烟田施用微生物肥料的效应研究进展

杨旭初，屠乃美，易镇邪，侯方舟，付小红

（湖南农业大学农学院，长沙410128）



烟田施用微生物肥料的效应研究进展

杨旭初，屠乃美*，易镇邪，侯方舟，付小红

（湖南农业大学农学院，长沙410128）

摘 要：概述了微生物肥料对植烟土壤养分、土壤酶活性、根际微生物环境、烤烟抗病性及烤烟化学成分等方面的影响，并探讨了今后的发展方向。

关键词：微生物肥料；烤烟；土壤；效应

烟草是我国主要的经济作物之一。植烟土壤长期施用农药、化肥，导致了一系列严重的土壤环境问题，如土壤板结、有机质含量下降［1，2］，土壤微生物结构和功能多样性遭到破坏，成为了限制烤烟品质进一步提升的重要因素［3，4］。微生物肥料作为一种新型肥料，具有肥效高、无污染等特点，使用微生物肥料能适量减少化学肥料的用量，在促进烤烟生长、提产增值、改善品质、增强抗病能力等方面有积极的作用［5］，并且能改善植烟土壤的连作障碍。本文试图总结前人有关微生物肥料影响植烟土壤养分、土壤酶活性、根际微生物环境、烤烟抗病性及烤烟化学成分等方面的研究成果，旨在为后续研究提供一定参考。

1 微生物肥料简介

微生物肥料通常以有机肥或无机肥为载体，利用微生物和肥料的共同作用来促进植物生长，提高农产品产量和质量［6，7］。微生物肥料经历了以吸附剂为载体到与营养物质复合再到与有机肥复合的发展历程。微生物肥料具有固氮、溶磷、解钾作用。目前用于烤烟生产的微生物肥料类型主要有解钾菌剂、固氮菌剂、解磷菌剂、生防菌剂、复合菌剂、复合微生物肥料、生物有机肥、AM菌剂等［8，9］。

2 微生物肥料对土壤特性的影响

2.1 微生物肥料对土壤养分的影响

微生物肥料中的微生物通过荚膜吸收营养元素以及细菌产物（如有机酸等）破坏矿物质晶格结构，矿化土壤有机养分，释放土壤闭蓄态无机养分［10］。并且微生物肥料与一定量的氮、磷、钾化肥配施，氮、磷、钾的转化效果比单独施微生物肥料或化肥更好［11～13］。据王欣等［14］在湖南烟区的调查统计，湖南烟区土壤全钾含量为14.92 g／kg，土壤速效钾含量为140.28 mg／kg，土壤速效钾含量占全钾含量的1%左右，施用生物钾肥能明显提高土壤速效钾含量，从而保证中后期（尤其是打顶后）烟株对钾素的需求［15］。施用微生物肥料对土壤速效养分有一定的影响，还可以替代部分化学肥料。部分研究结果如表1。

表1 微生物肥料对植烟土壤养分的影响研究结果

但也有研究得出不同结论。如有研究表明，烟田施用微生物钾肥，除了能增加土壤速效钾含量外，对土壤碱解氮、速效磷的含量影响不大，说明微生物钾肥有较强的解钾能力，但固氮、溶磷作用不显著［19］。

2.2 微生物肥料对土壤微生物及土壤酶活性的影响

土壤微生物生物量是评价土壤环境质量的生物学指标之一，是土壤生物肥力的核心，参与有机物分解、促进植物所需营养元素的循环和能量转化［20，21］。微生物肥料是活体肥料，施用微生物肥料后，功能微生物定植于烤烟根际，形成优势菌种或“微生物墙”，抑制其它有害微生物的生长繁殖，有利于重建和调控根际微生物区系，为烤烟生长创造良好的土壤环境［22～25］。功能微生物形成优势种群的一个重要原因可能是微生物肥料中含量较多的有机质，给功能菌快速生长繁殖提供了充足的能源和养分。而土壤酶主要来自土壤微生物代谢过程，也有一部分来自动植物残体分解，土壤中的一切生化反应都是在土壤酶的参与下完成的，土壤酶具有专一性，土壤酶活性能在一定程度上表征土壤肥力水平。部分研究结果如表2。

表2 微生物肥料对土壤微生物及土壤酶活性的影响研究结果

另外，微生物肥料对土壤微生物的影响在其它作物上也有类似报道。有研究表明［29～31］，在番茄和辣椒的连作土壤中施用微生物肥料后，根际土壤中细菌和放线菌的数量显著增加，真菌数量显著减少，并且PCR-DGGE结果显示，施微生物肥料后根际土壤中微生物群落物种丰富度和物种多样性指数均升高，说明施用微生物肥料能改善土壤微生物结构和功能，是克服土壤连作障碍的一个重要途径。李俊华［32］在新疆连续2年对棉花施用微生物有机肥，发现与对照相比，土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶活性分别提高32%～35%、17%～28%、19%～23%、89%～155%，但土壤过氧化氢酶活性没有变化。

