微生物菌肥對植煙酸性土壤改良及煙葉品質(zhì)的影響研究

龔 林，李德文，石成廣，倪 霞*，馬永前，曾賢義，江志平，翟朝禮，呂家鋒，盤文政

（1.云南省煙草公司昭通市公司，云南 昭陽 657000；2.云南云葉化肥股份有限公司，云南 昆明 650217；3.河北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050004）

煙草產(chǎn)業(yè)是云南省的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，在云南省的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)了舉足輕重的地位[1]。近年來，隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，云南農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢，蔬菜、花卉等經(jīng)濟(jì)作物與烤煙爭地矛盾日益突出。為緩解這一矛盾，云南多地采取開辟新煙區(qū)，將煙草種植布局由壩區(qū)向山區(qū)和半山區(qū)轉(zhuǎn)移的方式。但部分山區(qū)和半山區(qū)的土壤酸化嚴(yán)重，給優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)帶來了極大的挑戰(zhàn)。

微生物菌肥含有活性微生物，能夠促進(jìn)土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，提高植物對養(yǎng)分的吸收，改善作物營養(yǎng)，起到調(diào)控作物生長的作用，從而使作物達(dá)到增產(chǎn)的目的[2]。近年來，為了增強(qiáng)煙株抗病性，提高煙葉產(chǎn)量及品質(zhì)，微生物菌肥在煙葉生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用[3]，但少見用于植煙酸性土壤改良的報道。本研究在昭通魯?shù)闊焻^(qū)遷移的背景下，應(yīng)用微生物菌肥對植煙酸性土壤進(jìn)行改良，以確保煙株的正常生長發(fā)育和煙葉品質(zhì)的提升，實現(xiàn)昭通煙草產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗安排在昭通市魯?shù)榭h龍樹鎮(zhèn)新樂村，海拔2149.8 m，N27.362645°，E103.439865°。試驗地pH 值5.02，有機(jī)質(zhì)42.67 g·kg-1，水解性氮194.48 mg·kg-1，有效磷48.94 mg·kg-1，速效鉀245.24 mg·kg-1，有效鋅3.53 mg·kg-1，有效硼5.63 mg·kg-1，氯離子12.68 mg·kg-1，屬于酸性土壤。

1.2 試驗材料

供試品種：云煙99。

供試肥料：煙草專用復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=11-15-22）、硫酸鉀（K2O≥50%）由當(dāng)?shù)責(zé)煵莨咎峁镉袡C(jī)肥（含溶磷、解鉀、促生長功能微生物，有效活菌數(shù)≥0.2 億·g-1）由云南云葉化肥股份有限公司提供，復(fù)合微生物菌劑A（具有溶磷、解鉀、促生長功能的枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌復(fù)配而成，有效活菌數(shù)≥10 億·mL-1）由云南省微生物發(fā)酵工程研究中心有限公司提供，復(fù)合微生物菌劑B（具有促生長功能的巨大芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢短芽孢桿菌、哈茨木霉菌復(fù)配而成，有效活菌數(shù)≥10 億·g-1）由湖南中向振豐生物工程有限公司提供。

1.3 試驗設(shè)計

采取隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，設(shè)4 個處理、3 次重復(fù)，每個重復(fù)為一個小區(qū)，共計12 個小區(qū)。處理T1（常規(guī)施肥，CK）：在移栽時施用煙草專用復(fù)合肥75 kg·hm-2，在煙株團(tuán)棵至旺長時打孔追施硫酸鉀450 kg·hm-2；處理T2：在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上移栽時施用生物有機(jī)肥750 kg·hm-2；處理T3：在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上移栽時施用復(fù)合微生物菌劑A 30 L·hm-2；處理T4：在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，煙株團(tuán)棵期施用復(fù)合微生物菌劑B 30 kg·hm-2（對水稀釋300 倍施用）。各處理除肥料施用不同以外，其余管理措施均一致。

