丛枝菌根真菌对烤烟湿润育苗烟苗生长及其产质量的影响

2023-05-30贾海江沈方科石保峰黄崇峻范晓苏首安发韦建玉周权能张纪利

安徽农学通报 2023年3期

关键词：产量

贾海江沈方科石保峰黄崇峻范晓苏首安发韦建玉周权能张纪利

摘要為探明接种丛枝菌根真菌对烤烟湿润育苗烟苗生长及其产质量的影响，并与常规漂浮育苗进行比较，以烟草“K326”品种为试验材料，采用湿润育苗和大田试验方法，设置育苗基质配制10%缓释肥并接种低、中、高水平丛枝菌根真菌（CQ1、CQ2、CQ3）处理和漂浮育苗对照，同时培育成苗后移栽大田试验，分析各处理对烟苗素质、烤烟生长及烟叶产质量的影响。结果表明：与漂浮育苗对照相比，接种中、高、低水平丛枝菌根真菌均能促进烟苗生长，提高烟苗根长、根数量、根系体积和烟苗生物量。接种丛枝菌根真菌处理的烟叶产量均显著高于对照处理，其中CQ3处理烤烟产量提高16.27%；CQ2处理烟叶产值和上等烟叶产量最高，且与对照相比差异显著，其中产值增加11.42%；CQ2处理的烟叶上等烟比例也比对照处理高，达到85.71%。综上所述，接种丛枝菌根真菌处理可提高烤烟湿润育苗的烟苗素质，并能显著提高烤烟烟叶的产量、产值和品质，可替代常规漂浮育苗。

关键词丛枝菌根真菌；缓释肥；烟草湿润育苗；产量；烤烟品质

中图分类号 S572 文献标识号 A

文章编号 1007-7731（2023）03-0124-07

Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Tobacco Seedling

Growth and Yield and Quality of Flue-cured Tobacco by Wet Seedling

JIA Haijiang1 SHEN Fangke2，3* SHI Baofeng4 HUANG Chongjun1 FAN Xiaosu2，3 SHOU Anfa4 WEI Jianyu1

ZHOU Quanneng2 ZHANG Jili1

（1China Tobacco Guangxi Industrial Co. Ltd.， Nanning Guangxi 530001;

2College of Agriculture，Guangxi University， Nanning Guangxi 530004;

3National Experimental Teaching Demonstration Center of Plant Science（Guangxi University）， Nanning Guangxi 530004;

4Hezhou Branch of Guangxi Zhuang Autonomous Region Tobacco Company， Hezhou Guangxi 542899）

Abstract To explore the effects on inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi（AMF）on the growth，yield and quality of flue-cured tobacco seedlings，and compare with the conventional floating seedling method. The flue-cured tobacco variety "K326" was selected as experimental material，and the wet seedling and field test methods were used to carry out the experiment. Experimental treatments were set up by seedling substrate applied with 10% proportions of water-soluble nitrogen slow-release fertilizer and inoculated with low，medium and high levels of AMF（CQ1，CQ2，CQ3）， and floating seedling control was set. At the same time，the seedlings were cultivated and transplanted in the field to carry out field test. The effects of different treatments on quality of tobacco seedlings and growth，yield and quality of flue-cured tobacco were analyzed. Compared with the control， the inoculation of medium，high and low levels of AMF could promote the growth of tobacco seedlings and improve the quality of tobacco seedlings，and increase the root length， number， volume and biomass of tobacco seedlings. The yield of tobacco of inoculated with AMF treatments was significantly higher than that of the control， and the yield of CQ3 treatment increased by 16.27%. Tobacco output value and high-grade tobacco yield of CQ2 treatment was the highest，which was significantly different from the control， and the output value increased by 11.42%. The proportion of high-grade tobacco of CQ2 treatment was 85.71%， which also higher than the control treatment. In summary， inoculation with AMF could improve the quality of flue-cured tobacco seedlings， and improve the yield， output value and quality of flue-cured tobacco， which could replace the conventional floating seedling method.

