青岛农业大学(31)烟草多功能生防菌剂对烟草生长发育及烟叶品质的影响

烟草多功能生防菌剂对烟草生长发育及烟叶品质的影响

烟草专业09级2班 张东东

指导教师申国明

摘要：生物防治是进行烟草病害综合治理的发展方向，烟草多功能生防菌剂也是烟草病害生物防治的研究重点。本试验的主要目的是研究烟草多功能生防菌剂在防治病害的同时对烟草生长发育及烟叶品质的影响。本研究通过大田对比试验，对农艺性状、经济性状、以及烤后烟叶外观质量、化学成分等指标进行测定，数据的对比分析结果表明，不同处理间农艺性状、经济性状以及烤后烟叶化学成分等存在明显差异，并通过综合分析得出以下结论：烟草多功能生防菌剂能够促进烟草生长发育、提高经济效益、改善烟叶品质。

关键词：烟草生防菌剂生长发育烟叶品质

引言：中国是世界上的烟草生产大国, 烟叶总产量和总销量都占世界的30% 左右，烟草也是我国重要的经济植物，烟草税收占到我国财政收入的1/10左右^[1]。随着种植面积的增大,烟草病害也日益严重,造成了巨大的经济损失。据不完全统计,我国每年因烟草病害造成的直接经济损失达7 亿元以上。烟草病害的防治主要以化学防治为主，长期、大量和反复使用化学农药加重了水体、大气和土壤的污染，同时也伤害了其他有益昆虫、畜禽和益微生物，破坏了生态平衡^[2]。因此,加快烟草病害的生物防治研究，对于农业可持续发展具有十分重要的意义。

生物防治是指利用有益生物及其代谢产物和基因产品等控制有害生物的方法。近年来，烟草病害生物防治已成为科技工作者研究较多和最具发展潜力的领域, 受到国内外的普遍关注^[3]。目前国际上生物防治与应用侧重于三大技术体系^[4]：(l)传统生物防治(引进天敌控制外来害虫、天敌昆虫的增助、散放)；(2)本地天敌的保护与利用；（3）微生物防治制剂的研制开发与商品化。与化学防治相比，生物防治具有不污染环境，不产生抗性，对人畜安全的特点，并且能够参与生态环境的调控，保持生态平衡。生物防治是有害生物综合治理的重要组成部分，是一项值得提倡并有很大发展前途的防治措施。

在生物防治中，生防菌是一个研究重点，烟草虫害的生物防治主要是以虫治虫、以菌治虫及其他有益动物的利用等；而烟草病害的生物防治主要是利用有益的微生物，通过生物间的拮抗作用、重寄生作用、交叉保护作用、竞争作用及诱发抗病性等来抑制某些病原物的存活和活动。很多有益根际细菌具有拮抗作用和促生作用，并且与根具有亲和力，使生防菌应用于生产中成为可能。关于拮抗菌对病原细菌的作用原理, 有研究表明, 拮抗菌通过产生细菌素而抑制目标菌的扩展。如对烟草黑胫病有防病促生作用的假单胞杆菌(Pseudomonas spp.)和芽孢杆菌(Bacillus spp.)^[5]，以及对烟草疫霉菌有拮抗作用的细菌芽孢杆菌(Bacillus spp.)都是通过产生抗菌素而使烟草疫霉菌丝溶解。植物生防菌筛选于植物本身，能够定殖在植物的体内或体外，并与寄主植物建立和谐联合关系的一类微生物，可以系统地分布于植物组织内外，具有稳定的生存环境，易于发挥控病作用，同时植物内生细菌还可以产生植物促生物质，直接促进植物生长^[6]。内生菌还能通过与病原菌竞争营养和空间或直接产生拮抗物质抑制病原菌，起到间接促生作用^[7]。利用烟草内生细菌防治烟草病害,克服了以往从根围促生细菌筛选出的生防菌定植差和受环境影响大的特点,使该菌应用于烟草病害综合生物防治中成为可能^[8-9]。

生物防治是进行烟草病害综合治理的发展方向。利用生防菌、生防制剂等进行烟草病害的防治是一种安全、有效途径。但是，目前烟草病害的生物防治存在以下难点：（1）研究多停留在实验室水平，生产上成型产品少；(2)生物农药货架期短，生防菌存活受紫外线外界因素影响大；(3)生物农药应用技术研究少，严重限制防效；(4)农民不易接受，生物农药推广难。因此，应该加快生防菌剂大田应用技术研究，建立和完善与之配套的施用技术体系。有必要开展生防菌剂大田应用试验，研究烟草多功能生防菌剂在防病的同时对烟草生长发育及烟叶品质的影响，为加快生物农药应用技术研究，快速形成生产上的成品提供理论依据。

