李迪秦 任錚 祝利 湯曉明 符昌武 王祖福 王修忠 易克 胡亞杰

摘要：為了探討土壤調(diào)理劑與枯草芽孢桿菌菌劑配施對煙株生長發(fā)育及病害的影響，以烤煙品種K326為材料，開展“粵田”牌土壤調(diào)理劑與枯草芽孢桿菌菌劑不同用量配施試驗(yàn)。結(jié)果表明，土壤調(diào)理劑和枯草芽孢桿菌菌劑單施或配施，均可以提高土壤細(xì)菌和放線菌的種群數(shù)量，降低真菌的種群數(shù)量，且配施的效果顯著好于單施;對提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量，降低有機(jī)質(zhì)含量，配施的效果好于單施，但單施與配施處理之間無顯著性差異。對煙株生長發(fā)育的影響而言，均可以提高煙葉的葉綠素相對含量（SPAD值），增強(qiáng)煙株的根系體積和根系活力，促進(jìn)煙葉的光合作用，提高煙株的株高、莖圍、葉面積等主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)，且配施的效果顯著好于單施。對烤煙病害的影響而言，在自然狀態(tài)下，均可以提高煙株的田間抗病性，顯著降低氣候斑點(diǎn)病、赤星病、普通花葉病和黑脛病的發(fā)病率和病情指數(shù)，且配施的效果好于單施。初步研究表明，在土壤調(diào)理劑90～150 g/株和枯草芽孢桿菌菌劑0.35 g/株配施量處理下，有利于土壤改良和促進(jìn)煙株生長發(fā)育，降低烤煙大田病害危害。

關(guān)鍵詞：土壤調(diào)理劑;枯草芽孢桿菌;烤煙;生長發(fā)育;病害

中圖分類號：S572.06 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）10-0088-06

煙草是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，適宜的植煙土壤是優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)重要的前提條件，我國現(xiàn)有植煙區(qū)，由于長期連作[1-3]、化肥的大量投入和連年施用[4]，導(dǎo)致了植煙土壤板結(jié)，通透性差，土壤養(yǎng)分含量失衡，地力下降，土傳病害危害日趨嚴(yán)重，影響了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其功能多樣性的發(fā)揮，制約了我國優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)[5]。由于我國的人均耕地面積十分有限，現(xiàn)有烤煙生產(chǎn)很難進(jìn)行年際間的輪作或休耕種植。為此，廣大科技工作者先后重點(diǎn)開展了植煙土壤有機(jī)物料（如有機(jī)肥和生物質(zhì)炭等）[6-7]、土壤調(diào)理劑[8-11]、生物有機(jī)肥[12-15]等土壤改良技術(shù)的相關(guān)研究。

“粵田”牌土壤調(diào)理劑含硅、鈣、鎂、鉬、鋅等營養(yǎng)元素，具有調(diào)節(jié)土壤pH值，減緩、消除土壤中過量鋁、鐵、錳等金屬離子產(chǎn)生的毒害，提高土壤養(yǎng)分有效性及肥料利用率，減低土壤連作障礙危害，增強(qiáng)作物的抗逆性，提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)等效果?？莶菅挎邨U菌（Bacillus subtilis），是芽孢桿菌屬的一種細(xì)菌，枯草芽孢桿菌菌體生長過程中，會產(chǎn)生枯草菌素、多黏菌素、制霉菌素、短桿菌肽等活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)在植物生長發(fā)育進(jìn)程中起到刺激作用，誘導(dǎo)產(chǎn)生有利于提高植物免疫力的抗病因子，對致病菌或內(nèi)源性感染的條件致病菌有明顯的抑制作用;同時，菌體自身也可合成一些如纖維素酶、脂肪酶和蛋白酶等酶類物質(zhì)及生物堿和B族維生素，這些物質(zhì)可以調(diào)節(jié)和促進(jìn)植株的生長發(fā)育[16-18]。

