)生情況、經(jīng)濟(jì)性狀、烤后煙葉化學(xué)成分進(jìn)行調(diào)查分析。結(jié)果表明：（1）與對(duì)照相比，EM菌劑處理顯著提高了土壤全氮、速效氮及有機(jī)質(zhì)含量，有機(jī)質(zhì)含量提高8.62%；（2）90 d時(shí)巨大芽孢桿菌處理的株高、莖圍、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬等指標(biāo)相對(duì)于對(duì)照分別提高10.79%、7.71%、10.24%、17.81%；（3）施用巨大芽孢桿菌對(duì)花葉病、破爛葉斑病、脈斑病毒病抗性較強(qiáng)，相對(duì)于對(duì)照病情指數(shù)分別降低25.87%、52.17%、39.93%；（4）巨大芽孢桿菌處理凈光合速率為12.70 μmol/（m2·s），相較于對(duì)照提高4.53%；（5）巨大芽孢桿菌處理產(chǎn)量和產(chǎn)值分別高達(dá)2 746.67、75 372.47元/hm2。（6） EM菌劑協(xié)調(diào)性較好，總得分為81.87。綜合硃砂煙生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)來(lái)看，在本試驗(yàn)條件下，巨大芽孢桿菌相較于其他處理效果更好。

關(guān)鍵詞：硃砂煙；微生物菌劑；產(chǎn)質(zhì)量；化學(xué)成分

中圖分類號(hào)：S572.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）17-0122-05

收稿日期：2023-11-02

基金項(xiàng)目：紅塔煙草（集團(tuán)）有限公司科技項(xiàng)目（編號(hào)：HTCX-2020-0271）。

作者簡(jiǎn)介：洪發(fā)彩（1999—），男，云南昭通人，碩士，研究方向?yàn)闊煵菰耘嗯c生理生化。E-mail：3181368945@qq.com。

通信作者：王 娜，碩士，副教授，研究方向?yàn)闊煵萆砩?。E-mail：3028987415@qq.com。

硃砂煙是近年出現(xiàn)的一種烤煙優(yōu)良變異株，因調(diào)制時(shí)葉片中的多酚氧化物在降煙堿作用下呈現(xiàn)出硃砂色的斑紋而得名，國(guó)外又稱櫻桃紅煙［1］。硃砂煙品質(zhì)高，具有特殊的糯米香，是一種特色鮮明的煙葉資源，在卷煙和香料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景［2］。微生物菌劑是一種環(huán)境友好型生物制劑，可以提高烤煙農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和抗病性［3］，增加烤煙上部煙葉可用性和煙葉香氣等［4-5］。EM菌又稱有效微生物菌群，能夠促進(jìn)五大類微生物（光合菌、酵母菌、乳酸菌、革蘭氏陽(yáng)性放線菌以及絲狀菌）中的80個(gè)種共生［6］。EM菌劑的主要作用是改善土壤理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，與病原微生物爭(zhēng)奪養(yǎng)分，對(duì)病原物生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖造成抑制，從而減輕土傳病害的發(fā)?。?］。與此同時(shí)還能促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，提高光合作用，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)代謝功能，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收［8］。巨大芽孢桿菌是一種解磷促生菌［9］，能降解有機(jī)磷，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，還可以抑制部分煙草病害的發(fā)生，如煙草花葉病、黑脛病、青枯病和炭疽?。?0-11］。哈茨木霉菌是一種可以產(chǎn)生高效活性纖維素酶的菌株［12］，纖維素酶可以將纖維素、木質(zhì)素等有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有利于植物吸收，它還對(duì)煙草赤星病、黑脛病具有防治作用［13-14］。硃砂煙品質(zhì)高，但葉片薄產(chǎn)量低，因此本試驗(yàn)施用不同微生物菌劑旨在改善硃砂煙根際微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)其生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量和質(zhì)量，為篩選出最優(yōu)微生物菌劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2022年5月10日至8月31日在云南省楚雄彝族自治州永仁縣宜就鎮(zhèn)拉利坪村開(kāi)展，試驗(yàn)地土壤類型為黃壤，地?zé)o前茬。該地地理坐標(biāo)為26°10′14″N，101°14′3″E，海拔高度 1 695.8 m，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。

