腐殖酸鉀配施生物菌肥對烤煙根系生長及上部葉產質量的影響

摘要：為探究腐殖酸鉀配施生物菌肥對烤煙根系生長能力和上部葉產質量的影響，以云煙87為試驗品種，采用隨機區組設計，以當地常規施肥為對照（CK），移栽后15 d使用腐殖酸鉀45 kg/hm²分別配施7 kg/hm²酶解魚蛋白（T1）、15 kg/hm²枯草哈茨木霉菌（T2）、45 kg/hm²海藻EM活菌（T3）、112.5 kg/hm²海藻甲殼素精鉀（T4），共設置5個處理，探究各處理對根際土壤基本理化性質和煙株根系生長發育以及上部葉產質量的影響。結果表明，相比常規施肥，腐殖酸鉀配施生物菌肥均有利于改善煙株土壤環境，影響氮代謝酶活性和促進煙株根系生長，同時提高煙葉的干物質積累量和烤后煙的產質量，對煙葉生長發育具有明顯的促進作用。各項數據表現出腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌相較于其他處理對根系生長發育的促進效果最優，其產值、產量和上等煙比例相比對照分別提高21.87%、12.79%、19.29%；并顯著提高上部葉的外觀質量和感官質量，其香氣量更加豐富，協調性更好，具有一定的推廣價值。

關鍵詞：烤煙；腐殖酸鉀；生物菌肥；根系；生長指標；上部葉；產質量

中圖分類號：S572.06""文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）01-0066-07

目前，我國部分煙區存在上部葉工業可用性較低的問題，而導致這一問題的主要原因是上部葉品質較差。烤煙的生長發育離不開適宜的土壤環境，在烤煙田間生產環節過程中，施肥是生產者們調控烤煙生長的主要管理措施^［1］，同時也是提高土壤肥力的主要方式，而根系是煙株不可或缺的重要器官，根系通過吸收土壤當中的水分和營養成分以確保煙株的正常生長發育，進而影響煙葉的產質量^［2］。促進根系生長對移栽后煙苗生長發育具有重要作用^［3］，有利于煙苗存活，同時還能促使煙苗更快進入團棵期，進而影響煙株地上部分煙葉產質量^［4-5］。烤煙移栽后，合理施加促進根系生長的肥料能有效提升煙株快速適應環境的能力^［6-7］，同時對煙葉的生長發育也有重要影響^［8］。氮代謝是煙株根系生長發育中重要的代謝途徑之一^［9］，主要在吸收土壤中氮素方面發揮作用^［10］，提高氮代謝相關酶活能促進煙葉煙株的生長發育，還能提高煙葉品質。土壤鉀素與煙株的生長發育、抗旱抗病性以及煙葉燃燒性、香吃味等密切相關，烤煙煙葉鉀含量是評價煙葉品質的重要指標之一^［11］。腐殖酸鉀肥是以具有特殊功能的腐殖酸為原料制成的高分子有機鉀肥^［12］。在土壤中，適宜的鉀素含量有利于提高經濟作物的產量^［13］。劉茜等認為，增加腐殖酸鉀的施用量，烤后煙的鉀含量會隨之增長，同時煙堿含量會降低，煙葉的協調性會更好^［14］。牛莉莉等研究發現，施加腐殖酸鉀對上部葉產質量具有一定的促進作用^［15］。生物菌肥含有活性微生物且富含營養物質^［16］，主要作用在于改良土壤、激發土壤活力以及增加植物抗逆性^［17］。酶解魚蛋白是利用低溫酶解技術，以海洋生物為原料的高蛋白復合肥料，其中含有的有效活菌對煙株根系的生長具有一定的促進作用?？莶莨哪久咕饕梢源龠M植物根系生長發育，改善土壤環境。海藻EM活菌是一種有益混合菌，可以減少植物細菌和真菌病害，有利于改善土壤和植物生根壯苗。施用海藻甲殼素精鉀有利于促進根系細胞的分生，使毛細根快速增多，顯著提高作物的免疫力，克服重茬和鹽堿障礙，提高作物抗重差和抗鹽堿能力，有效抵抗改善作物根系生長微環境，保護根系。目前生物菌肥在作物抗病害方面的研究較多^［18］，但在烤煙品質提升上的研究鮮有報道。本研究通過在大田生產階段使用腐殖酸鉀配施不同生物菌肥，探究不同處理對煙株根系生長以及上部葉產質量的影響，以期為進一步提升上部葉的質量及工業可用性提供理論依據。