1材料与方法

1.1 试验地点及时间

时间：2012年5月至10月

地点：中国农业科学院烟草研究所湖北省咸丰县万家坝村科研基地

1.2 试验材料

烤烟品种：云烟87

枯草芽孢杆菌Tpb55（CGMCC No.2843）颗粒剂

甲霜灵锰锌

1.3 试验方法

T1：移栽时采用枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂25g/株。

T2：移栽时采用枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂50g/株。

T3：甲霜灵锰锌400倍液灌根，发病初期再次追加。

CK：常规种植（不加农药）。

每个小区5行，每行12株烟，小区布局图如下：

1.4 栽培管理

试验育苗、整地、起垄、移栽、田间管理、采收烘烤等环节都按照烟草种植标准化执行。

1.5 调查统计方法

1.5.1 农艺性状

烟叶团棵期、旺长期、平顶期的农艺性状测定：每个时期选取每个小区长势均匀的五株烟测定株高、有效叶片数、茎围、节距、最大叶长、最大叶宽等，按照烟草行业颁布的烟草农艺性状调查方法执行。

1.5.2 经济性状

统一按国家42级分级标准分级，价格按当地收购价格统计，分别计算亩产量、均价、产值、上等烟比例、中等烟比例、下等烟比例等。

1.5.3 外观质量评价

烘烤完毕分别取每个处理的B2F、C3F、X2F三个等级的烟样各3 kg送中国农业科学院烟草研究所进行外观质量鉴定，外观质量鉴定采用文字描述方法，鉴定指标主要包括成熟度、颜色、结构、身份、油份、色度等。

1.5.4 化学成分检测

烘烤完毕分别取每个处理的B2F、C3F、X2F三个等级的烟样各3 kg送中国农业科学院烟草研究所进行化学成分检测，检测项目包括还原糖、总糖、总氮、烟碱、钾、氯6 个指标，并运用计算方法获得糖烟碱比（还原糖/烟碱）、糖氮比（还原糖/总氮）、钾氯比（钾/氯）3个派生指标。

1.6 数据处理分析

采用Microsoft Excel软件进行数据处理和绘图，用SPSS18.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1不同处理对烟株农艺性状的影响

2.1.1不同处理对团棵期烟株农艺性状的影响

图1：团棵期主要农艺性状对比

表1：团棵期主要农艺性状调查表

团棵期农艺性状对比主要以最大烟叶、株高、有效叶片数为主。由图1 和表1 可知，不同处理烟株团棵期农艺性状数值以T2表现较好，其株高为25.67cm，比T3、CK分别高出2.67cm、0.07cm，叶片数为11.73片，比T3、CK分别高出0.45片、0.25片，节距为12.73cm,比T3、CK分别高出0.40cm、0.05cm，最大叶长分比T3高出1.40cm,比CK高出0.25cm,说明枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂50g/株的用量对烟草团棵期的株高、叶数、节距、最大叶长、有促进作用,与同样施药处理的T3相比，促进作用更明显，说明在防病条件下，对烟草旺长期农艺性状的影响生防菌枯草芽孢杆菌Tpb55优于化学药剂甲霜灵锰锌。

团棵期农艺性状以T3表现最差，株高比CK低2.6cm，节距比CK低0.34cm，最大叶长分别比CK低0.60cm,说明甲霜灵锰锌400倍液灌根处理对烟草团棵期生长有抑制作用，这可能是因为甲霜灵锰锌抑制了土壤中某些对烟草根系发育起到重要作用的微生物所致[10]。T2与T1相比，差异比较明显，各农艺性状的数值明显高于T1，而T1与CK相比，部分数值比CK小，说明枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂25g/株的用量对烟草团棵期农艺性状的促进作用不明显，具体原因有待进一步研究。

2.1.2不同处理对旺长期烟株农艺性状的影响

图2：旺长期主要农艺性状对比

表2：旺长期主要农艺性状调查表

由图2和图3可知，不同处理烟株旺长期农艺性状以T3表现最差，叶片数、茎围分别为20.20片、8.03cm，均小于T1、T2和CK，说明在防病条件下，对烟草旺长期农艺性状的影响生防菌枯草芽孢杆菌Tpb55优于化学药剂甲霜灵锰锌。T1、T2与CK相比，下部叶面积T1、T2值均高于CK、T3，株高T1值最大，高于CK，部分数值CK高于T1、T2，旺长期烟草多功能生防菌剂对农艺性状的促进作用不明显。

2.1.3不同处理对平顶期烟株农艺性状的影响

图3：平顶期主要农艺性状对比

表3：平顶期主要农艺性状调查表

由图3和表3可知，不同处理烟株平顶期农艺性状以T3表现最差，株高、叶片数分别为107.93cm、19.87片，均小于T1、T2和CK。说明在防病条件下，对烟草平顶期农艺性状的影响生防菌优于化学药剂。