Keywords arbuscular mycorrhizal fungi（AMF）; slow-release fertilizer; tobacco wet seedling; output; flue-cured tobacco quality

培育壮苗是获得高产、优质烟叶的基础，开展烤烟育苗壮苗技术的研究和应用是烤烟生产工作的重中之重。现有研究表明，在烟草育苗和栽培中接种丛枝菌根真菌（AMF）有利于培育壮苗，可以提高烟苗素质[1-4]，克服烤烟连作障碍[5]，能促进烟草对矿质养分和水分的吸收与利用[6]，对烤烟生长[1，7]、产量及品质[3，8]、病虫害[9-12]、抗逆性[4]、根际微环境等方面具都有积极影响，从而提高烟叶的产量和品质。我国南方烟区普遍存在“倒春寒”天气，烟苗移栽的早春时节，低温天气容易对刚移栽到大田的烟苗造成伤害，从而降低烟叶品质，影响其经济效益。研究表明，接種丛枝菌根真菌可使烤烟植株具有较强的生理活性和抗逆性，从而降低低温胁迫对烟草植株造成的伤害[13]。通过烟草接种丛枝菌根真菌，可提高烟叶的产量和品质，同时减少生产过程中肥料、农药的投入使用，降低对环境的影响，减少烟农种植投入及提高烟叶的安全性。

目前，我国烟草生产多采取“水旱”两段式漂浮育苗技术，通过育苗池漂浮育苗和假植育2个阶段来达到培育壮苗。但烤烟漂浮育苗费工费时，育苗人工成本较高。研发采用湿润育苗技术来培育壮苗的方法替代漂浮育苗，可以大大降低用工成本。在湿润育苗中，如何培育壮苗是成功推广该育苗方法的关键。目前，有关丛枝菌根真菌（AMF）在烤烟育苗和大田栽培上运用效果的研究，得出AMF在烟草育苗和大田栽培中的有利作用，但在湿润育苗中接种丛枝菌根真菌对烟苗和烤烟生长及其产质量的影响，以及发挥AMF最大效益的菌根真菌接种量水平尚待进一步研究。为此，本研究采用湿润育苗方法，探究了丛枝菌根真菌不同接种量对烟苗素质和大田烤烟农艺性状及其产质量的影响，并与常规两段式漂浮育苗进行对比，阐明在缓释肥供应条件下丛枝菌根真菌的最佳施用量，以期为丛枝菌根真菌在烟草湿润育苗中的应用推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为“K326”，育苗基质采用烟草专用育苗基质，育苗盘为50孔中孔径育苗盘（孔径及孔深为5.0 cm×5.0 cm×4.5 cm）和162孔漂浮育苗盘（孔径及孔深为3.0 cm×3.0 cm×4.2 cm）。缓释肥料为含10%水溶性氮的缓控释肥料。育苗肥料为烤烟漂浮育苗专用肥料，纯N∶P2O5∶K2O=20∶11∶15。丛枝菌根真菌为根内根孢囊霉（Rhizoglomus intraradices），固体颗粒状膨润土陶砂与真菌孢子共生体，繁殖体数≥70个/ mL。消毒液为次氯酸钠溶液。育苗地点位于广西贺州市富川县广西烟草公司贺州市公司富川育苗场。大田试验地点为广西贺州市富川县朝东镇东水村。所选烟田地块的土壤理化性质为：pH 8.2、有机质36.3 g/kg、碱解氮158.0 mg/kg、有效磷42.6 mg/kg、速效钾261 mg/kg。