1"材料與方法

1.1"試驗材料

試驗于2022年在湖南省長沙市寧鄉大屯營鎮進行，供試材料是當地主栽品種云煙87，植煙土壤類型為弱酸性紅土，土壤肥力中等，光照和排灌條件良好。

供試肥料為結晶腐殖酸鉀（腐殖酸≥60%、氧化鉀≥12%、pH值為8～10），購置于山東綠隴生物科技有限公司；酶解魚蛋白（有效活菌數≥5.0億個/mL），購置于山東建順化工有限公司；微生物菌劑（枯草哈茨木霉菌）（有效活菌數≥10億個/g），購置于濰坊福鍇農業科技有限公司；海藻有效微生物菌群EM活菌（有效活菌數≥2億個/mL），購置于山東延昌生物科技有限公司；海藻甲殼素精鉀（有效活菌數≥2億個/g），購置于山東木十魚石生物科技有限公司。

1.2"試驗設計

各處理（表1）施用方法為兌水稀釋灌根，稀釋比例參照不同肥料使用說明進行。試驗使用隨機區組設計，進行3次重復，田間四周設置3行保護行，行株距為1.2 m×0.5 m。除試驗因素外，其他生產措施均按照當地優質烤煙生產技術進行。

1.3"測定項目與方法

1.3.1"土壤基本理化性狀

移栽后25 d，采用五點取樣法，對每個處理采集0～20 cm土層的根系土壤，自然風干，過0.15、1.00 mm篩后檢測pH值、速效鉀含量、堿解氮含量、有效磷含量、有效鋅含量、有機質含量等土壤指標^［19］。

1.3.2"煙草農藝性狀以及干物質積累量

每個處理在圓頂期選用10株長勢均勻且具有一定代表性的煙株，采用YC/T 142—2010《煙草農藝性狀調查測量方法》進行測量；各處理選取3株長勢相同的煙株，洗凈后，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干后分別測定其干物質積累量。

1.3.3"煙株根系體積、根系干重、根系活力

移栽后45 d選用5株長勢均勻且具有一定代表性的煙株，挖出取根洗凈，利用排水法測量煙株根系體積，烘干后稱量干重，根系活力按照氯化三苯基四氮唑（TTC）法^［20］測定。

1.3.4"煙株根系氮代謝相關酶活

取挖出的煙株根系須根3 g，洗凈并用濾紙吸干，消毒后經液氮速凍，放入-80 ℃超低溫冰箱。使用對應的北京索萊寶科技有限公司生產的試劑盒測定亞硝酸還原酶（NiR）、硝酸還原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸脫氫酶（GDH）的活性。

1.3.5"烤后煙上部葉經濟性狀

各處理的上部煙葉成熟后掛牌采收，單采單烤，烤后上部葉嚴格參照GB 2635—1992《烤煙》國家42級標準進行分級，根據2022年煙葉收購價格計算各處理的中上等煙比例、上等煙及均價、產量和產值。

1.3.6"烤后煙上部葉品質分析

各處理選取烤后上部葉（等級為B2F）各2 kg進行品質分析，分別參照《煙草植物堿連續流動測定法》（YC/T 468—2013）、《煙草總氮連續流動測定法》（YC/T 161—2002）、《煙草"水溶性糖連續流動測定法》（YC/T 159—2002）等測定常規化學成分，邀請專家進行感官質量評價和外觀質量評價，賦分范圍見表2、表3。

1.4"數據的整理與分析

采用Excel 2006軟件整理相關數據，采用SPSS 22.0進行數據統計分析，采用Duncan，s新復極差法比較各處理之間各項指標的差異。

2"結果與分析

2.1"不同處理對土壤基本理化性質的影響

由表4可知，不同處理對煙株根際土壤理化性質具有不同程度的影響，其中T1處理土壤pH值較CK無顯著差異，其余處理較CK均差異顯著；T2與T3處理的有機質含量顯著高于CK；各試驗處理的堿解氮含量與速效鉀含量均顯著高于CK；T2、T3處理的有效磷含量顯著高于CK；各處理有效鋅含量無顯著差異。盡管各處理的土壤理化性質改善不一致，但綜合而言，T2處理的土壤理化性質更適宜煙株的生長發育。

