微生物菌肥对植烟酸性土壤改良及烟叶品质的影响研究

龚 林，李德文，石成广，倪 霞*，马永前，曾贤义，江志平，翟朝礼，吕家锋，盘文政

（1.云南省烟草公司昭通市公司，云南 昭阳 657000；2.云南云叶化肥股份有限公司，云南 昆明 650217；3.河北中烟工业有限责任公司，河北 石家庄 050004）

烟草产业是云南省的主导产业之一，在云南省的国民经济发展中占据了举足轻重的地位[1]。近年来，随着农村产业结构不断调整，云南农业呈现多元化发展趋势，蔬菜、花卉等经济作物与烤烟争地矛盾日益突出。为缓解这一矛盾，云南多地采取开辟新烟区，将烟草种植布局由坝区向山区和半山区转移的方式。但部分山区和半山区的土壤酸化严重，给优质烟叶的生产带来了极大的挑战。

微生物菌肥含有活性微生物，能够促进土壤中物质的转化，提高植物对养分的吸收，改善作物营养，起到调控作物生长的作用，从而使作物达到增产的目的[2]。近年来，为了增强烟株抗病性，提高烟叶产量及品质，微生物菌肥在烟叶生产中被广泛应用[3]，但少见用于植烟酸性土壤改良的报道。本研究在昭通鲁甸烟区迁移的背景下，应用微生物菌肥对植烟酸性土壤进行改良，以确保烟株的正常生长发育和烟叶品质的提升，实现昭通烟草产业的高质量和可持续发展。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验安排在昭通市鲁甸县龙树镇新乐村，海拔2149.8 m，N27.362645°，E103.439865°。试验地pH 值5.02，有机质42.67 g·kg-1，水解性氮194.48 mg·kg-1，有效磷48.94 mg·kg-1，速效钾245.24 mg·kg-1，有效锌3.53 mg·kg-1，有效硼5.63 mg·kg-1，氯离子12.68 mg·kg-1，属于酸性土壤。

1.2 试验材料

供试品种：云烟99。

供试肥料：烟草专用复合肥（N-P2O5-K2O=11-15-22）、硫酸钾（K2O≥50%）由当地烟草公司提供，生物有机肥（含溶磷、解钾、促生长功能微生物，有效活菌数≥0.2 亿·g-1）由云南云叶化肥股份有限公司提供，复合微生物菌剂A（具有溶磷、解钾、促生长功能的枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌复配而成，有效活菌数≥10 亿·mL-1）由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司提供，复合微生物菌剂B（具有促生长功能的巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、哈茨木霉菌复配而成，有效活菌数≥10 亿·g-1）由湖南中向振丰生物工程有限公司提供。

1.3 试验设计

采取随机区组试验设计，设4 个处理、3 次重复，每个重复为一个小区，共计12 个小区。处理T1（常规施肥，CK）：在移栽时施用烟草专用复合肥75 kg·hm-2，在烟株团棵至旺长时打孔追施硫酸钾450 kg·hm-2；处理T2：在常规施肥的基础上移栽时施用生物有机肥750 kg·hm-2；处理T3：在常规施肥的基础上移栽时施用复合微生物菌剂A 30 L·hm-2；处理T4：在常规施肥的基础上，烟株团棵期施用复合微生物菌剂B 30 kg·hm-2（对水稀释300 倍施用）。各处理除肥料施用不同以外，其余管理措施均一致。

1.4 调查项目及方法

1.4.1 土壤养分调查

在施肥前取1 个基础土样，烤烟采烤后每个处理各取1 个土样，合计5 个土样（每个土样2 kg），对土壤pH 值、有机质、水解性氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效硼和氯离子进行检测分析。

1.4.2 农艺性状调查

在烟株封顶后，每个处理随机选有代表性的15株，观察测定其株高、茎围、叶片数、节距以及各部位烟叶的叶长和叶宽。

1.4.3 病害发生情况调查

在烤烟整个生育期，按照GB/T 23222-2008 烟草病虫害分级及调查方法，进行系统调查。

1.4.4 经济性状调查

各处理烟叶在正常成熟时分别采烤，按照同一标准进行分级、交售。统计各处理烤烟经济性状，包括产量、产值、均价、上等烟比例和中上等烟比例。

1.4.5 烟叶品质分析

各处理选取有代表性的烟株定位挂牌标记留取中部叶，采烤后收集整理，按照不同处理各留2 kg 的烟叶，进行常规化学成分分析和感官质量评价。

1.4.6 数据分析

采用软件Excel 2016 整理相关数据，采用SPSS 22.0 进行单因素方差分析，各处理间采用Duncan’s新复极差法进行显著性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 微生物菌肥对酸性土壤pH 和有机质含量的影响

