不同類型微生物菌肥對烤煙種植的影響

摘 要：為探究不同類型微生物肥料對云南保山煙區烤煙種植的影響，采用單因素隨機區組試驗，以云煙87為供試烤煙品種，在常規施肥基礎上考察了由根孢囊霉屬AM真菌（T1）、哈茨木霉（T2）、枯草芽孢桿菌（T3）分別制成的3種微生物菌肥對烤煙根系狀態、土壤酶活、土壤養分以及烤煙化學成分、物理性狀、經濟性狀等的影響。結果表明：生育期內，與對照相比，T3處理（由枯草芽孢桿菌制成，有效活菌數≥20.0億/mL）的烤煙根系下扎深度平均提高了23.85%，根系體積平均增大了37.56%，根系平均直徑平均提高了18.17%，根系總面積平均提高了38.68%；土壤內部酶活性及有效磷、煙葉總糖、還原糖和淀粉含量得到顯著提升；同時烤后煙葉的CCUI、PPI以及煙葉產量、產值和均價也得到顯著提高，其中產量、產值和均價分別比CK提高了2.5%、3.4%和0.8%。這表明微生物菌肥對烤煙生長發育及植煙土壤改良均有積極作用，其中又以枯草芽孢桿菌制成的菌肥效果最佳。

關鍵詞：烤煙;微生物菌肥;土壤酶活;煙葉品質

中圖分類號：S144.2 " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2023）04-0038-07

Abstract：With Yunyan 87 as the test tobacco cultivar， a single factor randomized block experiment design was used to study the effects of three different microbial fertilizers （T1： AM fungus of Rhizophagus; T2： Trichoderma harzianum; T3： Bacillus subtilis） on tobacco root status， soil enzyme activities， soil nutrients， and chemical composition， physical properties and economic characteristics of flue-cured tobacco in the Baoshan tobacco area of Yunnan. The results showed that compared with CK， during the growth and development period， T3 treatment （Bacillus subtilis， effective virable microbial count≥2 billion/mL） averagely increased the root penetration depth by 23.85%， root system volume by 37.56%， root system diameter by 18.17%， and total root system area by 38.68%; meanwhile the soil enzyme activities and available phosphorus， and total sugar， reducing sugar and starch contents in the tobacco leaves significantly rose; in addition， the CCUI， PPI， yield， output value and average price of flue-cured tobacco significantly increased， with the yield， output value and average price respectively 2.5%， 3.4% and 0.8% higher than CK. Therefore， applying microbial fertilizer is conducive to tobacco growth and development and soil improvement， and Bacillus subtilis fertilizer is the best.

Key words：flue-cured tobacco; microbial fertilizer; soil enzyme activity; tobacco quality

煙草是我國的重要產業，其種植面積、產量和銷量等均處于世界領先水平。增強煙株抗逆性，是改善煙苗素質，提高煙葉品質的重要手段之一[1-2]。施用微生物菌肥，不僅可激活土壤中的微生物，使其分泌促進煙株生長的代謝物和抗生素，增強煙株抗病能力，還能在一定程度上降低煙株的土傳病害發病率，提高煙葉產量和質量[3]。育苗方式[4-7]、土壤改良[7-9]、病蟲害控制[10-13]、烘烤方式[14-15]等均為現階段提升煙葉產質量的主要方式。扈雪琴等[15]研究發現，在煙草育苗基質中混合微生物菌肥，可提升煙草苗期和團棵期的農藝性狀，增強煙株對青枯病的抗性。滕桂香等[16]研究指出，施用微生物有機肥有利于“養根壯苗”，達到“壯苗防病”的功效。此外還有研究表明，增施微生物菌肥能提高烤煙根際土壤微生物數量和碳源利用強度，明顯改善烤煙根際微生物的群落多樣性，同時增強土壤中微生物活性，促進土壤有機質的轉化[17-19]。基于此，研究以云煙87為供試烤煙品種，在常規施肥基礎上考察了由根孢囊霉屬AM真菌、哈茨木霉、枯草芽孢桿菌分別制成的3種微生物菌肥對烤煙根系狀態、土壤酶活、土壤養分以及烤煙化學成分、物理性狀、經濟性狀的影響，以期找出適宜云南保山煙區烤煙生長的微生物菌肥，為提高烤煙品質、改善土壤環境提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗在云南省保山市昌寧縣翁堵鎮（99°54′34″E，24°72′48″N；海拔1 479.2 m）進行，供試土壤理化性狀如下：土壤pH值6.35、有機質22.46 g/kg、有效磷29.78 mg/kg、速效鉀216.58 mg/kg、速效氮40.55 mg/kg、總氮0.69 g/kg。供試烤煙品種為云煙87，供試肥料為微生物菌肥A（由根孢囊霉屬的AM真菌制成，有效活菌數≥20.0億/g）、微生物菌肥B（由哈茨木霉制成，有效活菌數≥20.0億/mL）、微生物菌肥C（由枯草芽孢桿菌制成，有效活菌數≥20.0億/mL），3種菌肥均由云南省微生物發酵工程研究中心有限公司提供。煙草專用復合肥（N–P2O5–K2O=12–15–24）、氮鉀專用追肥（N–P2O5–K2O=16–0–30）、硫酸鉀（速效鉀含量≥50%）、商品有機肥由當地煙草公司提供。

