三种芽孢杆菌菌剂对烤烟育苗效果的影响

doi:10.13304/j.nykjdb.2021.0559

摘要/Abstract

摘要：

为深入了解微生物菌剂在烟草育苗期的作用，探究其对烟草幼苗根系生长发育和烤后烟叶品质的影响，在烟草育苗时期，向漂浮育苗营养液中分别添加3种微生物菌剂：侧孢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，研究微生物菌剂对烟草幼苗农艺性状、根系活力、抗氧化酶相关指标以及烤后烟叶化学成分的影响。结果表明，使用微生物菌剂对烤烟农艺性状、根系活力、抗氧化酶相关指标和烤后烟叶化学成分均有影响。随着烟苗的生长，3种微生物菌剂处理中，添加侧孢芽孢杆菌较对照显著提高了烟苗的根鲜重、根长度、根表面积、根体积及SOD、POD 和CAT活性，显著增强了根系活力，增加了可溶性蛋白含量，降低了MDA含量，烤后烟叶化学成分更加协调。因此，在实际生产中，推荐在烟草漂浮育苗营养液中添加侧胞芽孢杆菌促进烟苗根系发育，培育壮苗，提升烟叶品质。

关键词: 烟草, 漂浮育苗, 微生物菌剂, 抗氧化酶, 根系发育

Abstract:

In order to further understand the effects of microbial agents on the growth and development of root in tobacco seedling period，3 microbial agents including Brevibacilluslaterosporus， Bacillussubtilis and Bacilluslicheniformis were added into the floating seedling nutrient solution. Agronomic traits， root activity， antioxidant enzymes and chemical composition of tobacco leaves after transplantation were determined. The results showed that application of microbial agents had significant effects on agronomic traits， root activity， antioxidant enzymes and chemical components of flue-cured tobacco. Compared with CK， Brevibacilluslaterosporus increased the root fresh weight， root length， root surface area and volume of tobacco seedling， improved the activities of SOD， POD and CAT， significantly enhanced the root activity， increased the soluble protein content， reduced the MDA content， and made the leaf tobacco chemical composition more harmonious. So， Brevibacilluslaterosporus was recommended as adding microbial agents into the nutrient solution of floating tobacco seedlings， which should promote the root development of tobacco seedlings. The application of Brevibacilluslaterosporus could significantly enhance the activity of protective enzymes in the roots of tobacco seedlings， thus improve the growth and development of tobacco roots， cultivate strong seedlings and improve the quality of tobacco leaves.

Key words: tobacco, float breeding, microbial agents, antioxidant enzyme, root development

中图分类号:

S572

肖雨沁, 雷晓, 张明金, 张远盖, 唐珊, 姬鸿飞, 王川, 马翠玲, 景延秋. 三种芽孢杆菌菌剂对烤烟育苗效果的影响[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(5): 85-92.

Yuqin XIAO, Xiao LEI, Mingjin ZHANG, Yuangai ZHANG, Shan TANG, Hongfei JI, Chuan WANG, Cuiling MA, Yanqiu JING. Effects of Three Bacillus Agents on Seedling Growth of Flue-cured Tobacco[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2022, 24(5): 85-92.

图/表 9

表1 不同处理烤烟幼苗的农艺性状及根系指标

Table 1 Agronomic traits and root index of flue-cured tobacco seedlings under different treatments

性状 Trait	CK	A	B	C
整株鲜重Plant fresh weight/g	8.99±2.15 c	11.81±1.42 a	8.70±1.76 b	8.62±2.24 b
株高Plant height/cm	25.42±2.25 b	27.93±2.87 a	27.78±3.76 a	26.25±2.43 a
茎围Stem circumference/cm	1.83±0.19 b	2.44±0.64 a	1.77±0.133 b	1.72±0.21 b
节距Pitch/cm	4.78±1.02 b	5.16±1.60 a	4.86±0.80 b	4.83±1.25 b
最大叶长Maximum leaf length/cm	16..75±1.32 b	17.60±1.89 a	17.51±2.06 a	16.9±1.07 b
最大叶宽Maximum leaf width/cm	8.04±0.84 b	8.13±1.11 ab	8.87±0.73 a	7.50±0.83 c
有效叶片数Number of effective blades	6.00±1.12 a	6.90±0.73 a	6.00±1.15 a	6.00±1.05 a
单株根鲜重Fresh root weight per plant/g	0.769±0.249 a	0.773±0.244 a	0.638±1.131 ab	0.537±0.203 b
最长根长度Longest root length/cm	6.49±0.58 a	7.30±1.83 a	6.86±0.95 a	6.52±0.83 a
根表面积Root surface area/cm²	142.04±29.81 b	238.55±36.22 a	169.90±77.51 ab	152.18±82.64 b
根体积Root volume/cm³	0.82±0.37 c	1.66±0.30 a	1.28±0.39 b	0.75±0.38 c