1.4 調(diào)查項目及方法

1.4.1 土壤養(yǎng)分調(diào)查

在施肥前取1 個基礎(chǔ)土樣，烤煙采烤后每個處理各取1 個土樣，合計5 個土樣（每個土樣2 kg），對土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)、水解性氮、有效磷、速效鉀、有效鋅、有效硼和氯離子進(jìn)行檢測分析。

1.4.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查

在煙株封頂后，每個處理隨機(jī)選有代表性的15株，觀察測定其株高、莖圍、葉片數(shù)、節(jié)距以及各部位煙葉的葉長和葉寬。

1.4.3 病害發(fā)生情況調(diào)查

在烤煙整個生育期，按照GB/T 23222-2008 煙草病蟲害分級及調(diào)查方法，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查。

1.4.4 經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查

各處理煙葉在正常成熟時分別采烤，按照同一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級、交售。統(tǒng)計各處理烤煙經(jīng)濟(jì)性狀，包括產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價、上等煙比例和中上等煙比例。

1.4.5 煙葉品質(zhì)分析

各處理選取有代表性的煙株定位掛牌標(biāo)記留取中部葉，采烤后收集整理，按照不同處理各留2 kg 的煙葉，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分分析和感官質(zhì)量評價。

1.4.6 數(shù)據(jù)分析

采用軟件Excel 2016 整理相關(guān)數(shù)據(jù)，采用SPSS 22.0 進(jìn)行單因素方差分析，各處理間采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物菌肥對酸性土壤pH 和有機(jī)質(zhì)含量的影響

從表1 可看出，與處理T1（CK）相比，施用微生物菌肥的處理T2—T4 pH 值均呈上升的趨勢，其中以處理T3 的趨勢最為明顯，說明施用微生物菌肥能夠提高酸性土壤的pH 值，其中以復(fù)合微生物菌劑A（處理T3）的施用效果最好。采烤后各處理的有機(jī)質(zhì)含量無規(guī)律可循，說明不同的微生物菌肥對酸性土壤有機(jī)質(zhì)含量影響不一，其中復(fù)合微生物菌劑A（處理T3）的施用有利于酸性土壤有機(jī)質(zhì)含量的提升。

表1 各處理土壤pH 值和有機(jī)質(zhì)含量

2.2 微生物菌肥對酸性土壤水解性氮、有效磷和速效鉀含量的影響

從表2 可看出，各處理的水解性氮含量差別不大，說明施用微生物菌肥對酸性土壤氮素的影響不大；與處理T1（CK）相比，處理T3 的有效磷含量、處理T2 和處理T3 的速效鉀含量呈明顯上升的趨勢，說明施用生物有機(jī)肥有利于酸性土壤有效磷含量的提升、施用復(fù)合微生物菌劑A 有利于酸性土壤有效磷含量和速效鉀含量的提升。

表2 各處理土壤水解性氮、有效磷和速效鉀含量

2.3 微生物菌肥對酸性土壤有效鋅、有效硼和氯離子含量的影響

從表3 可看出，各處理有效鋅含量差別不大；與處理T1（CK）相比，處理T2 的有效硼和氯離子含量均呈上升的趨勢，處理T3 的有效硼含量變化不明顯、氯離子含量呈下降的趨勢，處理T4 的有效硼含量呈明顯下降的趨勢，氯離子含量變化不明顯。整體而言，施用微生物菌肥對酸性土壤的有效鋅含量影響不大，施用生物有機(jī)肥有利于酸性土壤有效硼含量的提升，復(fù)合微生物菌劑B（處理T4）的施用會導(dǎo)致酸性土壤有效硼含量下降。