以上说明，烟草多功能生防菌剂能够促进烟株生长发育，对烟株生长前期影响明显，对后期影响不明显。在同等防病的条件下，与化学药剂甲霜灵锰锌相比促进效果更明显，

2.2不同处理对烟草病害的防治效果

图4：不同处理间花叶病发病率对比

表4：不同处理间花叶病发病率调查表

由图4和表4可知，在发病率上看，CK发病率最高，T1、T2均小于CK，但是烟草多功能生防菌剂枯草芽孢杆菌Tpb55（CGMCC No.2843）是赤星病和黑胫病的高效拮抗菌，对花叶病并没有拮抗作用。有研究表明，生物因子和非生物因子等多种诱导因子可诱导植物产生系统抗性[11-12]。多粘类芽孢杆菌产生的次生代谢产物对很多植物病原菌具有抑制作用，同时可以促进作物生长，诱导作物产生系统抗病性[13-14]。烟草多功能生防菌剂之所以可以降低花叶病发病率，原因可能是枯草芽孢杆菌Tpb55提高了烟草的系统抗病性，但具体结论需要在以后的试验中继续研究。

本试验在研究烟草多功能生防菌剂对烟草生长发育及烟叶品质影响的同时，也对多功能生防菌剂的赤星病和黑胫病的大田防治效果进行了调查。本试验地块往年赤星病和黑胫病等病害发病严重，但今年赤星病和黑胫病等病害并未大面积发生。根茎部病害的发生受多种条件因素的综合影响，可能是因为本试验地块上一年未种植烟草，综合气候以及土壤等条件对根茎部病害的发生也产生一定的影响。但是经观察发现，在烟草成熟期试验小区保护行发病严重，发病率达65%，但试验小区的CK并未发病，保护行与试验小区之间存在一定的差异，未发病原因也可能是枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂除对处理小区有影响外，有可能对整个试验地块病菌繁殖传播也存在一定的影响，具体结论有待于下一年继续安排试验进行试验验证。

2.3不同处理对烤后烟叶经济性状的影响

表5：不同处理烤后烟叶经济性状比较

由表5可知，烤后烟叶均价T2最高，CK最低，分别为9.78元/斤，9.05元/斤，T2比CK、T3分别高出8.06%、5.50%，T1比CK高出1.44%。上等烟比例T1、T2最高，均为42%，比CK高出2.44%，比T3高出35.49%，差异明显，说明烟草多功能生防菌剂能够明显提高上等烟比例和烤后烟叶均价，有利于优质烟叶的形成。产值T2最高，为2980.44元/亩，比CK高出196.44元/亩，比T3高出163.6元/亩，而T1比CK低，说明枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂50g/株的用量能够明显提高烤后烟叶的产值，而枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂25g/株的用量对烤后烟叶的产值提高作用不明显。产量以CK最高，说明枯草芽孢杆菌Tpb55对烟叶的产量没有促进作用，但是可以通过提高上等烟比例来提高烟叶的产值，从而提高烤后烟叶的经济效益。

2.4不同处理对烟叶外观质量的影响

表6：烟叶外观质量评价表

由表6可知，上部烟叶B2F（上桔二），成熟度T1、T2比T3、CK差，都为尚熟；颜色T1、T2杂色比T3、CK多，T3最少为5%杂；色度T1、T2比T3、CK弱；油分T1、T2比T3、CK少，都为稍有，CK油分最多；结构T1、T2比T3、CK差，都为尚疏松；身份CK最好为适中，T1、T2、T3都为稍厚。综合评价T1、T2为良--，T3、CK为良-，可知上部烟叶外观质量T1、T2比T3、CK差，说明枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂对上部烟叶B2F的外观质量有不利影响，而不同施用量之间差别不明显。

中部烟叶C3F（中桔三），成熟度T1、T2比T3、CK较差；色度差别较小，T1较差，为强-，T2、T3、CK都为强；油分差别较小，T2较多，为有+，T2、T3、CK都为有；结构差别较小，T1较差，为疏松-，T2、T3、CK都为疏松；身份差别较小，T1较差，为适中-，T2、T3、CK都为适中。综合评价差别较小，T1、T2与CK一致，都为良-，说明枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂对中部烟叶C3F的外观质量影响不明显。

下部烟叶X2F（下桔2），T1、T2、T3、T4成熟度一致，都为成熟；色度T1、T2较差；油分差别较小；结构CK较差，为疏松-；身份差别较小。综合评价，综合评价差别较小，T1较差，为良--，T2、T3、CK都为良-，说明枯草芽孢杆菌Tpb55颗粒剂对下部烟叶X2F的外观质量影响不明显。

