不同微生物菌劑對硃砂煙生長發育及產質量的影響

摘要：為探究微生物菌劑對硃砂煙生長和產質量的影響，明確最佳微生物菌劑種類，設置4個處理A1（對照）：清水；A2：EM菌劑；A3：巨大芽孢桿菌；A4：哈茨木霉菌，對各處理的土壤理化性質、農藝性狀、光合特性、病害發生情況、經濟性狀、烤后煙葉化學成分進行調查分析。結果表明：（1）與對照相比，EM菌劑處理顯著提高了土壤全氮、速效氮及有機質含量，有機質含量提高8.62%；（2）90 d時巨大芽孢桿菌處理的株高、莖圍、最大葉長、最大葉寬等指標相對于對照分別提高10.79%、7.71%、10.24%、17.81%；（3）施用巨大芽孢桿菌對花葉病、破爛葉斑病、脈斑病毒病抗性較強，相對于對照病情指數分別降低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），相較于對照提高4.53%；（5）巨大芽孢桿菌處理產量和產值分別高達2 746.67、75 372.47元/hm2。（6） EM菌劑協調性較好，總得分為81.87。綜合硃砂煙生長發育及產質量指標來看，在本試驗條件下，巨大芽孢桿菌相較于其他處理效果更好。

關鍵詞：硃砂煙；微生物菌劑；產質量；化學成分

中圖分類號：S572.04 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）17-0122-05

收稿日期：2023-11-02

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

作者簡介：洪發彩（1999—），男，云南昭通人，碩士，研究方向為煙草栽培與生理生化。E-mail：3181368945@qq.com。

通信作者：王 娜，碩士，副教授，研究方向為煙草生理生化。E-mail：3028987415@qq.com。

硃砂煙是近年出現的一種烤煙優良變異株，因調制時葉片中的多酚氧化物在降煙堿作用下呈現出硃砂色的斑紋而得名，國外又稱櫻桃紅煙［1］。硃砂煙品質高，具有特殊的糯米香，是一種特色鮮明的煙葉資源，在卷煙和香料等領域具有廣闊的應用前景［2］。微生物菌劑是一種環境友好型生物制劑，可以提高烤煙農藝性狀、經濟性狀和抗病性［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，能夠促進五大類微生物（光合菌、酵母菌、乳酸菌、革蘭氏陽性放線菌以及絲狀菌）中的80個種共生［6］。EM菌劑的主要作用是改善土壤理化性質和結構，與病原微生物爭奪養分，對病原物生長發育及繁殖造成抑制，從而減輕土傳病害的發病［7］。與此同時還能促進物質轉運，提高光合作用，促進根系生長，增強代謝功能，實現增產增收［8］。巨大芽孢桿菌是一種解磷促生菌［9］，能降解有機磷，促進植物生長發育，還可以抑制部分煙草病害的發生，如煙草花葉病、黑脛病、青枯病和炭疽病［10-11］。哈茨木霉菌是一種可以產生高效活性纖維素酶的菌株［12］，纖維素酶可以將纖維素、木質素等有機物轉化為小分子有利于植物吸收，它還對煙草赤星病、黑脛病具有防治作用［13-14］。硃砂煙品質高，但葉片薄產量低，因此本試驗施用不同微生物菌劑旨在改善硃砂煙根際微生態環境，促進其生長并提高產量和質量，為篩選出最優微生物菌劑提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于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拉利坪村開展，試驗地土壤類型為黃壤，地無前茬。該地地理坐標為26°10′14″N，101°14′3″E，海拔高度 1 695.8 m，屬于亞熱帶季風氣候。

1.2 供試材料

烤煙品種為硃砂煙1號，化學肥料采用煙草專用復合肥（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 試驗設計

試驗因素為不同微生物菌劑，共設置4個處理（表1），每個處理3個重復，共12個小區，每個小區不少于50株，株行距50 cm×120 cm，試驗田四周設立保護行。

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，時間為7月11日。

1.5 調查與測定項目

1.5.1 土壤理化性質的測定

土壤理化性質的測定參考《土壤農化分析》，水土比為2.5 ∶1.0，電位法測定pH值；重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定有機質含量；采用堿解擴散法測定速效氮含量；0.5 mol/L 碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定速效磷含量；1 mol/L 醋酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀含量。每個指標的測定設置3個重復。

1.5.2 農藝性狀的測定

分別于移栽后30、60、90 d 每個處理隨機定株10株調查株高、莖圍、有效葉片數、最大葉的長寬，具體測定方法依據：YC/T 142—2010《煙草農藝性狀調查測量方法》［15］。

1.5.3 病害調查

于成熟期全田進行一次性普查，依據GB/T 23222—2008《煙草病蟲害分級及調查方法》［16］調查田間自然發病情況，并計算病情指數。

病情指數= ∑（各級病株數×該級級數）×100調查總株數×最高級級數。

1.5.4 光合特性的測定

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

1.5.5 經濟性狀

煙葉烘烤后，按照42級國家煙葉分級標準分級和采收，按小區計產。根據2022年楚雄烤煙收購價格，計算其產量、產值、中上等煙比例及均價。

1.5.6 烤后煙葉化學成分測定

煙葉烘烤后，每個處理取C3F煙葉2 kg進行煙葉化學成分測定。煙葉中總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯含量分別依據 YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法》、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法》、YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法》、YC/T 162—2002《煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法》等方法測定，利用AA3 連續流動分析儀進行分析測定，鉀含量依據 YC/T 274—2008《卷煙紙中鉀、鈉、鈣、鎂的測定 火焰原子吸收光譜法》用PE Analyst300原子吸收光譜儀進行分析。依據烤煙化學成分指標賦值方法，對烤煙的化學成分協調性進行評定，用Excel對分值范圍與指標范圍進行等比例取值并用于線性建模，將指標數據代入建模公式則得對應分值，采用指數和法評價烤煙內在化學成分協調性綜合情況［18-19］：

