拮抗菌生物有機(jī)肥對(duì)植煙土壤和煙草青枯病的影響

吳曉宗　曾強(qiáng)　李紅麗

摘要：以常規(guī)施肥為對(duì)照，比較分析移栽前、團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、成熟期4個(gè)生長(zhǎng)階段施用拮抗菌生物有機(jī)肥對(duì)煙株根際與非根際土壤養(yǎng)分、微生物數(shù)量及煙草青枯病的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥相比，施用生物有機(jī)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(méi)有明顯變化，根際與非根際土壤的細(xì)菌數(shù)量均低于常規(guī)施肥；施用生物有機(jī)肥的煙草青枯病發(fā)病率、病情指數(shù)比常規(guī)施肥低，煙株移栽95 d時(shí)的防效為31.43%；煙葉產(chǎn)量、上等煙的比例高于常規(guī)處理，產(chǎn)值增加3 039.30元/hm2。

關(guān)鍵詞：生物有機(jī)肥；土壤微生物；土壤養(yǎng)分；煙草；青枯病

中圖分類號(hào)： S572.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：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(fā)生不僅與高溫高濕的氣候有關(guān)，還與土壤種類、土壤養(yǎng)分、連作情況、移栽時(shí)期、中期管理等有關(guān)，難以進(jìn)行有效防治[1-3]。近年來(lái)，人們選育出對(duì)病原菌具有拮抗效果的微生物，并制成生物有機(jī)肥用來(lái)防治土傳病害，不僅能改變土壤微生物區(qū)系、增加有益微生物數(shù)量、增強(qiáng)煙株抗病性，而且能改善植物根際的微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)根系生長(zhǎng)和對(duì)養(yǎng)分的吸收，同時(shí)還可以改善和修復(fù)土壤生態(tài)環(huán)境、減少化肥和農(nóng)藥的使用，突破了有機(jī)肥傳統(tǒng)的肥料效果，得到廣泛的研究應(yīng)用[4-5]。本試驗(yàn)是將從福建省邵武市青枯病發(fā)病嚴(yán)重的原位土壤中篩選出拮抗菌[6]制成拮抗菌生物有機(jī)肥，考查施用該生物有機(jī)肥對(duì)邵武地區(qū)煙草生長(zhǎng)環(huán)境的影響及防治青枯病的效果，為抗青枯病生物有機(jī)肥的進(jìn)一步應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1拮抗菌生物有機(jī)肥的配制

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

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年3—8月在邵武市徐溪村青枯病常發(fā)煙田進(jìn)行，該地塊2012年、2013年連續(xù)2年青枯病發(fā)病非常嚴(yán)重。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理：處理1為常規(guī)施肥（對(duì)照），即施煙葉專用肥+化肥+有機(jī)肥；處理2施生物有機(jī)肥，即施煙葉專用肥+化肥+生物有機(jī)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(jī)肥的施用量與常規(guī)有機(jī)肥的施用量相等。完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，每小區(qū)面積為132 m2，設(shè)有保護(hù)行，煙株的種植密度為1.65萬(wàn)株/hm2，株行間距為 0.5 m×1.2 m。施肥在植煙移苗前進(jìn)行，采用分層方法施肥，其他大田管理措施按邵武市優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行。

1.3測(cè)定內(nèi)容及方法

分別在煙株移栽前、團(tuán)棵期（移栽后35 d）、旺長(zhǎng)期（移栽后60 d）、采摘期（移栽后90 d），采用5點(diǎn)取樣法，隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)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(shí)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(cè)定土壤微生物數(shù)量[8]，細(xì)菌、真菌、放線菌分離培養(yǎng)基分別為牛肉膏蛋白胨瓊脂、馬鈴薯蔗糖瓊脂、高氏1號(hào)瓊脂，采用電位法測(cè)定pH值，分別采用堿解擴(kuò)散法、火焰分光光度計(jì)法、酸性氟化銨法測(cè)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(jù)《煙草病蟲(chóng)害分級(jí)及調(diào)查方法》（GB/T 23222—2008）記錄青枯病的病情級(jí)數(shù)，以株為單位分組調(diào)查病害嚴(yán)重程度，統(tǒng)計(jì)發(fā)病率、病情指數(shù)與防控效果，計(jì)算公式為

