微生物菌肥对‘K326’烤烟生长发育及产质量的影响

梁永进，尚海丽，盘文政，赵学通，李德文，李建云，张 琪

（1广西中烟工业有限责任公司，南宁 530001 2云南省微生物发酵工程研究中心有限公司，昆明 650217）

0 引言

烟草是中国重要的经济作物之一，其种植面积和总产量均为世界第一[1]。2018年中国烤烟种植面积105.79万hm2，年产量约为224.1万t，2019年中国卷烟产量为23642.5亿支，实现工商税利总额为12056亿元，为国家和地方财政增收、经济发展做出了巨大贡献，是中国经济的重要组成部分[2]。近年来，烤烟复种指数提高，烤烟种植区域从适宜区向次适宜区转移的趋势加快，已严重威胁着烟叶品质的稳定和工业可用性[3]。施用无机化学肥料是农业生产中快速补充作物养分的有效手段[4]。但是，长期施用无机化学肥料造成烟田土壤结构破坏、板结、养分不协调，降低肥料利用率和肥效，对烟叶产质量产生不良影响[5-8]。微生物菌肥是以微生物的生命活动导致作物得到特定肥料效应的一种制品，是农业生产中使用肥料的一种。施用微生物菌肥能降低化学肥料用量、降低生产成本、改良土壤结构、消除土壤板结、改善作物品质、显著提高经济效益。

微生物菌肥在植烟土壤改良和烟叶产质量提升方面已有大量报道。刘展展等[9]研究认为，增施微生物菌肥烟叶中的中性致香物质含量明显增加，各种化学成分更为协调。提高植烟土壤基本养分含量，改善物理性状，增加微生物量[10]。施用微生物菌肥有利于促进田间烟叶的生长和改善烟叶化学成分，提高中下部烟叶总糖和还原糖含量，提高中部烟钾含量[11]。利用微生物菌肥中固氮、解磷、解钾菌的活动，培肥地力，增加土壤有效养分，提高烟田肥效，充分利用土壤资源，有利于烟草生产的可持续发展[12-13]。然而，目前市场上微生物菌肥种类繁多，微生物菌肥的菌种各异，但在微生物肥料中发挥作用的主体是活菌，而活菌受温度、湿度、土壤条件等因素影响，加之中国烟区分布广泛，自然条件差异巨大，因此微生物肥料的普适性推广受到一定的限制，根据不同的生态条件、土壤状况等筛选适宜的微生物菌肥，是对其进行推广应用的关键。

本研究在河池市南丹县烟区，通过开展不同的微生物菌肥及其施用量和施用方法对烤烟生长发育和烟叶质量的影响研究，以烟叶田间表现、经济性状和内在质量为评价标准，筛选出适用于河池南丹的微生物菌肥种类及其施用量和施用方法，旨在为当地优质烟叶生产提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验安排在广西壮族自治区河池市南丹县六寨镇巴定社区乐里屯(25.29′11″N，107.32′90″E)罗德景农户家烟田进行，试验地土壤为水稻土，肥力中等，排灌条件良好，土壤pH 6.36，有机质含量为25.22 g/kg，碱解氮含量为124.09 mg/kg，速效磷含量为19.70 mg/kg，速效钾含量为220.20 mg/kg；南丹县六寨镇属钟亚热带气候区，年平均气温17.4℃，年平均降雨量1472.7 mm；试验地前作为油菜，往年有黑胫病、青枯病的发病史。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为‘K326’。微生物菌肥A由北京沃土天地生物科技有限公司提供的VT801功能菌肥，有效活菌数≥20亿个/g；微生物菌肥B由中国烟草总公司青州烟草研究所提供的复合微生物菌剂，有效活菌数≥20亿个/mL；微生物菌肥C由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司提供的复合微生物菌剂，有效活菌数≥20亿个/mL。

