微生物菌肥對‘K326’烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響

梁永進(jìn)，尚海麗，盤文政，趙學(xué)通，李德文，李建云，張 琪

（1廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，南寧 530001 2云南省微生物發(fā)酵工程研究中心有限公司，昆明 650217）

0 引言

煙草是中國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，其種植面積和總產(chǎn)量均為世界第一[1]。2018年中國烤煙種植面積105.79萬hm2，年產(chǎn)量約為224.1萬t，2019年中國卷煙產(chǎn)量為23642.5億支，實現(xiàn)工商稅利總額為12056億元，為國家和地方財政增收、經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，是中國經(jīng)濟(jì)的重要組成部分[2]。近年來，烤煙復(fù)種指數(shù)提高，烤煙種植區(qū)域從適宜區(qū)向次適宜區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢加快，已嚴(yán)重威脅著煙葉品質(zhì)的穩(wěn)定和工業(yè)可用性[3]。施用無機(jī)化學(xué)肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中快速補(bǔ)充作物養(yǎng)分的有效手段[4]。但是，長期施用無機(jī)化學(xué)肥料造成煙田土壤結(jié)構(gòu)破壞、板結(jié)、養(yǎng)分不協(xié)調(diào)，降低肥料利用率和肥效，對煙葉產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響[5-8]。微生物菌肥是以微生物的生命活動導(dǎo)致作物得到特定肥料效應(yīng)的一種制品，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用肥料的一種。施用微生物菌肥能降低化學(xué)肥料用量、降低生產(chǎn)成本、改良土壤結(jié)構(gòu)、消除土壤板結(jié)、改善作物品質(zhì)、顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。

微生物菌肥在植煙土壤改良和煙葉產(chǎn)質(zhì)量提升方面已有大量報道。劉展展等[9]研究認(rèn)為，增施微生物菌肥煙葉中的中性致香物質(zhì)含量明顯增加，各種化學(xué)成分更為協(xié)調(diào)。提高植煙土壤基本養(yǎng)分含量，改善物理性狀，增加微生物量[10]。施用微生物菌肥有利于促進(jìn)田間煙葉的生長和改善煙葉化學(xué)成分，提高中下部煙葉總糖和還原糖含量，提高中部煙鉀含量[11]。利用微生物菌肥中固氮、解磷、解鉀菌的活動，培肥地力，增加土壤有效養(yǎng)分，提高煙田肥效，充分利用土壤資源，有利于煙草生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[12-13]。然而，目前市場上微生物菌肥種類繁多，微生物菌肥的菌種各異，但在微生物肥料中發(fā)揮作用的主體是活菌，而活菌受溫度、濕度、土壤條件等因素影響，加之中國煙區(qū)分布廣泛，自然條件差異巨大，因此微生物肥料的普適性推廣受到一定的限制，根據(jù)不同的生態(tài)條件、土壤狀況等篩選適宜的微生物菌肥，是對其進(jìn)行推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

本研究在河池市南丹縣煙區(qū)，通過開展不同的微生物菌肥及其施用量和施用方法對烤煙生長發(fā)育和煙葉質(zhì)量的影響研究，以煙葉田間表現(xiàn)、經(jīng)濟(jì)性狀和內(nèi)在質(zhì)量為評價標(biāo)準(zhǔn)，篩選出適用于河池南丹的微生物菌肥種類及其施用量和施用方法，旨在為當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗安排在廣西壯族自治區(qū)河池市南丹縣六寨鎮(zhèn)巴定社區(qū)樂里屯(25.29′11″N，107.32′90″E)羅德景農(nóng)戶家煙田進(jìn)行，試驗地土壤為水稻土，肥力中等，排灌條件良好，土壤pH 6.36，有機(jī)質(zhì)含量為25.22 g/kg，堿解氮含量為124.09 mg/kg，速效磷含量為19.70 mg/kg，速效鉀含量為220.20 mg/kg；南丹縣六寨鎮(zhèn)屬鐘亞熱帶氣候區(qū)，年平均氣溫17.4℃，年平均降雨量1472.7 mm；試驗地前作為油菜，往年有黑脛病、青枯病的發(fā)病史。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為‘K326’。微生物菌肥A由北京沃土天地生物科技有限公司提供的VT801功能菌肥，有效活菌數(shù)≥20億個/g；微生物菌肥B由中國煙草總公司青州煙草研究所提供的復(fù)合微生物菌劑，有效活菌數(shù)≥20億個/mL；微生物菌肥C由云南省微生物發(fā)酵工程研究中心有限公司提供的復(fù)合微生物菌劑，有效活菌數(shù)≥20億個/mL。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，設(shè)10個處理，3次重復(fù)，處理T1：微生物菌肥A蘸根；處理T2：微生物菌肥B蘸根；處理T3：微生物菌肥C蘸根；處理T4：微生物菌肥A在移栽時灌根；處理T5：微生物菌肥B在移栽時灌根；處理T6：微生物菌肥C在移栽時灌根；處理T7：微生物菌肥A分別在移栽時和移栽后10天灌根；處理T8：微生物菌肥B分別在移栽時和移栽后10天灌根；處理T9：微生物菌肥C分別在移栽時和移栽后10天灌根；處理T10：常規(guī)施肥。每個重復(fù)為一個小區(qū)，每個小區(qū)栽煙180株，株行距按當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，各處理除微生物菌肥施用不同以外，其余的栽培管理措施均按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

