不同施用方式对芽孢杆菌菌剂在烟草根际定殖效果的影响

张华安，谭本奎，谭支明，赵廷奎，邹善广，文习武，周刚芹

（湖北省烟草公司宜昌市公司，湖北宜昌 443600）

目前，由于化肥和农药的长期过量施用，我国烟草种植区域普遍面临土壤质量下降、土传病害频发和农田环境污染等问题，严重影响烟叶的产量和质量安全，阻碍了烟草种植业的健康可持续发展[1-3]。以微生物及其产物生产的微生物肥料具有活化根区养分、促进植物生长、增强植物抗逆性、抑制土传病害等功能，在促进化肥及农药减施增效中具有巨大应用前景[4-6]。

解淀粉芽孢杆菌是微生物肥料及生物农药中应用的主要植物根际有益细菌之一，能够合成伊枯草菌素A（Iturin A）[7]、丰原素（Fengycin）[8]、difficidin[9]等脂肽类和多烯类抗生素，对土传病原真菌和细菌均有较好的拮抗效果。此外，解淀粉芽孢杆菌还能够合成吲哚乙酸等植物激素，促进作物生长[10]。但是，受到土壤中土著微生物竞争等生物因素，以及土壤干旱、贫瘠等非生物因素的影响，解淀粉芽孢杆菌难以在植物根际高效定殖，制约了芽孢杆菌菌剂产品的大田应用和产业化推广[11]。饼粕肥是以菜籽饼为原料经堆肥腐熟后制得的有机肥，常用作烟草、蔬菜等农作物栽培的底肥，具有增加土壤有机质、调节土壤C/N 比、提升中微量元素供应等功能，同时能够为土壤微生物提供碳源，维持土壤微生态平衡、缓解土壤板结。

本文将生防菌剂与腐熟后的饼粕肥联合施用，并比较简单混合施用与发酵后施用对生防菌剂在烟草根际定殖的效果，探索不同施用方法对烟草生长的促进效果。

1 材料与方法

1.1 材料

供试烟草品种为云烟87；自制发酵饼粕肥，总养分≥5%，有机质≥45%；自制解淀粉芽孢杆菌菌剂。

1.2 试验地概况

试验地点位于湖北省宜昌市秭归县磨坪乡磨坪村，海拔1 050 m，中质壤土，前茬作物为烟叶。

1.3 试验设计

试验设置4个处理（T1、T2、T3和CK），每个处理面积为667 m2，各处理均施用烟草专用复合肥作为底肥，每667 m2种植烟苗1 050株。

T1：在自制饼粕肥中加入解淀粉芽孢杆菌菌剂，使饼粕肥中解淀粉芽孢杆菌密度为1×109cfu·g-1。然后将饼粕肥聚成小堆，室温自然发酵7 d。发酵结束后通过稀释涂布含有利福平的抗性平板检测，发酵后饼粕肥中解淀粉芽孢杆菌密度为2.4×109cfu·g-1。在烟苗移栽时施用，施用量为每株烟苗50 g，即每株烟苗施入的解淀粉芽孢杆菌数量为1.20×1011cfu。

T2：烟苗移栽前一天，向市售饼粕肥中加入解淀粉芽孢杆菌菌剂，使饼粕肥中解淀粉芽孢杆菌密度为2.4×109cfu·g-1。在烟苗移栽时施用，施用量与T1相同。

T3：在围蔸期将解淀粉芽孢杆菌菌剂使用清水稀释后灌根，施用量与T1相同。

CK：清水对照。

1.4 检测指标

1.4.1 解淀粉芽孢杆菌定殖密度检测

在烟苗移栽后7 d（移栽期）、40 d（团棵期）、69 d（现蕾期）、100 d（收获期）分别采集烟株根部土壤，通过稀释涂布利福平抗性平板的方法检测土壤中的解淀粉芽孢杆菌数量，每个处理每次取样3 个，结果以平均值表示。

1.4.2 烟草农艺性状

严格按照《烟草农艺形状调查测量方法》（YC/T 142—2010）要求，对本试验相关的烟草农艺性状开展调查、测量。

2 结果与分析

2.1 不同施用方法对菌株根际定殖密度的影响

不同施肥处理不同时期菌株根际定殖密度如图1所示，其中CK 在所有时期均没有检出携带利福平抗性的微生物。在移栽期，根际土壤解淀粉芽孢杆菌密度排序为T1＞T2＞T3。该结果表明，在解淀粉芽孢杆菌施用到大田之后的短时间之内，T1处理解淀粉芽孢杆菌定殖密度分别较T2处理和T3处理高32.4%和139.2%，而T2处理比T3处理高80.7%。

