不同酵素菌肥对烟苗根系及烤烟经济性状的影响

孙意佳 王飞 鄢敏 贺帅 肖佳冰 刘东阳 张明金 张远盖 罗东升 席飞虎 景延秋

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2024.10.013

摘要：为研究不同酵素菌肥及用量对烟苗生长发育的作用，探究其对烟苗根系及烤后烟经济指标的影响，以中川208为供试品种，以漂浮育苗的育苗方式，采用随机区组设计，在烟苗小十字期时喷施不同浓度配比（0.5、1.0、1.5 mL/L）的不同酵素菌肥（日本活力酵素、糖木酵素和牛奶酵素），以不施用酵素菌肥的处理作为对照（CK），分析成苗期烟苗的农艺性状、根系活力、干物质积累量、叶绿素含量和相关酶活性以及烤后烟经济指标。结果表明，对烟苗施用不同种类及用量的酵素菌肥，与CK相比，酵素菌肥可提高烟苗根长、株高、根干重等农艺性状，提升超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性，提升幼苗根系活力、叶片叶绿素含量，提升根系可溶性蛋白含量，部分差异达显著水平（P<0.05），提高烤后烟经济性状，且均为1.0 mL/L糖木酵素处理的提升效果优于其他处理。综上，不同酵素菌肥及用量处理在烟苗的农艺性状、抗氧化酶活性、幼苗根系活力、叶片叶绿素含量以及根系可溶性蛋白含量上存在显著差异，施加不同种类及用量的酵素菌肥能够提升烟苗的农艺性状、抗氧化酶活性、幼苗根系活力、叶片叶绿素含量以及根系可溶性蛋白含量；1.0 mL/L糖木酵素对于烤烟幼苗的改善效果整体优于其他处理。

关键词：烟草育苗；酵素肥；根系发育；农艺性状；经济性状

中图分类号：S572.06  文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2024）10-0098-06

收稿日期：2022-06-30

基金项目：四川省烟草公司宜宾市公司资助项目（编号：SCYC202111）；贵州省烟草公司毕节市公司资助项目（编号：2024XM22）。

作者简介：孙意佳（1999—），女，河南平顶山人，硕士研究生，主要从事烟草栽培、烟草化学与烟草加工工艺研究。E-mail：1158418946@qq.com。

通信作者：景延秋，博士，教授，主要从事烟草化学研究。E-mail：jingyanqiu72t@163.com。

烟草作为重要的经济作物之一，在我国社会与经济发展中具有重要作用，其中烟苗根系是影响烟叶产质量和烟草生产及卷烟加工的重要因素。想要培育一个良好的根系，就是要增加对土地的营养利用，良好的根系对植物的吸收率有促进作用，而对其生长的最大益处就是对土壤的充分利用，有利于植物的正常生长［1］。有研究发现，酵素菌肥能明显促进烤烟根系的生长，提高烟株幼苗的相关根系指标［2］。马欣等研究发现，对植株幼苗施加酵素菌肥可显著提高植物幼苗的根系活力，促进细根生长，增加幼苗干物质积累，增强幼苗抗逆性［3］。

日本活力酵素、糖木酵素和牛奶酵素均属于酵素菌肥，孔祥海研究指出，酵素菌肥具有高氧发酵能力，不仅能分解稻草、杂草和锯末等有机废物，还能用酶催化页岩、沸石和其他矿物质，为植物提供维生素、核酸、氨基酸、生长因子和其他活性成分，也可以使化肥等有害成分分解［4］。植物不能直接利用的土壤中的残留营养物质以及磷、钾等养分也可以被分解，从而提高土壤有效养分含量，减少有机污染，实现绿色农业［5］。

根系活力直接反映植物根系生长状况。抗氧化酶是一种植物保护酶，其活性直接反映了植物的抗性水平［6］。可溶性蛋白质是植物体内重要的渗透调节物质，它的含量与植物的抗逆性呈正相关关系［7］。叶片中的叶绿素与植株的光合作用有关。目前国内外关于烟草栽培后根系发育的生理特性被广泛研究，但是关于酵素系列肥料对烤烟根系发育生理状态的影响没有太多研究。在川南植烟地区，烟农每年均按照生产章程进行育苗，在育苗方法上少有创新，且存在因烟种问题导致苗期生长缓慢，或者育苗棚环境问题等使得烟苗出现病害等情况，从而导致烤烟的品质和产量无法得到保障。培育壮苗的关键指标之一是成苗期烟草是否拥有发达的根系。因此，本研究通过探索3种酵素肥施肥模式对烟草幼苗根系发育的影响，发掘实际烟草漂浮育苗效果，旨在促进烟草幼苗根系发育，提高根系活力，另外对叶片叶绿素也有一定的促进效果，以期为培育壮苗及提升烟叶品质奠定基础。