表3 各處理土壤有效鋅、有效硼和氯離子含量

2.4 微生物菌肥對烤煙農(nóng)藝性狀的影響

從表4 可看出，封頂后各處理主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)的差異均不顯著；株高以處理T2 的稍低，其余處理差別不大；莖圍以處理T3 的最大，處理T2 的最小，其余2 個處理介于兩者之間；節(jié)距以處理T1 和處理T4 的略高，單株葉數(shù)以處理T3 的稍多；各部位煙葉的長、寬均以處理T3 的最大。整體來看，封頂后各處理的農(nóng)藝性狀以處理T3 的表現(xiàn)最好，其余處理差別不大，說明施用復(fù)合微生物菌劑A 能夠改善烤煙的農(nóng)藝性狀，生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物菌劑B 對烤煙的農(nóng)藝性狀影響不大。

表4 各處理封頂后烤煙農(nóng)藝性狀

2.5 微生物菌肥對烤煙病害發(fā)生情況的影響

從表5 可以看出試驗地主要發(fā)生的病害有馬鈴薯Y 病毒病、普通煙草花葉病、氣候性斑點病、赤星病和番茄斑萎病，其中馬鈴薯Y 病毒病和氣候性斑點病較為嚴(yán)重。馬鈴薯Y 病毒病的發(fā)病率從高到低依次為處理T3＞T2＞T1（CK）＞T4，普通煙草花葉病的發(fā)病率從高到低依次為處理T1（CK）＞T3＞T4＞T2，氣候性斑點病的發(fā)病率從高到低依次為處理T2＞T4＞T1（CK）＞T3，赤星病的發(fā)病率以處理T1（CK）、T2 的略高，番茄斑萎病的發(fā)病率以處理T1（CK）、T3 的稍高。整體來看，各處理的病害發(fā)生情況以T4 的較輕，其余3 個處理差別不大，說明施用生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物菌劑A 對烤煙病害發(fā)生影響不大，復(fù)合微生物菌劑B 能夠提高煙株的抗病性，減少病害的發(fā)生。

表5 各處理烤煙主要病害發(fā)病率

2.6 微生物菌肥對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表6 可看出，各處理的產(chǎn)量和產(chǎn)值以處理T3的最高，處理T4 的次之，處理T1（CK）和處理T2 的稍低；均價以處理T4 的最高，處理T2 和處理T3 的次之，處理T1（CK）的略低；上等煙和中上等煙比例從高到低的順序均為處理T4＞T3＞T2＞T1（CK）。整體來看，處理T2—T4 的經(jīng)濟(jì)性狀均好于T1（CK），其中又以T3 的表現(xiàn)最好，說明施用微生物菌肥能夠改善烤煙的經(jīng)濟(jì)性狀，其中以復(fù)合微生物菌劑A 的施用效果最好。

表6 各處理烤煙經(jīng)濟(jì)性狀

2.7 微生物菌肥對煙葉化學(xué)成分的影響

從表7 可看出，處理T1（CK）和處理T2 的總糖含量偏高，處理T3 和處理T4 的適中；各處理的還原糖含量均適中，以處理T1（CK）和處理T2 的略高；總氮含量以處理T3 和處理T4 的較高，處理T1（CK）的次之，處理T2 的最低；煙堿含量以處理T2 的最高，處理T3 和處理T4 的次之，處理T1（CK）的最低；鉀離子含量以處理T4 的最高，其余處理差別不大；各處理的氯離子含量差別不大；各處理的兩糖差均偏高，其中以處理T2 的最高；糖堿比除處理T1 的偏高以外，其余處理均適宜；各處理的氮堿比差別不大。整理來看，各處理中部煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性以處理T3 的最好，處理T4 的次之，處理T1 和處理T2 的稍差，說明施用復(fù)合微生物菌劑A 和復(fù)合微生物菌劑B 均能改善煙葉的化學(xué)成分，施用生物有機(jī)肥對煙葉化學(xué)成分的影響不明顯。