图1 各处理不同生育期根际土壤解淀粉芽孢杆菌定殖密度

在团棵期，可能是因为烟草根系的快速生长，并将大量根系分泌物释放到根际土壤中，为解淀粉芽孢杆菌的生长提供了一定的营养物质，T1、T2、T3处理根际土壤中的解淀粉芽孢杆菌数量进一步增长。此时，T1处理的芽孢杆菌定殖密度相比于T2处理和T3处理的优势进一步加大，分别高33.8%和163.5%，T2处理比T3处理高96.9%。另外，相较于移栽期，T1处理定殖密度增长50.5%，T2处理和T3处理分别增长48.9%和36.7%，表明各处理中的解淀粉芽孢杆菌均已适应了土壤环境，进入快速繁殖期。该结果进一步说明了T1处理和T2处理中混合的饼粕肥为解淀粉芽孢杆菌提供了额外的碳源、氮源等营养物质，故总体密度显著大于T3处理，而使用解淀粉芽孢杆菌菌剂与饼粕肥混合发酵后施用能够使菌剂在土壤中获得最佳的定殖密度和稳定性。

现蕾期时，各处理中烟草根际定殖的解淀粉芽孢杆菌密度相比于团棵期均有明显降低，T1、T2、T3处理中的解淀粉芽孢杆菌数量分别下降45.4%、41.1%、56.0%。到收获期时，T1、T2、T3处理中的解淀粉芽孢杆菌数量相对现蕾期小幅下降，下降率分别为9.7%、10.5%、7.5%。

由烟草生长不同时期所检测得到的根际解淀粉芽孢杆菌定殖密度可以看出，不同的菌剂施用方法对菌株在根际的定殖效果具有显著影响，其中T1处理所采用的将解淀粉芽孢杆菌菌剂提前混到饼粕肥中并进行发酵，能够使菌株与饼粕肥基质充分结合并适应饼粕肥中的生长环境，最有利于菌株在土壤中的高效稳定定殖；而在T2处理中，将菌剂与饼粕肥混合后直接施用也能显著增强菌剂的定殖效果。

2.2 不同施用方法对烟草农艺性状的影响

2.2.1 团棵期

在团棵期调查不同处理烟株的株高、叶片数、最大叶长和最大叶宽等农艺性状指标，结果如表1所示。数据显示，T1处理的最大叶长和最大叶宽均大于其他各处理，株高和叶片数指标大于T3处理和CK，但落后于T2处理。T2处理在株高和叶片数量指标上表现最好。该结果说明，饼粕肥和解淀粉芽孢杆菌菌剂的联合施用有利于促进烟苗植株的生长，而解淀粉芽孢杆菌的高密度定殖对团棵期叶片的促生长效果显著。

表1 不同处理烟株团棵期农艺性状

2.2.2 现蕾期

在现蕾期调查不同处理烟株的株高、茎围、叶片数、最大叶长和最大叶宽等农艺性状指标，结果如表2 所示。在现蕾期，T1处理烟苗的农艺性状优势进一步凸显，菌株定殖密度最高的T1处理生长状况优于定殖密度较低的T2处理，其平均株高为125.4 cm、茎围为9.6 cm、最大叶长为75.2 cm、最大叶宽为28.8 cm，均大于其他各处理；平均叶片数为21.2 片，稍低于T2处理，但大于T3处理和CK。T2处理的株高、茎围、最大叶长也大于T3处理和CK。该结果说明饼粕肥和解淀粉芽孢杆菌菌剂的联合施用对烟草的生长具有促进作用。

表2 不同处理烟株现蕾期农艺性状

2.3 烟农技术实施劳务投入

表3 为不同处理方式下烟农技术实施每667 m2用工投入情况统计表。T1由烟农合作社在饼肥集中发酵时将菌剂一次加入饼肥中，在“三先”技术实施时将饼肥施入烟田，不产生烟农技术实施成本；T2由烟农在“三先”前将菌剂集中一次加入发酵饼肥，无需蓄水，掺匀即可，每667 m2用工数量0.15 个，每667 m2烟农技术实施劳务成本18元；T3由烟农在围蔸及团棵期时，分2 次灌根，每次、每株加药剂300～500 mL，每667 m2药剂用量600～1 000 kg，烟农储水及药剂配制、运输、灌根等环节每667 m2用工1 个，成本120 元。因此，烟农技术实施每667 m2劳务投入排序为T3＞T2＞T1。

表3 各处理烟农技术实施每667 m2用工投入情况

3 结论与讨论

将具有抗病促生效果的解淀粉芽孢杆菌菌剂配合饼粕肥施用，在烟草生长的不同时期均显著提升了生防菌剂在烟草根际定殖的密度和稳定性，对烟草的各项农艺性状有着明显的促进作用，提升了烟叶产量。饼肥发酵基本结束时或“三先”技术实施前，将芽孢杆菌一次全部加入饼肥中的新型芽孢杆菌防治根茎病害方法，将生防菌施入的时间大幅提前，饼肥为芽孢杆菌在土壤中提供了优良的定殖场所，其通过摄取饼肥中的有机质加快自身的生长繁殖，这可能是T1处理和T2处理中的芽孢杆菌的生长速度、定殖密度及定殖稳定性显著高于传统水施方法的主要原因。

结合宜昌烟区菜籽饼粕肥集中发酵技术已普遍推广的生产实际，采用新型使用方法后，每667 m2能够减少烟农技术实施用工投入120 元，并减轻烟农的劳动强度。可根据烟区菜籽饼肥发酵实际、根茎病害发生范围与趋势及烟农防治根茎病技术实施等实际情况灵活选择。