1.2 试验设计

1.2.1 育苗试验。采用随机区组设计，试验设置4个处理：CK：漂浮育苗对照处理；CQ1：低水平丛枝菌根真菌处理（接种1 mL/孔）；CQ2：中水平丛枝菌根真菌处理（接种2 mL/孔）；CQ3：高水平丛枝菌根真菌处理（接种3 mL/孔）。育苗盘每孔装入10.5 g基质，按每克基质加入0.04 g缓释肥料的量，低、中、高水平接种丛枝菌根真菌处理按每孔基质接种菌根真菌1、2和3 mL，在装盘前与基质混匀。对照处理基质不加AMF菌剂和缓释肥，采用162孔漂浮育苗盘进行漂浮育苗，3次重复，每个重复2盘。丛枝菌根真菌处理采用50孔育苗盘，采用湿润育苗方式育苗，每个处理3次重复，每个重复4盘。育苗盘先用0.1%次氯酸钠溶液消毒，再用清水冲洗干净备用。基质混匀后装盘，每穴播种2～3粒。对照处理漂浮育苗按“水旱”两段式漂浮育苗标准流程进行；湿润育苗水分管理按照见干见湿原则，育苗池灌水时水深2～3 cm，然后至池底水干透后保证烟苗不萎蔫的情况下再灌第2次水，如此反复交替灌水。成苗时，在移栽前干旱炼苗5～7 d。其他的育苗管理措施按照当地习惯生产技术操作。

1.2.2 大田栽培试验。将AMF处理和对照处理的烟苗进行大田栽培试验，试验地点设置在广西贺州市富川县的朝东镇东水村。采用随机区组试验设计，设置AMF处理和漂浮育苗对照处理共4个处理，每处理重复3次，每个试验处理小区面积为88.8 m2。按照行距×株距=1.2 m×0.5 m规格种植，每个小区种植2 行，每行种植75 株，共150 株。第1次追肥在7～10 d追施完毕，第2次追肥在30～35 d追施完毕。施肥及其他的烤烟田间管理措施按当地习惯生产技术操作，烤烟样品采收烘烤措施均按照标准化生产技术要求执行。

1.2.3 植株样品采集与制备。烤烟播种时间为2021年1月21日，移栽时间为2021年3月19日。烟苗生长至8 叶1 心可以移栽时，将整盘烟苗带至实验室，用去离子水清洗烟苗并吸干水分备用。烟叶成熟后，用蛇形法采集烟叶，烘烤后分级并统计烤烟烟叶等级、产量和产值。

1.2.4 样品测定。土壤理化性质测定参照国家标准测定方法测定。分别在烟苗成苗期和团棵期（移栽后35 d）测定其农艺性状，成苗期每盘采取5 点取样法，测定5株烟苗。测定成苗期烟苗株高、叶片数、最大叶宽和叶长、茎基宽、根冠比、根系体积、总根长、根数量、侵染率、氮含量及叶绿素含量。团棵期每个重复测定3株烟苗，测定团棵期烟株株高、径基宽、叶片数、最大叶面积、氮含量及叶绿素含量。根体积、根总长度、根数量使用根系扫描仪扫描。烟苗地上部与地下部分开，杀青后烘干至恒重，分别称量其干重，记录并计算根冠比。侵染率采用根段频率标准法进行检测。叶绿素含量使用叶绿素测定仪测定。

1.2.5 数据处理与分析。采用Excel 2007和SPSS 21.0统计软件对试验数据进行处理和统计分析，同时进行作图分析。

2 结果与分析

2.1 AMF处理对烟苗根系侵染状况的影响

烟苗接种不同量的菌根真菌后，不同处理AMF菌株均能侵染烟苗根系，接种量能显著影响菌根真菌的侵染率。试验结果显示，CQ1、CQ2和CQ3不同 AMF 接种量处理对烟苗的侵染率分别为31.6%、39.4%和44.7%，说明接种量越高，AMF的侵染率越高。常规漂浮育苗对照处理不同接种AMF，其侵染率为0。

