不同功能微生物菌劑對馬龍煙區植煙土壤化學性質及煙葉品質的影響

楊麗平，徐 賽，張錦韜，李建云，肖毅恒，劉慧英，郭山虎，林先亮，趙暢榮，李思穎

（1.曲靖市煙草公司 馬龍分公司，云南 馬龍 655100；2.湖南中煙工業有限責任公司，湖南 長沙 410014；3.云南省微生物發酵工程研究中心有限公司，云南 昆明 650217）

0 引言

我國煙草的栽種規模位于世界前列，煙草在促進國民經濟發展、滿足人民生活需要等方面發揮著不可替代的作用［1-2］，故又被稱作“現金作物”或“貨幣作物”。云南省曲靖市馬龍縣馬龍區烤煙種植具有得天獨厚的自然區域優勢，是典型清香型風格的代表，深受各大卷煙工業的青睞。多年來，煙草作為馬龍縣的支柱產業，是農民增收致富的重要渠道，也是馬龍縣經濟收入的重要“壓艙石”。由于常年種植烤煙，該地區的煙葉生產存在植煙土壤酸化、病蟲害發生嚴重、煙葉品質難以持續提升等問題。

肥料的施用對植煙土壤、煙葉品質具有重要影響，同時對煙草產量的貢獻率可達到39.2%［3-4］。近年來，由于煙農專業基礎知識薄弱，持續的農藥、化肥等的濫用，再加上長期連作，引發了一系列耕地質量問題［5-7］，對煙株的生長產生了不利影響。王開宇等［8］研究表明，煙草的健康生長離不開土壤，土壤的健康離不開根際微生物。功能微生物菌劑的施用不僅能調節土壤的生態平衡，構建生物屏障，同時也是實現煙草高產、優質，增強抗性的重要途徑［9-11］。本試驗在常規施肥的基礎上，通過選取3種不同功能微生物菌劑（功能微生物菌劑A、功能微生物菌劑B、功能微生物菌劑C），以植煙土壤養分變化、煙株生長發育、病害發生情況、烤煙經濟性狀以及煙葉品質等為評價指標，旨在篩選出適宜馬龍煙區的功能微生物菌劑，為馬龍煙區植煙土壤保育和煙葉品質持續提高提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗安排在馬龍縣大莊鄉灣子村進行，試驗地為常年連作的地塊，海拔為1894.5 m，坐標為（103.477205°E，25.224440°N），土壤肥力中等，肥力分布均勻，光照及排灌條件良好。

1.2 試驗材料

供試煙草品種為云煙87，供試肥料包括：煙草專用復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶8∶25）、硝酸鉀（N∶ P2O5∶K2O=13.5∶0∶44.5）、硫酸鉀（K2O≥50%）、功能微生物菌劑A(由解淀粉芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌、側孢短芽孢桿菌復配而成，有效活菌數≥10億/g，由北京恩格蘭環境技術有限公司提供），功能微生物菌劑B（由枯草芽孢桿菌和哈茨木霉菌復配而成，有效活菌數≥50億/g，由湖北中向生物工程有限公司提供），功能微生物菌劑C(由枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌復配而成，有效活菌數≥20億/mL，由云南云之葉生物科技有限公司提供）。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，共設4個處理，3次重復，共計12個小區。處理A：在常規施肥的基礎上增施功能微生物菌劑A 30 kg/hm2；處理B：在常規施肥的基礎上增施功能微生物菌劑B 7.5 kg/hm2；處理C：在常規施肥的基礎上增施功能微生物菌劑C 15 L/ hm2；處理D：常規施肥。各處理除施肥模式外其他生產措施均按當地優質煙生產技術進行管理。各處理施肥模式如表1所示。

表1 不同處理的施肥模式

功能微生物菌劑的施用方式：功能微生物菌劑A和功能微生物菌劑B與復合肥充分混勻后作底肥施用；功能微生物菌劑C在移栽時稀釋200~300倍后灌根施用。

1.4 調查項目及方法

1.4.1 土壤養分調查 煙葉采烤后每個處理各取1個土樣，合計4個土樣（每個土樣2 kg），對土壤pH值、有機質含量、水解性氮含量、有效磷含量、速效鉀含量以及中微量元素含量進行檢測分析。

