微生物菌剂对烤烟光合特性及产质量的影响

王 辉,李小艳,云 菲,葛国锋,武东玲,史龙飞*

(1.河南省烟草公司 洛阳市公司，河南 洛阳 471000；2.洛阳农林科学院，河南 洛阳 471023；3.国家烟草生理生化研究中心，河南 郑州 450002)

烤烟作为重要的经济作物之一，在我国各地已普遍种植，因多生态类型之间的差异，形成了各地区烤烟不同的香味风格[1]。同时，烤烟也是一种忌连作作物，烟田长时间连作能够导致烟叶病虫害的加重，土壤微生物环境的恶化，影响烟株的正常生长发育，致使烟叶品质下降，进而降低烟农的经济效益[2-6]。微生物菌剂作为一种含有活性微生物的特定制品，在生态有机农业和绿色、无公害食品等领域彰显出巨大的应用潜力[7]，不仅能够直接或间接改良土壤、恢复地力、预防土传病害、维持根际微生物区系平衡和降解有毒害物质等作用，而且还可以提高农产品产量、改善农产品品质、减少化肥用量、降低成本、改良土壤、保护生态环境[8-13]。本论文基于前人的研究，从微生物菌剂对烤烟整个生育期的不同处理次数和方式出发，研究了微生物菌剂对烤烟不同生育期光合特性及经济性状的影响，为微生物菌剂在生态烟叶发展上的应用提供参考。

1 试验方法

1.1 试验地点

试验于2017年在河南省洛阳市伊川县葛寨现代烟草农业示范区进行。试验田选取在地势较平坦，土壤质地疏松，前茬作物为烟草，土壤类型红粘土，试验田土壤基础肥力状况：速效氮54.73 mg/kg、速效磷11.99 mg/kg、速效钾176.5 mg/kg、有机质11.9 mg/kg、pH值7.86。田间持水量为23%，供试烟草品种为豫烟10号。2017年5月2日移栽，移栽时按行株距120 cm×60 cm进行。试验所用肥料为烟草专用肥(N∶P2O5∶K2O=1∶2∶3)。移栽时将所用肥料的70%与土壤混合均匀后作为基肥，团棵前追施剩余的30%肥料。其他管理方法同大田优质烟草。

1.2 试验方案

试验设计共分为4个处理：T1(CK)：常规优质烟叶管理措施；T2：微生物菌剂蘸根移栽(200倍菌液)；T3：微生物菌剂蘸根移栽(200倍菌液)+团棵期叶面喷施微生物菌剂(500倍菌液)；T4：微生物菌剂蘸根移栽(200倍菌液)+团棵期叶面喷施微生物菌剂(500倍菌液)+旺长期叶面喷施微生物菌剂(400倍菌液)。

微生物菌剂：由盛瑞康生物科技开发有限公司提供，有效活菌数≥2.0亿/mL。菌种：枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌。

1.3 测定项目

1.3.1 农艺性状测定 分别于团棵期、现蕾期和圆顶期分3次在每小区取有代表性的烟株10株，分别记录烟株的株高、有效叶数、茎围、最大叶长和叶宽。采集数据时选择五点取样法，选择大田长势一致烟株进行调查，避免选择地头、田边、病株等不符合取样要求的样品。

1.3.2 叶绿素和类胡萝卜素的测定 叶绿素和类胡萝卜素含量采用80%丙酮提取法进行测定[14]。

1.3.3 光合指标的测定 采用美国PP-SYSTEMS公司生产的CIRAS-2便携式光合系统测定烟草叶片的光合速率(An)、蒸腾速率(Tr)、胞间二氧化碳浓度(Ci)和气孔导度(Gs)。每个处理选取5株健壮、长势一致且具有受光良好的中部功能叶片的烟株，于团棵期、现蕾期和圆顶期分别进行光合指标的测定,测量时间为北京时间9:30～11:30。

1.3.4 常规化学成分测定 选取烤后烟叶下部叶(X2F)、中部叶(C3F)、上部叶(B2F)进行烟叶常规化学成分分析。

1.3.5 经济性状测定 按照GB 2635─1992《烤烟》中分级方法对烟叶进行分级，调查各处理烤后烟叶的产量、均价、上等烟比例、上中等烟比例、产值等经济性状。

1.4 数据分析

采用Excel 2007软件对试验数据进行统计处理，采用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 微生物菌剂对烤烟农艺性状的影响

由表1可知，微生物菌剂处理能够促进烟株的生长发育，但没有产生显著性差异。在团棵期，T2、T3、T4处理后烟株的株高、叶片数、茎围优于T1处理，最大叶片无明显变化；在现蕾期和圆顶期，T3、T4与T1处理相比，在株高和叶片数上存在显著差异，茎围和最大叶片有增加，但不存在显著差异。T3和T4处理在株高、叶片数、茎围和最大叶片上的增幅较大，与T1处理相比农艺现状指标表现较好。这表明随着生育期的推进，微生物菌剂能够改善烟株的生存环境，促进了烟株的生长发育，提高烟株受光面积。通过比较T3、T4处理最能表现微生物菌剂在烟株生长发育上的影响效果。