1.3 试验设计

试验采用随机区组试验设计，设10个处理，3次重复，处理T1：微生物菌肥A蘸根；处理T2：微生物菌肥B蘸根；处理T3：微生物菌肥C蘸根；处理T4：微生物菌肥A在移栽时灌根；处理T5：微生物菌肥B在移栽时灌根；处理T6：微生物菌肥C在移栽时灌根；处理T7：微生物菌肥A分别在移栽时和移栽后10天灌根；处理T8：微生物菌肥B分别在移栽时和移栽后10天灌根；处理T9：微生物菌肥C分别在移栽时和移栽后10天灌根；处理T10：常规施肥。每个重复为一个小区，每个小区栽烟180株，株行距按当地标准执行，各处理除微生物菌肥施用不同以外，其余的栽培管理措施均按当地优质烟叶生产的标准执行。

微生物菌肥的用量：微生物菌肥蘸根使用时蘸根液中有效活菌数控制在1×106～9×106cfu/mL，灌根使用时灌根液中有效活菌数控制在1×107～9×107cfu/mL。

1.4 项目测定

按照相关行业和国家标准，记录烟草的生育进展。烟草农艺性状根据行业标准[14]在旺长期、现蕾期和采烤期进行调查，包括株高、茎围、叶长、叶宽等，每个处理随机调查15株烟叶；根据GB/T 23222—2008《烟草病虫害分级及调查方法》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、产值上中等烟比例等，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、C3F和X2F 3个等级各2 kg进行单叶质量、含水率、叶面密度以及含梗率等物理指标检测，并按照朱梅华等[15]的方法进行化学成分分析。

1.5 数据处理

数据采用Excel2010软件进行数据整理，用SPSS13.0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 不同处理对烟株大田生育期的影响

在烟株整个大田生育期对不同处理生长发育时期进行观察记录，结果见表1。从表1可以看出，团棵期T1～T3与CK（对照）相差不大，比对照提前2天，而T4～T9相比对照提前5天。旺长期、现蕾期、封顶期T1～T3均比对照提前3～4天，T4～T9均提前6～7天。各处理叶片脚叶及顶叶成熟期均比对照提前3天。各处理大田生育期144～147天，其中对照比其余处理推迟3天。

表1 不同处理大田生育期 月-日

2.2 不同处理对烟株农艺性状的影响

2.2.1 旺长期农艺性状 由表2可知，在旺长期，T2～T5株高低于对照组T10，其中最低为T5处理，其余处理均高于对照，其中最高为T7处理。T4茎围低于对照组，其余处理均高于对照组，其中茎围最粗的是T6处理。T1～T3、T5节距短于对照组，其余各处理均长于对照组，其中又以T9数值最高。在旺长期，T1、T3、T7、T8、T9 5个处理单株叶片数高于对照组，T1～T9各处理叶面积系数均优于对照组，其中又以T7处理最高，为2.11。

表2 不同处理对烟株旺长期农艺性状的影响

2.2.2 现蕾期农艺性状 由表3可知，在现蕾期，只有T3处理株高低于对照组，其余均优于对照组，其中最高T7为69.23 cm。在现蕾期，茎围除T4之外，均高于对照组，其中T7最高，为8.73 cm。T4～T9节距长于对照组，其中以T6最长，为3.98 cm。T1～T3、T7～T9单株叶片数均多于对照组，T1～T9叶面积系数均高于对照组。

表3 不同处理对烟株现蕾期农艺性状的影响

2.2.3 封顶期农艺性状 由表4可知，在封顶期，除T1外，其余处理株高均高于对照组，其中最高T7处理为72.37 cm。T1～T3、T5节距均优于对照组，其中以T6最高，为4.17 cm。在封顶期，烟株茎围、单株叶片数、叶面积系数施用菌肥的处理均高于对照组，其中又以T7最优。

表4 不同处理对烟株封顶期农艺性状的影响

2.3 不同处理对烟株病害发生情况的影响

由表5可知，T1、T3普通花叶病发病率为6.6%，其余处理均为0。T1～T3黑胫病与青枯病发病率均为6.6%，对照组发病率稍高，分别为13.3%和20%，T4～T9发病率为0。T1～T9气候斑点病发病率为0，对照组发病率为13.3%。