2.2"不同處理對圓頂期煙株農藝性狀的影響

由表5可知，各處理在株高上差異不顯著；T1處理的莖圍、節距、葉片數和3類葉面積均顯著高于CK，T2處理主要體現在3類葉片面積上顯著高于CK，T3與T4處理煙株整體的農藝性狀雖有提高，但低于T1與T2處理。綜合而言，對煙株圓頂期的農藝性狀影響最大的是T1處理，其次為T2處理。

2.3"不同處理在圓頂期的干物質積累量

由圖1可知，不同處理對煙株干物質積累具有一定程度的影響，在圓頂期，CK的煙株干物質積累量與T3、T4處理相比差異不顯著，T1、T2處理與CK相比差異顯著，且較CK分別增加13.44%、10.76%，綜合而言，T1和T2均有利于煙株干物質積累量，對提高上部葉產量具有一定作用。

2.4"不同處理對煙株根系根干重、根體積、根系活力的影響

由表6可知，不同處理對煙株根系干重、根體積、根系活力均有不同程度的影響。各試驗處理根系干重均顯著高于CK，其中T2處理根系干重最大，較CK提高13.42%，與T1處理差異不顯著；各試驗處理根體積均顯著高于CK，其中T2處理根體積最大，較CK提高10.50%，T3與T4處理差異不顯著；各試驗處理根系活力均顯著高于CK，其中T2處理根系活力最大，較CK提高74.64%。綜合而言，不同處理有利于提高根系干重、根體積、根系活力，其中以T2處理表現最優。

2.5"不同處理對根系氮代謝相關酶活的影響

由圖2可知，在根系氮代謝途徑中，各試驗處理亞硝酸還原酶（NiR）、硝酸還原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸脫氫酶（GDH）的活性均顯著高于CK，其中均以T2處理的氮代謝相關酶活性最高，相較于CK，硝酸還原酶（NR）活性高10.37 U/g、谷氨酰胺合成酶（GS） 活性高14.00 U/g、亞硝酸還原酶（NiR） 活性高498.20 μg/（g·h）、谷氨酸脫氫酶（GDH） 活性高0.26 μg/（g·min），其次依次是T1、T4、T3處理。

2.6"不同配施處理對烤后上部煙葉經濟性狀的影響

由表7可知，不同處理對烤后上部煙葉經濟性狀具有顯著影響，與CK相比，不同處理的中上等煙比例、上等煙及均價、產量和產值均有提高，其中以T2處理產量、產值、上等煙比例均最高，相比CK分別提高了12.79%、21.87%、19.29%；T1處理中上等煙比例和均價最高，T1處理中上等煙比例較高。綜合來看，T2處理烤后上部煙葉經濟性狀表現最好。

2.7"不同配施處理對烤后上部煙葉質量的影響

由表8可知，不同配施處理對烤后上部煙葉化學成分及協調性有顯著影響，與CK相比，不同處理烤后上部煙葉煙堿含量均降低，但總氮含量均升高，還原糖含量差異性較??；T2處理的總糖、還原糖含量高于其他處理，不同處理的煙堿含量以T1處理最低，其次是T2處理。不同處理烤后上部煙葉的兩糖比、糖堿比、氮堿比、鉀氯比均高于CK，其中以T2處理的兩糖比、糖堿比和鉀氯比最大。綜上，T2處理能在降低煙堿含量的同時增加烤煙上部煙葉總糖和還原糖含量，提高糖堿比、兩糖比、氮堿比和鉀氯比，提升烤后上部葉化學成分的協調性。

由表9可知，不同處理對烤后上部煙葉外觀質量有顯著影響，與CK相比，不同配施處理烤后上部煙葉外觀質量總分均較高，其中以T4處理和T1處理較高，其次是T2處理。T1處理和T4處理主要表現為顏色橘黃，成熟度好，油分稍有，色度中等，組織較細膩。綜合而言，不同處理能提高烤后上部煙葉外觀質量，特別是T1處理和T4處理。

由表10可知，不同處理對烤后上部煙葉感官質量具有顯著影響，與CK相比，不同處理烤后上部煙葉感官質量總分均較高，其中以T2處理最高，T1、T4處理次之。綜合而言，T2處理能提高烤后上部煙葉感官質量，表現為香氣量足，香氣質好，刺激性小，煙氣細膩，余味較純凈。

