微生物菌剂对烤烟幼苗主要农艺性状与生理特征的影响

潘明锦， 彭丽娟,2， 李春黎， 刘国琴,2*

(1.贵州大学 烟草学院， 贵州 贵阳 550025； 2.贵州省烟草品质研究重点实验室， 贵州 贵阳 550025)

微生物菌剂是经过一些特殊工艺制成的含有微生物活菌并用于植物的生物制剂，其对甜菜、西瓜、黄瓜、马铃薯和小麦等植物的生长发育和生理代谢有一定的调控作用。王孝纯等[1]研究发现，苗床喷施微生物菌剂能够显著提升甜菜幼苗的生长，促进壮苗。夏金保[2]研究表明，施用微生物菌剂可显著增加西瓜的主蔓茎粗、单果重、果实含糖量和产量。胡俊峰[3]报道，‘播可润’微生物菌剂能够显著提高黄瓜的壮苗程度，对生长期的叶片质量和叶片厚度有一定的促进作用，并可提高黄瓜的产量。方玉川等[4]研究发现，亚联微生物菌肥可提高马铃薯的株高、出苗率和产量，且生育期提前。张杰等[5]研究发现，4000倍液体微生物菌剂对晋麦47种子拌种和10000倍液体微生物菌剂对尧麦16种子拌种，其萌发率、根部分蘖程度和地上部分的生长均有明显的促进作用。微生物菌剂对植物的叶绿体色素代谢也会产生影响。王其传等[6]研究认为，芽孢杆菌(Bacillussp.)显著提高辣椒叶片的叶绿素a和总叶绿素含量。张卫星等[7]报道，‘百泰’微生物菌剂对水稻秧苗叶片光合色素均有显著影响，叶绿素 a、叶绿素b、叶绿素 a+b和类胡萝卜素含量升高，且灌土处理和灌土喷叶处理的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素增幅不同。可见，不同微生物菌剂及同种微生物菌剂使用浓度和方式不同对作物生长发育和生理代谢的影响也不同。王明旭等[8]研究结果表明，施用微生物菌剂对烟草最大叶面积和叶面积系数有显著的促进作用，并对烟草青枯病有较好的防控效果，且能提高烟叶产量和产值。王辉等[9]研究报道，枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和胶冻样类芽孢杆菌(Paenibacillusmucilaginosus)微生物菌剂可一定程度上增加烤烟圆顶期和现蕾期的最大叶长/叶宽，但未达显著水平，并显著增加烟株的株高和茎围，可减缓圆顶期烟株叶片中叶绿素 a和叶绿素 b的降解率，对类胡萝卜素含量影响较小。但对烤烟育苗方面的研究涉及较少。烤烟育苗是烤烟生产的第一环节，较多研究者试图通过调控温度、水分、营养、光照和气候条件等来培养壮苗，但以微生物菌剂为调控因素研究涉及较少。为此，以烤烟K326为试验材料，研究不同浓度保根120微生物菌剂对烤烟农艺性状及生理特性的影响，以期为生产上培育烤烟壮苗提供科学依据。

1材料与方法

1.1材料

烤烟品种：供试烤烟品种为K326，贵州省烟草公司遵义市公司提供。

菌剂：微生物菌剂(商品名为保根120，有效活菌数≥20.0亿/mL)，北京中农富源集团有限公司提供。

1.2方法

1.2.1试验设计试验在贵州大学园艺实验室进行。2018年1月13日将烤烟播种在12孔育苗盒内，每个育苗盒加水0.84 L，育苗盒单孔规格长×宽×高为7.2 cm×4.9 cm×6.2 cm。保根120菌剂稀释液设50倍、100倍和200倍3个浓度处理，以清水为对照(CK)。烟苗为1孔1苗，其长至大十字期时，于3月27日开始叶面喷施保根120菌剂，25 mL/次，此后每隔3 d(即3月30日、4月2日、4月5日、4月8日和4月11日)喷施1次，共喷施6次。其中在3月27日(0 d)、4月2日(6 d)和4月8日(12 d)喷施菌剂前和4月14日(18 d)取样测定各指标。每处理5次重复，每重复1盒。

1.2.2指标测定

1) 农艺性状。农艺性状各指标的测定方法参照YC/T 142-2010《烟草农艺性状调查测量方法》执行。

2) 生理代谢指标。参照文献[10]的方法测定叶绿体色素含量、可溶性蛋白含量和硝酸还原酶(NR)活性，参照文献[11]的方法采用TTC法(甲醇浸泡法)根系活力测定。