2.2 AMF处理对烟苗生长的影响

从表1可以看出，AMF处理对烟苗生长的影响不同，所有处理的株高均小于对照处理。其中，CQ1和CQ3的烟苗株高与对照处理相比差异显著（P≤0.05），CQ2的烟苗株高与对照相比无显著差异；CQ1烟苗基径宽大于对照处理，且与對照处理相比差异显著，其他处理的烟苗基径宽小于对照处理但差异不显著；所有AMF处理的烟苗叶片数和最大叶宽均大于对照处理，但差异不显著；CQ2和CQ3的烟苗最大叶长大于对照处理但差异不显著。这说明接种丛枝菌根真菌（AMF）处理能够促进烟苗生长，不同接种量对烟苗农艺性状的作用效果不同。

2.3 AMF处理对烟苗根系的影响

由表2可知，AMF处理对烟苗的总根长、根数量和根系体积具有显著的积极影响，总根长、根数量和根系体积随着AMF接种量的增加呈现下降的趋势。不同处理总根长的大小顺序为CQ1>CQ2>CQ3>CK，所有AMF处理的烟苗总根长都大于对照处理，其中CQ1和CQ2的烟苗总根长与对照处理差异显著；不同处理烟苗根数量的大小顺序为CQ1>CQ2>CK>CQ3，CQ1和CQ2的烟苗根数量均大于对照处理且差异不显著，CQ3根数量小于对照处理且差异显著；不同处理烟苗根系体积的大小顺序为CQ1>CQ2>CQ3>CK，所有处理根系体积均大于对照处理，且CQ1和CQ2的烟苗根系体积与对照处理相比差异显著，CQ3根系体积与对照处理相比差异不显著。

2.4 AMF处理对烟苗生物量的影响

由表3可知，AMF处理的烟苗地上部干重、根干重和根冠比大小顺序均为CQ2>CQ3>CQ1>CK，AMF处理的烟苗地上部干重、根干重和根冠比均显著高于对照处理。说明接种AMF处理对提高烟苗生物量具有显著的作用。

2.5 AMF处理对烟苗叶片氮含量和叶绿素含量的影响

由表4可知，AMF处理的烟苗叶片氮含量和叶绿素含量均高于对照处理，但所有AMF处理的烟苗叶片氮含量与对照相比差异不显著，CQ1的烟苗叶片叶绿素含量与对照相比差异显著，而CQ2和CQ3的烟苗叶片叶绿素含量与对照相比差异不显著。

2.6 AMF处理烟苗对烤烟农艺性状的影响

由表5可知，AMF处理的烟苗大田移栽35 d后的烤烟株高、茎基宽、最大叶宽和最大叶长均大于对照处理，且CQ3的株高与对照相比差异显著，CQ2和CQ3的最大叶长与对照相比差异显著，其他处理的株高和最大叶长与对照处理无显著差异；CQ3的叶片数大于对照处理，所有处理的烤烟茎基宽、叶片数和最大叶宽与对照处理相比无显著差异。

2.7 菌根菌处理烟苗对烤烟叶片氮含量和叶绿素含量的影响

由表6可知，移栽35 d后所有AMF处理烤烟烟叶氮含量与对照处理相比差异不显著；所有处理烤烟烟叶叶绿素含量低于对照处理，其中CQ1烤烟烟叶叶绿素含量显著低于对照处理，而其他处理的烟叶叶绿素含量与对照处理差异不显著。

2.8 菌根菌处理烟苗对烤烟烟叶最大叶面积的影响

由图1可知，AMF处理的烟苗大田移栽35 d后烤烟烟叶最大叶面积均大于对照处理，其中CQ3的烟叶最大叶面积最大，且与对照处理差异显著。

2.9 菌根菌处理烟苗对烤烟产质量的影响

由图2可知，大田试验结果表明，接种丛枝菌根真菌处理的烤烟烟叶产量均有所提高，且与对照相比差异显著，其中CQ1、CQ2和CQ3烟叶产量分别提高8.43%、9.64%和16.27%，随着AMF接种量的增加烤烟产量呈增加的趋势。由图3可知，不同AMF接种量处理的烤烟烟叶产值均比对照处理高，其中CQ2产值增加率为11.42%，与对照相处理比差异显著，而其他处理的烟叶产值与对照处理相比差异不显著。