1.2 試驗設計

試驗設4個處理（表1），每個處理3次重復，采用隨機區組排列，每個小區種植150株，行株距1.2 m×0.5 m，四周均設保護行。選取健壯、無病害、長勢基本一致的煙苗進行移栽，所有生產管理技術措施均與當地烤煙生產一致。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 煙株根系及體積的測定 烤煙移栽45、60和75 d后，每個小區隨機取10株煙，將煙株整根拔起后洗凈，用皮尺測量根系下扎深度，并采用排水法、根系掃描分析儀、甲烯藍法分別測定根系體積、根系平均直徑、根系總面積[20]。

1.3.2 土壤酶活的測定 在烤煙移栽45、60和75 d后，采用五點取樣法采集正常生長煙田的根際土壤樣品，裝箱后帶回實驗室待測，采用KMnO4滴定法測定土壤過氧化氫酶活性，采用磷酸苯二鈉比色法測定酸性磷酸酶活性，采用3，5–二硝基水楊酸比色法測定蔗糖酶活性，采用苯酚鈉–次氯酸鈉比色法測定脲酶活性[21]。

1.3.3 土壤養分的測定 在烤煙收獲后，采用五點取樣法采集0～20 cm耕作層土樣1 kg，去除雜質后帶回實驗室風干待測，土壤pH值采用pH值測定儀測定，土壤有機質、總氮、有效磷、速效鉀和速效氮含量分別采用重絡酸鉀–硫酸法、流動分析儀、碳酸氫鈉浸提–鉬銻抗比色法測定、乙酸銨浸提–火焰光度法、凱氏定氮法測定[22]。

1.3.4 烤后煙葉化學成分的測定及評價 選取B2F和C3F等級煙葉，參照文獻[23]測定其總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯離子、鉀等化學成分含量，計算糖堿比、氮堿比、鉀氯比，隨后參照陸超等[24]的方法確定各指標隸屬度值，計算煙葉化學成分可用性指數（chemical components usability index，CCUI），計算公式如下。

式中：Aij表示第i個樣本、第j個指標的標準化值，Bij表示第i個樣本、第j個指標的權重，其中0＜Aij≤1，0＜Bij≤1。

1.3.5 煙葉物理性狀的測定及評價 按照GB 2635—1992標準選取B2F和C3F等級煙葉，主要測定開片度、單葉重、含梗率、厚度等物理性狀指標。采用煙葉物理特性指數（physical properties index，PPI）對整個煙葉物理性狀進行綜合量化評價，其值越大，物理性狀越好[25]。

式中：Qij和Wij表示第i個樣本、第j個指標的標準化值和權重。Qij計算采用效果測度模型，Wij采用主成分分析方法確定。

1.3.6 經濟性狀的測定 按小區單獨采收鮮煙葉進行烘烤，烤后煙葉分炕次進行產值測定。按照國家烤煙分級標準，參考YC/T 142—2010 煙草農藝性狀調查測量方法 考察上等煙比例、產量、產值、均價等經濟指標。

1.4 數據處理

采用Excel 2013軟件進行數據處理并作圖，采用SPSS 24.0軟件進行數據分析，采用Duncan法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同微生物菌肥處理對煙株根系生長的影響

如圖1所示，不同處理間根系生長狀況有所差異。由圖1A可知，在煙株移栽45 d時，T3處理根系下扎深度最深且均顯著深于其余處理（P＜0.05，下同），較CK加深21.14%；移栽60 d時，T2、T3處理根系的下扎深度顯著深于CK，較CK加深17.27%和24.38%，其余處理無顯著性差異；移栽75 d時，T3處理根系的下扎深度顯著深于其余處理，同時施用微生物菌的各處理均顯著深于CK，較CK加深12.58%～26.03%。

由圖1B可知，移栽45 d時，T3處理根系體積均顯著大于其余處理，施用微生物菌肥的各處理根系體積均顯著大于CK，較CK增加17.21%～39.58%；移栽60 d時，T1、T3處理的根系體積均顯著大于CK，分別較CK增加29.97%、33.93%，各處理根系體積具體表現為T3＞T1＞T2＞CK；移栽75 d時，T1、T3處理根系體積顯著大于其余處理，此外，施用微生物菌肥的各處理根系體積均顯著大于CK，較CK增加27.37%～39.15%。