1.3数据处理

采用Excel 2013进行数据整理，采用DPS 7.05进行LSD显著性分析。

2结果与分析

2.1微生物菌剂对烤烟幼苗生长的影响

2.1.1最大叶长、最大叶宽和叶面积从表1看出，喷施不同浓度保根120微生物菌剂第6天、第12天和第18天烤烟幼苗叶片的最大叶长、最大叶宽和叶面积的变化。最大叶长：第6天、第12天和第18天，均是50倍液处理最长，分别为13.43 cm、13.72 cm和14.12 cm；100倍液处理其次，分别为12.18 cm、12.23 cm和12.28 cm；对照最短，分别为10.57 cm、10.88 cm和11.05 cm；50倍液处理显著高于对照，与100倍液处理和200倍液处理间差异不显著；100倍液处理与200倍液处理间差异不显著。最大叶宽：第6天、第12天和第18天，不同浓度处理的变幅分别为6.05～6.53 cm、6.10～6.70 cm和6.22～6.95 cm，各处理间差异均不显著。叶面积：第6天和第12天，不同浓度处理的变幅分别为46.79～53.78 cm2和42.47～58.23 cm2，各处理间差异均不显著。第18天，50倍液处理叶面积最长，为62.11 cm2；100倍液处理其次，为61.60 cm2；对照最短，为43.60 cm2；50倍液处理显著高于对照，与100倍液处理和200倍液处理间差异不显著；100倍液处理与200倍液处理间差异不显著。增长率：第6天、第12天和第18天，50倍液处理的最大叶长、最大叶宽和叶面积均最大，分别为27.06%、4.63%和31.36%，26.07%、9.84%和40.41%，27.78%、11.74%和42.45%。综合看，50倍液微生物菌剂处理对烤烟幼苗最大叶长、最大叶宽和叶面积的生长作用促进效果最好。

表1 微生物菌剂处理烟苗叶片生长情况

注：同列不同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference at (P<0.05) level. The same below.

2.1.2茎高与茎围从表2可见，喷施不同浓度保根120微生物菌剂第6天、第12天和第18天烤烟幼苗叶片茎高与茎围的变化。茎高：第6天、第12天和第18天，均是50倍液处理最大，分别为6.90 cm、7.17 cm和8.05 cm；100倍液处理处其次，分别为5.95 cm、6.93 cm和7.50 cm；对照最矮，分别为4.82 cm、5.02 cm和5.52 cm；50倍液处理显著高于对照。其中，第6天和第18天100倍液处理和200倍液处理间差异不显著，第12天50倍液处理和100倍液处理间差异不显著。50倍液处理、100倍液处理和200倍液处理的增长率均最高，分别为43.15%、42.76%和45.83%。茎围：第6天、第12天和第18天，不同浓度处理变幅分别为1.40～1.47 cm、1.42～1.50 cm和1.45～1.58 cm，各处理间差异均不显著。增长率：第6天200倍液处理、第12天100倍液处理和第18天50倍液处理最大，分别为4.76%、3.45%和9.19%。综合看，50倍液处理对烤烟幼苗茎高生长的促进效果最好，而200倍液处理对烤烟幼苗茎围生长的促进效果最好。

表2 微生物菌剂处理烟苗茎的生长情况

2.1.3根鲜重与根冠比从表3可看出，喷施不同浓度保根120微生物菌剂第6天、第12天和第18天烤烟幼苗叶片根鲜重与根冠比的变化。第6天，50倍液处理的根鲜重显著高于对照和其余浓度处理，较对照提高14.98%，其余浓度处理间的根干重和根冠比无显著差异，50倍液处理的根干重的增长率最大，较对照提高12.19%。第12天，对照的根冠比显著高于50液处理，各处理间的根鲜重和根干重均无显著差异，其中，50倍液处理的根鲜重和根干重增长率最高，分别较比对照提高8.20%和6.25%，200倍液处理的根鲜重和根干重的增长率最小。第18天，50倍液处理的根鲜重、根干重显著高于对照，较对照增长率分别为18.53%和22.07%，其次为100倍液处理，200倍液处理最小；100倍液处理与200倍液处理间差异不显著。对照的根冠比显著高于50倍液处理、100倍液处理和200倍液处理，