从图4可以看出，CQ2的烤烟烟叶上等烟产量和上等烟比例均比对照处理高，且上等烟产量与对照处理相比差异显著，上等烟比例达到85.71%，与对照处理差异不显著；其他处理的烤烟烟叶上等烟产量和上等烟比例比对照处理低，且与对照处理相比差异显著。

3 讨论

3.1 菌根菌处理对烟苗素质的影响

接种AMF培育烟苗可以促进烟苗生长，提高烟苗素质，有利于培育健壮烟苗。本研究结果表明，在缓释肥供应条件下接种AMF对烟苗生长具有显著的影响，不同AMF接种量均能不同程度上增加烟苗基径宽、叶片数量、烟叶宽度和长度以及烟苗叶片的叶绿素含量，显著提高烟苗的总根长、根数量和根系体积，并显著增加烟苗的地上部干重、根干重和烟苗生物量，提高烟苗素质，这与现有的研究结果一致[4，14-16]。王茂胜等[14，15]研究表明，不同养分用量条件下接种丛枝菌根真菌培育的烟苗地上部生物量和植株氮、磷、钾吸收量均显著高于不接种烟苗，烟苗素质（生物量、植株营养状况、叶生理活性）也高于同一营养水平条件下不接种的烟苗；不同基质中接种丛枝菌根真菌促进了烟苗茎叶生长，有利于增加烟苗茎围、径高和根系生长及干物质的积累。江龙等[16]研究也表明，接种丛枝菌根真菌促进了烟苗生长，显著增加了烟苗生物量。这表明不同基质和养分供给条件下，丛枝菌根真菌对烟苗素质的影响效果不同。也有研究表明，不同种类菌根真菌对烟苗株高、叶片数、烟苗生物量、促根生长和氮磷钾营养元素吸收等的影响效果不同[17]。

3.2 菌根菌处理的烟苗对烤烟产质量的影响

AMF处理的烟苗可以影响大田栽培后烟草生长发育、生理特征，从而影响烤烟产量、烟叶品质和经济性状。本试验结果表明，适宜接种量的丛枝菌根真菌可以显著提高烤烟产量和上等烟比例，从而提高烟叶品质及经济效益，与现有研究结果一致[3，8，13，18]。王茂胜等[18]研究表明，不同种类丛枝菌根真菌和接种用量对烤烟生长、产量及烟叶品质均有影响，提高烤烟总糖、还原糖和烟碱等化学成分的含量并协调烟叶糖碱比，使烟草更接近于优质烤烟所要求的指标，从而提高烟草产量、品质及经济效益[3，17]。丛枝菌根真菌对烤烟生长和产质量具有良好的促进作用。本研究明确了不同丛枝菌根真菌接种量对烤烟产质量的影响效果，但对烟叶化学成分含量的影响尚未清楚，丛枝菌根真菌（Rhizoglomus intraradices）与烟草共生机制也未明确，有待进一步深入研究。

4 结论

在K326烟草湿润育苗中，与不施缓释肥和不接种丛枝菌根真菌的漂浮育苗相比，在含10%水溶性氮缓控释肥养分条件下接种丛枝菌根真菌可以显著提高烟苗素质，达到培育健壮烟苗的作用，同时也可以促进大田栽培烤烟植株的生长，提高烤烟烟叶的产量、产值和品质。本试验在菌湿润育苗中接种不同量丛枝菌根真菌可以显著提高烟苗素质，并显著影响大田栽培烤烟植株农艺性状，提高烤烟烟叶产量、产值和上等烟叶产量及比例，其中以中水平接种量（2 mL/株）接种丛枝菌根真菌（根内根孢囊霉，Rhizoglomus intraradices）的育苗效果和提高烤烟产质量效果最佳。

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