近年來，隨著枯草芽孢桿菌在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，科技工作者應(yīng)用枯草芽孢桿菌菌劑、土壤調(diào)理劑在土壤治理[16，19-20]、土傳病害控制[15]及促進(jìn)作物生長發(fā)育[21-23]等方面，開展了許多有益的探索，并相繼取得了很多有益的研究成果。但在植煙土壤上開展枯草芽孢桿菌菌劑與土壤調(diào)理劑配施，探討其對土壤和煙葉的影響等方面的相關(guān)研究報道極少。本研究通過開展土壤調(diào)理劑與枯草芽孢桿菌菌劑不同配施量，對植煙土壤和烤煙生長發(fā)育及田間抗病性等方面的影響，旨在探尋植煙土壤改良和優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)新的技術(shù)措施。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

2018—2019年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研基地（長沙）進(jìn)行土壤調(diào)理劑與枯草芽孢桿菌菌劑配施的盆栽試驗(yàn)。供試烤煙品種為K326（由湖南省煙草公司提供），2018年12月28日播種，漂浮育苗;2019年3月30日移栽，7月26日終采，單株留葉18張。供試土壤為煙稻輪作土壤，其基本肥力情況：pH值為6.48、有機(jī)質(zhì)含量為2.42 g/kg、堿解氮含量為141.2 mg/kg、有效磷含量為121.2 mg/kg、速效鉀含量為123.5 mg/kg;供試土壤中的細(xì)菌、真菌和放線菌的種群數(shù)量分別為10.478×105、15.854×103、9.458×105 CFU/g。供試土壤調(diào)理劑為廣東萬山土壤修復(fù)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的“粵田”牌土壤調(diào)理劑（硅、鈣、鎂、鉬、鋅等有效含量≥2%，pH值為10～12）;供試枯草芽孢桿菌菌劑由康源綠洲生物科技（北京）有限公司提供，活菌數(shù)含量≥2 000 億個孢子/g。盆栽試驗(yàn)用的塑料盆的底部內(nèi)徑為 22 cm，上部內(nèi)徑為27 cm，盆高26 cm;供試肥料為由湖南金葉眾望科技股份有限公司生產(chǎn)的煙草專用肥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

結(jié)合近幾年國內(nèi)開展的土壤調(diào)理劑及枯草芽孢桿菌菌劑在生產(chǎn)上的應(yīng)用所取得的相關(guān)研究成果[8，13，15-17]，試驗(yàn)設(shè)6個處理（表1），3次重復(fù)，每個重復(fù)栽15盆。

每盆裝風(fēng)干土壤15 kg，每盆栽烤煙1株;在移栽前3 d，按照煙草專用基肥 45.5 g/株、有機(jī)餅肥13.6 g/株的施用量基施在盆中（開穴）;追肥中的提苗肥按照4.5 g/株的施用量結(jié)合澆定根水對水施用;煙草專用追肥和K2SO4，在移栽后30、45 d，分別按照45.5、13.6 g/株的施用量追施?？偸┑繛?.1 g/株，N ∶P2O5 ∶K2O為10 ∶7 ∶20。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 土壤養(yǎng)分含量及三大微生物種群數(shù)量的測定

烤煙終采后，每個重復(fù)選擇生長基本一致的10盆，將每盆煙株拔出留下土壤，混合以后去除植物殘體與沙石等。每個土壤樣品一分為二，一份用于測定土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量以及土壤pH值，參照鮑士旦的方法[24]，有機(jī)質(zhì)含量采用K2Cr2O7滴定法測定，有效磷含量采用NaHCO3浸提比色法測定，速效鉀含量采用NH4Ac浸提火焰光度法測定，堿解氮含量用堿解擴(kuò)散法測定，土壤pH 值采用電位法測定，水土比為1 ∶2.5測定;另一份土壤樣品過2 mm篩，置于4 ℃冰箱保存，用于室內(nèi)測定土壤細(xì)菌、真菌和放線菌種群數(shù)量，參照丁偉等的方法[20]，平板分離計數(shù)土壤中的細(xì)菌（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）、真菌（馬丁氏培養(yǎng)基）、放線菌（高氏一號培養(yǎng)基）種群數(shù)量。

1.3.2 主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)

打頂后7 d，參照YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》，每個處理選10株長勢基本一致的煙株，測定有效葉數(shù)、株高、莖圍、節(jié)距、最大葉長與葉寬，并計算葉面積（葉長×葉寬×0.634 5）。