3 微生物肥料对烤烟的影响

3.1 微生物肥料对烟株生长发育及经济性状的影响

烤烟根系是烟株吸收水分和营养元素的重要器官，是合成烟碱的主要场所。根系活力的大小直接影响烟株营养吸收及生长发育。部分研究结果见表3。

表3 微生物肥料对烟株生长发育及经济性状的影响研究结果

尚翠［38］研究发现，微生物肥料对烟叶中氮素的积累分布有明显的调控作用，在生长前期，能促进烤烟氮素吸收，进入成熟期后，烟草对氮素的吸收减少。

3.2 微生物肥料对烟株抗病性的影响

施用微生物肥料能减轻烤烟野火病、炭疽病、赤星病等发病率，减少病害的侵染。烤烟施用沃益多微生物菌肥后，烟草病毒病、黑胫病和根结线虫病的防治效果分别达47.13%、36.06%和65.62%［39］。肖相政等人［40］分别施用2种生物有机肥“FBOF1”和“FBOF2”，随着时间的延长，烟叶中多酚氧化酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、脂氧合酶4种保护酶活性均逐渐下降，到35 d时基本没有了酶活，但是施用生物有机肥处理的其酶活性在整个时间段内均高于对照，且“FBOF1”高于“FBOF2”，说明生物有机肥“FBOF1”能激发更强的酶防御机制。

另外有研究表明［41］，病情指数均与烟叶中钾素含量有显著的负相关关系，提高烟叶钾含量能降低烟株病害。其机理可能是吸收钾素营养能使烟株表皮细胞角质层增厚，从而增强烤烟的防御能力，而且增加钾素营养有利于植株体内酚类物质的合成，酚类物质的增加会增强烤烟对病原菌的抵抗力；另外功能菌自身产生的抗菌素、多聚肽等，能有效抑制病原菌的生长繁殖。

3.3 微生物肥料对烤后烟叶化学成分的影响

有研究报道［42］，施用硅酸盐细菌肥料能够使烟叶落黄率加快，成熟度至少能提升一个等级，烤后烟叶颜色金黄至橘黄，提高烤后烟叶钾含量，降低烟碱含量，化学成分协调性好。韦忠等［43］发现，在百色地区施用45 kg／hm2生物钾肥（复合微生物钾肥）对提高烟叶质量的效果最好，总糖、还原糖分别比对照高18%～22%、16%～20%，烟碱含量低于对照，氮碱比、糖碱比分别为0.75、12.36，均在适宜范围内。刘国顺等［44］人研究表明，增施生物钾肥能有效提高中、下部烟叶在不同生育期的钾含量，同时也能增加上、中、下茎部以及叶脉的钾浓度，使钾素的分布集中在地上部分，减少钾素在打顶后的回流。

4 展望

微生物肥料在提升土壤肥力、改善根际环境、减轻连作障碍、改善烤烟内在品质等方面具有一定的应用价值。但是微生物肥料对烤烟的促生效果因种类、施用地区、施用方法的不同而呈现出较大差异。在不同生态条件和肥力水平的烟区，水分、温度、养分释放规律均有所不同，例如在湖南烟-稻连作烟区，烤烟生长前期，大田温度低，养分释放慢；烤烟生长后期雨水足，温度高，养分释放快，因此，应该考虑微生物肥料施用的时间问题，可以在起垄时施入微生物肥料，然后覆膜。

微生物肥料的应用研究正逐渐走向系统化、深入化，今后微生物肥料在烤烟上的研究方向主要是：（1）功能菌同自然界细菌一样，很容易受土壤肥力、水分、温度变化、光照强度、生长季节的长短等环境因素的影响，当任何一个环境因素发生改变，功能菌的生长都会受到很大影响。另外，即使在实验室筛选出了高效菌株，但因实验室的培养条件一般都是富营养培养，而实际上，大田施用微生物肥料后，功能菌处在自然界“饥饿”状态。因此一定要结合盆栽或大田实验来验证功能菌的实际效果。（2）针对不同的烟区，筛选出适合当地的高效微生物菌株及研制出肥料产品；（3）不论在育苗阶段还是大田期间，单独施用微生物肥料效果并不理想，通过与无机肥、有机肥的合理配施，能最大程度发挥微生物肥料的作用，提高肥料转化率及利用率，减少化肥和农药的使用，因此应考虑微生物肥料与化肥或有机肥的最佳搭配比例。

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Research Progress of the Effect of Applying Microbial Fertilizer in Tobacco Field

YANG Xuchu，TU Naimei*，YI Zhenxie，HOU Fangzhou，FU Xiaohong
（College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Abstract：In this paper，the effects of microbial fertilizer on soil nutrient，soil enzyme activity，soil microbial environment，disease resistance and chemical composition of flue-cured tobacco were summarized and the research directions in the future were discussed.

Keywords：microbial fertilizer；flue-cured tobacco；soil；effect

基金项目：国家公益性行业（农业）科研专项（201503123）。

作者简介：杨旭初（1991-），男，硕士研究生。*通信作者：屠乃美，教授，Email：tnm505＠163.com。

收稿日期：2015- 11- 27

文章编号：1001-5280（2016）02-0232-05

DOI：10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2016.02.28

中图分类号：S572.062

文献标识码：A