2.2微生物菌剂对烤烟幼苗生理代谢的影响

2.2.1根系活力从图1看出，喷施不同浓度保根120微生物菌剂对烟苗根系的影响较大。第6天，50倍液和100倍液处理的根系活力显著高于200倍液处理和对照，200倍液处理和对照的根系活力差异不显著。第12天，50倍液处理、100倍液处理和200倍液处理的根系活力显著高于对照，50倍液处理、100倍液处理和200倍液处理间差异不显著。第18天，50倍液处理和100倍液处理的根系活力显著高于200倍液处理和对照，且200倍液处理的根系活力显著高于对照。可见，不同浓度保根120微生物菌剂对烤烟幼苗的根系活力均有增强作用。

表3 微生物菌剂处理烟苗的根重与根冠比

图1微生物菌剂处理烤烟幼苗的根系活力

Fig.1 Root activity of tobacco seedlings treated with different concentrations of microbial agent

2.2.2光合色素从表4可看出，喷施不同浓度保根120微生物菌剂对烟苗光合色素的影响较大。叶绿素 a含量：第6天和第18天，100倍液处理处理最高，分别为1.59 mg/g和1.17 mg/g；均以50倍液处理其次，分别为1.43 mg/g和1.15 mg/g；200倍液处理最低，分别为0.91 mg/g和0.80 mg/g。其中，第6天100倍液处理与50倍液处理间差异不显著，显著高于200倍液处理；第12天和第18天各处理间差异均不显著。叶绿素b含量：第6天、第12天和第18天，100倍液处理、50倍液处理/200倍液处理和50倍液处理最高，分别为0.5 mg/g、0.09 mg/g和0.33 mg/g；对照、对照和200倍液处理其次，分别为0.39 mg/g、0.07 mg/g和0.25 mg/g；200倍液处理、100倍液处理和对照最低，分别为0.33 mg/g、0.03 mg/g和0.20 mg/g。其中，第6天时100倍液处理显著高于其余处理，对照显著高于50倍液处理和200倍液处理；第12天和第18天各处理间差异均不显著。类胡萝卜素含量：第6天，100倍液处理最高，为0.28 mg/g；50倍液处理其次，为0.26 mg/g；200倍液处理最低，为0.14 mg/g；100倍液处理与50倍液处理差异不显著，与200倍液处理和对照间差异显著，50倍液处理与200倍液处理间差异不显著，对照显著高于200倍液处理。第12天和第18天，各浓度处理变幅分别为0.24～0.35 mg/g和0.16～0.23 mg/g，不同处理间差异均不显著。

表4微生物菌剂处理烟苗叶片光合色素的含量

Table 4 Photosynthetic pigments content in leaves of tobacco seedlings treated with different concentrations of microbial agent mg/g

药后时间/dDays after treatment处理Microbial agent concentration叶绿素aChlorophyll a叶绿素bChlorophyll b类胡萝卜素Carotenoid 650倍 1.43±0.12 ab0.36±0.00 c0.26±0.03 ab100倍 1.59±0.08 a0.50±0.01 a0.28±0.01 a200倍 0.91±0.08 d0.33±0.02 c0.14±0.03 d对照 1.27±0.02 bc0.39±0.01 b0.22±0.01 bc1250倍 0.97±0.16 a0.09±0.02 a0.35±0.04 a100倍 0.75±0.11 a0.03±0.01 a0.32±0.05 a200倍 0.96±0.12 a0.09±0.02 a0.28±0.04 a对照 1.15±0.14 a0.07±0.05 a0.24±0.05 a1850倍 1.15±0.02 a0.33±0.04 a0.21±0.02 a100倍 1.17±0.04 a0.23±0.16 a0.23±0.05 a200倍 1.02±0.01 a0.25±0.03 a0.18±0.03 a对照 0.80±0.11a0.20±0.11 a0.16±0.02 a