表1 微生物菌剂对烤烟农艺性状的影响

注：同列小写字母表示在0.05水平上的差异性，字母相同则差异不显著，不同则显著。下同。

2.2 微生物菌剂对烤烟光合特性的影响

2.2.1 微生物菌剂对烤烟叶片光合色素的影响 光合色素的含量影响着烟株叶片光合作用的强弱[15]。由表2可知，随着烟株生长发育，叶片中叶绿素逐渐降低，在现蕾期，叶绿素a、叶绿素b的含量达到最大值；整体表现为T4>T3>T2>T1；在团棵期，T3、T4与T1处理之间差异显著；在现蕾期和圆顶期，T2、T3、T4处理与T1处理都达到了显著水平。在圆顶期，T4处理的叶绿素a、叶绿素b含量达到最大值后下降比较缓慢，表明微生物菌剂处理能够减缓烟株叶片中叶绿素a、叶绿素b的降解，提高圆顶期叶片进行光合作用的能力，但是对烟株叶片的落黄成熟有一定的影响。不同时期微生物处理后类胡萝卜素呈现增加趋势，T4处理在圆顶期与T1处理有显著差异，表明微生物菌剂处理对烟株烟叶片类胡萝卜素含量影响较小。在整个生育期，T4处理能够增加类胡萝卜素含量，促进烟株叶片落黄，而T2、T3处理达不到成熟后期促烟叶落黄效果。

2.2.2 微生物菌剂对烤烟叶片光合作用的影响 由表3可知，随着微生物菌剂处理，烟株叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)逐渐增加，而胞间二氧化碳浓度(Ci)含量逐渐下降。不同处理之间差异显著，说明微生物菌剂处理能够影响叶片对光照有效辐射的吸收，通过提高叶片气孔导度，增强叶片与空气之间二氧化碳交换，提高胞间二氧化碳活跃度，提高叶片光合速率；因气孔导度增大，导致叶片蒸腾速率的显著增加，促进烟株叶片光合能力提高，增加叶片干物质的积累。

表2 微生物菌剂对烤烟烟叶光合色素的影响 mg/g FW

表3 微生物菌剂对烤烟叶片光合特性的影响

2.3 微生物菌剂对烤烟叶片化学成分的影响

由表4可知，微生物菌剂对烤烟烤后叶片的常规化学成分存在一定的影响，结果表明：T4处理不仅能提高下部叶钾离子含量，降低烟碱含量，且达到显著差异；而且还能改善叶片糖、氯离子、总氮等含量，但未达到显著差异；T3、T4能提高中部叶片钾离子含量和钾氯比，降低烟碱和氯离子含量，且达到了显著差异；T4处理能提高上部叶钾离子含量，降低烟碱含量，且达到显著差异。T2、T3处理能够提高上、中、下部位烟叶中的糖、钾离子的含量和钾氯比，降低烟碱和氯离子含量，但未达到显著差异。这表明微生物菌剂处理在一定程度上能够改善烟叶光合特性，进而提高烟叶内在化学品质，但具有特定性。

2.4 微生物菌剂对烤烟主要经济指标的影响

由表5可知，烟叶的产量和产值随微生物菌剂处理次数增多均呈现增加的趋势。其中，T2处理的产量、产值与T1处理相比，分别提高5.42%、5.85%；T3处理的产量、产值与T1相比，分别提高15.66%、17.68%；T4处理的产量和产值与T1相比，分别提高17.10%、20.23%。上等烟比例、中上等烟比例、均价在微生物菌剂处理后都有所增加，T3、T4处理有显著性差异。这说明微生物菌剂能够提高烟叶的品质，增加叶片干物质积累，提高烟叶产值，增加烟农收益水平。T3、T4处理之间差异不显著，考虑烟农产前生产投入，T3处理为最优选择。

表4 微生物菌剂对烤烟化学成分的影响

表5 微生物菌剂对烤烟主要经济性状的影响

3 小结与讨论

本研究结果表明，微生物菌剂处理(蘸根处理+叶面喷施)能够促进烤烟的生长发育，增加了烟株株高、茎围、叶片数及最大叶片，这与前人研究结果一致[16-19]。烤烟叶片的光合作用、叶绿素荧光参数、营养物质的吸收及其在体内的重新分配等一系列生理活动，最终会影响到物质积累和产量形成[20-21]。微生物菌剂显著提高了叶绿素的含量，光合速率也明显提高，表明微生物菌剂能够增强了关合系统PSⅡ活性，增加了光合产物的积累，提高产量。从烟叶的化学成分看，施用微生物菌剂能够提高烟叶中总糖、还原糖和钾离子的含量，降低烟碱含量，提高钾氯比，使烟叶化学成分更趋协调，提高烟叶品质，这与前人研究的结果一致[22-24]。从经济性状来看，微生物菌剂对烤烟产量、均价、上等烟比例和产值提高都有一定的促进效果，相比较而言，施用微生物菌剂(蘸根处理+叶片喷施)产值分别较清水对照提高17.68%、20.23%，均价分别较清水对照提高2.61%、1.73%。

由以上分析可见，烤烟施用微生物菌剂对烟株生长生长发育、光合特性、化学品质及经济性状均有提高和改善作用，且蘸根处理配合叶面喷施效果更佳。

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