万寿菊秸秆有机肥生防菌复配对烤烟根结线虫及其生长的影响

2021-11-03盘文政朱永立字文霖刘加红武洪波方国海赵锐智王全会张瑞勤王越茂

贵州农业科学 2021年9期

王斌，盘文政，朱永立，字文霖，刘加红，武洪波，方国海，赵锐智，王全会，张瑞勤，王越茂

(1.云南省微生物发酵工程研究中心有限公司，云南昆明 650217； 2.云南省烟草公司曲靖市公司，云南曲靖 655000； 3.中国烟草云南进出口有限公司，云南昆明 650031)

0 引言

【研究意义】根结线虫病是世界烟草生产的主要病害，以热带、亚热带、暖温带发生危害严重。烟草根结线虫在云南发生比较普遍，可与黑胫病菌、青枯病菌引发复合侵染，导致烟叶抗性降低、产质量下降等问题，并逐渐形成恶性循环[1-6]。为了稳定烟叶产量和品质，通常采用轮作种植模式减轻根结线虫危害，但效果甚微，加之大批化学药剂在烟草上的禁用，开发利用新的环境友好型措施防治烟草根结线虫已成为烟草行业迫在眉睫的任务。利用生物防治替代化学防治是减轻根结线虫危害的重要策略之一。在目前国家倡导减少化肥农药的施用、保障食品安全的前提下，生物有机肥和生物菌剂相结合的可持续防控体系日益受到重视。曲靖烟草一直是诸多工业企业主要原料的供应基地，然而，由于曲靖烟农近年来普遍存在对土地劫掠式的耕作，导致植烟区普遍出现土壤综合肥力下降，土传病害频发等问题。加之近年来曲靖地区持续干旱，加剧了烟草根结线虫病的发生。【前人研究进展】部分研究表明万寿菊各组织粗提物及根系分泌物可有效降低土壤中根结线虫数量[7-8]，万寿菊不同轮作模式可有效防治根结线虫的发生[9-14]，烟草根结线虫生防菌可有效抑制烟草根结线虫的数量，提高土壤微生物群落多样性[15-16]。【研究切入点】现有研究主要集中于万寿菊内在成分对根结线虫的影响，关于其制备成有机肥后是否能有效抑制根结线虫并未有明确报道。开展万寿菊秸秆有机肥与烟草根结线虫生防菌剂复配防治烟草根结线虫的研究具有重大意义。【拟解决的关键问题】以曲靖市沾益区大坡乡万寿菊秸秆资源化利用为目标，开发有机肥并复配防治烟草根结线虫生防菌，研究万寿菊秸秆有机肥与生防菌剂复配对烤烟根结线虫的防治作用，以期为寻找该区根结线虫环境友好型防治措施提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2018年5月选择曲靖市沾益区大坡乡二百冲村具有严重烟草根结线虫发病史的烟田土壤(海拔2 026.3 m，E103°0′2438″，N25°41′13″)开展生防菌防治线虫盆栽试验，2019年4月在该地烟田(海拔2 029.3 m，E103°0′2439″，N25°41′10″)开展生防有机肥防治线虫小区试验。试验地地势平坦，面积共为0.25 hm2，土壤类型为红壤，pH 5.08，有机质含量16.13 g/kg，全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷及速效钾含量依次为0.77 g/kg、0.52 g/kg、25.71 g/kg、54.84 mg/kg、28.11 mg/kg及232.00 mg/kg。

1.2 材料

1.2.1 烟草品种为云烟97，由云南省烟草农业科学研究院提供。

1.2.2 肥料万寿菊秸秆有机肥，(N∶P2O5∶K2O=0.6∶0.5∶0.6)，烟草专用复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶8∶25)，普通过磷酸钙(P2O5≥17%)，硫酸钾(K2O≥50%)，均由云南云叶化肥股份有限公司生产。

1.2.3 菌剂供试菌种10亿cfu/g淡紫紫孢菌粉剂，重庆微核生物科技有限公司提供；200亿cfu/g枯草芽孢杆菌WSWFJ9粉剂，微生物菌种筛选与应用国家地方联合工程研究中心提供。

1.3 方法

1.3.1 试验设计

1) 生防菌防治线虫盆栽试验。试验设5个处理：T1(CK)，不施用任何防治根结线虫的药剂；T2，万寿菊秸秆有机肥200 g/株穴施；T3，10亿cfu/g淡紫紫孢菌粉剂10 g/株穴施；T4，200亿cfu/g枯草芽孢杆菌WSWFJ9菌粉0.5 g/株穴施；T5，200亿cfu/g枯草芽孢杆菌WSWFJ9菌粉0.25 g+10亿cfu/g淡紫紫孢菌5 g/株穴施。每处理6次重复。将肥料与土混匀装盆，每盆装约5 kg，水肥管理一致。