从表1 可看出，与处理T1（CK）相比，施用微生物菌肥的处理T2—T4 pH 值均呈上升的趋势，其中以处理T3 的趋势最为明显，说明施用微生物菌肥能够提高酸性土壤的pH 值，其中以复合微生物菌剂A（处理T3）的施用效果最好。采烤后各处理的有机质含量无规律可循，说明不同的微生物菌肥对酸性土壤有机质含量影响不一，其中复合微生物菌剂A（处理T3）的施用有利于酸性土壤有机质含量的提升。

表1 各处理土壤pH 值和有机质含量

2.2 微生物菌肥对酸性土壤水解性氮、有效磷和速效钾含量的影响

从表2 可看出，各处理的水解性氮含量差别不大，说明施用微生物菌肥对酸性土壤氮素的影响不大；与处理T1（CK）相比，处理T3 的有效磷含量、处理T2 和处理T3 的速效钾含量呈明显上升的趋势，说明施用生物有机肥有利于酸性土壤有效磷含量的提升、施用复合微生物菌剂A 有利于酸性土壤有效磷含量和速效钾含量的提升。

表2 各处理土壤水解性氮、有效磷和速效钾含量

2.3 微生物菌肥对酸性土壤有效锌、有效硼和氯离子含量的影响

从表3 可看出，各处理有效锌含量差别不大；与处理T1（CK）相比，处理T2 的有效硼和氯离子含量均呈上升的趋势，处理T3 的有效硼含量变化不明显、氯离子含量呈下降的趋势，处理T4 的有效硼含量呈明显下降的趋势，氯离子含量变化不明显。整体而言，施用微生物菌肥对酸性土壤的有效锌含量影响不大，施用生物有机肥有利于酸性土壤有效硼含量的提升，复合微生物菌剂B（处理T4）的施用会导致酸性土壤有效硼含量下降。

表3 各处理土壤有效锌、有效硼和氯离子含量

2.4 微生物菌肥对烤烟农艺性状的影响

从表4 可看出，封顶后各处理主要农艺性状指标的差异均不显著；株高以处理T2 的稍低，其余处理差别不大；茎围以处理T3 的最大，处理T2 的最小，其余2 个处理介于两者之间；节距以处理T1 和处理T4 的略高，单株叶数以处理T3 的稍多；各部位烟叶的长、宽均以处理T3 的最大。整体来看，封顶后各处理的农艺性状以处理T3 的表现最好，其余处理差别不大，说明施用复合微生物菌剂A 能够改善烤烟的农艺性状，生物有机肥和复合微生物菌剂B 对烤烟的农艺性状影响不大。

表4 各处理封顶后烤烟农艺性状

2.5 微生物菌肥对烤烟病害发生情况的影响

从表5 可以看出试验地主要发生的病害有马铃薯Y 病毒病、普通烟草花叶病、气候性斑点病、赤星病和番茄斑萎病，其中马铃薯Y 病毒病和气候性斑点病较为严重。马铃薯Y 病毒病的发病率从高到低依次为处理T3＞T2＞T1（CK）＞T4，普通烟草花叶病的发病率从高到低依次为处理T1（CK）＞T3＞T4＞T2，气候性斑点病的发病率从高到低依次为处理T2＞T4＞T1（CK）＞T3，赤星病的发病率以处理T1（CK）、T2 的略高，番茄斑萎病的发病率以处理T1（CK）、T3 的稍高。整体来看，各处理的病害发生情况以T4 的较轻，其余3 个处理差别不大，说明施用生物有机肥和复合微生物菌剂A 对烤烟病害发生影响不大，复合微生物菌剂B 能够提高烟株的抗病性，减少病害的发生。

表5 各处理烤烟主要病害发病率

2.6 微生物菌肥对烤烟经济性状的影响

从表6 可看出，各处理的产量和产值以处理T3的最高，处理T4 的次之，处理T1（CK）和处理T2 的稍低；均价以处理T4 的最高，处理T2 和处理T3 的次之，处理T1（CK）的略低；上等烟和中上等烟比例从高到低的顺序均为处理T4＞T3＞T2＞T1（CK）。整体来看，处理T2—T4 的经济性状均好于T1（CK），其中又以T3 的表现最好，说明施用微生物菌肥能够改善烤烟的经济性状，其中以复合微生物菌剂A 的施用效果最好。

