根際促生菌在煙草生產中的應用研究進展

聶登壁 施文

摘要 根際微生物對植物的生長發育起到重要作用。本文從促生菌株的促生機制及其在烤煙大田生產中的應用研究入手，闡明促生菌株是如何發揮促生效果促進植物生長的，為綠色煙葉的發展提供理論依據，在煙草的綠色生態可持續發展中具有重要意義。

關鍵詞 煙草；根際促生菌；促生作用；研究進展

中圖分類號 S572；Q939.96 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）10-0008-01

植物根際促生菌（PGPR）是指生存于植物根表和根際，能間接或直接地促進、調節植物生長的微生物[1]。研究表明，在植物根系中廣泛存在著根際促生菌，包括芽孢桿菌屬和假單胞桿菌屬在內的20多個菌屬都具有促生防病的潛能[2]。據報道，熒光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens）RB242能夠有效促進煙草生長[3]，地衣芽胞桿菌（Bacillus licheniformis）[4]、多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）[5]具有防治煙草黑脛病的作用。

1 根際促生菌的促生機制

1.1 產生植物生長激素和調節劑

根際促生菌可產生細胞分裂素、赤霉素、IAA等多種植物激素，這些植物激素和生長調節劑對煙草的生命活動進行調控，同時可以通過促進根系吸收土壤中的水分和養分[6]促進煙草的生長發育。

1.2 增加磷的有效性

一些PGPR（如桿菌屬、假單胞桿菌屬）可以通過分泌有機酸來溶解土壤中存在的不溶性磷，降低土壤pH值，使不溶性磷轉變為可溶性磷，提高土壤中磷的利用率，從而增加煙株對磷的吸收和利用[7]。

1.3 固氮作用

對于固氮菌屬的根際促生菌，能將空氣中的分子氮轉化為有機氮，供自身和植物使用。在很大程度上能改善作物的氮素營養，豐富氮素含量，提高氮素的吸收和利用[8]。

1.4 解鉀作用

有研究報道，硅酸鹽細菌（鉀細菌）具有分解鉀礦物的能力，能有效提高土壤中可利用鉀的含量，鉀細菌除提供鉀素營養之外，還具有刺激生長和抗病害的作用[9]，煙草屬于喜鉀作物，鉀細菌的存在，能改善煙草對鉀元素的吸收利用狀況，促進對鉀元素的需求。

1.5 產生嗜鐵素

根際促生菌能生產并釋放小分子的嗜鐵素，嗜鐵素通過結合土壤中的不溶鐵，再通過植物和微生物細胞膜的特殊通道進入體內，將氧化鐵還原，增加了作物對土壤中不溶鐵的利用[10]。

2 煙草根際促生菌在烤煙上的應用

2.1 煙草根際促生菌在煙草育苗中的應用

將煙草根際促生菌制成生物有機肥應用到煙草育苗中，可以有效地提高煙草苗期的發芽率、煙苗成苗素質，對煙苗的農藝性狀也有促進作用。吳小平等[11]研究表明，烤煙漂浮育苗過程中葉面噴施光合細菌菌液，可明顯提高煙苗的葉綠素含量和成苗素質。席淑雅等[12]從烤煙根際篩選得到2株促生菌株A03和B04，制成PGPR菌肥，用于烤煙漂浮育苗可明顯提高成苗素質、種子發芽率和對煙草病害的抗性，菌株A03和B04能夠提高煙苗莖高、莖粗、莖干重和根鮮重以及烤煙種子發芽率，表明該2株烤煙根際細菌能夠產生植物激素。

2.2 煙草根際促生菌在煙草大田期中的應用

2.2.1 減少化肥的施用量。PGPR菌通過解磷、解鉀、固氮、產生嗜鐵素，分泌有機酸或酶類等作用來改善煙草的根際微環境，釋放土壤和化肥中的不溶性磷素和鉀素，從而改善煙草的營養狀況，直接或間接地增強了土壤肥力，為煙株提供了多種營養元素，降低了化肥的施用量。有研究報道，施用PGPR菌肥可適當減少化肥用量（減少常規氮磷鉀施肥量的20%），在現蕾期，除B元素的有效性降低外，其他9種礦質元素N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn的有效性均有所提高，同時可以改變根際微生物區系，提高烤煙根際微生物生物量碳含量[13]。張朝輝等[14]研究發現，施用解鉀菌肥可以提高根際細菌的數量，施用解鉀菌肥除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。劉劍君等[15]研究表明，對分離自烤煙根際的固氮菌菌株N05制成菌肥應用于烤煙生產中，在減施氮肥的情況下，可提高烤煙根際固氮菌數量和礦質元素的有效性。

2.2.2 減少農藥的施用量。PGPR菌通過產生抗生素、在煙草根際定殖后與病原菌產生營養競爭和位點競爭、產生誘導抗性系統等來減少煙草土傳病害的發生，從而可以減少農藥的施用量，為烤煙的綠色生態發展奠定基礎。方敦煌等[4]用促生菌GP13防治煙草黑脛病，有較好的生防效果；顧金剛等[16]篩選得到2株菌RB-42和RB-89，2株菌通過產生抗生素類物質抑制煙草黑脛病的病原菌生長，從而減少黑脛病害的發生。劉艷霞[17]從田間原位土壤中篩選得到2株菌株，制成生物有機肥應用于盆栽和田間試驗中，可以大大降低青枯病的發病率。施用拮抗菌二次發酵的生物有機肥要較直接施入拮抗菌液體發酵液效果更明顯，而多株拮抗菌混合施入的效果要顯著優于單一拮抗菌。

3 展望

PGPR是土壤中重要的一類微生物，在農業生產上有著舉足輕重的地位，PGPR作為生物肥料中研發和應用的熱點，從多年的研究實踐來看，PGPR菌肥的廣泛使用效果較好。當前，隨著化學肥料、農藥的大量使用，造成了土壤板結、土壤養分失調、土壤質量下降、環境污染等一系列問題[18]，世界各國對農業可持續發展問題日益關注。王羅竑等[19]研究認為，應用生物有機肥料可以減少病蟲草害的發生，改善土壤物理性狀，提高了作物的產量和質量，具有較高的生態效益和經濟效益[20]。合理開發、利用微生物有機肥可使農業生產走上可持續的發展道路[21]。

PGPR的開發利用取決于PGPR的篩選，如何篩選得到促生效果好、生防作用強、定殖能力強的菌株是關鍵，同時，還應加強對煙農施用PGPR肥料的指導，包括施用時間、施用方法等，因地制宜，才能使PGPR菌肥成功地應用到烤煙生產的過程中，發揮其最大功效。

4 參考文獻

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