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007、SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1施肥對(duì)根際與非根際土壤pH值的影響

土壤pH值是影響土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及有效性的決定因素之一，同時(shí)對(duì)土壤微生物數(shù)量和種類也會(huì)產(chǎn)生影響，是影響煙草生長(zhǎng)發(fā)育、煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素[11]。有研究表明，福建煙區(qū)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(zhǎng)發(fā)育，2種施肥處理的土壤pH值呈先升后降趨勢(shì)，煙株旺長(zhǎng)期達(dá)到最大值；煙株根際土壤的pH值高于非根際土壤，說(shuō)明煙株根系在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)分泌堿性物質(zhì)以提高根際土壤pH值，或是根系分泌的生物酶可以破開(kāi)土壤膠體吸附的氫離子以減少酸性物質(zhì)的形成；處理2根際與非根際土壤的pH值在煙株團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、采摘期均低于處理1，尤其在旺長(zhǎng)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(shuō)明施用拮抗生物有機(jī)肥可降低煙株生長(zhǎng)土壤的pH值。

2.2施肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)通常要求土壤氮素和有機(jī)質(zhì)含量適中，磷、鉀及微量營(yíng)養(yǎng)元素含量豐富。土壤養(yǎng)分的變化尤其是煙株根際土壤養(yǎng)分的變化，往往會(huì)造成根際微生物區(qū)系的變化，對(duì)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(tuán)棵期，由于根系對(duì)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(tuán)棵期時(shí)相對(duì)最高，為185.48 mg/kg外，2個(gè)處理土壤其他養(yǎng)分含量均在旺長(zhǎng)期時(shí)相對(duì)最高，且顯著高于移栽前和團(tuán)棵期（P<0.05）；處理2各生長(zhǎng)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(duì)煙株非根際土壤而言，各生長(zhǎng)期的速效磷、速效鉀含量呈先增后減趨勢(shì)外，堿解氮含量差異不顯著，變化趨勢(shì)平緩。

2.3施肥對(duì)土壤微生物的影響endprint

土壤微生物的種類、數(shù)量與土壤種類、氣候條件等當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)及輪作、施肥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施密切相關(guān)，當(dāng)這些生態(tài)條件或農(nóng)業(yè)措施發(fā)生改變時(shí)，土壤微生物的種類和數(shù)量也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化[16]。由表2可見(jiàn)，使用拮抗生物有機(jī)肥，對(duì)土壤微生物細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量產(chǎn)生較大影響；在健康煙株生長(zhǎng)期內(nèi)，2個(gè)處理土壤的細(xì)菌數(shù)量呈逐漸增大趨勢(shì)，各生長(zhǎng)期的細(xì)菌數(shù)量均顯著高于移栽前（P<0.05）；根際土壤的細(xì)菌數(shù)量高于非根際土壤，說(shuō)明根際土壤微生物區(qū)系的細(xì)菌更為活躍；處理2的根際土壤細(xì)菌數(shù)量低于同期的處理1，可能是因?yàn)樘幚?的青枯病發(fā)生相對(duì)較重，誘導(dǎo)拮抗菌成為根際優(yōu)勢(shì)菌；隨健康煙株的生長(zhǎng)，處理1根際、非根際土壤的真菌數(shù)量呈先升后降趨勢(shì)，并在旺長(zhǎng)期數(shù)量相對(duì)最多，處理2根際、非根際土壤的真菌數(shù)量變化較小，說(shuō)明煙株生長(zhǎng)過(guò)程中，施用生物有機(jī)肥可使土壤碳素和能源利用較為穩(wěn)定；放線菌數(shù)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(zhì)含量有關(guān)，可以利用煙株的根系纖維素，但這種數(shù)量變化在統(tǒng)計(jì)學(xué)上意義相對(duì)不大。

2.4施肥對(duì)煙株青枯病發(fā)病的影響

由表3可知，發(fā)病煙田中施入拮抗生物有機(jī)肥，青枯病的發(fā)生有明顯減輕，處理2的發(fā)病率、病情指數(shù)均低于處理1；移栽后85 d，處理2煙株的發(fā)病率、病情指數(shù)、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(shuō)明施用生物有機(jī)肥不僅可有效抑制煙草青枯病的發(fā)生，還能降低煙株的病情指數(shù)，提高防控效果，這可能是因?yàn)闊煵莞H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(shù)量的有益拮抗菌群，在根際微生物區(qū)系中形成相對(duì)規(guī)模的優(yōu)勢(shì)菌。