1.2 供試材料

烤煙品種為硃砂煙1號(hào)，化學(xué)肥料采用煙草專用復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量分別為15%、15%、18%）、硫酸鉀（K2O≥52%）和硝酸鉀（K2O≥50%），藥劑為EM菌劑、巨大芽孢桿菌和哈茨木霉菌。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)因素為不同微生物菌劑，共設(shè)置4個(gè)處理（表1），每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)不少于50株，株行距50 cm×120 cm，試驗(yàn)田四周設(shè)立保護(hù)行。

1.4 田間管理措施

于2022年5月移栽，基肥一次性塘施（煙草專用復(fù)合肥50 g/株）。追肥采用穴施、干施的方法。2022年5月21日追施硝酸鉀（10 g/株），6月15日追施硫酸鉀（20 g/株）。人工打頂后涂抹仲丁靈抑芽劑，時(shí)間為7月11日。

1.5 調(diào)查與測(cè)定項(xiàng)目

1.5.1 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定

土壤理化性質(zhì)的測(cè)定參考《土壤農(nóng)化分析》，水土比為2.5 ∶1.0，電位法測(cè)定pH值；重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量；采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定速效氮含量；0.5 mol/L 碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定速效磷含量；1 mol/L 醋酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定速效鉀含量。每個(gè)指標(biāo)的測(cè)定設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.5.2 農(nóng)藝性狀的測(cè)定

分別于移栽后30、60、90 d 每個(gè)處理隨機(jī)定株10株調(diào)查株高、莖圍、有效葉片數(shù)、最大葉的長(zhǎng)寬，具體測(cè)定方法依據(jù)：YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》［15］。

1.5.3 病害調(diào)查

于成熟期全田進(jìn)行一次性普查，依據(jù)GB/T 23222—2008《煙草病蟲(chóng)害分級(jí)及調(diào)查方法》［16］調(diào)查田間自然發(fā)病情況，并計(jì)算病情指數(shù)。

病情指數(shù)= ∑（各級(jí)病株數(shù)×該級(jí)級(jí)數(shù)）×100調(diào)查總株數(shù)×最高級(jí)級(jí)數(shù)。

1.5.4 光合特性的測(cè)定

于移栽后60 d，各處理選取3株能代表整體長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相的煙株，利用SPAD測(cè)定儀（日本，SPAD-502）測(cè)量各煙株中部葉的SPAD值；同時(shí)，利用Li-6400（美國(guó)）光合儀測(cè)定光合特性指標(biāo)，葉室光照度設(shè)置為 800 μmol/（m2·s），控制CO2濃度為 400 μmol/mol，葉室溫度為26～28 ℃，相對(duì)濕度為55%～65%［17］。

1.5.5 經(jīng)濟(jì)性狀

煙葉烘烤后，按照42級(jí)國(guó)家煙葉分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)和采收，按小區(qū)計(jì)產(chǎn)。根據(jù)2022年楚雄烤煙收購(gòu)價(jià)格，計(jì)算其產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比例及均價(jià)。

1.5.6 烤后煙葉化學(xué)成分測(cè)定

煙葉烘烤后，每個(gè)處理取C3F煙葉2 kg進(jìn)行煙葉化學(xué)成分測(cè)定。煙葉中總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯含量分別依據(jù) YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 162—2002《煙草及煙草制品 氯的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》等方法測(cè)定，利用AA3 連續(xù)流動(dòng)分析儀進(jìn)行分析測(cè)定，鉀含量依據(jù) YC/T 274—2008《卷煙紙中鉀、鈉、鈣、鎂的測(cè)定 火焰原子吸收光譜法》用PE Analyst300原子吸收光譜儀進(jìn)行分析。依據(jù)烤煙化學(xué)成分指標(biāo)賦值方法，對(duì)烤煙的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性進(jìn)行評(píng)定，用Excel對(duì)分值范圍與指標(biāo)范圍進(jìn)行等比例取值并用于線性建模，將指標(biāo)數(shù)據(jù)代入建模公式則得對(duì)應(yīng)分值，采用指數(shù)和法評(píng)價(jià)烤煙內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合情況［18-19］：

