不同施用方式對(duì)芽孢桿菌菌劑在煙草根際定殖效果的影響

張華安，譚本奎，譚支明，趙廷奎，鄒善廣，文習(xí)武，周剛芹

（湖北省煙草公司宜昌市公司，湖北宜昌 443600）

目前，由于化肥和農(nóng)藥的長(zhǎng)期過(guò)量施用，我國(guó)煙草種植區(qū)域普遍面臨土壤質(zhì)量下降、土傳病害頻發(fā)和農(nóng)田環(huán)境污染等問(wèn)題，嚴(yán)重影響煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量安全，阻礙了煙草種植業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[1-3]。以微生物及其產(chǎn)物生產(chǎn)的微生物肥料具有活化根區(qū)養(yǎng)分、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、增強(qiáng)植物抗逆性、抑制土傳病害等功能，在促進(jìn)化肥及農(nóng)藥減施增效中具有巨大應(yīng)用前景[4-6]。

解淀粉芽孢桿菌是微生物肥料及生物農(nóng)藥中應(yīng)用的主要植物根際有益細(xì)菌之一，能夠合成伊枯草菌素A（Iturin A）[7]、豐原素（Fengycin）[8]、difficidin[9]等脂肽類和多烯類抗生素，對(duì)土傳病原真菌和細(xì)菌均有較好的拮抗效果。此外，解淀粉芽孢桿菌還能夠合成吲哚乙酸等植物激素，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[10]。但是，受到土壤中土著微生物競(jìng)爭(zhēng)等生物因素，以及土壤干旱、貧瘠等非生物因素的影響，解淀粉芽孢桿菌難以在植物根際高效定殖，制約了芽孢桿菌菌劑產(chǎn)品的大田應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣[11]。餅粕肥是以菜籽餅為原料經(jīng)堆肥腐熟后制得的有機(jī)肥，常用作煙草、蔬菜等農(nóng)作物栽培的底肥，具有增加土壤有機(jī)質(zhì)、調(diào)節(jié)土壤C/N 比、提升中微量元素供應(yīng)等功能，同時(shí)能夠?yàn)橥寥牢⑸锾峁┨荚矗S持土壤微生態(tài)平衡、緩解土壤板結(jié)。

本文將生防菌劑與腐熟后的餅粕肥聯(lián)合施用，并比較簡(jiǎn)單混合施用與發(fā)酵后施用對(duì)生防菌劑在煙草根際定殖的效果，探索不同施用方法對(duì)煙草生長(zhǎng)的促進(jìn)效果。

1 材料與方法

1.1 材料

供試煙草品種為云煙87；自制發(fā)酵餅粕肥，總養(yǎng)分≥5%，有機(jī)質(zhì)≥45%；自制解淀粉芽孢桿菌菌劑。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖北省宜昌市秭歸縣磨坪鄉(xiāng)磨坪村，海拔1 050 m，中質(zhì)壤土，前茬作物為煙葉。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理（T1、T2、T3和CK），每個(gè)處理面積為667 m2，各處理均施用煙草專用復(fù)合肥作為底肥，每667 m2種植煙苗1 050株。

T1：在自制餅粕肥中加入解淀粉芽孢桿菌菌劑，使餅粕肥中解淀粉芽孢桿菌密度為1×109cfu·g-1。然后將餅粕肥聚成小堆，室溫自然發(fā)酵7 d。發(fā)酵結(jié)束后通過(guò)稀釋涂布含有利福平的抗性平板檢測(cè)，發(fā)酵后餅粕肥中解淀粉芽孢桿菌密度為2.4×109cfu·g-1。在煙苗移栽時(shí)施用，施用量為每株煙苗50 g，即每株煙苗施入的解淀粉芽孢桿菌數(shù)量為1.20×1011cfu。

T2：煙苗移栽前一天，向市售餅粕肥中加入解淀粉芽孢桿菌菌劑，使餅粕肥中解淀粉芽孢桿菌密度為2.4×109cfu·g-1。在煙苗移栽時(shí)施用，施用量與T1相同。

T3：在圍蔸期將解淀粉芽孢桿菌菌劑使用清水稀釋后灌根，施用量與T1相同。

CK：清水對(duì)照。

1.4 檢測(cè)指標(biāo)

1.4.1 解淀粉芽孢桿菌定殖密度檢測(cè)