表7 各處理中部煙葉化學(xué)成分

2.8 微生物菌肥對煙葉感官質(zhì)量的影響

從表8 可看出，各處理的勁頭、濃度、余味和刺激性差別不大；香氣質(zhì)以處理T4 的最好，處理T1（CK）和處理T3 的次之，處理T2 的稍差；香氣量以處理T4的最足，其余處理差別不大；雜氣以處理T4 的最輕，處理T2 和處理T3 的次之，處理T1（CK）的稍大。整體來看，中部煙葉的感官質(zhì)量以處理T4 的最好，其余處理差別不大，說明復(fù)合微生物菌劑B 能提高煙葉的感官質(zhì)量，施用復(fù)合微生物菌劑A 和生物有機(jī)肥對煙葉感官質(zhì)量的影響不明顯。

表8 各處理中部煙葉感官質(zhì)量評價

3 討論與結(jié)論

在煙葉生產(chǎn)過程中，煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)受多種因素的影響，其中良好的土壤質(zhì)量是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的前提[4]。土壤pH 是土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)之一，是土壤理化性質(zhì)和肥力特征的綜合反映，土壤酸化會造成土壤肥力下降，明顯影響土壤中某些微生物的活動，進(jìn)而影響有機(jī)質(zhì)的合成和分解、營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與釋放、以及土壤保持養(yǎng)分的能力等，從而影響到土壤生產(chǎn)性能的提高和煙草的生長發(fā)育[5]。目前用于酸性土壤改良的多為無機(jī)或有機(jī)的改良劑，如石灰、白云石、磷石膏、農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、綠肥和草木灰等[6]。

本研究在昭通魯?shù)榈湫偷乃嵝酝寥郎鲜┯貌煌⑸锞实慕Y(jié)果表明，施用微生物菌肥能夠提高酸性土壤的pH 值，其中以復(fù)合微生物菌劑A 的施用效果最好；不同的微生物菌肥對酸性土壤有機(jī)質(zhì)含量影響不一，其中復(fù)合微生物菌劑A 的施用有利于酸性土壤有機(jī)質(zhì)含量的提升；微生物菌肥對酸性土壤速效氮和有效鋅含量的影響不大，但施用生物有機(jī)肥有利于酸性土壤有效磷和有效硼含量的提升，施用復(fù)合微生物菌劑A 有利于酸性土壤有效磷和速效鉀含量的提升，施用復(fù)合微生物菌劑B 會導(dǎo)致酸性土壤有效硼含量呈下降的趨勢。不同的微生物菌肥對酸性土壤養(yǎng)分的影響不一，這主要與其含有的功能微生物不同有關(guān)，生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物菌劑A 均含有溶磷、解鉀的功能微生物，施用后能夠提高土壤中有效磷和速效鉀的含量；復(fù)合微生物菌劑B 所含的功能微生物主要作用為促生長，能夠促進(jìn)煙株對養(yǎng)分的吸收，施用后土壤的速效養(yǎng)分整體上均比對照的低。

微生物菌肥對酸性土壤的改良效果還體現(xiàn)在促進(jìn)煙株生長、提高煙株抗病性、改善烤煙經(jīng)濟(jì)性狀、提升煙葉品質(zhì)等方面。本研究中，在促進(jìn)煙株生長發(fā)育、改善烤煙農(nóng)藝性狀方面，以復(fù)合微生物菌劑A 的施用效果最好；在提高煙株抗病性、減少病害發(fā)生方面，復(fù)合微生物菌劑B 的施用效果最好；在提高煙葉產(chǎn)值量、改善烤煙經(jīng)濟(jì)性狀方面，以復(fù)合微生物菌劑A 的施用效果最好；在提升煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性方面，復(fù)合微生物菌劑A 和復(fù)合微生物菌劑B 的施用效果較好；在改善煙葉香氣質(zhì)、提升煙葉香氣量、提高煙葉感官質(zhì)量方面，以復(fù)合微生物菌劑B 的施用效果最好。