高效芽孢桿菌對烤煙生長發育及產質量的影響

史久長 高加明 王 曉 舒照鶴 黃廣華 向修志 馬留軍 吳晶晶陶德欣 上官力 趙安民 郭 祥 高 林

（1浙江中煙工業有限責任公司，浙江杭州 310008；2中國煙草總公司湖北省公司，湖北武漢 430030；3湖北省煙草公司恩施州公司，湖北恩施 445099；4中國農業科學院煙草研究所，山東青島 266101）

目前，在煙草農業生產中面臨著土壤性質惡化、煙草生長發育受阻以及病蟲害危害程度加劇等諸多問題，嚴重影響了煙草產量及品質的進一步提升[1-2]。化肥和農藥的不合理施用是一個重要的影響因素，如何采取綠色環保的生物防治技術促進煙草生長、降低病蟲危害，同時減少化肥及農藥的過量投入，已經成為廣大煙草科技工作者的研究熱點[3-4]。根際促生菌在促進植物生長、提高產量和防治病蟲害方面具有重要的作用[5-6]。已有研究表明，采取高效的技術手段強化根際有益微生物活性，能夠調控植煙土壤健康狀況，抑制病原菌生長，對煙草起到促生抗逆作用[7-8]。芽孢桿菌是一類重要的植物根際促生菌，許多研究表明，芽孢桿菌能夠代謝產生抑制病原微生物的抗菌脂肽，同時還能夠直接分泌部分植物生長刺激素類物質，具有較好的抗病促生作用，在農業生產中是最具應用價值的生防菌之一[9-10]。本試驗選擇具有較強分泌生長素和伊枯草菌素能力的芽孢桿菌高效菌株，對其在煙草上的應用效果進行分析評價，以期為有益微生物資源的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗田安排在湖北省鶴峰縣中營鄉中營村2組，海拔高度1 233 m，試驗田土壤類型為黃棕壤，土壤質地疏松、肥力中等，pH值5.73，有機質含量26.35 g/kg，堿解氮含量185.30 mg/kg，有效磷含量18.36 mg/kg，速效鉀含量160.42 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗材料為高產生物活性物質（生長素和伊枯草菌素）的解淀粉芽孢桿菌發酵液；烤煙品種為云煙87。

1.3 試驗設計

采取大田小區試驗方式，利用高產生長素和伊枯草菌素的解淀粉芽孢桿菌制備發酵液。根據發酵液不同稀釋濃度，共設5個處理，分別為發酵液用量20 mL/株（T1，兌水稀釋 25 倍灌根）、10 mL/株（T2，兌水稀釋 50倍灌根）、5 mL/株（T3，兌水稀釋 100倍灌根）、2.5 mL/株（T4，兌水稀釋 200 倍灌根）、灌溉清水作對照（CK）。在烤煙團棵期，每株煙灌根量500 mL。試驗田施肥、移栽、大田管理和采收烘烤等環節嚴格按照當地優質煙生產技術規范統一執行。

1.4 調查內容與方法

1.4.1 煙株農藝性狀測定。按照《煙草農藝性狀調查測量方法》（YC/T 142—2010）[11]分別在烤煙生長團棵期和平頂期測定各處理株高、最大葉長、最大葉寬、上部葉長、上部葉寬以及莖圍等農藝性狀指標。

1.4.2 煙葉經濟性狀統計。不同處理煙葉單獨采收、單獨烘烤，烤后煙葉按照《烤煙》（GB 2635—1992）[12]統計各等級產量，計算產值、上等煙比例等經濟性狀指標。

1.4.3 樣品檢測分析。分別采集各處理烤后煙葉B2F和C3F等級樣品，進行化學成分檢測和感官質量評價。化學成分檢測指標包括總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯6項。其中，總糖和還原糖按照煙草行業標準《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法》（YC/T 159—2002）測定[13]；總氮按照《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法》（YC/T 161—2002）測定[14]；總植物堿按照《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法》（YC/T 160—2002）測定[15]；鉀按照《煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法》（YC/T 217—2007）測定[16]；氯按照《煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法》（YC/T 162—2002）測定[17]。 選取C3F等級樣品由中國農業科學院煙草研究所組織專家按照《煙草及煙草制品 感官評價方法》（YC/T 138—1998）[18]進行感官質量評價。

