3種生物制劑在宣威南部煙區的防病提質效果研究

摘 要：為減輕長期大量使用化學農藥帶來的一系列問題，保障烤煙產業的可持續發展，在宣威南部煙區以云煙100為供試烤煙品種，比較了單施枯草芽孢桿菌（處理A）、單施木霉菌（處理B）、單施苦參硫磺（處理C）、苦參硫磺與枯草芽孢桿菌配施（處理CA）、苦參硫磺與木霉菌配施（處理CB）和不施藥處理（CK）對烤煙根黑腐病、黑脛病（俗稱“兩黑病”）發病率、煙株農藝性狀和煙葉品質、植煙土壤理化性質及微生物多樣性的影響。結果表明：與CK相比，生物制劑處理的“兩黑病”發病率均顯著降低，處理CA、CB防治效果較佳，對黑脛病的防治效果分別達59.41%、68.48%，對根黑腐病的防治效果分別達63.27%、71.63%，且農藝性狀表現較好，烤后煙葉物理特性提高；土壤養分不同程度地提高，土壤容重降低，土壤比重、孔隙度、胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳均有不同程度地上升；土壤細菌多樣性也顯著提高。總體來看，苦參硫磺與木霉菌或枯草芽孢桿菌配合施用能對煙草黑脛病、根黑腐病取得良好的防治效果，并對改善土壤條件有一定的作用。

關鍵詞：生物制劑；黑脛病；根黑腐病；微生物多樣性；宣威南部煙區

中圖分類號：S476 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2023）02-0057-06

Abstract： To alleviate a series of production problems caused by long-term extensive use of chemical pesticides and ensure the sustainable development of tobacco industry， our experiment， using Yunyan 100 as the test tobacco material， has compared effects of different biological agents combinations on the incidence rates of black shank and black root rot， tobacco agronomic traits and quality， and soil physicochemical properties and microorganism diversity in the southern Xuanwei tobacco area. Five treatments were designed： Bacillus subtilis （treatment A）， Trichoderma （treatment B）， matrine·sulphur （treatment C）， Bacillus subtilis + matrine·sulphur （treatment CA）， Trichoderma + matrine·sulphur （treatment CB） and blank treatment （CK）. After application of the biological agents， the results showed that， compared with CK， the incidence rates of black shank and black root rot decreased significantly; especially the control effects of treatments CA and CB were better， respectively reaching 59.41% and 68.48% for black shank， and 63.27% and 71.63% for black root rot; furthermore， the agronomic traits performed better， and the physical characteristics of tobacco leaves were improved; on the other hand， the soil bacterial community diversity was significantly improved; the soil nutrient indexes were increased to different degrees， the soil bulk density decreased， and the soil specific gravity， porosity and the levels of humic acid carbon， fulvic acid carbon and humin carbon were increased to different degrees. In conclusion， the application of matrine·sulfur combined with Trichoderma or Bacillus subtilis can achieve good control effects on tobacco black shank disease and root black rot disease， meanwhile can improve soil conditions to a certain extent.

Key words： biological agents; black shank; black root rot; microbial diversity; southern Xuanwei tobacco area

烤煙是重要的經濟作物，在國民經濟中占據重要地位。我國烤煙產量約占全球總產量的50%，要保障煙葉高產量就需面對巨大的病蟲害防控壓力。常見的煙草病害有煙草黑脛病、根黑腐病、野火病、赤星病、青枯病、花葉病等，在我國各大煙區均有發生。據統計，每年因病害導致的損失在總產量的10%～15%[1–2]。目前，化學防治方法依然是最為普遍、有效且成本低、受限因素少的病害防治手段，但化學農藥的大量使用帶來了農殘問題，威脅人體健康，影響煙葉品質及安全性。此外，長期大量使用化學農藥會讓病原菌、害蟲等的抗藥性增加，而廣譜性化學農藥易對害蟲天敵造成誤殺，這些都使防治效果大打折扣[3–4]，同時也伴隨著一系列的環境污染問題。近年來，由于生產觀念改變及科技投入提高，生物防治得到了前所未有的發展。微生物源農藥是生物制劑的重要類型之一，其原理是利用微生物自身或其代謝產生的活性成分殺滅害蟲和病原菌[5]，特異性強，是一種安全高效的病害防治藥劑，對環境十分友好。

