3种微生物菌肥对烤烟生长发育及烟叶产量和质量的影响

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　　摘要：为了筛选适合陕西省安康市和商洛市烟区生态环境的微生物肥料，研究不同种类和用量微生物菌肥对烤烟生长发育和烤后烟叶产量和质量的影响，以烟草主栽品种云烟99作为试验对象在安康市旬阳县和商洛市洛南县开展肥效对比试验。结果表明，施用微生物肥料能够有效促进烟草的生长发育，株高、叶长、叶宽、茎围等均较对照显著增加;能够提高烤后烟叶的产量和产值，在旬阳县试验点施用微生物肥料的处理产量较对照提高0.43%～3.23%，产值提高0.84%～7.88%，在洛南县试验点产量和产值的分别提高-0.35%～8.36%、-0.27%～7.24%，仅有1个处理产量产值较对照略有降低;能够显著改善烤后烟叶物理性状和化学成分指标，施用微生物肥料的处理在两地均能降低烟碱含量并提高钾氯比，促进化学成分更加协调。其中，适合旬阳县试验点的微生物肥料是昆腾微生物菌剂（潍坊昆腾农业发展股份有限公司），而双藻生物有机肥2.0则在洛南县效果较好。
　　关键词：微生物菌肥;烤烟;烟叶;经济性状;产量和质量;生长发育
　　中图分类号：S572.06
　　文献标志码：A
　　文章编号：1002-1302（2020）16-0108-07
　　烟草是一种以叶片为收获对象的重要的经济作物，提高烟叶品质是目前我国烟草农业生产的首要目标[1]，并且烟草经济是我国经济的重要组成部分[2]。烟草在多数省份均有种植，陕西烟区是我国烟草生产的重要产区之一[3]，产区烟叶质量的提升不仅能够为整体提高我国烟叶质量作出贡献，也能够增加农民收入，使烟农生活更加富足。
　　施用化肥是农业生产中快速补充作物养分的有效手段[4]，但是长时间大量地投入化肥也会给我国农业生产带来严重的问题，如土壤板结、肥料利用效率降低、土地盐碱化加重、生态污染等诸多问题[5-6]。烟草生产中使用化肥可以显著提高烟草的生产效率，但长期单一使用化肥会影响烤后烟叶的化学成分含量，导致烟叶质量下降[7]。随着我国烟草行业对烟叶质量要求的逐渐提高以及绿色农业等观念逐步深入人心，减少化学制品在烟草生产过程中的施用量具有重要的意义[8]。因此，微生物肥料在烟草生产中越来越受到青睐。
　　微生物肥料是指经过一定加工手段制成的含有活菌的生物制品，能够通过微生物代谢改善土壤小环境，增加土壤肥力或与植物互作互相促进生长等方式[9]，提高植物产量和质量改善农产品品质[10]。虽然目前很多研究指出施用微生物肥料能够提高烟草产量和质量增加经济效益[10-11]，但在微生物肥料中发挥作用的主体是活菌，而活菌受温度、土壤条件等因素影响，加之我国烟区分布广泛，自然条件更是差异巨大，因此微生物肥料的普适性推广会受到一定的限制。筛选适合产区生产的微生物肥料就显得尤为重要。
　　本研究在陕西省安康市和商洛市烟区对昆腾微生物菌剂、双藻生物有机肥2.0、武夷菌微生物菌剂等3种微生物肥料进行种类和用量的田间试验，通过比较其对烟株大田生长以及烤后烟叶的产量和质量的影响，筛选出适合当地生态的微生物菌肥种类和用量，旨在为当地烟叶优质生产提供支撑。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地点概况