1  材料与方法

1.1  试验地概况和试验材料

试验于2022年2—4月在四川省泸州市古蔺县大寨苗族乡大寨烟站（海拔1 156 m，105.65°E，28.13°N）进行。当地气象特征：2—4月，烟棚平均气温26.5 ℃，平均湿度87%。实测土壤理化性质：育苗期，1～5 mm粒径的基质含量大于40%；基质容重为0.15～0.35 mg/cm3；总孔隙度为70%～95%；电导率为800 μS/cm；苗床期基质pH值为5.0～6.8。移栽后土壤pH值为6.45，有机质含量15.90 g/kg，含量处于中等水平，全氮含量 1.80 g/kg，土壤碱解氮含量47.15 mg/kg，含量较丰富，速效磷含量36.60 mg/kg，速效钾含量 275.40 mg/kg。供试品种为中川208，出苗至成苗时间50 d左右。严格按本地优质烟草技术规程进行生产和培育。在育苗期间，由四川省烟草公司泸州市统一配制的烟苗专用肥料培育，专用肥中具有烤烟幼苗生长所需要的氮、磷、钾等营养元素（N+P2O5+K2O含量≥50%）；糖木酵素由山东百兴福农业发展股份有限公司提供，日本活力酵素由青岛岳恒国际贸易有限公司提供，牛奶酵素由郑州田丰生化工程有限公司提供。

1.2  处理设计

本试验采用漂浮育苗技术，通过随机区组设计，在设置 3 种酵素菌肥的基础上，每种酵素菌肥的施用量分别设置浓度为0.5、1.0、1.5 mL/L，以不施用酵素菌剂作为对照，共10个处理，详见表1。其中，在幼苗进入萌发阶段后，在幼苗生长至小十字期时首次叶面喷施。待烟苗进入竖叶期第2次施用。在幼苗生长至成苗期观察记录烟草幼苗生长的各项指标。随机选取10个生长均匀的烟株，测定不同处理烟株叶数、根系指标等农艺性状以及相关数据；对不同酵素处理的根长进行测量；进行叶绿素含量等生理指标的检测。

日本活力酵素的氨基酸含量≥100 g/L；牛奶酵素Mn+Zn+B含量≥100 g/L；糖木酵素的糖木蛋白含量≥300 g/L、螯合钙含量≥9 g/L、螯合锌含量>6 g/L、螯合铁含量≥3 g/L、硼含量>2 g/L。小区长×宽为228 cm×144 cm，烟苗行距株距均为3 cm左右。

1.3  测定方法

1.3.1  烟草幼苗农艺性状和根系指标的测定  于出苗后至生长到50 d进行取样。其中，根据中国烟叶工业技术标准YC/T 142—2010《烟草农艺性状调查测量方法》进行农艺性状测定。采用甲烯蓝法测量根系容积［8］。采用氯化三苯基四氮唑还原法（TTC）测定根系活力［9］。

1.3.2  酶活性及相关指标的测定  在抽样当日（从出苗到成熟期），在各单元中随意选择10株生长较好的幼苗（包括地上及地下部分），对其进行抗氧化酶谱分析。用氮蓝四唑光化还原方法测量超氧化物歧化酶（SOD）活性［10］；愈创木酚法检测过氧化物酶（POD）活性［11］；利用紫外吸收（UV）法检测过氧化氢酶（CAT）活性［12］；用考马斯亮蓝G-250方法检测可溶性蛋白（SP）含量［13］；采用分光光度法测定叶绿素含量。

1.3.3  烤烟后烟叶经济性状指标测定  各小区在采收时进行挂牌，经过调制后，根据当地标准进行分级。根据等级，对中上等烟分别进行统计，并计算产值、产量、比例和均价。