以上说明T1、T2外观质量较差、CK较好。有研究表明，烟叶后期肥料过多，营养生长旺盛，会影响烟叶落黄成熟。以上可能是因为烟草多功能生防菌剂促进了烟株的营养生长，从而烟叶落黄成熟等受到一定影响。

2.5不同处理对烤后烟叶化学成分的影响

2.5.1不同处理对烤后上部烟叶化学成分的影响

表7：烟叶化学成分分析（B2F）

由表9可知，上部烟叶B2F还原糖含量T2、T1分别为18.00%、18.20%，均小于T3、CK，在优质烟叶还原糖含量16%-22%范围以内^[15-18]，CK还原糖含量最高，为27.95%，T3次之，为24.36%，均高于22%。T2比CK低出35.60%，比T3低出21.11%，T1比CK低出34.89%，比T3低出25.29%,差异明显。总糖含量T2、T1分别为20.06%、20.20%，均小于T3、CK，在优质烟叶还原糖含量18%-24%范围以内，CK总糖含量最高，为32.18%，T3次之，为27.99%，均高于24%。T2比CK低出37.66%，比T3低出28.33%，T1比CK低出37.23%，比T3低出27.83%,差异明显。烟碱含量与总氮含量呈正相关关系，烟碱、总氮含量以T2最高，分别为4.36%、3.31%，其次是T1，分别为4.16%、3.29%，T1、T2均高于T3、CK，CK含量最低。全K含量T1、T2分别为1.06%、1.49%，含量偏低，含量少于T3、CK，总Cl含量含量T1、T2分别为0.77%、0.67%，高于T3、CK。糖烟碱比和糖氮比均是T2最小，从小到大分别为T2、T1、T3、CK。以上说明烟草多功能生防菌剂促进了上部烟叶发育，使内在成分协调，烟叶品质有所改善。

2.5.2不同处理对烤后中部烟叶化学成分的影响

表8：烟叶化学成分分析（C3F）

由表8可知，中部烟叶C3F还原糖含量T1、T2大于CK，烟碱含量T1、T2大于CK，总氮含量T1、T2大于CK，全K含量T1、T2小于CK，但以上数据均处于优质烟叶的含量范围。总Cl含量T1、T2大于CK，总Cl含量CK偏低，低于优质烟叶的正常含量。糖烟碱比T1、T2小于CK，CK大于优质烟叶的糖碱比^[19]。钾氯比T1、T2小于CK，CK大于优质烟叶的钾氯比。以上说明烟叶内在成分CK较差，烟草多功能生防菌剂能够使中部烟叶内在成分更加协调，从而改善中部烟叶品质。

2.5.3不同处理对烤后下部烟叶化学成分的影响

表9：烟叶化学成分分析（X2F）

由表9可知，下部烟叶X2F还原糖、总糖含量T1最低，比CK分别低出17.37%、14.32%，以T3最高。烟碱含量T1、T2均小于CK、T3，以T1最小、CK最大。总氮含量T1最高，T2与CK相同，T3最小。全K含量以T1最高，比CK、T3分别高出15.75%、18.80%，但T2值均小于CK、T3。总Cl含量，T1、T2均高于T3、CK，以T2最高，T3最低，T3、CK均小于优质烟叶的Cl含量。糖碱比、糖氮比均是以T1最小、T3最大，T2大于CK，T1处于优质烟叶的糖碱比范围。以上说明烟叶内在成分CK较差，烟草多功能生防菌剂能够使下部烟叶内在成分更加协调，从而改善下部烟叶品质。

烤后烟叶化学成分含量差异是多方面引起的，以上说明，生防菌剂的施用促进了烟株发育，使各部位烟叶内在成分更加协调，烟叶品质得到改善，以上部烟叶最为明显。

讨论与结论

在试验中，烟草多功能生防菌剂处理的烟株烤后烟叶外观质量稍差，可能是因为烟草多功能生防菌剂促进了烟株的营养生长，从而使烟叶落黄成熟等受到一定影响。但具体结论需在以后的试验中继续研究。

研究结果表明，烟草多功能生防菌剂能够促进烟草生长发育、提高经济效益、改善烟叶品质。通过对农艺性状的调查分析表明，烟草多功能生防菌剂能够促进烟草生长发育，对烟草生长发育前期效果明显，后期不明显。通过对烟叶经济性状的分析表明，烟草多功能生防菌剂能够明显提高烤后烟叶均价、产值和上等烟比例等，从而提高烟叶的经济效益。通过对烤后烟叶化学成分分析表明，烟草多功能生防菌剂能够促进烟叶发育，从而使内在成分更加协调，烟叶品质有所改善，对上部烟叶影响最明显。