在煙苗移栽后7 d（移栽期）、40 d（團(tuán)棵期）、69 d（現(xiàn)蕾期）、100 d（收獲期）分別采集煙株根部土壤，通過(guò)稀釋涂布利福平抗性平板的方法檢測(cè)土壤中的解淀粉芽孢桿菌數(shù)量，每個(gè)處理每次取樣3 個(gè)，結(jié)果以平均值表示。

1.4.2 煙草農(nóng)藝性狀

嚴(yán)格按照《煙草農(nóng)藝形狀調(diào)查測(cè)量方法》（YC/T 142—2010）要求，對(duì)本試驗(yàn)相關(guān)的煙草農(nóng)藝性狀開展調(diào)查、測(cè)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施用方法對(duì)菌株根際定殖密度的影響

不同施肥處理不同時(shí)期菌株根際定殖密度如圖1所示，其中CK 在所有時(shí)期均沒(méi)有檢出攜帶利福平抗性的微生物。在移栽期，根際土壤解淀粉芽孢桿菌密度排序?yàn)門1＞T2＞T3。該結(jié)果表明，在解淀粉芽孢桿菌施用到大田之后的短時(shí)間之內(nèi)，T1處理解淀粉芽孢桿菌定殖密度分別較T2處理和T3處理高32.4%和139.2%，而T2處理比T3處理高80.7%。

圖1 各處理不同生育期根際土壤解淀粉芽孢桿菌定殖密度

在團(tuán)棵期，可能是因?yàn)闊煵莞档目焖偕L(zhǎng)，并將大量根系分泌物釋放到根際土壤中，為解淀粉芽孢桿菌的生長(zhǎng)提供了一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，T1、T2、T3處理根際土壤中的解淀粉芽孢桿菌數(shù)量進(jìn)一步增長(zhǎng)。此時(shí)，T1處理的芽孢桿菌定殖密度相比于T2處理和T3處理的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步加大，分別高33.8%和163.5%，T2處理比T3處理高96.9%。另外，相較于移栽期，T1處理定殖密度增長(zhǎng)50.5%，T2處理和T3處理分別增長(zhǎng)48.9%和36.7%，表明各處理中的解淀粉芽孢桿菌均已適應(yīng)了土壤環(huán)境，進(jìn)入快速繁殖期。該結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明了T1處理和T2處理中混合的餅粕肥為解淀粉芽孢桿菌提供了額外的碳源、氮源等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，故總體密度顯著大于T3處理，而使用解淀粉芽孢桿菌菌劑與餅粕肥混合發(fā)酵后施用能夠使菌劑在土壤中獲得最佳的定殖密度和穩(wěn)定性。

現(xiàn)蕾期時(shí)，各處理中煙草根際定殖的解淀粉芽孢桿菌密度相比于團(tuán)棵期均有明顯降低，T1、T2、T3處理中的解淀粉芽孢桿菌數(shù)量分別下降45.4%、41.1%、56.0%。到收獲期時(shí)，T1、T2、T3處理中的解淀粉芽孢桿菌數(shù)量相對(duì)現(xiàn)蕾期小幅下降，下降率分別為9.7%、10.5%、7.5%。

由煙草生長(zhǎng)不同時(shí)期所檢測(cè)得到的根際解淀粉芽孢桿菌定殖密度可以看出，不同的菌劑施用方法對(duì)菌株在根際的定殖效果具有顯著影響，其中T1處理所采用的將解淀粉芽孢桿菌菌劑提前混到餅粕肥中并進(jìn)行發(fā)酵，能夠使菌株與餅粕肥基質(zhì)充分結(jié)合并適應(yīng)餅粕肥中的生長(zhǎng)環(huán)境，最有利于菌株在土壤中的高效穩(wěn)定定殖；而在T2處理中，將菌劑與餅粕肥混合后直接施用也能顯著增強(qiáng)菌劑的定殖效果。

2.2 不同施用方法對(duì)煙草農(nóng)藝性狀的影響

2.2.1 團(tuán)棵期

在團(tuán)棵期調(diào)查不同處理煙株的株高、葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬等農(nóng)藝性狀指標(biāo)，結(jié)果如表1所示。數(shù)據(jù)顯示，T1處理的最大葉長(zhǎng)和最大葉寬均大于其他各處理，株高和葉片數(shù)指標(biāo)大于T3處理和CK，但落后于T2處理。T2處理在株高和葉片數(shù)量指標(biāo)上表現(xiàn)最好。該結(jié)果說(shuō)明，餅粕肥和解淀粉芽孢桿菌菌劑的聯(lián)合施用有利于促進(jìn)煙苗植株的生長(zhǎng)，而解淀粉芽孢桿菌的高密度定殖對(duì)團(tuán)棵期葉片的促生長(zhǎng)效果顯著。