P=∑（Pi×Ci）。

式中：P為烤煙化學成分協調性綜合指數；Ci為第i個化學成分指標量化分值；Pi為第i個化學成分指標相對權重。

1.6 數據分析

試驗數據采用SPSS 23.0進行單因素ANOVA方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理土壤理化性質分析

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

2.2 微生物菌劑對硃砂煙主要農藝性狀的影響

總體來看，施用微生物菌劑對硃砂煙主要農藝性狀均具有不同程度的促進作用（表3），且A3處理各項指標整體較其他處理數值上更高。30 d時施用藥劑時間較短，除A1、A4最大葉寬外；各處理間差異不顯著；60 d和90 d時，除莖圍和有效葉片數外，施用微生物菌劑的處理農藝性狀均高于A1，各時期有效葉片數均無顯著差異。A3處理農藝性狀總體數值上更高。

2.3 微生物菌劑對硃砂煙主要病害發生的影響

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均低于對照，破爛葉斑病、脈斑病毒病較對照分別降低52.17%、39.93%。說明A3處理抗病性更強。

2.4 微生物菌劑對硃砂煙光合特性的影響

由表5可知，A3處理在SPAD值、氣孔導度、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，對有機物積累和煙株生長最有利。

2.5 微生物菌劑對硃砂煙經濟性狀的影響

由表6可知，A2、A3處理硃砂煙經濟性狀較對照均有提高。A3處理具有最高產量和產值，分別為2 746.67 kg/hm2、75 372.47元/hm2，尤其顯著提高了產量，對硃砂煙產量低的問題有較好改善。

2.6 微生物菌劑對硃砂煙化學成分及協調性影響的分析

云南優質烤煙常規化學成分指標（Q/YZY 1—2009《云南中煙優質烤煙常規化學成分指標要求》）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范圍內，還原糖含量、煙堿含量都低于指標范圍，氯、鉀和總氮含量偏高，糖堿比在優質煙葉化學指標范圍內，氮堿比含量偏高，鉀氯比較低。A3處理煙堿含量、氯含量最低，分別低于對照27.60%、22.73%，氮堿比、糖堿比、鉀氯比數值最高。A2處理總得分最高協調性最好，各處理間化學成分協調性得分表現為A2>A1>A4>A3。由于煙堿含量、鉀氯比數值較低，導致各處理的協調性得分較低，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 討論與結論

良好的土壤狀況能為烤煙提供良好的生長環境，煙草能更好地吸收利用營養物質，提高烤煙的抗病性，為促進烤煙生長發育提高產質量打下良好的基礎［20］。微生物菌劑可以增加土壤微生物數目，改善其種類和結構，對土壤理化性質有改善作用［21］。微生物菌劑屬于植物促生菌，能加速土壤中的物質轉化，加強根系代謝，提高有機質含量［22］。本試驗中，3種微生物菌劑的施用都對土壤養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質含量，促進碳氮循環和煙株生長的研究結果［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的雙重作用，對硃砂煙株高、莖圍、最大葉長、葉寬具有顯著促進作用，為其提高抗病性、增加產質量上奠定了基礎。

微生物菌劑能夠促進烤煙生長，提高煙株抗病性［24］。除氣候性斑點病外，施用微生物菌劑的處理病情指數均低于對照（表3），這可能是因為施用微生物菌劑能夠增加土壤微生物群落，提高土壤中有益微生物種群的相對豐度和多樣性［25-26］，改善煙株根系微生態環境，提高土壤生態系統的抗逆性，進而抑制病原物的生長與繁殖。

光合作用對煙株的生長發育及產質量有直接影響。施用微生物菌劑后，土壤中有機質、全氮及其他速效養分含量均提高。這些土壤環境的有利變化促使葉綠素含量升高，促進了烤煙的光合作用［27］，凈光合速率提高進而影響烤煙產量［28］。施用3種微生物菌劑，對硃砂煙的產量、產值、均價及中上等煙比例等經濟性狀上整體有促進作用。其中施用巨大芽孢桿菌（A3）具有最高的凈光合速率、產量、產值，最有利于煙株有機物積累和產量提高，對提高硃砂煙產量具有較好作用。

化學成分含量對烤煙品質具有重要作用［29］。本試驗中，4個處理的總糖含量在標準范圍內，氯含量和鉀含量高于標準指標，煙堿含量低于標準指標，鉀氯比和煙堿含量得分較低。因為云產硃砂煙是云煙97的優良變異株，CYP82E4基因在硃砂煙中高度表達，使得煙堿轉化為去甲基煙堿，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照，與韓錦峰等研究發現微生物菌劑能降低煙堿含量的結果［31］一致。另外，硃砂煙是近年來培育的烤煙新品種，品質較高，內含物含量與普通烤煙差別較大，因此用該化學成分指標來衡量其品質則可能不適宜。

相較于對照，施用微生物菌劑能改良土壤理化性質，促進烤煙生長，提高煙葉產量及改善煙葉品質， 有利于實現煙草的優質適產并提高中上等煙比

例。在3種不同微生物菌劑處理條件下，巨大芽孢桿菌處理對硃砂煙的農藝性狀、光合特性、抗病性及產質量促進最為明顯，其產量和產值分別為 2 746.67 kg/hm2、75 372.47元/hm2，是本試驗條件下適宜硃砂煙生產的微生物菌劑。

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