由圖1C可知，移栽45 d時各處理根系平均直徑無顯著差異，具體表現為T2＞T1＞T3＞CK；移栽60 d時，T1、T3處理的根系平均直徑顯著大于CK，分別較CK增加16.45%、26.41%，具體表現為T3＞T1＞T2＞CK；移栽75 d時，T1處理的根系平均直徑顯著大于其余處理，同時施用微生物菌肥的各處理根系平均直徑均顯著大于CK，較CK增加4.85%～24.27%。

由圖1D可知，移栽45 d時T3處理的根系總面積最大，但各處理間差異不顯著；移栽60 d時，T3處理的根系總面積顯著大于T2、CK處理，同時施用微生物菌肥的各處理根系總面積均顯著大于CK，較CK增加17.70%～32.47%；移栽75 d時，T3處理的根系總面積均顯著大于其余處理，且施用微生物菌肥的各處理根系總面積均顯著大于CK，較CK增加25.53%～52.51%。

綜合來看，微生物菌肥對生育期內烤煙根系生長發育有著顯著的促進效果，施用微生物菌肥的各處理根系下扎深度、體積、平均直徑、總面積均有不同程度地提升，其中T3處理效果最顯著，顯著提升了生育期內根系的下扎深度和體積，同時顯著增加了旺長期和成熟期的根系平均直徑及根系總面積。

2.2 不同微生物菌肥處理對根際土壤酶活的影響

由圖2A可知，移栽45 d時，T3處理根際土壤的蔗糖酶活性顯著高于T2、CK處理，增幅分別為26.92%、67.55%；移栽60和75 d時，T3處理根際土壤的蔗糖酶活性均顯著高于CK，較CK分別提高25.15%和27.79%。由圖2B可知，不同生育時期各處理根際土壤的過氧化氫酶活性均以T3處理最高，移栽45、60和75 d時T3處理根際土壤的過氧化氫酶活性分別比CK增加49.53%、2.45%和22.30%。由圖3C可知，不同生育時期各處理根際土壤的脲酶活性均以T3處理最高，且在移栽后60 和75 d顯著高于其余處理。由圖2D可知，不同生育時期各處理根際土壤的酸性磷酸酶活性同樣以T3處理最高且顯著高于CK。總的來說，施用微生物菌肥在一定程度上提高了根際土壤酶活，以T3處理效果較佳，尤其是T3處理微生物菌肥對脲酶活性的提高效果較T1、T2處理更為顯著。

2.3 不同微生物菌肥處理對土壤養分的影響

由表2可知，施用微生物菌肥后土壤pH值有所提高；有機質、有效磷、速效鉀含量均以T3處理最高，其中有效磷含量顯著高于其余處理，分別比T1、T2和CK處理提高15.64%、14.34%和50.08%，有機質和速效鉀含量與CK的差異顯著，較CK分別提高29.95%和16.68%；速效氮及總氮含量均以T2處理最高，其速效氮含量較T1、T3、CK處理分別提高17.31%、13.62%和40.59%，而總氮含量則分別較T1、T3、CK提高18.06%、11.84%和19.72%。總的來看，施用微生物菌肥后土壤pH值有所提高，T3處理的土壤有機質、有效磷和速效鉀含量有所提升，其中以有效磷含量的提升幅度最大，而速效氮及總氮含量則以T2處理提升幅度較為顯著。

2.4 不同微生物菌肥處理對烤后煙葉化學成分的影響

從表3可以看出，施用微生物菌肥后，B2F等級煙葉的總糖、還原糖含量均顯著高于CK，且均以T3處理含量高；總氮含量以T2處理最高且顯著高于CK；T1處理的煙堿含量、T3處理的鉀含量及鉀氯比均顯著高于其余處理；淀粉含量則以T2和CK處理顯著高于T1、T3處理，而T2和T3處理糖堿比顯著高于T1、T4處理；同時T2處理的氮堿比顯著高于T1、CK處理，而各處理氯離子含量無顯著差異。從CCUI值來看，施用微生物菌肥處理的CCUI均顯著高于CK處理的，其中以T2處理的CCUI值最高。

而從C3F等級煙葉的化學成分含量來看，施用微生物菌肥后，煙葉的總糖、還原糖和淀粉含量均顯著高于CK處理，其中同樣以T3處理的較高；煙堿、鉀含量分別以T1、T3處理最高，且均顯著高于其他處理；總氮、糖堿比和氮堿比則是T2處理最高，且均顯著高于CK；氯離子含量及鉀氯比則無顯著性差異；而施用微生物菌肥的各處理CCUI值均顯著高于CK。總的來看，T3處理對烤后煙葉總糖、還原糖和淀粉含量影響較為顯著，而T2處理對煙葉總氮、糖堿比和氮堿比的影響較大。此外，施用微生物菌肥處理還顯著提高了烤后煙葉的CCUI值。

