拮抗菌生物有機肥對植煙土壤和煙草青枯病的影響

吳曉宗　曾強　李紅麗

摘要：以常規施肥為對照，比較分析移栽前、團棵期、旺長期、成熟期4個生長階段施用拮抗菌生物有機肥對煙株根際與非根際土壤養分、微生物數量及煙草青枯病的影響。結果表明，與常規施肥相比，施用生物有機肥的土壤pH值有所降低，根際土壤堿解氮、速效磷的含量有所升高，非根際土壤的堿解氮含量沒有明顯變化，根際與非根際土壤的細菌數量均低于常規施肥；施用生物有機肥的煙草青枯病發病率、病情指數比常規施肥低，煙株移栽95 d時的防效為31.43%；煙葉產量、上等煙的比例高于常規處理，產值增加3 039.30元/hm2。

關鍵詞：生物有機肥；土壤微生物；土壤養分；煙草；青枯病

中圖分類號： S572.06文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）15-0088-03

煙草青枯病是由青枯雷爾氏菌（Ralstonia solanacearum）引起的土傳病害，其發生不僅與高溫高濕的氣候有關，還與土壤種類、土壤養分、連作情況、移栽時期、中期管理等有關，難以進行有效防治[1-3]。近年來，人們選育出對病原菌具有拮抗效果的微生物，并制成生物有機肥用來防治土傳病害，不僅能改變土壤微生物區系、增加有益微生物數量、增強煙株抗病性，而且能改善植物根際的微生態環境，促進根系生長和對養分的吸收，同時還可以改善和修復土壤生態環境、減少化肥和農藥的使用，突破了有機肥傳統的肥料效果，得到廣泛的研究應用[4-5]。本試驗是將從福建省邵武市青枯病發病嚴重的原位土壤中篩選出拮抗菌[6]制成拮抗菌生物有機肥，考查施用該生物有機肥對邵武地區煙草生長環境的影響及防治青枯病的效果，為抗青枯病生物有機肥的進一步應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1拮抗菌生物有機肥的配制

拮抗菌生物有機肥由福建省邵武煙草公司提供。有機肥為秸稈與動物糞便按8 ∶2混合的堆肥；拮抗微生物菌劑T5由鄭州大學提供，其基本生物性狀見文獻[6]，在堆肥溫度降至40 ℃以下時進行接種，接種量為108 CFU/g。

1.2試驗設計

試驗于2014年3—8月在邵武市徐溪村青枯病常發煙田進行，該地塊2012年、2013年連續2年青枯病發病非常嚴重。試驗設2個處理：處理1為常規施肥（對照），即施煙葉專用肥+化肥+有機肥；處理2施生物有機肥，即施煙葉專用肥+化肥+生物有機肥。煙葉專用肥、化肥的施用量一致，N ∶P2O5 ∶K2O 比例為1 ∶0.8 ∶2.7，折算為純氮用量 136.35 kg/hm2；生物有機肥的施用量與常規有機肥的施用量相等。完全隨機區組設計，重復3次，每小區面積為132 m2，設有保護行，煙株的種植密度為1.65萬株/hm2，株行間距為 0.5 m×1.2 m。施肥在植煙移苗前進行，采用分層方法施肥，其他大田管理措施按邵武市優質煙生產技術規程進行。

1.3測定內容及方法

分別在煙株移栽前、團棵期（移栽后35 d）、旺長期（移栽后60 d）、采摘期（移栽后90 d），采用5點取樣法，隨機選取長勢良好的煙株，去除煙株根部表層土，將煙株連根拔起，抖掉根系外圍土，取緊貼在根表附近的土樣，同時在附近未種煙草的同一處理地塊取非根際土樣[7]；采用稀釋平板法測定土壤微生物數量[8]，細菌、真菌、放線菌分離培養基分別為牛肉膏蛋白胨瓊脂、馬鈴薯蔗糖瓊脂、高氏1號瓊脂，采用電位法測定pH值，分別采用堿解擴散法、火焰分光光度計法、酸性氟化銨法測定土壤的堿解氮、速效鉀、速效磷的含量[9-10]。分別在煙株移栽后85、95、105 d，依據《煙草病蟲害分級及調查方法》（GB/T 23222—2008）記錄青枯病的病情級數，以株為單位分組調查病害嚴重程度，統計發病率、病情指數與防控效果，計算公式為

