拮抗菌生物有机肥对植烟土壤和烟草青枯病的影响

2018-02-06吴晓宗曾强李红丽

江苏农业科学 2017年15期

吴晓宗　曾强　李红丽

摘要：以常规施肥为对照，比较分析移栽前、团棵期、旺长期、成熟期4个生长阶段施用拮抗菌生物有机肥对烟株根际与非根际土壤养分、微生物数量及烟草青枯病的影响。结果表明，与常规施肥相比，施用生物有机肥的土壤pH值有所降低，根际土壤碱解氮、速效磷的含量有所升高，非根际土壤的碱解氮含量没有明显变化，根际与非根际土壤的细菌数量均低于常规施肥；施用生物有机肥的烟草青枯病发病率、病情指数比常规施肥低，烟株移栽95 d时的防效为31.43%；烟叶产量、上等烟的比例高于常规处理，产值增加3 039.30元/hm2。

关键词：生物有机肥；土壤微生物；土壤养分；烟草；青枯病

中图分类号： S572.06文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）15-0088-03

烟草青枯病是由青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）引起的土传病害，其发生不仅与高温高湿的气候有关，还与土壤种类、土壤养分、连作情况、移栽时期、中期管理等有关，难以进行有效防治[1-3]。近年来，人们選育出对病原菌具有拮抗效果的微生物，并制成生物有机肥用来防治土传病害，不仅能改变土壤微生物区系、增加有益微生物数量、增强烟株抗病性，而且能改善植物根际的微生态环境，促进根系生长和对养分的吸收，同时还可以改善和修复土壤生态环境、减少化肥和农药的使用，突破了有机肥传统的肥料效果，得到广泛的研究应用[4-5]。本试验是将从福建省邵武市青枯病发病严重的原位土壤中筛选出拮抗菌[6]制成拮抗菌生物有机肥，考查施用该生物有机肥对邵武地区烟草生长环境的影响及防治青枯病的效果，为抗青枯病生物有机肥的进一步应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1拮抗菌生物有机肥的配制

拮抗菌生物有机肥由福建省邵武烟草公司提供。有机肥为秸秆与动物粪便按8 ∶2混合的堆肥；拮抗微生物菌剂T5由郑州大学提供，其基本生物性状见文献[6]，在堆肥温度降至40 ℃以下时进行接种，接种量为108 CFU/g。

1.2试验设计

试验于2014年3—8月在邵武市徐溪村青枯病常发烟田进行，该地块2012年、2013年连续2年青枯病发病非常严重。试验设2个处理：处理1为常规施肥（对照），即施烟叶专用肥+化肥+有机肥；处理2施生物有机肥，即施烟叶专用肥+化肥+生物有机肥。烟叶专用肥、化肥的施用量一致，N ∶P2O5 ∶K2O 比例为1 ∶0.8 ∶2.7，折算为纯氮用量 136.35 kg/hm2；生物有机肥的施用量与常规有机肥的施用量相等。完全随机区组设计，重复3次，每小区面积为132 m2，设有保护行，烟株的种植密度为1.65万株/hm2，株行间距为 0.5 m×1.2 m。施肥在植烟移苗前进行，采用分层方法施肥，其他大田管理措施按邵武市优质烟生产技术规程进行。

1.3测定内容及方法

分别在烟株移栽前、团棵期（移栽后35 d）、旺长期（移栽后60 d）、采摘期（移栽后90 d），采用5点取样法，随机选取长势良好的烟株，去除烟株根部表层土，将烟株连根拔起，抖掉根系外围土，取紧贴在根表附近的土样，同时在附近未种烟草的同一处理地块取非根际土样[7]；采用稀释平板法测定土壤微生物数量[8]，细菌、真菌、放线菌分离培养基分别为牛肉膏蛋白胨琼脂、马铃薯蔗糖琼脂、高氏1号琼脂，采用电位法测定pH值，分别采用碱解扩散法、火焰分光光度计法、酸性氟化铵法测定土壤的碱解氮、速效钾、速效磷的含量[9-10]。分别在烟株移栽后85、95、105 d，依据《烟草病虫害分级及调查方法》（GB/T 23222—2008）记录青枯病的病情级数，以株为单位分组调查病害严重程度，统计发病率、病情指数与防控效果，计算公式为

1.4数据统计分析

采用Excel 2007、SPSS 19.0软件对数据进行统计分析。

2结果与分析

2.1施肥对根际与非根际土壤pH值的影响

土壤pH值是影响土壤养分转化及有效性的决定因素之一，同时对土壤微生物数量和种类也会产生影响，是影响烟草生长发育、烟叶产量和品质的重要因素[11]。有研究表明，福建烟区土壤以酸性为主，pH值在3.5～7.0之间，大多土壤的pH值低于5.5[12-13]。由图1可知，随烟株生长发育，2种施肥处理的土壤pH值呈先升后降趋势，烟株旺长期达到最大值；烟株根际土壤的pH值高于非根际土壤，说明烟株根系在生长过程中会分泌碱性物质以提高根际土壤pH值，或是根系分泌的生物酶可以破开土壤胶体吸附的氢离子以减少酸性物质的形成；处理2根际与非根际土壤的pH值在烟株团棵期、旺长期、采摘期均低于处理1，尤其在旺长期，处理2根际土壤的pH值为5.43，明显低于处理1根际土壤pH值（563），说明施用拮抗生物有机肥可降低烟株生长土壤的pH值。

