高效芽孢杆菌对烤烟生长发育及产质量的影响

史久长 高加明 王 晓 舒照鹤 黄广华 向修志 马留军 吴晶晶陶德欣 上官力 赵安民 郭 祥 高 林

（1浙江中烟工业有限责任公司，浙江杭州 310008；2中国烟草总公司湖北省公司，湖北武汉 430030；3湖北省烟草公司恩施州公司，湖北恩施 445099；4中国农业科学院烟草研究所，山东青岛 266101）

目前，在烟草农业生产中面临着土壤性质恶化、烟草生长发育受阻以及病虫害危害程度加剧等诸多问题，严重影响了烟草产量及品质的进一步提升[1-2]。化肥和农药的不合理施用是一个重要的影响因素，如何采取绿色环保的生物防治技术促进烟草生长、降低病虫危害，同时减少化肥及农药的过量投入，已经成为广大烟草科技工作者的研究热点[3-4]。根际促生菌在促进植物生长、提高产量和防治病虫害方面具有重要的作用[5-6]。已有研究表明，采取高效的技术手段强化根际有益微生物活性，能够调控植烟土壤健康状况，抑制病原菌生长，对烟草起到促生抗逆作用[7-8]。芽孢杆菌是一类重要的植物根际促生菌，许多研究表明，芽孢杆菌能够代谢产生抑制病原微生物的抗菌脂肽，同时还能够直接分泌部分植物生长刺激素类物质，具有较好的抗病促生作用，在农业生产中是最具应用价值的生防菌之一[9-10]。本试验选择具有较强分泌生长素和伊枯草菌素能力的芽孢杆菌高效菌株，对其在烟草上的应用效果进行分析评价，以期为有益微生物资源的合理利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验田安排在湖北省鹤峰县中营乡中营村2组，海拔高度1 233 m，试验田土壤类型为黄棕壤，土壤质地疏松、肥力中等，pH值5.73，有机质含量26.35 g/kg，碱解氮含量185.30 mg/kg，有效磷含量18.36 mg/kg，速效钾含量160.42 mg/kg。

1.2 试验材料

试验材料为高产生物活性物质（生长素和伊枯草菌素）的解淀粉芽孢杆菌发酵液；烤烟品种为云烟87。

1.3 试验设计

采取大田小区试验方式，利用高产生长素和伊枯草菌素的解淀粉芽孢杆菌制备发酵液。根据发酵液不同稀释浓度，共设5个处理，分别为发酵液用量20 mL/株（T1，兑水稀释 25 倍灌根）、10 mL/株（T2，兑水稀释 50倍灌根）、5 mL/株（T3，兑水稀释 100倍灌根）、2.5 mL/株（T4，兑水稀释 200 倍灌根）、灌溉清水作对照（CK）。在烤烟团棵期，每株烟灌根量500 mL。试验田施肥、移栽、大田管理和采收烘烤等环节严格按照当地优质烟生产技术规范统一执行。

1.4 调查内容与方法

1.4.1 烟株农艺性状测定。按照《烟草农艺性状调查测量方法》（YC/T 142—2010）[11]分别在烤烟生长团棵期和平顶期测定各处理株高、最大叶长、最大叶宽、上部叶长、上部叶宽以及茎围等农艺性状指标。

1.4.2 烟叶经济性状统计。不同处理烟叶单独采收、单独烘烤，烤后烟叶按照《烤烟》（GB 2635—1992）[12]统计各等级产量，计算产值、上等烟比例等经济性状指标。

1.4.3 样品检测分析。分别采集各处理烤后烟叶B2F和C3F等级样品，进行化学成分检测和感官质量评价。化学成分检测指标包括总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯6项。其中，总糖和还原糖按照烟草行业标准《烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》（YC/T 159—2002）测定[13]；总氮按照《烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法》（YC/T 161—2002）测定[14]；总植物碱按照《烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法》（YC/T 160—2002）测定[15]；钾按照《烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法》（YC/T 217—2007）测定[16]；氯按照《烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法》（YC/T 162—2002）测定[17]。 选取C3F等级样品由中国农业科学院烟草研究所组织专家按照《烟草及烟草制品 感官评价方法》（YC/T 138—1998）[18]进行感官质量评价。