　　试验于2018年5—9月进行，试验地点位于陕西省安康市旬阳县金寨镇寨河村（32°41′34″N，109°29′23″E）和商洛市洛南县永丰镇李洼村（34°05′21″N，110°02′01″E）进行。旬阳县金寨镇5—9月平均气温为26.00 ℃，月均降水量为 160.74 mm。试验地土壤为黄褐土，试验地块处平缓坡地，四周无遮挡，排灌条件良好，肥力中等。土壤pH值为6.7，有机质含量为18.38 g/kg，碱解氮含量为91 mg/kg，速效磷含量为33.3 mg/kg，速效钾含量为376.1 mg/kg。洛南县永丰镇5—9月平均气温为19.20 ℃，月均降水量为406.88 mm。试验地土壤为棕壤，试验地块处平地，地势平坦四周无遮挡，排灌条件良好，肥力中等。土壤pH值为6.4，有机质含量为11.53 g/kg，碱解氮含量为63 mg/kg，速效磷含量为26.4 mg/kg，速效钾含量为221.5 mg/kg。
　　1.2 试验材料
　　两地供试烤烟品种均为云烟99。昆腾微生物菌剂购自潍坊昆腾农业发展股份有限公司，主要成分由有机质载体和枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、放线菌、拟康氏木霉菌、苏云金杆菌等复合菌群组成，其中有机质含量为80%，复合菌活菌含量为 0.2×109 CFU/g;双藻生物有机肥2.0购自青岛海大生物集团有限公司，有机质含量为40%，双藻活性物质含量为15%，有益菌含量为0.2×109 CFU/g;武夷菌微生物菌剂购自潍坊万胜生物农药有限公司，主要成分为武夷菌，活菌含量为7×109 CFU/g。
　　1.3 试验设计
　　试验地整地、基肥施用、起垄、移栽时间均按照当地烟叶生产正常进行。试验设置9个处理和1个对照。对照不施加微生物菌肥;处理1施用昆腾微生物菌剂1 200 kg/hm2;处理2施用昆腾微生物菌剂1 800 kg/hm2;处理3施用昆腾微生物菌剂 2 400 kg/hm2;处理4施用双藻生物有机肥2.0肥料1 200 kg/hm2;处理5施用双藻生物有机肥2.0肥料1 800 kg/hm2;处理6施用双藻生物有机肥2.0肥料2 400 kg/hm2;处理7施用武夷菌微生物菌剂150 kg/hm2;处理8施用武夷菌微生物菌剂 225 kg/hm2;处理9施用武夷菌微生物菌剂 300 kg/hm2。按照当地生产要求烟草种植密度为 1 100株/667 m2，微生物肥料施肥方式为穴施，在距烟草定植处15 cm的位置打孔施肥。各处理试验面积为50 m2，每个处理进行3次重复，采用小区随机区组排列试验。
　　1.4 取样、测定项目及方法
　　按照相关行业和国家标准，记录烟草的生育进程。烟草农艺性状根据行业标准[12]在平顶期进行调查，包括株高、茎围、叶长、叶宽等，每个处理随机调查10株烟草;根据YC/T 39—1996《煙草病害分级及调查方法》对烟草病毒病等主要病害进行调查;烤后烟叶按照GB 2635—92《烤烟》的分级标准进行烟叶分级，统计烟叶产量、上中等烟比例等，按照当年指导收购价统计均价、产值等经济学性状;各处理初选烤后烟叶B2F和C3F 2个等级各2 kg进行单叶质量、叶长、叶宽、梗质量以及含梗率等物理指标检测，并按照王毅等的方法[13]进行化学成分分析。 　　1.5 数据分析
　　数据采用Excel 2010软件进行数据整理，用SPSS 13.0软件在0.05水平上进行差异显著性分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 田间生长势调查
　　由表1可知，移栽期增施不同种类微生物肥料在旬阳县寨河村和洛南县李洼村对烟草田间长势的影响主要体现在叶色和主脉粗细上，对烟草的株型、叶型、茎叶角度、田间整齐度以及移栽后生长势的影响未见明显差异。其中，寨河村试验点的烟草叶脉要比李洼村试验点的细，但是两地内各个处理之间叶脉粗细未见明显差异。在叶色方面，寨河村试验点添加微生物肥料的处理均不弱于对照，其中处理3、处理6、处理9这3个用量最大的处理烟草叶色要比对照明显更绿;而在李洼村试验点处理1和处理5添加微生物肥料后叶色却比对照稍弱，只有处理3和处理9这2个用量最大的处理烟草叶色较对照更绿。