前人研究表明，微生物菌劑兼具防病、促產、提質的優點。趙瑞蕊等[6]研究認為，配施功能性微生物制劑可以增加烤煙的干物質積累量，改善外觀質量，協調化學成分，優化烤煙等級結構。韓慶典等[7]研究認為，微生物制劑可促進烤煙根系發育，增強植株抵抗逆境脅迫的能力。施河麗等[8]開展了微生物菌劑與黃腐酸協同防治煙草青枯病的研究，認為2種制劑協同處理可顯著降低煙草青枯病的發病率和病情指數，同時有利于改善土壤細菌群落結構。鄒朔飛等[9]通過平板對峙試驗和田間防治試驗發現郝氏鏈霉菌（Streptomyces halstedii）可作為防治煙草黑脛病的拮抗菌。師超等[10]在利川煙區對比了3種微生物菌劑對煙草黑脛病和青枯病的防治效果，認為熒光假單胞菌粉劑的防治效果顯著，并具有明顯的促產作用。研究還表明，微生物菌劑可以通過影響土壤酶活性來改善連作障礙引起的土壤退化問題[11]。

宣威煙區是全國煙葉產量最大的縣級煙區，不可避免地面臨著化學農藥大量使用帶來的一系列問題。因此，筆者擬在宣威南部煙區開展不同生物菌劑防治烤煙病害的田間試驗，考察各制劑對煙草土傳病害的防治效果及其對煙葉品質的影響，明確最佳的綠色生物源農藥及使用方法，保障煙區的可持續發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在宣威市熱水鎮同澤社區進行，地理坐標為103°46′15.6″E， 26°3′32.4″N，平均海拔為1 959.61 m，土壤類型為紅壤，肥力中等，大田生育期（4—9月）降水量為652.11 mm，平均氣溫為20.05℃。

1.2 試驗材料

供試烤煙品種為云煙100。烤煙基肥為煙草專用復合肥（N–P2O5–K2O=14–10–24）和商品有機肥（總養分≥5.0%，有機質≥60%），追肥為硝酸鉀（N–P2O5–K2O=13.5–0–44.5）。供試生物制劑為：枯草芽孢桿菌（有效活菌100億/g）、木霉菌（有效活菌2億/g）、苦參硫磺（總有效成分含量為13.7%）。

1.3 試驗設計

試驗設6個處理，分別為：CK，不作任何施藥處理；處理A，還苗期用枯草芽孢桿菌按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后等劑量施用第2次；處理B，還苗期用木霉菌按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后等劑量施用第2次；處理C：還苗期用苦參硫磺按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后等劑量施用第2次；處理CA：還苗期先用苦參硫磺按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后再用枯草芽孢桿菌按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根；處理CB：還苗期先用苦參硫磺按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根，14 d后再用木霉菌按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根。每個處理3次重復，一個小區67 m2，共計18個小區，采用隨機區組設計，設置保護行。每個小區種植100株煙，株行距為120 cm×55 cm。

各處理烤煙統一于4月6日移栽，煙草專用復合肥和商品有機肥作為基肥，用量均為600 kg/hm2，烤煙移栽15 d后追施硝酸鉀150 kg/hm2。田間栽培管理措施按當地優質煙栽培技術要點進行，煙葉采收后分類裝爐、統一烘烤。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 植煙土壤理化性質測定 按照試驗示范要求，于烤煙生長成熟期采集土壤樣品，分別參照NY/T 1121.2—2006、NY/T 1121.6—2006、LY/T 1229—1999、NY/T 1121.7—2006、NY/T889—2004、NY/T