1.4.2 主要生育期記載 記錄各處理的移栽期、團棵期、旺長期、現蕾期、封頂期、腳葉成熟期、頂葉成熟期以及全生育期的時間。

1.4.3 農藝性狀調查 分別在旺長期和封頂后，每個小區隨機選5株有代表性的煙株，觀察測定株高、莖圍、葉片數、節距以及各部位煙葉的葉長和葉寬。

1.4.4 病害發生情況調查 按照《煙草病蟲害分級及調查方法》（GB/T 23222—2008）進行常見病害系統調查。

1.4.5 經濟性狀調查 各處理煙葉在正常成熟時分別采烤，按照同一標準進行分級、交售。統計各處理烤煙經濟性狀，包括產量、產值、均價、上等煙比例、中上等煙比例。

1.4.6 煙葉品質分析 各處理選取有代表性的煙株定位掛牌標記留取中部葉和上部葉，采烤后收集整理，按照部位各留5 kg的煙葉，進行外觀質量檢測、常規化學成分分析和感官質量評價。

1.5 數據整理與分析

采用 Microsoft Excel 2003軟件和 SPSS 22.0軟件進行數據整理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同功能微生物菌劑對土壤養分的影響

土壤是制約植物生長發育的關鍵因素之一，通過調節養分的高低來影響植物的生長發育，從而提高作物的產量和質量。研究表明，菌肥、菌劑的施用可以優化土壤微生物群落結構、酶活性，提高土壤養分利用率，促進植物生長發育等［12］。

從表2可以看出，處理A和處理C的pH值和有機質含量均高于處理D的，說明施用功能微生物菌劑A和功能微生物菌劑C有利于改良酸性土壤，提高土壤的有機質含量。各處理水解性氮、有效磷和速效鉀含量從高到低的順序依次為：處理A＞處理D＞處理B＞處理C、處理A＞處理D＞處理C＞處理B、處理A＞處理B＞處理D＞處理C，說明施用功能微生物菌劑B、C有利于促進煙株對氮、磷素養分的吸收，其中功能微生物菌劑C還有利于促進煙株對鉀元素的吸收。各處理交換性鎂、有效鋅、有效硼和氯離子含量從高到低的順序依次為:處理A＞處理D＞處理C＞處理B、處理A＞處理C＞處理D＞處理B、處理C＞處理A=處理D＞處理B、處理A=處理B＞處理D＞處理C，說明施用功能微生物菌劑B、C有利于促進煙株對鎂元素的吸收，其中功能微生物菌劑B還有利于促進煙株對鋅、硼元素的吸收，功能微生物菌劑C有利于降低土壤中氯離子的含量。

表2 施用不同功能微生物菌劑后土壤養分情況

2.2 不同功能微生物菌劑對烤煙生育期的影響

由表3可知，依據烤煙生育期進展情況，4個處理的生育期基本一致，說明施用功能微生物菌劑對烤煙生育期影響不大。

表3 施用不同功能微生物菌劑烤煙的生育期進展

2.3 不同功能微生物菌劑對烤煙農藝性狀的影響

2.3.1 旺長期烤煙農藝性狀的變化 由表4可知，株高和莖圍以處理B最高，其次為處理D和處理A，處理C的最小，從大到小順序排列為：處理B＞處理D＞處理A＞處理C；節距最大的是處理A，其次為處理D、處理C，處理B的節距最小，按節距大小依次排列為：處理A＞處理D＞處理C＞處理B。葉片是煙草進行光合作用，維持生命活動的關鍵部位，有效葉片數最多的是處理B，其次是處理D和處理C，處理A的有效葉片數最少，按有效葉片數多少的順序排列為：處理B＞處理D＞處理C＞處理A；處理B有最大葉長和最大葉寬，其次是處理C和處理A，處理D的最小，其排列順序依次為：處理B＞處理C＞處理A＞處理D。整體來看，旺長期烤煙農藝性狀以處理B最優，其次為處理C和處理A，最差為處理D。

表4 施用不同功能微生物菌劑下旺長期烤煙的農藝性狀

2.3.2 封頂后烤煙農藝性狀的變化 由表5可知，株高和莖圍以處理B最高，其次為處理D和處理C，處理A的最小，從大到小順序排列為：處理B＞處理D＞處理C＞處理A；節距最大的是處理D，其次為處理C、處理B，處理A的節距最小，按節距大小依次排列為：處理D＞處理C＞處理B＞處理A；有效葉片數最多的是處理B，其次是處理D和處理C，處理A的有效葉片數最少，按有效葉片數多少的順序排列為：處理B＞處理D＞處理C＞處理A；最大葉長最長的是處理B，其次是處理C和處理A，處理D的最大葉長最短，按最大葉長的長短排列為：處理B＞處理C＞處理A＞處理D；最大葉寬以處理B最寬，其次為處理C和處理D，處理A的最大葉寬最窄，按最大葉寬的寬度依次排序為：處理B＞處理C＞處理D＞處理A。整體來看，封頂后的烤煙農藝性狀以處理B最優，其次為處理C和處理A，最差為處理D。