表1 不同處理煙株團(tuán)棵期農(nóng)藝性狀

2.2.2 現(xiàn)蕾期

在現(xiàn)蕾期調(diào)查不同處理煙株的株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬等農(nóng)藝性狀指標(biāo)，結(jié)果如表2 所示。在現(xiàn)蕾期，T1處理煙苗的農(nóng)藝性狀優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯，菌株定殖密度最高的T1處理生長(zhǎng)狀況優(yōu)于定殖密度較低的T2處理，其平均株高為125.4 cm、莖圍為9.6 cm、最大葉長(zhǎng)為75.2 cm、最大葉寬為28.8 cm，均大于其他各處理；平均葉片數(shù)為21.2 片，稍低于T2處理，但大于T3處理和CK。T2處理的株高、莖圍、最大葉長(zhǎng)也大于T3處理和CK。該結(jié)果說(shuō)明餅粕肥和解淀粉芽孢桿菌菌劑的聯(lián)合施用對(duì)煙草的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。

表2 不同處理煙株現(xiàn)蕾期農(nóng)藝性狀

2.3 煙農(nóng)技術(shù)實(shí)施勞務(wù)投入

表3 為不同處理方式下煙農(nóng)技術(shù)實(shí)施每667 m2用工投入情況統(tǒng)計(jì)表。T1由煙農(nóng)合作社在餅肥集中發(fā)酵時(shí)將菌劑一次加入餅肥中，在“三先”技術(shù)實(shí)施時(shí)將餅肥施入煙田，不產(chǎn)生煙農(nóng)技術(shù)實(shí)施成本；T2由煙農(nóng)在“三先”前將菌劑集中一次加入發(fā)酵餅肥，無(wú)需蓄水，摻勻即可，每667 m2用工數(shù)量0.15 個(gè)，每667 m2煙農(nóng)技術(shù)實(shí)施勞務(wù)成本18元；T3由煙農(nóng)在圍蔸及團(tuán)棵期時(shí)，分2 次灌根，每次、每株加藥劑300～500 mL，每667 m2藥劑用量600～1 000 kg，煙農(nóng)儲(chǔ)水及藥劑配制、運(yùn)輸、灌根等環(huán)節(jié)每667 m2用工1 個(gè)，成本120 元。因此，煙農(nóng)技術(shù)實(shí)施每667 m2勞務(wù)投入排序?yàn)門3＞T2＞T1。

表3 各處理煙農(nóng)技術(shù)實(shí)施每667 m2用工投入情況

3 結(jié)論與討論

將具有抗病促生效果的解淀粉芽孢桿菌菌劑配合餅粕肥施用，在煙草生長(zhǎng)的不同時(shí)期均顯著提升了生防菌劑在煙草根際定殖的密度和穩(wěn)定性，對(duì)煙草的各項(xiàng)農(nóng)藝性狀有著明顯的促進(jìn)作用，提升了煙葉產(chǎn)量。餅肥發(fā)酵基本結(jié)束時(shí)或“三先”技術(shù)實(shí)施前，將芽孢桿菌一次全部加入餅肥中的新型芽孢桿菌防治根莖病害方法，將生防菌施入的時(shí)間大幅提前，餅肥為芽孢桿菌在土壤中提供了優(yōu)良的定殖場(chǎng)所，其通過(guò)攝取餅肥中的有機(jī)質(zhì)加快自身的生長(zhǎng)繁殖，這可能是T1處理和T2處理中的芽孢桿菌的生長(zhǎng)速度、定殖密度及定殖穩(wěn)定性顯著高于傳統(tǒng)水施方法的主要原因。

結(jié)合宜昌煙區(qū)菜籽餅粕肥集中發(fā)酵技術(shù)已普遍推廣的生產(chǎn)實(shí)際，采用新型使用方法后，每667 m2能夠減少煙農(nóng)技術(shù)實(shí)施用工投入120 元，并減輕煙農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度。可根據(jù)煙區(qū)菜籽餅肥發(fā)酵實(shí)際、根莖病害發(fā)生范圍與趨勢(shì)及煙農(nóng)防治根莖病技術(shù)實(shí)施等實(shí)際情況靈活選擇。