2 結果與分析

2.1 農藝性狀

與清水對照相比，施用高效芽孢桿菌處理的煙株田間生長發育具有一定的優勢，在平頂期煙株株高和莖圍優于清水對照（CK），以處理T1、T2表現較好，尤其是在煙株莖圍方面（表1）。施用高效芽孢桿菌灌根后，煙株的農藝性狀優于清水對照（CK），同時各處理平頂期葉片發育良好（表2）。通過對上部煙葉的測量可以看出，高效芽孢桿菌灌根施用通過協調煙株生長發育，改善了上部煙葉的開片情況。

表1 不同處理團棵期和平頂期煙株主要農藝性狀 單位：cm

表2 不同處理烤煙平頂期上部葉開片情況

2.2 經濟性狀

從表3可以看出，以處理T1產量和產值最高。施用高效芽孢桿菌灌根后，各處理烤后煙葉均價以及上等煙比例均優于清水對照（CK），其中以處理T1、T2（高濃度水平）表現效果最好。另外，對各處理的上部煙葉各等級比例進行了統計，與清水對照（CK）相比，施用高效芽孢桿菌后，B1F和B2F等級煙葉的比例得到了提升，改善了上部葉的等級結構水平。

表3 不同處理烤后煙葉主要經濟性狀

2.3 化學成分

從表4可以看出，施用高效芽孢桿菌處理后，烤煙上部煙葉煙堿含量有下降趨勢，不同濃度之間變化差異大，其中處理T2、T4煙堿含量相對較低，與清水對照（CK）相比，各處理烤后上部煙葉糖含量和鉀含量有增加趨勢，處理T1的中部葉煙堿含量較低，處理T2中部葉煙堿和糖含量沒有表現出較好的優勢，相對而言，處理T1、T2（高濃度水平）煙葉化學成分協調性相對較好。

表4 不同處理烤后煙葉化學成分 單位：%

2.4 感官質量

從表5可以看出，團棵期灌根施用不同濃度的高效芽孢桿菌處理對烤后煙葉感官質量具有一定的影響，其中處理T1和處理T2的煙葉香氣質和香氣量表現較好，與CK相比評吸質量優；處理T3、T4烤后煙葉各感官評吸指標與CK差異較小。綜合感官評吸得分以處理T1最高。

表5 不同處理烤后煙葉（C3F）感官評吸指標得分 單位：分

3 結論與討論

目前，芽孢桿菌在煙草生產中已經得到了較多的應用，并取得了一定的效果。前人研究結果表明，施用芽孢桿菌后改善了植煙土壤微生物群落結構，提高了有益微生物數量，促進了煙株生長發育水平，其中芽孢桿菌代謝所產生的生物活性物質是其發揮生理作用的重要機制[19-21]。目前，微生物自身合成生物活性物質的產量普遍很低，許多有益功能菌在施用過程中還沒有發揮其最佳作用。已有研究表明，通過對功能菌種進行改良，能夠提高其在抗病促生方面的施用效果，這也是當前高效利用微生物資源的研究重點[22-23]。邵佳慧[24]研究表明，高產生長素的功能菌株SQR9-E對黃瓜和玉米的促生作用明顯提升，與對照相比改善了根系發育和植株生物量。

本試驗利用的高產生物活性物質生長素和伊枯草菌素的解淀粉芽孢桿菌，在對烤煙生長及品質提升方面起到了較好作用。施用高效芽孢桿菌后，促進了煙株田間生長發育和上部葉開片，改善了烤后煙葉等級結構比例，促進了煙葉化學成分協調和香氣質量提升。生長素和伊枯草菌素是具有抗病促生作用的生物活性物質，利用芽孢桿菌的功能特性，協同提升生長素和伊枯草菌素含量，能夠進一步發揮菌株的作用效果，在烤煙生產中具有良好的應用前景。