1.4數據統計分析

采用Excel 2007、SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析。

2結果與分析

2.1施肥對根際與非根際土壤pH值的影響

土壤pH值是影響土壤養分轉化及有效性的決定因素之一，同時對土壤微生物數量和種類也會產生影響，是影響煙草生長發育、煙葉產量和品質的重要因素[11]。有研究表明，福建煙區土壤以酸性為主，pH值在3.5～7.0之間，大多土壤的pH值低于5.5[12-13]。由圖1可知，隨煙株生長發育，2種施肥處理的土壤pH值呈先升后降趨勢，煙株旺長期達到最大值；煙株根際土壤的pH值高于非根際土壤，說明煙株根系在生長過程中會分泌堿性物質以提高根際土壤pH值，或是根系分泌的生物酶可以破開土壤膠體吸附的氫離子以減少酸性物質的形成；處理2根際與非根際土壤的pH值在煙株團棵期、旺長期、采摘期均低于處理1，尤其在旺長期，處理2根際土壤的pH值為5.43，明顯低于處理1根際土壤pH值（563），說明施用拮抗生物有機肥可降低煙株生長土壤的pH值。

2.2施肥對土壤養分的影響

優質烤煙生產通常要求土壤氮素和有機質含量適中，磷、鉀及微量營養元素含量豐富。土壤養分的變化尤其是煙株根際土壤養分的變化，往往會造成根際微生物區系的變化，對煙株抵抗青枯病造成一定的影響[14-15]。由表1可知，根際土壤在煙株移栽前到團棵期，由于根系對肥料的吸收和聚集，除處理1的堿解氮含量變化不顯著外，其他各處理的堿解氮、速效磷、速效鉀的含量都顯著高于移栽前（P<0.05）；除處理2的堿解氮含量在團棵期時相對最高，為185.48 mg/kg外，2個處理土壤其他養分含量均在旺長期時相對最高，且顯著高于移栽前和團棵期（P<0.05）；處理2各生長階段根際土壤的堿解氮和速效磷含量高于處理1，而速效鉀含量低于處理1。對煙株非根際土壤而言，各生長期的速效磷、速效鉀含量呈先增后減趨勢外，堿解氮含量差異不顯著，變化趨勢平緩。

2.3施肥對土壤微生物的影響endprint

土壤微生物的種類、數量與土壤種類、氣候條件等當地自然生態及輪作、施肥等農業生產措施密切相關，當這些生態條件或農業措施發生改變時，土壤微生物的種類和數量也會相應發生變化[16]。由表2可見，使用拮抗生物有機肥，對土壤微生物細菌、真菌和放線菌的數量產生較大影響；在健康煙株生長期內，2個處理土壤的細菌數量呈逐漸增大趨勢，各生長期的細菌數量均顯著高于移栽前（P<0.05）；根際土壤的細菌數量高于非根際土壤，說明根際土壤微生物區系的細菌更為活躍；處理2的根際土壤細菌數量低于同期的處理1，可能是因為處理1的青枯病發生相對較重，誘導拮抗菌成為根際優勢菌；隨健康煙株的生長，處理1根際、非根際土壤的真菌數量呈先升后降趨勢，并在旺長期數量相對最多，處理2根際、非根際土壤的真菌數量變化較小，說明煙株生長過程中，施用生物有機肥可使土壤碳素和能源利用較為穩定；放線菌數量比煙株移植前有不同程度提高，這是由于放線菌與土壤腐殖質含量有關，可以利用煙株的根系纖維素，但這種數量變化在統計學上意義相對不大。