表5 施用不同功能微生物菌劑下封頂后烤煙的農藝性狀

表6 施用不同功能微生物菌劑烤煙主要病害發病率 %

2.4 不同功能微生物菌劑對煙草病蟲害的影響

病蟲害的發生會嚴重影響煙草的生長，導致煙草產量、質量降低，減少煙草的經濟價值。從表6可以看出，試驗地發生的主要病害有普通花葉病、番茄斑萎病、赤星病、氣候性斑點病、炭疽病和白粉病，其中花葉病、番茄斑萎病和氣候性斑點病發病情況較為嚴重。花葉病和番茄斑萎病的發病率以處理B和處理D的較高，而處理A和處理C的較低，均未超過8%；赤星病的發病率處理B和處理D的相當，其余2個處理未發病；氣候性斑點病和白粉病的發病率均以處理A的最高，且明顯高于其他處理，處理C的發病率最低；炭疽病的發病率以處理D的最高，其余處理差別不大。整體來看，各處理病害的發生情況以處理C的最輕，處理A的次之，處理B和處理D的較重，說明在常規施肥的基礎上增施功能微生物菌劑能提高煙株的抗病性，對病蟲害防控具有一定意義，以功能微生物菌劑C的施用效果最好。

2.5 不同功能微生物菌劑對烤煙經濟性狀的影響

煙葉的產值、產量、均價和上等煙比例等通過影響煙草的經濟性狀直接決定了煙農的經濟收入。從表7中可以看出，烤煙產量按從高到低依次排序為：處理C＞處理B＞處理A＞處理D；烤煙產值、均價和中上等煙比例從高到低依次排序為：處理B＞處理C＞處理A＞處理D；上等煙比例從高到低依次排序為：處理C＞處理B＞處理D＞處理A。整體來看，經濟性狀以處理B的最好，處理C次之，處理A的稍差，處理D的最差。

表7 施用不同功能微生物菌劑烤煙產量和產值情況

2.6 不同功能微生物菌劑對煙葉品質的影響

2.6.1 煙葉外觀質量 煙葉外觀質量是指人們感官直接感觸和判斷識別的煙葉外觀特性。由表8可以看出，處理A、處理B和處理C中部煙葉外觀質量均好于處理D，其中處理C的油份、葉片結構、色度和身份均最優，外觀質量最好；處理B的葉片結構、成熟度均最優，外觀質量次之。

表8 施用不同功能微生物菌劑后中部煙葉外觀質量

2.6.2 煙葉化學成分 總糖、總氮、煙堿和還原糖是決定煙葉品質的主要成分；云南煙葉屬于清香型，總糖和還原糖含量較高，而煙堿、總氮含量與之呈負相關，故煙堿、總氮含量相對較低［13-14］。由表9可以看出，各處理中部煙葉的總氮和煙堿含量偏低，化學成分協調性均較差，處理C的總氮、煙堿含量最高，化學成分協調性略好于其余處理。處理A和處理B上部煙葉的總氮和煙堿含量偏低，化學成分協調性稍差；處理C和處理D的總糖和煙堿含量適中，化學成分協調性較好，其中處理C的還原糖含量更高，化學成分協調性最好。

表9 施用不同功能微生物菌劑烤煙化學成分分析

2.6.3 煙葉感官評吸狀況 通過煙葉感官評吸的方法，可以將煙葉劃分成不同等級，成為煙葉質量好壞的評定標準之一。由表10可以看出，處理A、處理B、處理C和處理D無論是在香型、勁頭、濃度還是刺激性、燃燒性、灰色處理結果上均呈現一致性；而各項處理在此基礎上，其香氣質和香氣量、余味從高到低的順序依次為：處理C=處理D＞處理B=處理A，處理C＞處理B=處理C=處理D，處理C=處理B=處理D＞處理A，且處理C在最終得分和質量檔次上均達到最優，處理D次之，其排列順序從高到低依次為：處理C＞處理D＞處理B＞處理A。整體來看，處理C煙葉感官評吸狀況表現最佳。

表10 施用不同功能微生物菌劑中部煙葉感官評吸狀況 分

3 討論

2021年在馬龍縣常年連作地塊的試驗結果表明，施用功能微生物菌劑能夠改良土壤，促進煙株對養分的吸收，不同的功能微生物施用效果不一。施用功能微生物菌劑A和功能微生物菌劑C有利于改良酸性土壤，功能微生物菌劑A、C有利于提高土壤的有機質含量；施用功能微生物菌劑B、C能促進煙株對氮、磷、鎂元素的吸收，功能微生物菌劑B有利于促進煙株對鋅、硼元素的吸收，功能微生物菌劑C有利于促進煙株對鉀元素的吸收。齊永杰等［15］研究表明：煙葉中鉀含量的提高對焦油和一氧化碳含量的降低，煙葉燃吸安全性的提高具有重要意義。