2) 生防有机肥防治线虫小区试验。试验设5个处理：S1(CK)，常规施肥：烟草专用复合肥 43.33 kg/667m2+普钙 36.97 kg/667m2+硫酸钾 17.33 kg/667m2；S2，常规施肥+万寿菊秸秆有机肥185.2 kg/667m2；S3，常规施肥+0.5亿cfu/g淡紫紫孢菌 9.26 kg/667m2+万寿菊秸秆有机肥185.2 kg/667m2；S4，常规施肥+0.5亿cfu/g枯草芽孢杆菌WSWFJ9 0.463 kg/667m2+万寿菊秸秆有机肥185.2 kg/667m2；S5，常规施肥+0.25亿cfu/g枯草芽孢杆菌WSWFJ9 0.231 5 kg/667m2+0.25亿cfu/g淡紫紫孢菌4.63 kg/667m2+万寿菊秸秆有机肥185.2 kg/667m2。每处理3次重复，每小区43.2 m2，60株烟。起垄覆膜栽培，株行距1.2 m×0.6 m，13 890株/hm2。常规施肥为施纯氮6.5 kg/667m2，氮、磷、钾比为1∶1.5∶3，万寿菊秸秆有机肥和生防菌剂在烤烟移栽前与土混匀基施，烟草专用复合肥、普钙和硫酸钾在移栽时中层环施。

1.3.2 指标测定肥料施用前每小区随机选取5个点各取200 g土样混匀后，用蔗糖悬浮离心法对根结线虫虫口密度进行统计[17]。烟草移栽后60 d每小区随机选取15株烟取其根际土样检测根结线虫的虫口密度，计算各处理小区的线虫减退率校正防效。按照GB/T 23222—2008的方法进行病害等级统计，农艺性状调查按照《中华人民共和国烟草行业标准YC/T 142-2010烟草农艺性状调查方法》进行。

线虫减退率校正防效=[1-(处理前空白对照线虫密度×处理后小区线虫密度)/(处理后空白对照线虫密度×处理前小区线虫密度)]×100%

病情指数=∑[(病级数×该病级株数)/(调查总数×最高级值)]×100%

防治效果=[(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数]×100%

烟叶烘烤结束后称量各处理相应的烟叶干重，根据各处理质量、供试烟株数量和当年收购价格计算各处理经济性状。

1.4 数据处理

采用Excel 2007和SPSS 19.0进行数据的统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同生防菌剂对烟草根结线虫的防效

从表1看出，施用不同菌剂处理60 d后，各处理根结线虫的校正防效为50.66%～67.70%，较T1(CK)均呈下降趋势，其中，T5的校正防效最高，达67.70%，极显著高于其余处理；其次为T3和T4，校正防效分别为62.32%和61.72%，均极显著高于T2。烟叶采收期T5的防效为44.53%，显著高于T4，极显著高于其余处理；T4其次，防效为41.55%，显著高于T3，极显著高于其余处理；T3的防效为38.80%，极显著高于T2(19.82%)。

表1 不同生防菌剂处理烟株根际土壤根结线虫的减退率

2.2 不同生防菌与万寿菊秸秆有机肥复配施用烤烟病害的发生与防效

由表2可知，各处理花叶病毒病和黑胫病的发病率和病情指数及根结线虫病的病情指数和防效存在差异。

表2 不同生防菌与万寿菊秸秆有机肥复配施用烤烟病害的发生与防效

2.2.1 花叶病毒病不同处理烟草花叶病毒病的发病率和病情指数分别为4.26%～13.33%和2.54～8.15，发病率表现为S3

2.2.2 黑胫病不同处理烟草黑胫病的发病率和病情指数分别为1.67%～6.67%和0.67～4.63，发病率表现为S5

2.2.3 烟草根结线虫病随着烟株生长发育，烟草根结线虫病不断加重，对烟草根结线虫病的防效生育期均以S5最高，团棵期、旺长期和成熟期防效分别为57.89%、59.10%和55.55%，均超过55%。团棵期，各处理的防效为28.07%～57.89%，表现为S5>S3>S4>S2，S5与S3差异不显著，但均极显著高于其余处理，S4极显著高于S2。旺长期，各处理的防效为25.30%～59.10%，表现为S5>S4>S3>S2，S5与S4差异极显著，S4与S3差异显著，三者均极显著高于S2，S4极显著高于S2。成熟期，各处理的防效为9.87%～55.55%，S5>S4>S3>S2，S5极显著高于其余处理，S4与S3差异不显著，但均极显著高于S2。随着烟株的生长，各处理防效均呈先增后降趋势。