表6 各处理烤烟经济性状

2.7 微生物菌肥对烟叶化学成分的影响

从表7 可看出，处理T1（CK）和处理T2 的总糖含量偏高，处理T3 和处理T4 的适中；各处理的还原糖含量均适中，以处理T1（CK）和处理T2 的略高；总氮含量以处理T3 和处理T4 的较高，处理T1（CK）的次之，处理T2 的最低；烟碱含量以处理T2 的最高，处理T3 和处理T4 的次之，处理T1（CK）的最低；钾离子含量以处理T4 的最高，其余处理差别不大；各处理的氯离子含量差别不大；各处理的两糖差均偏高，其中以处理T2 的最高；糖碱比除处理T1 的偏高以外，其余处理均适宜；各处理的氮碱比差别不大。整理来看，各处理中部烟叶化学成分的协调性以处理T3 的最好，处理T4 的次之，处理T1 和处理T2 的稍差，说明施用复合微生物菌剂A 和复合微生物菌剂B 均能改善烟叶的化学成分，施用生物有机肥对烟叶化学成分的影响不明显。

表7 各处理中部烟叶化学成分

2.8 微生物菌肥对烟叶感官质量的影响

从表8 可看出，各处理的劲头、浓度、余味和刺激性差别不大；香气质以处理T4 的最好，处理T1（CK）和处理T3 的次之，处理T2 的稍差；香气量以处理T4的最足，其余处理差别不大；杂气以处理T4 的最轻，处理T2 和处理T3 的次之，处理T1（CK）的稍大。整体来看，中部烟叶的感官质量以处理T4 的最好，其余处理差别不大，说明复合微生物菌剂B 能提高烟叶的感官质量，施用复合微生物菌剂A 和生物有机肥对烟叶感官质量的影响不明显。

表8 各处理中部烟叶感官质量评价

3 讨论与结论

在烟叶生产过程中，烟叶的产量和品质受多种因素的影响，其中良好的土壤质量是生产优质烟叶的前提[4]。土壤pH 是土壤养分的重要指标之一，是土壤理化性质和肥力特征的综合反映，土壤酸化会造成土壤肥力下降，明显影响土壤中某些微生物的活动，进而影响有机质的合成和分解、营养元素的转化与释放、以及土壤保持养分的能力等，从而影响到土壤生产性能的提高和烟草的生长发育[5]。目前用于酸性土壤改良的多为无机或有机的改良剂，如石灰、白云石、磷石膏、农作物秸秆、畜禽粪便、绿肥和草木灰等[6]。

本研究在昭通鲁甸典型的酸性土壤上施用不同微生物菌肥的结果表明，施用微生物菌肥能够提高酸性土壤的pH 值，其中以复合微生物菌剂A 的施用效果最好；不同的微生物菌肥对酸性土壤有机质含量影响不一，其中复合微生物菌剂A 的施用有利于酸性土壤有机质含量的提升；微生物菌肥对酸性土壤速效氮和有效锌含量的影响不大，但施用生物有机肥有利于酸性土壤有效磷和有效硼含量的提升，施用复合微生物菌剂A 有利于酸性土壤有效磷和速效钾含量的提升，施用复合微生物菌剂B 会导致酸性土壤有效硼含量呈下降的趋势。不同的微生物菌肥对酸性土壤养分的影响不一，这主要与其含有的功能微生物不同有关，生物有机肥和复合微生物菌剂A 均含有溶磷、解钾的功能微生物，施用后能够提高土壤中有效磷和速效钾的含量；复合微生物菌剂B 所含的功能微生物主要作用为促生长，能够促进烟株对养分的吸收，施用后土壤的速效养分整体上均比对照的低。

微生物菌肥对酸性土壤的改良效果还体现在促进烟株生长、提高烟株抗病性、改善烤烟经济性状、提升烟叶品质等方面。本研究中，在促进烟株生长发育、改善烤烟农艺性状方面，以复合微生物菌剂A 的施用效果最好；在提高烟株抗病性、减少病害发生方面，复合微生物菌剂B 的施用效果最好；在提高烟叶产值量、改善烤烟经济性状方面，以复合微生物菌剂A 的施用效果最好；在提升烟叶化学成分协调性方面，复合微生物菌剂A 和复合微生物菌剂B 的施用效果较好；在改善烟叶香气质、提升烟叶香气量、提高烟叶感官质量方面，以复合微生物菌剂B 的施用效果最好。