P=∑（Pi×Ci）。

式中：P為烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合指數(shù)；Ci為第i個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)量化分值；Pi為第i個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)相對(duì)權(quán)重。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0進(jìn)行單因素ANOVA方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理土壤理化性質(zhì)分析

由表2可知，施用微生物菌劑后土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷含量相較于對(duì)照均有所提高。其中，A2處理在有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮含量上提高最多，較對(duì)照分別提高8.63%、37.07%、33.71%。A3處理土壤速效鉀含量高于A2、A4。

2.2 微生物菌劑對(duì)硃砂煙主要農(nóng)藝性狀的影響

總體來(lái)看，施用微生物菌劑對(duì)硃砂煙主要農(nóng)藝性狀均具有不同程度的促進(jìn)作用（表3），且A3處理各項(xiàng)指標(biāo)整體較其他處理數(shù)值上更高。30 d時(shí)施用藥劑時(shí)間較短，除A1、A4最大葉寬外；各處理間差異不顯著；60 d和90 d時(shí)，除莖圍和有效葉片數(shù)外，施用微生物菌劑的處理農(nóng)藝性狀均高于A1，各時(shí)期有效葉片數(shù)均無(wú)顯著差異。A3處理農(nóng)藝性狀總體數(shù)值上更高。

2.3 微生物菌劑對(duì)硃砂煙主要病害發(fā)生的影響

由表4可看出，施用微生物菌劑處理普通花葉病、破爛葉斑病、脈斑病毒病病情指數(shù)均低于對(duì)照，破爛葉斑病、脈斑病毒病較對(duì)照分別降低52.17%、39.93%。說(shuō)明A3處理抗病性更強(qiáng)。

2.4 微生物菌劑對(duì)硃砂煙光合特性的影響

由表5可知，A3處理在SPAD值、氣孔導(dǎo)度、凈光合速率及蒸騰速率方面均高于A1處理。其中，A4處理氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率均顯著高于其他處理，A3處1a72f41058b4237ae0ca0c6fa45c3d4af8801f4691d754e07e127ff47b6d5219理煙株具有最高凈光合速率，對(duì)有機(jī)物積累和煙株生長(zhǎng)最有利。

2.5 微生物菌劑對(duì)硃砂煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表6可知，A2、A3處理硃砂煙經(jīng)濟(jì)性狀較對(duì)照均有提高。A3處理具有最高產(chǎn)量和產(chǎn)值，分別為2 746.67 kg/hm2、75 372.47元/hm2，尤其顯著提高了產(chǎn)量，對(duì)硃砂煙產(chǎn)量低的問(wèn)題有較好改善。

2.6 微生物菌劑對(duì)硃砂煙化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性影響的分析

云南優(yōu)質(zhì)烤煙常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)（Q/YZY 1—2009《云南中煙優(yōu)質(zhì)烤煙常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)要求》）為總糖含量24%～33%，還原糖含量20%～28%，總氮含量1.8%～2.4%，煙堿含量2.0%～3.0%，氯含量0.1%～0.6%，鉀含量＞1.7%，糖堿比10～15，氮堿比0.7～1.0，鉀氯比≥8。由表7可知， 各處理總糖含量都在指標(biāo)范圍內(nèi)，還原糖含量、煙堿含量都低于指標(biāo)范圍，氯、鉀和總氮含量偏高，糖堿比在優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)指標(biāo)范圍內(nèi)，氮堿比含量偏高，鉀氯比較低。A3處理煙堿含量、氯含量最低，分別低于對(duì)照27.60%、22.73%，氮堿比、糖堿比、鉀氯比數(shù)值最高。A2處理總得分最高協(xié)調(diào)性最好，各處理間化學(xué)成分協(xié)調(diào)性得分表現(xiàn)為A2>A1>A4>A3。由于煙堿含量、鉀氯比數(shù)值較低，導(dǎo)致各處理的協(xié)調(diào)性得分較低，例如A3處理煙堿含量得分僅為18.00分，A2處理鉀氯比得分僅為29.10分。