　　2.2 农艺性状
　　从表2可以看出，移栽期增施微生物菌肥有促进烟株生长的作用，但不同试验地点对烟株生长发育的影响并不一致。在寨河村试验点，增施微生物肥的各处理烟株在株高、叶长、叶宽、节距以及茎围等指标上基本不弱于对照。其中株高最高的处理是处理8，其次为处理3和处理5，株高较对照分别增长4.60%、4.30%、3.20%，差异显著。各微生物肥料对叶长、叶宽、节距以及茎围等农艺性状指标促进作用较大的处理分别是处理3、处理5和处理9，基本都遵循微生物肥施用浓度越高对烟草生长发育的增强作用越强的规律。在李洼村试验点烟株的生长也同样遵循这个规律，3种不同微生物肥料对烟株生长增强作用最强的处理分别是处理3、处理6和处理9。但是在李洼村试验点各处理的烟株各个农艺性状指标平均值均明显高于寨河村试验点的烟株。
　　2.3 田间病害发病情况
　　试验期间，两地雨热均匀温湿适宜，均未见病害暴发。田间调查偶见感染烟草花叶病毒（TMV）和气候斑点病的烟株，不同处理之间以及与对照相比均没有明显差别。
　　2.4 经济性状分析
　　增施微生物肥料在两地都能明显提高烟叶产量和产值（表3）。对增施昆腾微生物菌剂的处理1至处理3而言，处理3在寨河村对烟草产量、产值的促进效果最为明显，较对照分别显著提高3.23%、6.60%;在李洼村试验点也是处理3对产量、产值的促进效果最为有效，分别较对照显著提高5.11%、5.17%。虽然处理3在李洼村试验点的产量比寨河村高，但其在李洼村试验点中上等烟比例和收购均价等方面均比寨河村试验点低。总体上，双藻生物有机肥2.0和武夷菌微生物菌剂在寨河村对烟草产量和产值增加效果最明显的处理分别是处理5、处理9，产量较对照分别提高2.23%、2.87%，产值分别提高7.23%、6.23%;在李洼村试验点对烟草产量和产值提高最明显的处理分别是处理6、处理9，产量较对照分别提高8.36%、2.93%，产值分别提高7.24%、4.70%。总体来看，在寨河村和李洼村试验点，对产量和产值提高效果最明显的分别是处理5和处理6。整体而言，李洼村上等烟比例高于寨河村，但是2个试验点的中上等烟比例和均价均没有显著性差异。
　　2.5 上部烟叶理化性质分析
　　烤后烟叶分级后，对C3F和B2F进行物理指标和化学成分测定。如表4所示，增施微生物肥处理能够有效提高C3F和B2F烟叶的单叶质量，无论是在寨河村试验点还是李洼村试验点，施用不同微生物肥料，单叶质量一般遵循随着微生物肥料施用量的增加而逐渐增加的规律。在寨河村，C3F烟叶单叶质量最大的3个处理分别是处理3、处理5、处理9，较对照分别增加2.39%、5.93%、1.87%，且差异显著;在李洼村，处理3、处理4、处理9 C3F单叶质量较对照分别显著增加4.79%、3.94%、4.79%。如表5所示，对B2F烟叶而言，在寨河村和李洼村施用不同种类微生物肥料对单叶质量提高最大的处理分别为处理3、处理5、处理9和处理3、处理6和处理7。同时，结合表4、表5发现单叶质量大的处理其烤后烟叶叶长和叶宽也较大，叶面积的增大导致单叶质量的增加。此外，无论是C3F还是B2F，李洼村试验点的烟叶质量、烤后烟叶长和叶宽都要明显高于寨河村试验点。