1.4  数据处理

利用Excel 2019对试验结果进行整理和统计，利用 SPSS 20.0对试验数据进行方差分析和显著性差异分析。

2  结果与分析

2.1  酵素肥对烤烟幼苗农艺性状的影响

由表2可知，不同酵素菌肥处理的烤烟株高存在显著差异（P<0.05），T5处理（1.0 mL/L糖木酵素）的株高最高，达27.77 cm，CK（没有添加酵素菌肥）的株高最低，仅25.20 cm；T2（1.0 mL/L日本活力酵素）处理和T5处理的茎围较粗，达2.05 cm以上，T5处理显著高于T2处理以外的其他处理（1.67～2.03 cm）；最大叶长以T5处理最长，其次是T2、T6（1.5 mL/L糖木酵素）处理，均在22 cm以上，显著高于T4（0.5 mL/L糖木酵素）处理外的其他处理，而CK的最大叶长不足19 cm，T1（0.5 mL/L日本活力酵素）、T7（0.5 mL/L牛奶酵素）、T8（1.0 mL/L牛奶酵素）和T9（1.5 mL/L牛奶酵素）处理的最大叶长均不足20 cm；最大叶宽以T5处理最宽，为9.53 cm，其次为T2处理，T5处理显著高于T2处理以外的其他处理，CK、T1处理最低；有效叶片数以T5处理最多，达6.90张，T9处理的有效叶片数最少。综上所述，施用1.0 mL/L糖木酵素的烤烟农艺性状表现相对较好，其次是1.0 mL/L日本活力酵素处理，不施用酵素菌肥的烤烟农艺性状相对较差。

2.2  酵素肥对烤烟幼苗根系生长势的影响

由表3可知，不同酵素菌肥处理的烤烟最大根长存在显著差异，以T5处理的最大根长最长，达7.87 cm，以T9处理、CK的最大根长最短，分别为5.90、6.33 cm；T2、T4、T5和T6处理的根体积较大，达1.30 cm3以上，明显高于其他处理（0.50～0.93 cm3）；根干重以T2和T5处理较高，达0.45 g以上，明显高于其他处理；茎叶干重以T6处理最高，其次是T5处理，除T8和T9处理显著低于T5、T6处理外，其他处理间差异不显著；各处理根冠比无显著差异。综上表明，施用1.0 mL/L糖木酵素的烤烟农艺性状表现相对较好，其次是1.0 mL/L日本活力酵素，不施用酵素菌肥及施用牛奶酵素处理的烤烟根系生长势相对较差。

2.3  酵素肥对烤烟幼苗根系活力的影响

由图1可知，T5处理的烤烟根系活力显著高于其他处理；与CK相比，T5处理的烟株根系活力提高79.71%；其次是T2处理，相较于CK提高38.21%。综上所述，施用1.0 mL/L糖木酵素更有利于烤烟根系的生长发育。

2.4  酵素肥对烤烟幼苗根系抗氧化酶活性的影响

由图2可知，各处理苗期烤烟根系POD活性表现为T5＞T2＞T4＞T7＞T6＞T3＞T1＞T8＞T9＞CK，其中，T5处理的活性最强，其次是T2处理，除CK和T8、T9处理POD活性较低外，其余处理之间差异不显著，但T5处理POD活性显著高于CK和T8、T9处理，CK的POD活性最低，显著低于其他处理。可以看出，与不施用酵素菌肥相比，施用不同浓度的酵素菌肥在不同程度上提升了根际微生物的活跃水平，促进了根系呼吸作用，使POD活性增强。各处理苗期烤烟的根系CAT活性表现为T5＞T3＞T2＞T6＞T4＞T1＞T7＞T8＞T9＞CK，T5处理的根系CAT活性显著高于其他处理。与CK相比，T3、T5处理的根系CAT活性分别提高60.2%、77.7%。T5处理的SOD活性最高，显著高于其他处理，T1、T2、T3、T4、T6、T7处理次之，显著高于CK、T8、T9处理，CK的SOD活性最低。说明施用糖木酵素和日本活力酵素有利于增强烤烟根系SOD活性。

2.5  酵素肥对烤烟幼苗根系可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白作为植物体内重要的渗透调节物质，其含量越多，植物的抗逆能力越强。由图3可知，T5处理与CK相比有显著性提高，增幅达24.44%。由于该物种自身有强烈的亲水性，可以通过提高对其细胞保水的性能从而使植物的抗性得到提升［14］。施用糖木酵素促进了烤烟幼苗根系的发育，提高了幼苗的抗逆性，提升了根系中所含的可溶性蛋白含量。

2.6  酵素肥对烤烟幼苗叶绿素含量的影响

由图4可知，糖木酵素和日本活力酵素处理对烟株叶绿素合成的贡献率最高，1.0 mL/L糖木酵素和日本活力酵素处理幼苗中叶绿素含量显著高于牛奶酵素处理和CK，与CK相比分别增加了45.18%、

36.90%，而牛奶酵素处理与CK差异不显著。3种酵素肥的施用均不同程度促进了烟草叶片叶绿素的合成，进而促进烟草植株的光合作用。叶绿素含量直接关系到叶片光能捕获、传递和转化的效率［15］，而日本活力酵素和糖木酵素能明显改善烟株