3 討論與結(jié)論

良好的土壤狀況能為烤煙提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，煙草能更好地吸收利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高烤煙的抗病性，為促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育提高產(chǎn)質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)［20］。微生物菌劑可以增加土壤微生物數(shù)目，改善其種類和結(jié)構(gòu)，對(duì)土壤理化性質(zhì)有改善作用［21］。微生物菌劑屬于植物促生菌，能加速土壤中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，加強(qiáng)根系代謝，提高有機(jī)質(zhì)含量［22］。本試驗(yàn)中，3種微生物菌劑的施用都對(duì)土壤養(yǎng)分含量有明顯的提升效果，這與姜永雷等施用微生物菌劑可增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)碳氮循環(huán)和煙株生長(zhǎng)的研究結(jié)果［23］相似。微生物菌劑直接抑制病原物和間接改善土壤微生態(tài)的雙重作用，對(duì)硃砂煙株高、莖圍、最大葉長(zhǎng)、葉寬具有顯著促進(jìn)作用，為其提高抗病性、增加產(chǎn)質(zhì)量上奠定了基礎(chǔ)。

微生物菌劑能夠促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)，提高煙株抗病性［24］。除氣候性斑點(diǎn)病外，施用微生物菌劑的處理病情指數(shù)均低于對(duì)照（表3），這可能是因?yàn)槭┯梦⑸锞鷦┠軌蛟黾油寥牢⑸锶郝?，提高土壤中有益微生物種群的相對(duì)豐度和多樣性［25-26］，改善煙株根系微生態(tài)環(huán)境，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的抗逆性，進(jìn)而抑制病原物的生長(zhǎng)與繁殖。

光合作用對(duì)煙株的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量有直接影響。施用微生物菌劑后，土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮及其他速效養(yǎng)分含量均提高。這些土壤環(huán)境的有利變化促使葉綠素含量升高，促進(jìn)了烤煙的光合作用［27］，凈光合速率提高進(jìn)而影響烤煙產(chǎn)量［28］。施用3種微生物菌劑，對(duì)硃砂煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)及中上等煙比例等經(jīng)濟(jì)性狀上整體有促進(jìn)作用。其中施用巨大芽孢桿菌（A3）具有最高的凈光合速率、產(chǎn)量、產(chǎn)值，最有利于煙株有機(jī)物積累和產(chǎn)量提高，對(duì)提高硃砂煙產(chǎn)量具有較好作用。

化學(xué)成分含量對(duì)烤煙品質(zhì)具有重要作用［29］。本試驗(yàn)中，4個(gè)處理的總糖含量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，氯含量和鉀含量高于標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，煙堿含量低于標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，鉀氯比和煙堿含量得分較低。因?yàn)樵飘a(chǎn)硃砂煙是云煙97的優(yōu)良變異株，CYP82E4基因在硃砂煙中高度表達(dá)，使得煙堿轉(zhuǎn)化為去甲基煙堿，降低了煙堿含量［30］。巨大芽孢桿菌和哈茨木霉菌處理煙堿含量低于對(duì)照，與韓錦峰等研究發(fā)現(xiàn)微生物菌劑能降低煙堿含量的結(jié)果［31］一致。另外，硃砂煙是近年來(lái)培育的烤煙新品種，品質(zhì)較高，內(nèi)含物含量與普通烤煙差別較大，因此用該化學(xué)成分指標(biāo)來(lái)衡量其品質(zhì)則可能不適宜。

相較于對(duì)照，施用微生物菌劑能改良土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)，提高煙葉產(chǎn)量及改善煙葉品質(zhì)， 有利于實(shí)現(xiàn)煙草的優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)并提高中上等煙比

例。在3種不同微生物菌劑處理?xiàng)l件下，巨大芽孢桿菌處理對(duì)硃砂煙的農(nóng)藝性狀、光合特性、抗病性及產(chǎn)質(zhì)量促進(jìn)最為明顯，其產(chǎn)量和產(chǎn)值分別為 2 746.67 kg/hm2、75 372.47元/hm2，是本試驗(yàn)條件下適宜硃砂煙生產(chǎn)的微生物菌劑。

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