3"結論與討論

植物的生長離不開土壤環境，包括土壤肥力、土壤水分等基礎理化性質^［21-22］，而烤煙的種植同樣離不開土壤環境。煙株的生長發育離不開根系，根系的生長嚴重影響著煙株吸收養分的能力，從而對后期煙株的農藝性狀以及干物質積累產生較大影響^［23-24］，而根系吸收養分的能力主要體現在根系形態及其生理狀態上^［25］，同時煙株根系的氮代謝相關酶活性可間接反映出煙株根系的生長程度，同時氮代謝在煙株生長發育過程中同樣不可或缺^［26］?？竞鬅煯a質量是檢驗煙草大田時期成長效果的重要體現^［27］，烤后上部葉的經濟性狀能明顯反映出其產質量水平^［28］，烤后煙的常規化學成分、外觀質量和感官質量更能直接清晰地反映出煙葉的工業價值^［29］。目前腐殖酸鉀在土壤改良和烤煙增質提產方面的效果已經得到證實并應用推廣^［12］，生物菌肥在其他植物中對土壤環境的改良已得到充分驗證，采用二者配施烤煙具有一定的理論依據，本研究通過增施腐殖酸鉀與生物菌肥對植煙土壤環境、煙株的生長發育和烤后煙產質量3個方面來具體探究其對烤煙根系生長和上部葉產質量的影響。

在土壤環境改良過程中，生物菌肥在提供植株所需大量養分的同時能有效保證土壤肥力，本研究利用腐殖酸鉀配施生物菌肥為煙株生長提供了更加適合的土壤條件。與當地常規施肥相比，腐殖酸鉀配施生物菌肥均能有效改善植煙土壤環境，其中以腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌改良土壤基礎理化性質效果最好，這與張旭奇等的研究結果^［30］相似。

本研究對于煙株的生長發育發現，通過腐殖酸鉀配施生物菌肥可以明顯提高煙株的生存能力，同時促進煙葉的發育，具體表現在移栽后煙株根系的生長和煙株農藝性狀的提高以及干物質積累。腐殖酸鉀配施生物菌肥在提升根系干重和體積的同時可以大幅度提升根系活力，促進煙株根系氮代謝；有效增大煙葉葉面積并提高煙株的干物質積累量，對煙株整體發育情況表現最好。其中腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌在促進根系生長中效果最好，尤其在氮代謝中主要功能酶的活性提升較大，進而影響煙株氮代謝過程，加快移栽后煙株的生根和生長，這與陳治鋒等的研究結果^［31-32］相似；在促進煙株發育過程中，大幅度提升其干物質積累，這與孫海燕等的研究結果^［33］相似。

本研究關于烤后煙產質量發現，煙草在田間生長過程中，合理配施肥料能有效改善烤后煙產質量，該結果與黃瓊慧等的研究結果^［34-35］相似。使用腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌相較于配施其他生物菌肥更能有效提高煙株烤后煙質量。在烤后煙經濟性狀上腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌的產值、產量和上等煙以及中上等煙比例最高；在烤后常規化學成分中腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌可以提高糖含量、總氮含量和鉀含量的同時降低煙堿，有效提高烤后煙化學成分的協調性；外觀質量以腐殖酸鉀配施酶解魚蛋白和海藻甲殼素精鉀最好，而施用腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌次之，導致該情況發生可能是由于這2種肥料富含大量鉀元素，進而影響上部葉的外觀質量；在感官質量上腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌的提升效果最好，尤其在香氣質方面表現最明顯，其中腐殖酸鉀配施海藻EM活菌相較于配施其他生物菌肥較差，造成該結果可能是由于各生物菌肥之間有效活菌種類以及數量的差異?？傮w而言，腐殖酸鉀配施生物菌肥對上部葉烤后煙產質量的提升效果較好，這與高志豪等的研究結論^［36］相似。

腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌相較于當地常規施肥改善了土壤環境，更加適合煙株的生長；提高了煙株的葉面積等農藝性狀，增加了干物質積累量，有效保障煙葉的單葉產量；以及提升了煙株的根系活力、生理形態和相關氮代謝酶活性，促進煙葉的生長；提高了上部葉的經濟性狀和煙農的收入；改善了上部葉的化學成分，尤其在總糖和還原糖含量以及降低煙堿含量方面，一定程度上提高了其協調性；有效改善了上部葉的外觀質量和感官質量，提高其工業可用性?？傊?，腐殖酸鉀配施枯草哈茨木霉菌對煙株根系生長發育具有明顯的促進效應，且提高上部葉產質量的效果顯著，具有較好的推廣利用價值。

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