的光合作用，并能明显促进植株的根生长，增加叶绿素的水平。

2.7  微生物菌剂育苗对烤烟产值产量的影响

由表4可知，各酵素菌肥处理在苗期后，产量均比CK有不同程度提高。其中，T5处理产量最高，较CK增产48.82%；T2和T6处理较CK烤后烟叶产量也有大幅增加，增幅分别为35.21%和24.80%。糖木酵素处理和日本活力酵素处理与CK相比都提高了产值和均价，其中牛奶酵素处理的产量和均价相差不大。T5处理的上等烟和中上等烟比例最高，其上等烟比例较CK增加18.81百分点，中上等烟比例增加10.21百分点，故产值在所有处理中最高。结果表明，在苗期施用1.0 mL/L糖木酵素能大幅提升中上等烟比例，增加烟叶的均价和产值。

3  讨论

泸州烟区位于云、贵、川、渝交界处，烤烟种植区域基本处于山地以及海拔较高的地区，如何提高当地烤烟品质是关键［16］。酵素菌肥中含有生物酶、矿物源类激素、肽蛋白、氨基酸、核酸、维生素等，通过提高烟苗对基质中营养物质的高效利用从而促进烟草根系生长。本研究发现，酵素菌肥提高了烤烟幼苗的抗逆性，增强了烤烟幼苗的保护酶活性，增加了根系的保水能力，使得根系发育良好，达到促根壮苗的效果，提高了叶绿素含量，促进了光合作用，为后期烟叶的高产和优质奠定了良好的基础。

陈倩等研究发现，酵素菌能与大量的菌种发生反应，有助于微生物菌的生长，较强的新陈代谢功能生产了多种酵素和生物有效物质［17］。何铁柱等研究发现，酵素菌还包括黏膜酶、蛋白酶、氧化酶、尿激酶、蔗糖酶、脂类、醇解酶等［18］。本研究证实适量浓度的酵素菌肥对烟株幼苗根系生长有促进作用，这可能是由于提高了烤烟根系的吸收能力，增强了烤烟对营养物质的吸收速率，从而影响了烤烟苗期根际生长状态，但仍需进一步研究。徐宗才等研究发现，酵素富含大量有机物质和微量元素，对促进植物生长、营养吸收，提高根际土壤活性有一定的作用［19］，本研究结果与之一致。这可能是因为基质和土壤中存在的一些营养元素难以被烟株有效吸收，通过酵素菌肥的调节增强烟株对其的吸收，从而提高了烟株幼苗根系活力。逆境胁迫会使植物体内产生的活性氧增加，同时刺激了植物体内SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性增加［20］，这可能是因为施用酵素菌肥激活了植物中的抗氧化酶保护系统，从而尽快消除植物体内由于逆境而产生的过多有害自由基［21］。可溶性蛋白质与植物的保水性能密切相关。在烟叶漂浮育苗过程中，气温是影响烟株生长的主要因子，而苗床的气温会引起一系列问题［22］。本研究发现，喷施酵素菌肥可进一步提高可溶性蛋白质在烤烟叶片中的积累量，说明酵素菌肥可诱导植物体内渗透调节物质可溶性蛋白的累积，提高烤烟幼苗的抗冷性。酵素菌肥对提高烤烟幼苗渗透调节物质的含量作用显著，说明酵素菌肥能够有效减少烤烟幼苗生长过程遇到的伤害，增强抗低温能力。这与番茄、山茶花的研究结果［23-24］一致。叶片中的叶绿素与植株的光合作用有关，本研究发现，与对照相比，叶面喷施酵素菌肥显著提高了烤烟幼苗总叶绿素含量，这可能是通过增加烤烟幼苗叶片叶绿素含量的积累及增大接收光能的开展度，从而加强对光能的捕获，促进光合作用，达到促进有机物积累，最终增产的结果［25］。施用酵素菌肥后，叶绿素含量有所增加，这与陈财志等的研究结果［26］一致，说明烟草幼苗生长增强，烤烟幼苗根系的光合作用能力增强，根系生长发育呈正向发展。

4  结论

在烟苗小十字期时喷施不同浓度酵素菌肥均可在不同程度上提高烤烟幼苗根际指标，最终达到烤后烟增值、增产的效果。因此，在泸州烟区实际生产中，推荐向烟草漂浮育苗营养液中添加糖木酵素和日本活力酵素肥，作为烤烟育苗时期一种促进根系生长发育的调控手段，促进烟苗根系发育，培育壮苗。

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