表5 不同处理对烟株病害发生情况的影响

2.4 不同处理对烟株经济性状的影响

由表6可知，T1～T9即施用微生物菌肥的处理产量、产值均高于对照组，上等烟及上中等烟比例也均高于对照组。其中T7～T9表现较好，产值分别为47678.40、46276.80、63022.05 元/hm2，对照组为42616.35元/hm2，差异显著。

表6 不同处理对烟株经济性状的影响

2.5 不同处理对烟叶品质的影响

2.5.1 对化学成分的影响 从表7～9可以看出，T1～T3烟叶化学成分表现稍差，烟碱含量较低，糖碱比未在适宜范围内，T7～T9烟叶化学成分更佳，总糖含量、烟碱含量、双糖差、糖碱比、氮碱比等均在适宜范围内，其中又以T9表现最佳。

表7 不同处理对下部叶化学品质的影响

表8 不同处理对中部叶化学品质的影响

表9 不同处理对上部叶化学品质的影响

2.5.2 对烤后烟叶外观质量的影响 由表10可知，施用微生物菌肥后，T4～T9处理下、中、上部叶烤后外观质量相比常规施肥均有了一定的提升，其中又以T6、T7、T9表现较好，T9烟叶外观质量最佳。

表10 烤后烟叶外观质量评价结果表

3 结论

烟草移栽时施用微生物菌肥能够有效促进烟株生长，其株高、有效叶片数、叶长及叶宽等农艺性状得到明显提升，其中以移栽时和移栽后10天灌根效果最为显著。施用微生物菌肥能够提高烟株抗病能力，大幅度降低烟株普通花叶病、黑胫病和气候斑点病的发病率，以移栽时灌根和移栽后10天灌根效果显著。施用微生物菌肥能提高烟叶产量和产值，明显改善烟叶的物理性状和内在质量，使烟叶中各种化学成分更加协调，提高烟叶品质。微生物菌肥的种类和施用方法对烟叶产量和质量的影响较大，移栽时蘸根处理的各种菌肥均对烟叶产量和质量无提升作用，复合微生物菌剂以移栽时和移栽后10天灌根的施用方式对烟草抗病性、产量和质量的提升效果最为显著。

4 讨论

在烟叶生产中，单纯的长期施用化学肥料的施肥模式已经逐步替代为以化学肥料为主，辅施生物有机肥、有机肥、微生物菌肥等生物肥料。近年来，植烟土壤保育和土壤改良在烟叶生产中逐步受到重视和青睐，微生物菌肥通常含有多种营养成分，可以为土壤提供大量的微生物用来改善土壤环境，对烟叶产量和质量有很好的提升作用[16]。主要原因可能是微生物菌肥中的有益微生物能产生糖类物质，参与腐殖质的形成，改善土壤根际微环境，活化土壤中的矿质元素，增加根际土壤养分活性，从而影响根系的生长发育，促进烟株对养分的吸收利用；另一方面可能是微生物菌肥中的功能微生物在烟株根际定植并形成优势菌群，分泌大量的活性物质或代谢产物，从而调节和促进了烟株的生长发育[17-18]。微生物菌肥一般含有腐植酸、氨基酸、有机质和烟株生长所需的氮、磷、钾及中微量元素等多种营养成分，有研究指出微生物肥料施用能够提高土壤中有机质、速效钾、有效磷和碱解氮的含量[19-20]。

此外，本研究还发现施用微生物菌肥，烟株各部位烟叶中氧化钾和烟碱含量都有着不同程度的升高，其升高的趋势与微生物菌肥对烟株生长的促进程度呈正相关，即对烟株株高、叶长和叶宽促进越明显的处理，其氧化钾和烟碱含量相对升高的越多。这很可能是随着微生物菌肥的施用促进了根系的生长发育，导致烟碱含量合成量增加，从而烟株各部位烟叶中烟碱含量增加；微生物菌肥促进根系生长的同时，活化了土壤根际的矿质元素，加速了烟株吸收利用营养元素的速率，导致烟叶各部位的氧化钾含量增加。另一方面，施用微生物菌肥能够提高烟叶的钾氯比和糖碱比，从而使烟叶化学成分更加协调。