微生物菌肥的用量：微生物菌肥蘸根使用時蘸根液中有效活菌數(shù)控制在1×106～9×106cfu/mL，灌根使用時灌根液中有效活菌數(shù)控制在1×107～9×107cfu/mL。

1.4 項目測定

按照相關(guān)行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)，記錄煙草的生育進(jìn)展。煙草農(nóng)藝性狀根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[14]在旺長期、現(xiàn)蕾期和采烤期進(jìn)行調(diào)查，包括株高、莖圍、葉長、葉寬等，每個處理隨機(jī)調(diào)查15株煙葉；根據(jù)GB/T 23222—2008《煙草病蟲害分級及調(diào)查方法》對煙草病毒病等主要病害進(jìn)行調(diào)查；烤后煙葉按照GB 2635—92《烤煙》的分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行煙葉分級，統(tǒng)計煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值上中等煙比例等，按照當(dāng)年指導(dǎo)收購價統(tǒng)計均價、產(chǎn)值等經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀；各處理初選烤后煙葉B2F、C3F和X2F 3個等級各2 kg進(jìn)行單葉質(zhì)量、含水率、葉面密度以及含梗率等物理指標(biāo)檢測，并按照朱梅華等[15]的方法進(jìn)行化學(xué)成分分析。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用SPSS13.0軟件在0.05水平上進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對煙株大田生育期的影響

在煙株整個大田生育期對不同處理生長發(fā)育時期進(jìn)行觀察記錄，結(jié)果見表1。從表1可以看出，團(tuán)棵期T1～T3與CK（對照）相差不大，比對照提前2天，而T4～T9相比對照提前5天。旺長期、現(xiàn)蕾期、封頂期T1～T3均比對照提前3～4天，T4～T9均提前6～7天。各處理葉片腳葉及頂葉成熟期均比對照提前3天。各處理大田生育期144～147天，其中對照比其余處理推遲3天。

表1 不同處理大田生育期 月-日

2.2 不同處理對煙株農(nóng)藝性狀的影響

2.2.1 旺長期農(nóng)藝性狀 由表2可知，在旺長期，T2～T5株高低于對照組T10，其中最低為T5處理，其余處理均高于對照，其中最高為T7處理。T4莖圍低于對照組，其余處理均高于對照組，其中莖圍最粗的是T6處理。T1～T3、T5節(jié)距短于對照組，其余各處理均長于對照組，其中又以T9數(shù)值最高。在旺長期，T1、T3、T7、T8、T9 5個處理單株葉片數(shù)高于對照組，T1～T9各處理葉面積系數(shù)均優(yōu)于對照組，其中又以T7處理最高，為2.11。

表2 不同處理對煙株旺長期農(nóng)藝性狀的影響

2.2.2 現(xiàn)蕾期農(nóng)藝性狀 由表3可知，在現(xiàn)蕾期，只有T3處理株高低于對照組，其余均優(yōu)于對照組，其中最高T7為69.23 cm。在現(xiàn)蕾期，莖圍除T4之外，均高于對照組，其中T7最高，為8.73 cm。T4～T9節(jié)距長于對照組，其中以T6最長，為3.98 cm。T1～T3、T7～T9單株葉片數(shù)均多于對照組，T1～T9葉面積系數(shù)均高于對照組。

表3 不同處理對煙株現(xiàn)蕾期農(nóng)藝性狀的影響

2.2.3 封頂期農(nóng)藝性狀 由表4可知，在封頂期，除T1外，其余處理株高均高于對照組，其中最高T7處理為72.37 cm。T1～T3、T5節(jié)距均優(yōu)于對照組，其中以T6最高，為4.17 cm。在封頂期，煙株莖圍、單株葉片數(shù)、葉面積系數(shù)施用菌肥的處理均高于對照組，其中又以T7最優(yōu)。

表4 不同處理對煙株封頂期農(nóng)藝性狀的影響

2.3 不同處理對煙株病害發(fā)生情況的影響

由表5可知，T1、T3普通花葉病發(fā)病率為6.6%，其余處理均為0。T1～T3黑脛病與青枯病發(fā)病率均為6.6%，對照組發(fā)病率稍高，分別為13.3%和20%，T4～T9發(fā)病率為0。T1～T9氣候斑點病發(fā)病率為0，對照組發(fā)病率為13.3%。