2 结果与分析

2.1 农艺性状

与清水对照相比，施用高效芽孢杆菌处理的烟株田间生长发育具有一定的优势，在平顶期烟株株高和茎围优于清水对照（CK），以处理T1、T2表现较好，尤其是在烟株茎围方面（表1）。施用高效芽孢杆菌灌根后，烟株的农艺性状优于清水对照（CK），同时各处理平顶期叶片发育良好（表2）。通过对上部烟叶的测量可以看出，高效芽孢杆菌灌根施用通过协调烟株生长发育，改善了上部烟叶的开片情况。

表1 不同处理团棵期和平顶期烟株主要农艺性状 单位：cm

表2 不同处理烤烟平顶期上部叶开片情况

2.2 经济性状

从表3可以看出，以处理T1产量和产值最高。施用高效芽孢杆菌灌根后，各处理烤后烟叶均价以及上等烟比例均优于清水对照（CK），其中以处理T1、T2（高浓度水平）表现效果最好。另外，对各处理的上部烟叶各等级比例进行了统计，与清水对照（CK）相比，施用高效芽孢杆菌后，B1F和B2F等级烟叶的比例得到了提升，改善了上部叶的等级结构水平。

表3 不同处理烤后烟叶主要经济性状

2.3 化学成分

从表4可以看出，施用高效芽孢杆菌处理后，烤烟上部烟叶烟碱含量有下降趋势，不同浓度之间变化差异大，其中处理T2、T4烟碱含量相对较低，与清水对照（CK）相比，各处理烤后上部烟叶糖含量和钾含量有增加趋势，处理T1的中部叶烟碱含量较低，处理T2中部叶烟碱和糖含量没有表现出较好的优势，相对而言，处理T1、T2（高浓度水平）烟叶化学成分协调性相对较好。

表4 不同处理烤后烟叶化学成分 单位：%

2.4 感官质量

从表5可以看出，团棵期灌根施用不同浓度的高效芽孢杆菌处理对烤后烟叶感官质量具有一定的影响，其中处理T1和处理T2的烟叶香气质和香气量表现较好，与CK相比评吸质量优；处理T3、T4烤后烟叶各感官评吸指标与CK差异较小。综合感官评吸得分以处理T1最高。

表5 不同处理烤后烟叶（C3F）感官评吸指标得分 单位：分

3 结论与讨论

目前，芽孢杆菌在烟草生产中已经得到了较多的应用，并取得了一定的效果。前人研究结果表明，施用芽孢杆菌后改善了植烟土壤微生物群落结构，提高了有益微生物数量，促进了烟株生长发育水平，其中芽孢杆菌代谢所产生的生物活性物质是其发挥生理作用的重要机制[19-21]。目前，微生物自身合成生物活性物质的产量普遍很低，许多有益功能菌在施用过程中还没有发挥其最佳作用。已有研究表明，通过对功能菌种进行改良，能够提高其在抗病促生方面的施用效果，这也是当前高效利用微生物资源的研究重点[22-23]。邵佳慧[24]研究表明，高产生长素的功能菌株SQR9-E对黄瓜和玉米的促生作用明显提升，与对照相比改善了根系发育和植株生物量。

本试验利用的高产生物活性物质生长素和伊枯草菌素的解淀粉芽孢杆菌，在对烤烟生长及品质提升方面起到了较好作用。施用高效芽孢杆菌后，促进了烟株田间生长发育和上部叶开片，改善了烤后烟叶等级结构比例，促进了烟叶化学成分协调和香气质量提升。生长素和伊枯草菌素是具有抗病促生作用的生物活性物质，利用芽孢杆菌的功能特性，协同提升生长素和伊枯草菌素含量，能够进一步发挥菌株的作用效果，在烤烟生产中具有良好的应用前景。