1.3.3 生理指標(biāo)測定

打頂后7 d，在08：30—11：30，使用Li-6400型便攜式光合儀（美國Li-COR公司生產(chǎn)），對每個重復(fù)3株煙株測定最大葉的SPAD值、光合速率（photosynthetic rate，簡稱Pn）、氣孔導(dǎo)度（stomatal conductance，簡稱Gs）、胞間CO2濃度（intercellular CO2 concentration，簡稱Ci）和蒸騰速率（transpiration rate，簡稱Tr）、葉面水氣壓虧缺（VPD leaf-to-air，簡稱Vpdl）參數(shù);每個重復(fù)選擇有代表性的5株煙株，取其細(xì)根系5 g/株用冰袋保存，室內(nèi)采用2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC）法測定根系活力（RA）;其余根系取下以后，用刀切成長3 cm左右，采用排水法測定其根系體積（RV）。

1.3.4 主要病害調(diào)查

供試盆栽土壤來自于煙稻輪作植煙土壤，大田常見的煙葉主要病害有黑脛病、普通花葉病、氣候斑點(diǎn)病、赤星病等，發(fā)生的時間一般在4月初到6月初。參照GB/T 23222—2008《煙草病蟲害分級調(diào)查方法》，結(jié)合這些常見病害常年發(fā)生的規(guī)律，對試驗(yàn)的每個處理的發(fā)病情況逐株進(jìn)行調(diào)查，并計算病指。計算公式如下：

病株率=病株總數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%;

病情指數(shù)=∑（各級病株數(shù)×對應(yīng)病級值）/（調(diào)查總株數(shù)×最高級值）×100。

其中：黑脛病、普通花葉病、氣候斑點(diǎn)病、赤星病的最高病級值分別為9、9、9、4。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用Duncans（α=0.05）法進(jìn)行多重比較;采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分含量及三大微生物種群數(shù)量

從圖1可知，各處理間土壤有機(jī)質(zhì)含量及pH值無顯著性差異（P>0.05），堿解氮、有效磷、速效鉀含量均表現(xiàn)為T1>T2>T3>T4>T5>T6（CK），且T1與T2、T3與T4、T5與T6（CK）之間均無顯著性差異（P>0.05）;與T6（CK）相比較，T1～T5處理有機(jī)質(zhì)含量降低了0～2.8%，但堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別增加了1.38%～15.70%、1.40%～10.50%、2.24%～11.90%。

初步表明，土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量在單施土壤調(diào)理劑（90～150 g/株）時，無顯著變化;當(dāng)土壤調(diào)理劑單施量達(dá)150 g/株時，對土壤堿解氮和速效鉀有顯著的作用效果;單施枯草芽孢桿菌菌劑對土壤主要養(yǎng)分含量無顯著影響作用;土壤調(diào)理劑（150 g/株）配施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株）可以顯著提高土壤的堿解氮、有效磷、速效鉀含量（P<0.05）。

從圖2可知，移栽前后土壤三大微生物種群數(shù)量的變化明顯，其中，細(xì)菌種群數(shù)量表現(xiàn)為T1>T3>T5>T2>T4>T6（CK），真菌種群數(shù)量表現(xiàn)為T6（CK）>T4>T2>T5>T3>T1，放線菌種群數(shù)量現(xiàn)為T1>T3>T5>T2>T6（CK）>T4;且T1與T2、T3與T4、T5與T6（CK）之間三大微生物種群數(shù)量均差異顯著（P<0.05）。

初步表明，單施土壤調(diào)理劑（150 g/株），有利于細(xì)菌種群數(shù)量顯著增加;單施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），以及土壤調(diào)理劑（90～150 g/株）配施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），對土壤三大微生物種群數(shù)量有顯著的作用效果。由于土傳病害多為真菌性或細(xì)菌性病害，枯草芽孢桿菌菌劑單施或與土壤調(diào)理劑配施，在一定程度上均能有效降低其危害。

2.2 主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)

從圖3可知，株高、莖圍、節(jié)距和最大葉葉面積，均表現(xiàn)為T1>T3>T2>T4>T5>T6（CK），有效葉片數(shù)T1、T2和T3高于T4、T5和T6（CK）。