1121.24—2012、GB 9837—1988、GB 9836—1988進行測定pH值及有機質、水解性氮、有效磷、速效鉀、全氮、全磷、全鉀含量。通過環刀法測定土壤容重、比重、總孔隙度，胡敏酸碳、富里酸碳的提取和分離參考標準LY/T 1238—1999進行，胡敏素碳參照文獻[12]測定。

1.4.2 微生物多樣性測定 參照盧慧等[13]的方法，采用高通量測序技術對土壤微生物群落進行測序。

1.4.3 煙草主要病害調查 參照GB/T23222—2008分別調查并計算各處理煙草黑脛病、根黑腐病（俗稱“兩黑病”）的發病率。煙株發病率（%）=病株數/調查總株數×100。

1.4.4 田間農藝性狀調查 參照YC/T 142—2010在成熟期測定各處理煙株的株高、葉長、葉寬、節距、莖圍和有效葉數。

1.4.5 煙葉物理特性的測定 以C3F（中部葉）和B2F（上部葉）煙葉為樣品，測定煙葉物理特性，包括煙葉抗張力和平衡含水率、葉面密度、含梗率，分別參照GB/T12914—2008和YC/T142—2010進行測定。

1.4.6 煙葉常規化學成分的測定 以C3F（中部葉）和B2F（上部葉）煙葉為樣品，測定煙葉常規化學成分含量，參照YC/T 160—2002、YC/T 159—2002、YC/T 162—2011、YC/T 173—2003、YC/T 161—2002對煙葉常規化學成分進行檢測。

1.5 數據統計分析

采用SPSS 23.0和Excel 2010軟件處理數據，采用Duncan法進行多重比較，顯著性水平P值取0.05。煙葉常規化學成分采用模糊數學隸屬函數的數據模型進行評價[14]。

2 結果與分析

2.1 不同生物制劑對烤煙“兩黑病”的防治效果

由表1可知，施用生物制劑均能顯著降低“兩黑病”的發病率（P＜0.05），其中處理A的根黑腐病發病率顯著高于處理CB（P＜0.05），其他藥劑處理“兩黑病”的發病率差異不顯著；處理A對根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為35.83%、51.84%，處理B對根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為47.62%、62.64%，處理C對根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為58.96%、54.08%，處理CA對根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為59.41%、63.27%，處理CB對根黑腐病、黑脛病的防治效果分別為68.48%、71.63%。綜合來看，處理CB對“兩黑病”的防治效果最好。此外，除處理C外，其他處理對黑脛病的防治效果優于對根黑腐病的防治效果。

2.2 不同生物制劑對烤煙農藝性狀的影響

由表2可知，除處理A外，其余處理株高顯著高于CK（P＜0.05），株高由高到低依次為CA＞B＞CB＞C＞A＞CK；除處理CB外，其余處理煙葉葉面積、莖圍均顯著優于CK（P＜0.05），葉面積由大到小依次為CA＞B＞A＝C＞CB＞CK，莖圍由粗到細依次為C＞A＞B＞CA＞CB＞CK；各處理有效葉數無顯著差異（P＞0.05）；處理CA烤煙節距最高，與處理CB和CK差異顯著（P＜0.05），其余處理無顯著差異（P＞0.05）。

2.3 不同生物制劑對煙葉物理特性的影響

由表3可知，就中部葉（C3F）而言，各處理物理特性總分均較CK有所提升，處理B、CA、CB表現較好，其葉面密度相對更適宜，含梗率較低，CK處理煙葉葉面密度偏低、含梗率偏高。就上部葉（B2F）而言，各處理物理特性指標均表現較好，處理A、B含梗率略高，處理C葉面密度相對較低。總體而言，處理CB的煙葉物理特性表現最好，其次為處理CA和CK的。