表5 不同處理對煙株病害發(fā)生情況的影響

2.4 不同處理對煙株經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表6可知，T1～T9即施用微生物菌肥的處理產(chǎn)量、產(chǎn)值均高于對照組，上等煙及上中等煙比例也均高于對照組。其中T7～T9表現(xiàn)較好，產(chǎn)值分別為47678.40、46276.80、63022.05 元/hm2，對照組為42616.35元/hm2，差異顯著。

表6 不同處理對煙株經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.5 不同處理對煙葉品質(zhì)的影響

2.5.1 對化學(xué)成分的影響 從表7～9可以看出，T1～T3煙葉化學(xué)成分表現(xiàn)稍差，煙堿含量較低，糖堿比未在適宜范圍內(nèi)，T7～T9煙葉化學(xué)成分更佳，總糖含量、煙堿含量、雙糖差、糖堿比、氮堿比等均在適宜范圍內(nèi)，其中又以T9表現(xiàn)最佳。

表7 不同處理對下部葉化學(xué)品質(zhì)的影響

表8 不同處理對中部葉化學(xué)品質(zhì)的影響

表9 不同處理對上部葉化學(xué)品質(zhì)的影響

2.5.2 對烤后煙葉外觀質(zhì)量的影響 由表10可知，施用微生物菌肥后，T4～T9處理下、中、上部葉烤后外觀質(zhì)量相比常規(guī)施肥均有了一定的提升，其中又以T6、T7、T9表現(xiàn)較好，T9煙葉外觀質(zhì)量最佳。

表10 烤后煙葉外觀質(zhì)量評價結(jié)果表

3 結(jié)論

煙草移栽時施用微生物菌肥能夠有效促進(jìn)煙株生長，其株高、有效葉片數(shù)、葉長及葉寬等農(nóng)藝性狀得到明顯提升，其中以移栽時和移栽后10天灌根效果最為顯著。施用微生物菌肥能夠提高煙株抗病能力，大幅度降低煙株普通花葉病、黑脛病和氣候斑點病的發(fā)病率，以移栽時灌根和移栽后10天灌根效果顯著。施用微生物菌肥能提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，明顯改善煙葉的物理性狀和內(nèi)在質(zhì)量，使煙葉中各種化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)，提高煙葉品質(zhì)。微生物菌肥的種類和施用方法對煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量的影響較大，移栽時蘸根處理的各種菌肥均對煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量無提升作用，復(fù)合微生物菌劑以移栽時和移栽后10天灌根的施用方式對煙草抗病性、產(chǎn)量和質(zhì)量的提升效果最為顯著。

4 討論

在煙葉生產(chǎn)中，單純的長期施用化學(xué)肥料的施肥模式已經(jīng)逐步替代為以化學(xué)肥料為主，輔施生物有機(jī)肥、有機(jī)肥、微生物菌肥等生物肥料。近年來，植煙土壤保育和土壤改良在煙葉生產(chǎn)中逐步受到重視和青睞，微生物菌肥通常含有多種營養(yǎng)成分，可以為土壤提供大量的微生物用來改善土壤環(huán)境，對煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量有很好的提升作用[16]。主要原因可能是微生物菌肥中的有益微生物能產(chǎn)生糖類物質(zhì)，參與腐殖質(zhì)的形成，改善土壤根際微環(huán)境，活化土壤中的礦質(zhì)元素，增加根際土壤養(yǎng)分活性，從而影響根系的生長發(fā)育，促進(jìn)煙株對養(yǎng)分的吸收利用；另一方面可能是微生物菌肥中的功能微生物在煙株根際定植并形成優(yōu)勢菌群，分泌大量的活性物質(zhì)或代謝產(chǎn)物，從而調(diào)節(jié)和促進(jìn)了煙株的生長發(fā)育[17-18]。微生物菌肥一般含有腐植酸、氨基酸、有機(jī)質(zhì)和煙株生長所需的氮、磷、鉀及中微量元素等多種營養(yǎng)成分，有研究指出微生物肥料施用能夠提高土壤中有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷和堿解氮的含量[19-20]。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)施用微生物菌肥，煙株各部位煙葉中氧化鉀和煙堿含量都有著不同程度的升高，其升高的趨勢與微生物菌肥對煙株生長的促進(jìn)程度呈正相關(guān)，即對煙株株高、葉長和葉寬促進(jìn)越明顯的處理，其氧化鉀和煙堿含量相對升高的越多。這很可能是隨著微生物菌肥的施用促進(jìn)了根系的生長發(fā)育，導(dǎo)致煙堿含量合成量增加，從而煙株各部位煙葉中煙堿含量增加；微生物菌肥促進(jìn)根系生長的同時，活化了土壤根際的礦質(zhì)元素，加速了煙株吸收利用營養(yǎng)元素的速率，導(dǎo)致煙葉各部位的氧化鉀含量增加。另一方面，施用微生物菌肥能夠提高煙葉的鉀氯比和糖堿比，從而使煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)。