初步表明，單施土壤調(diào)理劑（150 g/株），莖圍和最大葉葉面積顯著增加;土壤調(diào)理劑（90～150 g/株）配施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），能顯著提高莖圍、節(jié)距和最大葉葉面積。

2.3 主要生理指標(biāo)

SPAD值是指葉綠素的相對含量，通過SPAD值可以了解植物生長狀態(tài)。從圖4可知，打頂7 d后，根系的體積與活力及最大葉的SPAD值，均表現(xiàn)為T1>T3>T2>T4>T5>T6（CK），其中T1與T2、T3與T4、T5與T6（CK）之間均無顯著性差異（P>0.05）。

初步表明，單施土壤調(diào)理劑（150 g/株），以及土壤調(diào)理劑（150 g/株）配施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），對根系體積、根系活力、葉片SPAD值有顯著作用效果。

從圖5可知，不同處理的Pn、Tr、Gs和Vpdl均表現(xiàn)為T1>T3>T2>T4>T5>T6（CK），其中T1與T2、T3與T4、T5與T6（CK）之間均無顯著性差異（P>0.05）;Ci表現(xiàn)為T6（CK）>T5>T4>T2>T3>T1。

初步表明，單施土壤調(diào)理劑（90 g/株）或枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株）對凈光合速率有一定的作用效果，但效果不顯著;土壤調(diào)理劑（150 g/株）配施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），能顯著促進(jìn)凈光合速率的提高。

2.4 自然狀態(tài)下田間病害調(diào)查

除氣候斑點(diǎn)病屬于生理性病害外，赤星病、黑脛病和普通花葉病都可以通過土壤進(jìn)行傳染危害[25]。

從表2可知，田間氣候斑點(diǎn)病的發(fā)病率和病情指數(shù)表現(xiàn)為T6（CK）>T4>T5>T2>T3>T1;普通花葉病的發(fā)病率和病情指數(shù)均表現(xiàn)為T6（CK）>T4>T5>T2>T3>T1;黑脛病發(fā)病率和病情指數(shù)均表現(xiàn)為T6（CK）>T4>T2>T5>T3>T1;赤星病發(fā)病率和病情指數(shù)均表現(xiàn)為T6（CK）>T4>T2>T5>T3>T1。

初步表明，單施土壤調(diào)理劑（90～150 g/株），能顯著降低氣候斑點(diǎn)病和黑脛病的發(fā)病率和病情指數(shù)，以及普通花葉病和赤星病的病情指數(shù);單施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），能顯著降低氣候斑點(diǎn)病、黑脛病、赤星病的發(fā)病率和病情指數(shù)，以及普通花葉病的病情指數(shù);且以土壤調(diào)理劑（90～150 g/株）配施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），對降低氣候斑點(diǎn)病、普通花葉病、黑脛病和赤星病的發(fā)病率和病情指數(shù)的作用效果最佳。

3 討論

3.1 土壤調(diào)理劑和枯草芽孢桿菌對改善土壤環(huán)境及烤煙生長發(fā)育的影響

已有研究表明，土壤調(diào)理劑能有效調(diào)節(jié)土壤pH值，改善土壤物理特性，平衡土壤養(yǎng)分，微生物菌劑可以調(diào)節(jié)土壤中微生物種群結(jié)構(gòu)及種群數(shù)量，微生物的活動有利于改良土壤作用，兩者協(xié)調(diào)通過土壤環(huán)境條件的改善營造一個有利于促進(jìn)烤煙生長發(fā)育，提高烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)的環(huán)境條件[8，11，25];生產(chǎn)上使用的枯草芽孢桿菌，通過自身繁殖過程中產(chǎn)生大量有利于促進(jìn)土壤固定養(yǎng)分的降解釋放，提高土壤主要養(yǎng)分含量的分泌物[16，19]，并通過自身繁殖及產(chǎn)生的分泌物，來調(diào)節(jié)土壤三大微生物種群數(shù)量[15-16，19]，抑制土壤有害病菌，增強(qiáng)煙株的抗病性[25-27]，進(jìn)而有利于促進(jìn)煙株的生長發(fā)育[15，22]。