2.4 不同生物制劑對煙葉化學成分的影響

一般認為優質烤煙總糖含量為18%～22%，還原糖含量16%～20%，總氮含量在1.5%～3.5%之間，鉀含量在1.5%以上，氯含量小于0.8%，上部煙葉總植物堿含量在2.7%～3.5%之間，中部煙葉總植物堿在2.1%～2.9%之間，下部煙葉總植物堿1.5%～2.2%之間，糖堿比在8～12，氮堿比在0.8～1，鉀氯比應大于4[15]。由表4可知，各處理煙葉的總糖、還原糖含量超出了適宜范圍，而總氮、總植物堿含量又整體偏低，糖堿比偏高，導致了所有處理的化學成分綜合得分均較低，糖高堿低易影響卷煙香味、吃味、勁頭等感官評吸指標。鉀含量整體偏低，僅處理B、CB接近優質煙葉標準。綜合各處理中部葉和上部葉來看，處理平均得分較高（0.34），處理A、B、CB的平均得分次之，為0.33～0.34；CK和處理CA處理較低，僅0.29。

2.5 不同生物制劑對植煙土壤理化性質的影響

由表5可知，各藥劑處理的土壤pH值均比CK高，其中處理A和C與CK的差異達顯著水平，但整體上仍屬弱酸性土壤。使用生物制劑后，各處理養分指標均得到不同程度的提高，處理A和B的土壤有機質、全氮、水解性氮、有效磷含量均顯著提高，分別較CK提高了46.90%、30.05%、31.51%、110.02%和40.44%、36.61%、31.08%、132.77%，處理C土壤有機質、全氮、全鉀、水解性氮、有效磷、速效鉀含量均顯著提高，分別較CK提高了40.65%、32.79%、16.92%、24.08%、107.33%、121.89%，處理CA、CB土壤養分較CK有所提高但均未達到顯著水平。

由表5可知，使用生物制劑后，土壤容重降低，以處理CB的降幅達顯著水平；土壤比重、孔隙度、胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳均有不同程度的上升；其中，生物制劑處理的土壤孔隙度均顯著高于CK，處理A、B、C土壤胡敏酸碳、胡敏素碳含量均顯著高于CK，處理A、B富里酸碳含量顯著高于CK；生物制劑對土壤中胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳含量的影響較大，以處理A最高，其次為處理B，CK最低。

2.6 不同生物制劑對土壤微生物群落的影響

Shannon指數可用于表征群落的多樣性，值越大表明群落的多樣性越高。就土壤細菌而言（圖1），處理CA、CB的Shannon指數較CK顯著提高（P＜0.05），其余處理稍高于CK，但未達到顯著水平（P＞0.05）。就土壤真菌而言（圖2），處理CB顯著高于處理A（P＜0.05），其余處理之間無顯著差異，處理A、C的真菌Shannon指數較低。

3 結論與討論

試驗結果表明，苦參硫磺、木霉菌、枯草芽孢桿菌3種生物制劑均對煙草黑脛病、根黑腐病有一定的防治效果，其中苦參硫磺與木霉菌或枯草芽孢桿菌配合施用效果更佳；同時，生物制劑有利于提高土壤微生物群落的多樣性，煙株的農藝性狀表現較優，并在一定程度上改善了煙葉物理特性。因此，針對宣威南部煙區，推薦用藥方法為：還苗期施用苦參硫磺（按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根），14 d后施用木霉菌或枯草芽孢桿菌（按100 g/667m2用量稀釋600倍噴施和淋根）。

試驗中各處理煙葉化學成分協調性均較差，表現為總糖、還原糖偏高，總氮、總植物堿偏低，鉀離子含量不足。趙瑞蕊等[6]認為，功能性微生物菌劑可以影響烤煙化學成分，但就研究而言，施用生物制劑不是造成烤煙化成分較差的原因，土壤條件、栽培措施、烘烤工藝等因素均是影響煙葉化學成分的因素。從土壤條件來看，試驗地塊土質微酸，有機質含量豐富，速效養分豐富，但全鉀含量極缺乏，土壤鉀含量的缺失是否是造成化學成分協調性較差的原因還有待進一步的驗證。