2.2施肥对土壤养分的影响

优质烤烟生产通常要求土壤氮素和有机质含量适中，磷、钾及微量营养元素含量丰富。土壤养分的变化尤其是烟株根际土壤养分的变化，往往会造成根际微生物区系的变化，对烟株抵抗青枯病造成一定的影响[14-15]。由表1可知，根际土壤在烟株移栽前到团棵期，由于根系对肥料的吸收和聚集，除处理1的碱解氮含量变化不显著外，其他各处理的碱解氮、速效磷、速效钾的含量都显著高于移栽前（P<0.05）；除处理2的碱解氮含量在团棵期时相对最高，为185.48 mg/kg外，2个处理土壤其他养分含量均在旺长期时相对最高，且显著高于移栽前和团棵期（P<0.05）；处理2各生长阶段根际土壤的碱解氮和速效磷含量高于处理1，而速效钾含量低于处理1。对烟株非根际土壤而言，各生长期的速效磷、速效钾含量呈先增后减趋势外，碱解氮含量差异不显著，变化趋势平缓。

2.3施肥对土壤微生物的影响endprint

土壤微生物的种类、数量与土壤种类、气候条件等当地自然生态及轮作、施肥等农业生产措施密切相关，当这些生态条件或农业措施发生改变时，土壤微生物的种类和数量也会相应发生变化[16]。由表2可见，使用拮抗生物有机肥，对土壤微生物细菌、真菌和放线菌的数量产生较大影响；在健康烟株生长期内，2个处理土壤的细菌数量呈逐渐增大趋势，各生长期的细菌数量均显著高于移栽前（P<0.05）；根际土壤的细菌数量高于非根际土壤，说明根际土壤微生物区系的细菌更为活跃；处理2的根际土壤细菌数量低于同期的处理1，可能是因为处理1的青枯病发生相对较重，诱导拮抗菌成为根际优势菌；随健康烟株的生长，处理1根际、非根际土壤的真菌数量呈先升后降趋势，并在旺长期数量相对最多，处理2根际、非根际土壤的真菌数量变化较小，说明烟株生长过程中，施用生物有机肥可使土壤碳素和能源利用较为稳定；放线菌数量比烟株移植前有不同程度提高，这是由于放线菌与土壤腐殖质含量有关，可以利用烟株的根系纤维素，但这种数量变化在统计学上意义相对不大。

2.4施肥对烟株青枯病发病的影响

由表3可知，发病烟田中施入拮抗生物有机肥，青枯病的发生有明显减轻，处理2的发病率、病情指数均低于处理1；移栽后85 d，处理2烟株的发病率、病情指数、防控效果分别为21.33%、6.37%、10.41%，移栽后95 d的防控效果为 31.43%，说明施用生物有机肥不仅可有效抑制烟草青枯病的发生，还能降低烟株的病情指数，提高防控效果，这可能是因为烟草根际土壤从施肥中获得青枯病拮抗微生物，并具有一定的定殖能力，给烟株根际提供较大数量的有益拮抗菌群，在根际微生物区系中形成相对规模的优势菌。

2.5各处理经济性状对比

由表4可见，处理2的烟叶产量、上等烟比例、平均单叶质量、经济效益均高于处理1，说明施用拮抗生物有机肥，可明显提高烟叶种植的经济效益，增效达3 039.30元/hm2，有较高的应用价值。

3结论与讨论

青枯病怕碱喜酸，易在偏酸性的土壤中发病，有研究表明，土壤理化性状尤其是pH值与烟草青枯病的发生有密切关系[17]，调节土壤酸碱度可防控青枯病的发生[18]；而施用拮抗菌制成的生物有机肥对植物病害具有良好的防控效果，不仅满足植物的生长需要，还为拮抗菌提供足够的营养物质，使其在根际土壤微生物区系中更易成为优势菌[19-20]。本试验施用拮抗生物肥，并未导致土壤pH值的降低，其对青枯病明

显的抑制主要是通过拮抗菌促进烟草根际微生物群落发生多样性变化而获得，这与王丽丽等的研究结果[21-22]一致。

肥料中硝态氮和铵态氮的适当配比可有利于烟株对氮素的吸收；钾的吸收主要是根际的钾，非根际区的钾必须迁移至根际才可被吸收利用；磷的吸收在整个生长过程中相对持续稳定。有试验表明，南平市邵武地区的烟田土壤已呈现出土壤供氮、供钾能力降低，而供磷能力增加的趋势[14]。根际土壤对植物的影响比非根际土壤更为明显[23]，养分含量变化较大，这是由于植物根系与根际土壤养分交换更为频繁。施用生物有机肥，土壤的理化性质发生改变，烟草的生长环境得到改善，随烟株的生长发育，其根际土壤碱解氮、速效磷含量都高于常规施肥。

生物防治青枯病等土传病害，土壤微生物区系的动态变化更为重要，烟株生长期内土壤细菌数量增大，表明烟株的发育生长良好，根系发育旺盛。试验结果表明，烟株生长期内不同处理的细菌数量表现出先增加后减少的变化趋势，这与罗明等研究结论[24]相类似。随烟株生长发育，施用生物有机肥的根际和非根际土壤真菌数量没有较大变化，说明烟株生长过程中，生物有机肥的加入使土壤碳素和能源利用较为稳定。烟株发病后，由于放线菌与土壤腐殖质含量有关，发病株的根际土壤放线菌数量有一定增加。通过对土壤微生物数量的测定分析，可以初步了解生物有机肥对土壤微生物区系的影响，下一步可通过基于宏基因组数据的根际微生物群落结构分析，更深层次地了解生物有机肥防治青枯病的机理。

总之，有机肥与拮抗青枯病的微生物结合制成生物有机肥，在为烟株生长提供营养的同时，可使青枯病的发病率、病情指数较常规施肥有明显下降，移栽后95 d对青枯病的防控效果达到31.43%；施用生物有机肥，烟叶产量、上等烟比例都高于常规施肥，产值提高了3 039.30元/hm2，经济性状较佳，具有良好的应用价值。

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