由于本研究使用的土壤調(diào)理劑含有一定量的中微量元素，為作物生長補(bǔ)充了一定量的礦質(zhì)營養(yǎng);同時，使用的土壤調(diào)理劑具有強(qiáng)堿性，通過調(diào)節(jié)土壤pH值，提高土壤養(yǎng)分的有效釋放;枯草芽孢桿菌通過自身繁殖和生長，起著抑制土壤有害微生物和平衡土壤有害有益微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量的作用;二者協(xié)同，影響土壤養(yǎng)分含量和土壤有害與有益微生物種群結(jié)構(gòu)及數(shù)量，進(jìn)而影響作物的生長發(fā)育。通過本研究發(fā)現(xiàn)，土壤調(diào)理劑（150 g/株）配施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），對土壤三大微生物種群數(shù)量，以及土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量的增加有顯著的作用效果;土壤微環(huán)境的改變對烤煙生長發(fā)育的影響，集中體現(xiàn)在莖圍、節(jié)距、葉面積、根系體積與活力、葉片SPAD值及光合作用等方面的顯著增加上。從而表明，一定量的土壤調(diào)理劑與枯草芽孢桿菌菌劑配施，有利于植煙土壤的改良和促進(jìn)烤煙的生長發(fā)育。

3.2 土壤調(diào)理劑和枯草芽孢桿菌對烤煙病害的影響

土壤中微生物種類及功能呈現(xiàn)多樣性，作物產(chǎn)生病害的主要原因是土壤中有害和有益微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量的平衡性差，以及作物抗逆性低下所致[18，22]。研究表明，土壤調(diào)理劑對土壤微生物的種群結(jié)構(gòu)及數(shù)量具有一定的調(diào)節(jié)和促進(jìn)作用[8，26];施用促生細(xì)菌，能有效防治農(nóng)作物植株根系微環(huán)境的多種真菌和細(xì)菌性病害，以及病毒性病害，促生菌防病的作用機(jī)制，主要是通過生防菌自身繁殖過程中與病原菌競爭土壤養(yǎng)分及生活的空間，分泌具有抑制病原物發(fā)展的抗生素，通過這些分泌物誘導(dǎo)農(nóng)作物植株自身產(chǎn)生抗病性;此外，促生菌也能夠通過分泌物及產(chǎn)生一些植物激素，來降解土壤中固定的多種礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)，提高土壤養(yǎng)分供應(yīng)的有效性，促進(jìn)農(nóng)作物的生長發(fā)育[15]。近些年，隨著枯草芽孢桿菌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中表現(xiàn)出的抑菌譜廣、促生長、可以提高植株抗逆性、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物的病害控制上[15，17，27]。

枯草芽孢桿菌具有較強(qiáng)功能，通過自身繁殖與生長，影響著土壤微生物種群結(jié)構(gòu)及數(shù)量，并對作物抗逆性起著一定影響[22]。本研究同樣表明，在大田自然狀態(tài)下，土壤調(diào)理劑（90～150 g/株）配施枯草芽孢桿菌菌劑（0.35 g/株），在改善土壤三大微生物種群數(shù)量，促進(jìn)煙株的生長發(fā)育，提高煙株的抗逆性，降低土壤有害病菌微生物危害等方面，有著良好的作用效果。本研究結(jié)果為土壤調(diào)理劑和枯草芽孢桿菌菌劑在煙草生產(chǎn)上的應(yīng)用，提供了科學(xué)依據(jù)與方法。

綜上結(jié)果表明，含有多種中微量元素的強(qiáng)堿性土壤調(diào)理劑和功能強(qiáng)大的微生物菌劑配施，在提高土壤主要養(yǎng)分含量的同時，既可平衡土壤微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量，還可以通過二者協(xié)同作用，提高作物抗逆性能，促進(jìn)作物生長發(fā)育。但在平衡有益和有害微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量等方面，以及土壤調(diào)理劑與微生物菌劑配施對土壤養(yǎng)分含量及作物抗病性影響的作用機(jī)制，目前相關(guān)報道極少，今后仍需要進(jìn)一步深入探討。

4 結(jié)論

盆栽條件下，以土壤調(diào)理劑90～150 g/株配施枯草芽孢桿菌菌劑0.35 g/株，有利于植煙土壤環(huán)境的改變，對煙株的生長發(fā)育具有良好的作用效果。

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