大田病害調查結果顯示，3種生物菌劑對煙草黑脛病、根黑腐均有較好的防治效果。木霉菌是一種高效廣譜生防因子，廣泛存在于土壤、空氣和植物表面等生態環境中，其防病機制包括競爭作用、重寄生作用、抗生作用和誘導植物抗性作用等[16–17]。前人研究表明，木霉菌對煙草黑脛病、根黑腐病等土傳病害具有明顯抑制作用。李小杰等[18]研究了木霉屬真菌對煙草疫霉菌的影響，發現其代謝產物對疫霉菌有一定程度的滅殺作用。劉利佳等[19]的研究表明，哈茨木霉菌對煙草疫霉菌有著較好的生防作用，接種木霉菌后，其代謝產物可影響煙草疫霉菌的抗病響應，使煙株對煙草疫霉菌的抗性增強。陳小均等[20]研究了植煙土壤中的優勢微生物種群與木霉菌之間的相互作用，發現木霉菌對多種優勢真菌均表現出較好的抑制作用。這表明木霉菌是多種煙草真菌病害的潛在拮抗菌。

優勢放線菌群落對木霉菌具有抑制作用，但對抑制土壤病原茄病鐮刀菌又具有協同作用，優勢細菌能夠促進木霉菌產孢，幫助其在土壤中定殖，可見木霉菌與土壤微生物的關系是復雜多變的。在研究中，無論是單施還是與苦參硫磺配合施用，木霉菌均表現出優秀的生防效果，并使得土壤細菌多樣性顯著提高，這與陳小均等[20]的研究相契合。苦參硫磺是由苦參堿改進而來，主要用于病毒病的防治，目前并無此類生物菌劑的相關研究報道，研究發現苦參硫磺與木霉菌或枯草芽孢桿菌配合施用對煙草黑脛病、根黑腐的防治效果最佳。

枯草芽孢桿菌菌劑是當前市面上應用廣泛的生物菌劑之一，其有效菌是一種廣泛分布于各種不同生活環境中的嗜溫性好氧革蘭氏陽性桿狀細菌，通過定殖至植物根際、體表或體內，同病原菌形成競爭關系，其分泌的代謝產物對一些病原菌具有抑制作用，還可誘導植物防御系統抵御病原菌入侵，從而達到生防的目的[21]。韓騰等[22]研究表明，枯草芽孢桿菌粉劑灌根后，烤煙根際微生物群落發生變化，細菌多樣性和豐富度顯著提高。張成省等[23]從煙草葉面生境中分離鑒定了一株枯草芽孢桿菌，其發酵產物具有較廣的抗菌譜，對赤星病、炭疽病、“兩黑病”、青枯病等煙草常見病害的病原菌均有不同程度的抑制作用，且有較強的熱穩定性，對煙草普通花葉病毒（TMV）有較強的鈍化作用，同時可促進煙葉內多種酶活性的提高[24]。任鵬舉等[25]研究認為，枯草芽孢桿菌產生的脂肽化合物表面活性素可誘導煙草防衛相關基因的表達以抵御TMV的侵染。該研究中，單施枯草芽孢桿菌對“兩黑病”有一定防治效果，但不及另外2種菌劑，與苦參硫磺配合使用后，防治效果顯著提高，“兩黑病”發病率顯著降低，微生物多樣性也有一定程度的提高，側面反映了苦參硫磺具有改善土壤微環境的潛力。當前，由于生產成本、土壤微環境的復雜性等多種原因，各大煙區病害防治仍以化學農藥為主，然后輔以生物農藥。隨著現代生物技術的廣泛應用，基因組學和蛋白組學的蓬勃發展，綠色安全的生物源農藥具有廣闊的應用前景。

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（責任編輯：肖彥資）