2.5 不同微生物菌肥處理對烤后煙葉物理性狀的影響

如表4所示，就B2F等級煙葉而言，T2處理的開片度顯著高于T1、T3和T4處理，各處理具體表現為T2＞CK＞T1＞T3；T2、T3處理單葉重顯著重于CK處理，施用微生物菌肥的各處理單葉重較CK增加了10.81%～25.19%；各處理煙葉含梗率無顯著差異，各處理具體表現為T1＞T4＞T2＞T3；施用微生物菌肥的各處理煙葉厚度比CK厚10.20%～23.47%，差異顯著，各處理具體表現為T3＞T1＞T2＞CK；同時，T3處理的煙葉PPI顯著高于CK，排名第一。

就C3F等級煙葉而言，T2處理的開片度顯著高于CK，其余處理無顯著差異，具體表現為T2＞T3＞CK＞T1；T3處理煙葉單葉重顯著重于CK，比CK增加27.08%，其余處理無顯著差異；T1、T3處理含梗率均顯著高于CK，其中T3處理的含梗率較CK處理增加了6.28個百分點，各處理具體表現為T3＞T1＞T2＞CK；煙葉厚度與上部葉基本一致，T3處理的煙葉厚度顯著厚于其余處理，各處理具體表現為T3＞T2＞T1＞CK。

綜合來看，施用微生物菌肥對烤后煙葉物理性狀有一定影響，其中T3處理顯著提高了上、中部煙葉的單葉重、厚度，同時含梗率也有所增加。此外，各處理PPI排名均以T3處理最高，且與CK差異顯著。

2.6 不同微生物菌肥處理對烤煙經濟性狀的影響

各處理經濟性狀如表5所示，T3處理煙葉的產量、產值和均價均高于其余處理，其中產量較CK提高2.5%，產值提高3.4%，均價提高0.8%；上等煙比例則以T2處理最高，較CK提高1.59個百分點。此外，施用微生物菌肥的各處理產量、產值及上等煙比例較CK均有一定程度地提高。由此可知，施用微生物菌肥可提高煙葉經濟性狀，其中又以T3處理效果最佳。

3 小結與討論

試驗結果表明，供試的3種微生物菌肥均對烤煙生長發育有一定促進作用，其中以T3處理菌肥的效果最佳。T3處理生育期內根系的下扎深度、體積、平均直徑、總面積分別比對照平均提高23.85%、37.56%、18.17%和38.86%（移栽后 3個時期的平均值），顯著提升了土壤內部酶活性，其中脲酶活性提升幅度最大。此外，T3處理還顯著提高了土壤有效磷以及煙葉總糖、還原糖和淀粉的含量，同時提高了烤后煙葉的CCUI值及煙葉產量、產值和均價，其中產量、產值和均價分別比CK提高2.53%、3.40%和0.8%。

煙草為葉用植物，煙草的經濟效益主要取決于煙葉的產量和品質，而作物根系的良好發育則決定著地上部分煙葉的形態建成，良好的根系狀態是作物提高產質量的關鍵一環[25]。前人研究表明，施用微生物菌肥不僅對煙株農藝性狀和經濟性狀有增益效果，對作物根系也有不同的促生作用，此外，對于協調土壤內部環境也有一定的作用[26-27]。土壤酶在土壤的發生發育以及土壤肥力的形成過程中具有重要作用，而土壤酶活性也是影響土壤肥力的關鍵因素[28-29]。試驗結果表明，施用微生物菌肥可在一定程度上提高土壤酶活性，例如，T3處理生育期內蔗糖酶活性顯著高于CK，過氧化氫酶活性也高于CK，脲酶和酸性磷酸酶活性表現規律與蔗糖酶活性基本一致。同時，T3處理對脲酶活性的提升幅度較T1、T2處理更為顯著，由此可見T3處理的微生物菌肥比T1、T2處理的更適宜于云南保山煙區。

經濟性狀是衡量煙葉產出的重要指標[30-31]。試驗結果表明，施用微生物菌肥的處理煙葉的產量、產值、均價及上等煙比例較CK均有一定程度地提高，其中T3處理煙葉的產量、產值和均價均高其余處理，這是因為T3處理煙葉的化學成分和物理性狀更為適宜，但其與T1、T2處理微生物菌肥之間的差異及其提質增產機理有待進一步研究。

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（責任編輯：張煥裕）