2.2.3可溶性蛋白含量从图2看出，喷施不同浓度保根120微生物菌剂烟叶可溶性蛋白含量的变化。第6天，烟叶可溶性蛋白含量为对照>200倍液处理>50倍液处理>100倍液处理，对照显著高于50倍液处理和100倍液处理，与200倍液处理差异不显著，50倍液处理和100倍液处理间差异不显著。第12天，可溶性蛋白含量200倍液处理与对照显著高于50倍液处理和100倍液处理，200倍液处理与对照间、50倍液处理和100倍液处理间差异均不显著。第18天，各个处理的可溶性蛋白含量为对照>200倍液处理>100倍液处理>50倍液处理，对照、100倍液处理和200倍液处理的可溶性蛋白含量接近，均显著高于50倍液处理，综合看，对照的可溶性蛋白含量最高，但随着时间的延长，各处理的烤烟幼苗叶片可溶性蛋白含量呈先增后减趋势。

图2 微生物菌剂处理烟苗叶片的可溶性蛋白含量

Fig.2 Soluble protein content in leaves of tobacco seedlings treated with different concentrations of microbial agent

2.2.4硝酸还原酶活性从图3看出，喷施不同浓度保根120微生物菌剂对烤烟幼苗硝酸还原酶(NR)活性的影响较大。第6天和第12天，不同处理的NR活性差异均不显著，且第12天各处理的NR活性均小于第6天。第18天，对照的NR活性显著高于其余3个处理，200倍液处理NR活性显著高于100倍液处理，50倍液处理和100倍液处理间差异不显著。综合看，对照的NR活性最高，但随着时间的延长，各处理的NR活性呈先降低后显著升高的变化趋势。

图3 微生物菌剂处理烟苗叶片的硝酸还原酶活性

Fig.3 Leaf nitrate reductase activity of tobacco seedlings treated with different concentrations of microbial agent

3结论与讨论

微生物菌剂具有调节作物生理代谢、促进作物生长、降低病虫害发生率、增加作物产量、改善农产品品质和改善土壤理化性状等作用。王明友等[12]报道，施用微生物菌剂可显著提高番茄的净光合强度、可溶性固形物、茄红素和 Vc含量。尹显慧等[13]研究发现，微生物菌剂可提高/增大烟草幼苗的出苗率、主根长度、鲜重、株高、果实横径、果实纵径和叶绿素含量。研究结果表明，保根120菌剂不同浓度对烤烟幼苗叶片、茎和根系生长及叶片叶绿体色素、可溶性蛋白、硝酸还原酶活性和根系活力的影响有较大差异。50倍液处理、100倍液处理和200倍液处理微生物菌剂液处理后第6天、第12天和第18天，对烤烟幼苗叶片、茎、根系生长和生理代谢均有一定促进作用。第6天，50倍液处理最大叶长、茎高、根干鲜重和根系活力最大，且显著高于对照，100倍液处理的叶绿素a和叶绿素b显著高于对照和200倍液处理。第12天，50倍液处理的最大叶长和茎高最大，且显著高于对照，50倍液处理、100倍液处理和200倍液处理的根系活力显著高于对照，200倍液处理和对照的可溶性蛋白显著高于50倍液处理和100倍液处理。第18d天，50倍液处理的最大叶长、叶面积、茎高、根鲜重和根干重显著高于对照，50倍液处理、100倍液处理的根系活力显著高于200倍液处理和对照，100倍液处理和200倍液处理的可溶性蛋白显著高于50倍液处理。与朱金峰等[14]施用微生物菌剂能显著提高烤烟根系活力和促进生长的研究结果一致。张美存等[15]施加放线菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌剂，对草坪植物高羊茅的生长有明显的促进作用，与对照相比，株高、生物量和叶绿素含量都有显著的增加，3种微生物菌剂均可有效提高土壤酶活性，改善植物根际微生态环境，提高土壤肥力和养分利用率。千淋兆等[16]研究认为，施用溶磷微生物菌剂促进玉米生长和调控叶片SOD、POD和 CAT酶活性，可能是与溶磷微生物菌剂对土壤理化性状产生影响有关，溶磷微生物菌剂显著提高土壤有效磷含量，土壤pH显著降低，土壤交换性 Ca、Mg和有效性 Fe、Cu、Zn含量显著增加。研究结果表明，保根120菌剂处理后第6天，50倍液处理、100倍液处理的根系活力显著高于对照，处理后第12天和18天，50倍液处理、100倍液处理和200倍液处理的根系活力显著高于对照，这也可能与保根120菌剂进一步对基质微生物和相关酶活性有关，今后可进一步探索保根120菌剂对烟草生长、基质理化性状、基质微生物及相关酶活性的影响。