2.4施肥對煙株青枯病發病的影響

由表3可知，發病煙田中施入拮抗生物有機肥，青枯病的發生有明顯減輕，處理2的發病率、病情指數均低于處理1；移栽后85 d，處理2煙株的發病率、病情指數、防控效果分別為21.33%、6.37%、10.41%，移栽后95 d的防控效果為 31.43%，說明施用生物有機肥不僅可有效抑制煙草青枯病的發生，還能降低煙株的病情指數，提高防控效果，這可能是因為煙草根際土壤從施肥中獲得青枯病拮抗微生物，并具有一定的定殖能力，給煙株根際提供較大數量的有益拮抗菌群，在根際微生物區系中形成相對規模的優勢菌。

2.5各處理經濟性狀對比

由表4可見，處理2的煙葉產量、上等煙比例、平均單葉質量、經濟效益均高于處理1，說明施用拮抗生物有機肥，可明顯提高煙葉種植的經濟效益，增效達3 039.30元/hm2，有較高的應用價值。

3結論與討論

青枯病怕堿喜酸，易在偏酸性的土壤中發病，有研究表明，土壤理化性狀尤其是pH值與煙草青枯病的發生有密切關系[17]，調節土壤酸堿度可防控青枯病的發生[18]；而施用拮抗菌制成的生物有機肥對植物病害具有良好的防控效果，不僅滿足植物的生長需要，還為拮抗菌提供足夠的營養物質，使其在根際土壤微生物區系中更易成為優勢菌[19-20]。本試驗施用拮抗生物肥，并未導致土壤pH值的降低，其對青枯病明

顯的抑制主要是通過拮抗菌促進煙草根際微生物群落發生多樣性變化而獲得，這與王麗麗等的研究結果[21-22]一致。

肥料中硝態氮和銨態氮的適當配比可有利于煙株對氮素的吸收；鉀的吸收主要是根際的鉀，非根際區的鉀必須遷移至根際才可被吸收利用；磷的吸收在整個生長過程中相對持續穩定。有試驗表明，南平市邵武地區的煙田土壤已呈現出土壤供氮、供鉀能力降低，而供磷能力增加的趨勢[14]。根際土壤對植物的影響比非根際土壤更為明顯[23]，養分含量變化較大，這是由于植物根系與根際土壤養分交換更為頻繁。施用生物有機肥，土壤的理化性質發生改變，煙草的生長環境得到改善，隨煙株的生長發育，其根際土壤堿解氮、速效磷含量都高于常規施肥。

生物防治青枯病等土傳病害，土壤微生物區系的動態變化更為重要，煙株生長期內土壤細菌數量增大，表明煙株的發育生長良好，根系發育旺盛。試驗結果表明，煙株生長期內不同處理的細菌數量表現出先增加后減少的變化趨勢，這與羅明等研究結論[24]相類似。隨煙株生長發育，施用生物有機肥的根際和非根際土壤真菌數量沒有較大變化，說明煙株生長過程中，生物有機肥的加入使土壤碳素和能源利用較為穩定。煙株發病后，由于放線菌與土壤腐殖質含量有關，發病株的根際土壤放線菌數量有一定增加。通過對土壤微生物數量的測定分析，可以初步了解生物有機肥對土壤微生物區系的影響，下一步可通過基于宏基因組數據的根際微生物群落結構分析，更深層次地了解生物有機肥防治青枯病的機理。

總之，有機肥與拮抗青枯病的微生物結合制成生物有機肥，在為煙株生長提供營養的同時，可使青枯病的發病率、病情指數較常規施肥有明顯下降，移栽后95 d對青枯病的防控效果達到31.43%；施用生物有機肥，煙葉產量、上等煙比例都高于常規施肥，產值提高了3 039.30元/hm2，經濟性狀較佳，具有良好的應用價值。

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