根际促生菌在烟草生产中的应用研究进展

2018-11-24聂登壁施文

现代农业科技 2018年10期

聂登壁施文

摘要根际微生物对植物的生长发育起到重要作用。本文从促生菌株的促生机制及其在烤烟大田生产中的应用研究入手，阐明促生菌株是如何发挥促生效果促进植物生长的，为绿色烟叶的发展提供理论依据，在烟草的绿色生态可持续发展中具有重要意义。

关键词烟草；根际促生菌；促生作用；研究进展

中图分类号 S572；Q939.96 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）10-0008-01

植物根际促生菌（PGPR）是指生存于植物根表和根际，能间接或直接地促进、调节植物生长的微生物[1]。研究表明，在植物根系中广泛存在着根际促生菌，包括芽孢杆菌属和假单胞杆菌属在内的20多个菌属都具有促生防病的潜能[2]。据报道，荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）RB242能够有效促进烟草生长[3]，地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis）[4]、多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）[5]具有防治烟草黑胫病的作用。

1 根际促生菌的促生机制

1.1 产生植物生长激素和调节剂

根际促生菌可产生细胞分裂素、赤霉素、IAA等多种植物激素，这些植物激素和生长调节剂对烟草的生命活动进行调控，同时可以通过促进根系吸收土壤中的水分和养分[6]促进烟草的生长发育。

1.2 增加磷的有效性

一些PGPR（如杆菌属、假单胞杆菌属）可以通过分泌有机酸来溶解土壤中存在的不溶性磷，降低土壤pH值，使不溶性磷转变为可溶性磷，提高土壤中磷的利用率，从而增加烟株对磷的吸收和利用[7]。

1.3 固氮作用

对于固氮菌属的根际促生菌，能将空气中的分子氮转化为有机氮，供自身和植物使用。在很大程度上能改善作物的氮素营养，丰富氮素含量，提高氮素的吸收和利用[8]。

1.4 解钾作用

有研究报道，硅酸盐细菌（钾细菌）具有分解钾矿物的能力，能有效提高土壤中可利用钾的含量，钾细菌除提供钾素营养之外，还具有刺激生长和抗病害的作用[9]，烟草属于喜钾作物，钾细菌的存在，能改善烟草对钾元素的吸收利用状况，促进对钾元素的需求。

1.5 产生嗜铁素

根际促生菌能生产并释放小分子的嗜铁素，嗜铁素通过结合土壤中的不溶铁，再通过植物和微生物细胞膜的特殊通道进入体内，将氧化铁还原，增加了作物对土壤中不溶铁的利用[10]。

2 烟草根际促生菌在烤烟上的应用

2.1 烟草根际促生菌在烟草育苗中的应用

将烟草根际促生菌制成生物有机肥应用到烟草育苗中，可以有效地提高烟草苗期的发芽率、烟苗成苗素质，对烟苗的农艺性状也有促进作用。吴小平等[11]研究表明，烤烟漂浮育苗过程中叶面喷施光合细菌菌液，可明显提高烟苗的叶绿素含量和成苗素质。席淑雅等[12]从烤烟根际筛选得到2株促生菌株A03和B04，制成PGPR菌肥，用于烤烟漂浮育苗可明显提高成苗素质、种子发芽率和对烟草病害的抗性，菌株A03和B04能够提高烟苗茎高、茎粗、茎干重和根鲜重以及烤烟种子发芽率，表明该2株烤烟根际细菌能够产生植物激素。

2.2 烟草根际促生菌在烟草大田期中的应用

2.2.1 减少化肥的施用量。PGPR菌通过解磷、解钾、固氮、产生嗜铁素，分泌有机酸或酶类等作用来改善烟草的根际微环境，释放土壤和化肥中的不溶性磷素和钾素，从而改善烟草的营养状况，直接或间接地增强了土壤肥力，为烟株提供了多种营养元素，降低了化肥的施用量。有研究报道，施用PGPR菌肥可适当减少化肥用量（减少常规氮磷钾施肥量的20%），在现蕾期，除B元素的有效性降低外，其他9种矿质元素N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn的有效性均有所提高，同时可以改变根际微生物区系，提高烤烟根际微生物生物量碳含量[13]。张朝辉等[14]研究发现，施用解钾菌肥可以提高根際细菌的数量，施用解钾菌肥除Mg的有效性略有降低外，其他元素的有效性均有不同程度提高。刘剑君等[15]研究表明，对分离自烤烟根际的固氮菌菌株N05制成菌肥应用于烤烟生产中，在减施氮肥的情况下，可提高烤烟根际固氮菌数量和矿质元素的有效性。

2.2.2 减少农药的施用量。PGPR菌通过产生抗生素、在烟草根际定殖后与病原菌产生营养竞争和位点竞争、产生诱导抗性系统等来减少烟草土传病害的发生，从而可以减少农药的施用量，为烤烟的绿色生态发展奠定基础。方敦煌等[4]用促生菌GP13防治烟草黑胫病，有较好的生防效果；顾金刚等[16]筛选得到2株菌RB-42和RB-89，2株菌通过产生抗生素类物质抑制烟草黑胫病的病原菌生长，从而减少黑胫病害的发生。刘艳霞[17]从田间原位土壤中筛选得到2株菌株，制成生物有机肥应用于盆栽和田间试验中，可以大大降低青枯病的发病率。施用拮抗菌二次发酵的生物有机肥要较直接施入拮抗菌液体发酵液效果更明显，而多株拮抗菌混合施入的效果要显著优于单一拮抗菌。

3 展望

PGPR是土壤中重要的一类微生物，在农业生产上有着举足轻重的地位，PGPR作为生物肥料中研发和应用的热点，从多年的研究实践来看，PGPR菌肥的广泛使用效果较好。当前，随着化学肥料、农药的大量使用，造成了土壤板结、土壤养分失调、土壤质量下降、环境污染等一系列问题[18]，世界各国对农业可持续发展问题日益关注。王罗竑等[19]研究认为，应用生物有机肥料可以减少病虫草害的发生，改善土壤物理性状，提高了作物的产量和质量，具有较高的生态效益和经济效益[20]。合理开发、利用微生物有机肥可使农业生产走上可持续的发展道路[21]。

PGPR的开发利用取决于PGPR的筛选，如何筛选得到促生效果好、生防作用强、定殖能力强的菌株是关键，同时，还应加强对烟农施用PGPR肥料的指导，包括施用时间、施用方法等，因地制宜，才能使PGPR菌肥成功地应用到烤烟生产的过程中，发挥其最大功效。

4 参考文献

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