2.5各處理經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)比

由表4可見(jiàn)，處理2的煙葉產(chǎn)量、上等煙比例、平均單葉質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益均高于處理1，說(shuō)明施用拮抗生物有機(jī)肥，可明顯提高煙葉種植的經(jīng)濟(jì)效益，增效達(dá)3 039.30元/hm2，有較高的應(yīng)用價(jià)值。

3結(jié)論與討論

青枯病怕堿喜酸，易在偏酸性的土壤中發(fā)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(fā)生有密切關(guān)系[17]，調(diào)節(jié)土壤酸堿度可防控青枯病的發(fā)生[18]；而施用拮抗菌制成的生物有機(jī)肥對(duì)植物病害具有良好的防控效果，不僅滿足植物的生長(zhǎng)需要，還為拮抗菌提供足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使其在根際土壤微生物區(qū)系中更易成為優(yōu)勢(shì)菌[19-20]。本試驗(yàn)施用拮抗生物肥，并未導(dǎo)致土壤pH值的降低，其對(duì)青枯病明

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

肥料中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的適當(dāng)配比可有利于煙株對(duì)氮素的吸收；鉀的吸收主要是根際的鉀，非根際區(qū)的鉀必須遷移至根際才可被吸收利用；磷的吸收在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中相對(duì)持續(xù)穩(wěn)定。有試驗(yàn)表明，南平市邵武地區(qū)的煙田土壤已呈現(xiàn)出土壤供氮、供鉀能力降低，而供磷能力增加的趨勢(shì)[14]。根際土壤對(duì)植物的影響比非根際土壤更為明顯[23]，養(yǎng)分含量變化較大，這是由于植物根系與根際土壤養(yǎng)分交換更為頻繁。施用生物有機(jī)肥，土壤的理化性質(zhì)發(fā)生改變，煙草的生長(zhǎng)環(huán)境得到改善，隨煙株的生長(zhǎng)發(fā)育，其根際土壤堿解氮、速效磷含量都高于常規(guī)施肥。

生物防治青枯病等土傳病害，土壤微生物區(qū)系的動(dòng)態(tài)變化更為重要，煙株生長(zhǎng)期內(nèi)土壤細(xì)菌數(shù)量增大，表明煙株的發(fā)育生長(zhǎng)良好，根系發(fā)育旺盛。試驗(yàn)結(jié)果表明，煙株生長(zhǎng)期內(nèi)不同處理的細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)出先增加后減少的變化趨勢(shì)，這與羅明等研究結(jié)論[24]相類似。隨煙株生長(zhǎng)發(fā)育，施用生物有機(jī)肥的根際和非根際土壤真菌數(shù)量沒(méi)有較大變化，說(shuō)明煙株生長(zhǎng)過(guò)程中，生物有機(jī)肥的加入使土壤碳素和能源利用較為穩(wěn)定。煙株發(fā)病后，由于放線菌與土壤腐殖質(zhì)含量有關(guān)，發(fā)病株的根際土壤放線菌數(shù)量有一定增加。通過(guò)對(duì)土壤微生物數(shù)量的測(cè)定分析，可以初步了解生物有機(jī)肥對(duì)土壤微生物區(qū)系的影響，下一步可通過(guò)基于宏基因組數(shù)據(jù)的根際微生物群落結(jié)構(gòu)分析，更深層次地了解生物有機(jī)肥防治青枯病的機(jī)理。

總之，有機(jī)肥與拮抗青枯病的微生物結(jié)合制成生物有機(jī)肥，在為煙株生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)，可使青枯病的發(fā)病率、病情指數(shù)較常規(guī)施肥有明顯下降，移栽后95 d對(duì)青枯病的防控效果達(dá)到31.43%；施用生物有機(jī)肥，煙葉產(chǎn)量、上等煙比例都高于常規(guī)施肥，產(chǎn)值提高了3 039.30元/hm2，經(jīng)濟(jì)性狀較佳，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

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