在常年連作的地塊上，功能微生物菌劑對烤煙生育期影響不大，但能促進煙株的生長，改善烤煙的農藝性狀，其中以功能微生物菌劑B的效果最好，功能微生物菌劑A和功能微生物菌劑C的效果次之；功能微生物菌劑能夠提高煙株的抗病性，減少病害的發生，以功能微生物菌劑C的施用效果最好，其試驗地中的各種主要病害的發病率在該處理中均處于最低，施用了功能微生物菌劑A的處理發病率次之，而施用了功能微生物菌劑A和處理D的植株發病率較高，不利于煙株的健康生長。

功能微生物菌劑能夠提高烤煙的產量、產值、均價和中上等煙比例，改善烤煙的經濟性狀，從而決定煙農的經濟收入，實現煙農的增產、增收致富，以功能微生物菌劑B的施用效果最好，功能微生物菌劑C的次之，且兩者間的差異相對較小，功能微生物菌劑A對烤煙經濟性狀的改善不明顯。

施用功能微生物菌劑均能提高煙葉的外觀質量，其中施用功能微生物菌劑C的煙葉油分、葉片結構、色度和身份均最優，外觀質量最好；施用功能微生物菌劑B的煙葉葉片結構、成熟度均最優，外觀質量次之。各處理中、上部煙葉化學成分的協調性距離優質煙葉均有一定的差距，但施用功能微生物菌劑C能夠提高中部煙葉的總氮和煙堿含量、提高上部煙葉還原糖的含量，在一定程度上能夠改善煙葉化學成分的協調性，使植株生長良好，有利于品質的提高。

施用功能微生物菌劑還會影響煙葉的感官評吸狀況，煙葉品質是消費者對煙葉燃燒過程中所產生的香味、吃味、余味、刺激性等要素的綜合感受和評價［16-18］。本試驗中，各處理在香型、勁頭、濃度、刺激性、燃燒性、灰色處理等結果上呈現一致性，除此之外，施加功能微生物菌劑C還對煙葉香氣質、香氣量、余味的提高具有有利影響，在各項處理中均處于最優水平，而且從一定程度上可以提高煙葉的質量檔次，對煙葉品質的提高具有重要影響。

煙農要實現增收致富，首先考慮的是煙葉的經濟性狀，而煙草企業則更側重于對煙葉化學成分的協調性和感官評吸狀況的研究［19-20］，因此，兩者在評判標準上存在一定矛盾性，其判定標準還有待完善；煙葉品質的提高是一個循序漸進的過程，其產量和品質之間的矛盾也是客觀存在的，在一定產量范圍內，品質隨產量的增加而增加，超過一定幅度，品質則隨產量的提高而降低；因此，必須從品種、栽培技術、調制等方面入手，以區域的氣象條件、人文狀況、地理環境等為依據，制定合理的施肥方案，協調煙草和植煙土壤環境之間的關系，重視植煙土壤的保育，因地制宜發展，在保證一定產量的基礎上提高品質，從而有效促進煙葉生產和煙草企業的持續健康發展。

4 結論

通過本試驗可知，在煙草的不同生長階段，施用了功能微生物菌劑的各處理，其煙草的各項指標綜合比較下均優于未施用功能微生物菌劑的處理D，且在施用了功能微生物菌劑的各處理中，施用了功能微生物菌劑C的處理優勢最突出，綜合性更強，說明在常規施肥的基礎上增施不同功能的微生物菌劑可為煙草提供所需的營養元素，促進煙草生長發育，提高產量，改善煙葉品質，同時還可以改善土壤環境，有利于植煙土壤的保育［21-22］，而施用功能微生物菌劑C將最有利于煙葉品質的提高，實現煙草的高產、優質、集約化生產。

通過對功能微生物菌劑C的產品特性查閱，發現該產品由枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌復配而成，兩者親緣性很高，在生長過程中可以產生一系列抑制真菌和細菌活性的代謝物，降低煙株病蟲害發生率，其中解淀粉芽孢桿菌可產生大量蛋白酶、氨基酸，從而提高產量，提升化肥利用率，改善煙葉品質，該結論在本試驗中也得到了驗證和體現。

綜上所述，功能微生物菌劑C最能促進植煙土壤的保育，提高煙葉品質，推薦作為馬龍煙區的最佳功能微生物菌劑。