2.3 不同生防菌与万寿菊秸秆有机肥复配施用烤烟的农艺性状

从表3看出，各处理烤烟的农艺性状存在一定差异。

表3 不同生防菌与万寿菊秸秆有机肥复配施用烤烟的农艺性状

2.3.1 株高各处理团棵期的平均株高为28.91～31.60 cm，表现为S4>S3>S5>S2>S1，S4显著高于S1，其余处理间差异不显著；终采期的平均株高为91.39～102.2 cm，表现为S5>S4>S3>S2>S1，S5、S4和S3极显著高于S2和S1，S5显著高于S3，其余处理间无明显差异。

2.3.2 有效叶片数各处理有效叶片数为20.67～21.67片/株，表现为S4>S5=S2>S1>S3，各处理间差异不显著。

2.3.3 叶面积和叶面积系数各处理叶面积为905.58～1 319.22 cm2，叶面积系数2.61～3.88，均呈S5>S3>S4>S2>S1，各处理叶面积差异极显著，各处理叶面积系数S5显著大于S3，极显著高于其余处理；S4极显著高于其余处理。

2.4 不同生防菌与万寿菊秸秆有机肥复配施用烤烟的经济性状

从表4看出，各处理烤烟的经济性状存在一定差异。

2.4.1 产量各处理的产量为129.26～166.72 kg/667m2，表现为S5>S2>S4>S3>S1，各处理依次较S1极显著增产37.46 kg/667m2、15.52 kg/667m2、14.24 kg/667m2和10.21 kg/667m2；S5极显著高于其余处理，S2与S4差异不显著，但极显著高于S3，S4显著高于S3。

2.4.2 产值各处理的产值为2 332.78～3 264.89 元/667m2，表现为S5>S3>S4>S2>S1，以S5的最高且显著高于其他处理，各处理间差异均达极显著水平。

2.4.3 均价各处理的均价为17.79～20.32 元/kg，表现为S3>S5>S4>S1>S2，以S3最高，极显著高于S2，显著高于S1，其余处理间差异不显著。

2.4.4 上等烟比例各处理的上等烟比例为29.23%～34.71%，表现为S3>S4>S5>S1>S2，以S3最高，S4其次；S3极显著高于S1和S2，显著高于S5，S4和S5显著高于S2，S1显著高于S2。

2.4.5 中上等烟比例各处理的中上等烟比例为72.32%～82.66%，表现为S4>S5>S3>S1>S2，以S4最高，相较于S1显著提高11.32百分点，相较于S3和S5差异不显著，相较于S1和S2差异极显著。

表4 不同生防菌与万寿菊秸秆有机肥复配施用烤烟的经济性状

3 讨论

研究发现，万寿菊秸秆有机肥对根结线虫的防效达19.82%，与许华等[18-19]的研究结论一致，万寿菊组织水提物对根结线虫具有一定的防治作用，但关于其主要杀线虫活性成份的研究却没有统一定论，该研究采用万寿菊秸秆有机肥复配生防菌剂对线虫的防效均达49%以上，同时能有效提高烟株叶面积系数、中上等烟比例、产质量及收益。早期研究表明：化学营养元素N、P、K被证明对根结线虫的发生具有一定抑制作用[20-23]，可能与烟株营养抗性增强有关，但化学肥料和农药的应用使得根结线虫的抗药、抗肥性越来越强，导致施用常规化学肥料对根结线虫的抑制作用并不突出。相关研究表明，淡紫拟青霉、哈茨木霉、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞杆菌等根际促生菌通过改变烟株根系的微生物群落多样性，抑制根结线虫的侵染，促进植株生长[24-29]。其主要原因为微生物菌剂的施入大大提高了微生物群落的碳源代谢能力，减少了土壤中植物寄生线虫的数量。研究表明，万寿菊秸秆有机肥+淡紫紫孢菌+9号生防菌剂处理对根结线虫的防治具有协同作用，可能与有机肥的施用，更有利于生防菌扩繁、增强烟株的抗病能力、促进烟株生长有关[30-31]。万寿菊秸秆有机肥复配生防菌剂能有效促进烟株对养分的吸收利用及减轻烟株根结线虫危害，其与生防菌剂的协同作用机理还有待进一步研究。