　　施用微生物肥处理的烟叶的化学成分相对更加协调。在寨河村和李洼村试验点，增施微生物肥料能够有效降低C3F和B2F烟叶的烟碱含量并且提高钾氯比，这些化学成分含量在2个试验点基本都随着微生物肥料用量的增加而更加协调。在寨河村试验点施用不同种类微生物肥料，B2F烟叶钾氯比最高的处理分别是处理3、处理6、处理9，其钾氮比基本都在3.5左右，符合优质烟叶钾氯比指标范围并且要明显优于对照和其他处理。
　　3 讨论
　　在烟叶生产中，整个烟草生长期单纯施用化学肥料的施肥方式已逐渐替代为主施化学肥料，辅施有机肥、生物炭、生物雌激素等其他类型肥料。微生物肥料就是一种对烟叶产量和质量提升非常有效的辅助肥料。有研究指出，微生物肥料中的活菌能够有效降解烟草根系分泌的一些有毒物质，改善烟株根际微环境从而提高烟草产量和质量[11];并且有研究指出，微生物肥料的施用能够提高土壤中有机质、速效钾、有效磷甚至是碱解氮的含量[8，14]，增加土壤微生物功能的多样性及酶活性，进而使得土壤肥力增加，从而有益于烟草的生长发育和烟叶品质的提升。微生物肥料的施用甚至还能够减少烟草农药的施用量[15]，并且对烟草青枯病等病害也具有一定的防治效果[16]。在本研究中，无论是在旬阳县寨河村还是洛南县李洼村，施用微生物肥料的各个处理烟株在株高、葉长、叶宽、茎围等农艺性状方面都较对照有明显的提升，进而提高了烟叶产量，这与张良等的研究结果[17-19]基本一致。究其原因，一方面可能是微生物菌肥提高了土壤肥力从而促进了烟株的生长;另一方面则有可能是微生物菌肥中的活菌由于数量众多在烟草根际形成优势菌落，通过与植物互作或者分泌的刺激代谢产物（如植物生长调节剂等）促进了烟株的发育[20]。 　　此外，本研究还发现在两地施用微生物肥料之后，无论是C3F还是B2F，烤后烟叶烟碱含量都有着不同程度的降低，其降低的趋势与微生物肥料对烟株生长的促进程度呈正相关关系，即对烟株叶长叶宽等性状促进越大的处理，其烟碱含量相对而言则降低的越多。这很有可能是由于烟叶面积的增大使烟碱的含量降低。这与卜令铎等的研究基本一致，即通过促进烟草开片，从而提高叶面积降低上部烟叶的烟碱含量[21]。另一方面，施用微生物肥料还能够提高烟叶的钾氯比，从而使烟叶化学成分更加协调。这与王政等的研究结果[18-22]基本一致。这很可能也与微生物在土壤中的解钾活动提高土壤养分含量有关[8]。
　　虽然增施微生物肥料能够促进烟草生长并提高烟叶的产量和质量，但是在不同的试验地点不同种类和用量的微生物肥料对烟株产量和质量的影响是不一样的。以烟叶产量而言，在寨河村施用昆腾微生物菌剂对产量的提升作用最为明显;而在李洼村对产量提升效果最好的微生物肥料则是双藻生物有机肥2.0;不同地区施用不同微生物肥料用量对烟叶产量的提升效果也不同，在两地昆腾微生物菌剂和武夷菌微生物菌剂均是施用最高浓度（分别是处理3和处理9）对烟叶产量提升幅度最大，而双藻生物有机肥2.0在寨河村和李洼村分别以中浓度（处理5）和高浓度（处理6）施用对烟叶产量提升效果最好。因此，筛选不同烟草产区最合适的微生物肥料种类和用量是其进行推广应用的基础。
　　4 结论
　　烟草移栽期增施微生物肥料能够有效促进烟株生长，其株高、叶长、叶宽以及茎围等农艺性状得到明显促进;并且微生物肥料的增施不仅能够提高烟叶产量和产值，促进烟农增收，而且还能够明显改善烤后烟叶的理化性质，使烟叶中各种化学成分含量更加协调，提高了烟草品质。微生物肥料的施用种类和用量对烟草产量和质量的影响受烟区生态影响较大。本研究中，在寨河村和李洼村分别以昆腾微生物菌剂和双藻生物有机肥2.0对烟草产量和质量提高效果最好;不同微生物肥料种类在两地以中高量用量对烟草产量和质量的提升效果最为明显。
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