表2 不同处理中部烤后烟叶的化学常规成分

Table 2 Chemical components of central tobacco leaves under different treatments

处理Treatment	还原糖Reducing-sugar/%	钾Potassium/%	氯Chlorine/%	烟碱Nicotine/%	总糖Total sugar/%	总氮Total nitrogen/%	糖碱比Sugar/nicotine	氮碱比Nitrogen/nicotine	钾氯比Potassium/chlorine
CK	21.00±0.91 b	3.81±0.61 a	0.28±0.07 b	1.99±0.01 bc	22.20±0.70 c	1.99±0.72 b	10.55	1.00	13.60
A	23.20±0.64 b	3.35±0.34 b	0.36±0.05 a	2.79±0.67 a	24.20±0.45 b	2.12±0.20 a	8.32	0.75	9.30
B	27.40±0.75 a	3.24±0.24 c	0.24±0.02 c	2.27±0.22 b	28.20±0.35 a	1.81±0.80 b	12.07	0.79	13.50
C	16.20±0.50 c	3.25±0.23 c	0.22±0.01 c	1.85±0.82 c	17.60±0.25 d	1.94±0.55 b	8.76	1.04	14.77

图1 不同处理下烤烟幼苗的根系活力注：不同小写字母表示不同处理间差异在P<0.05水平显著。

Fig.1 Root activities of flue-cured tobacco seedlings under different treatmentsNote：Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.

图2 不同处理下烟草幼苗根系的超氧化物歧化酶活性注：不同小写字母表示不同处理间差异在P<0.05水平显著。

Fig.2 SOD activities in roots of flue-cured tobacco seedlings under different treatmentsNote：Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.

图3 不同处理下烟草幼苗根系的过氧化物酶活性注：不同小写字母表示不同处理间差异在P<0.05水平显著。

Fig.3 POD activities in roots of flue-cured tobacco seedlings under different treatmentsNote：Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.

图4 不同处理下烟草幼苗根系的过氧化氢酶活性注：不同小写字母表示不同处理间差异在P<0.05水平显著。

Fig.4 CAT activities in roots of flue-cured tobacco seedlings under different treatmentsNote：Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.

图5 不同处理下烟草幼苗根系的丙二醛含量注：不同小写字母表示不同处理间差异在P<0.05水平显著。

Fig.5 MDA contents in roots of flue-cured tobacco seedlings under different treatmentsNote：Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.

图6 不同处理下烟草幼苗根系的可溶性蛋白含量注：不同小写字母表示不同处理间差异在P<0.05水平显著。

Fig.6 SP contents in roots of flue-cured tobaccoNote：Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.seedlings under different treatments

表3 不同处理烤烟的产值和产量

Table 3 Output value and yield of flue-cured tobacco under different treatments

处理Treatment	密度Density/（plant·hm^-2）	产量Yield/（kg·hm^-2）	产值Output value/（yuan·hm^-2）	均价Average price/（yuan·hm^-2）	上等烟比例Proportion of first-class tobacco/%	中上等烟比例Proportion of middle and superior tobacco/%
CK	1 100	108.7	1 817.4	16.7	31.5	72.8
A	1 100	146.8	3 032.0	20.6	55.8	89.2
B	1 100	141.5	2 726.0	19.2	42.0	81.0
C	1 100	128.0	2 560.0	20.0	36.0	85.0

参考文献 25

1	张朝辉.PGPR菌肥在烤烟漂浮育苗及烤烟生产中的应用研究［D］.郑州：河南农业大学，2010.
	ZHANG C H. Study on application of PGPR fertilizer on floating system of flue-cured tobacco and production of flue-cured tobacco ［J］. Zhengzhou： Henan Agricultural University， 2010.
2	王开宇，张之帆，孟源，等.育苗基质中添加微生物菌剂对烟草生长及病害的影响［J］.植物医生，2018，31（11）：45-48.
3	徐宗昌，李天卫，蔡宪杰，等.3种微生物菌肥对烤烟生长发育及烟叶产量和质量的影响［J］.江苏农业科学，2020，48（16）：108-114.
4	邢芳芳，宋涛，徐文凤，等.侧孢芽孢杆菌在生防中的应用及研究进展［J］.山东农业科学，2014，46（6）：146-149.
	XIN F F， SONG T， XU W F， et al.. Application of Bacillus laterosporus in biological prevention and research advances ［J］. Shandong Agric. Sci.， 2014， 46（6）：146-149.
5	陈晓晶，徐忠山，赵宝平，等.盐胁迫对燕麦根系呼吸代谢、抗氧化酶活性及产量的影响［J］.生态学杂志，2021，40（9）：2773-2782.
	CHEN X J， XU Z S， ZHAO B P， et al.. Effects of salt stress on root respiratory metabolism， antioxidant enzyme activities and yield of oats ［J］. Chin. J. Ecol.， 2021， 40（9）：2773-2782.
6	王宇辰，陈孟起，李耀光，等.镧处理对干旱胁迫下烟草根系形态与生理特征的影响［J］.中国稀土学报，2018，36（3）：319-327.
	WANG Y C， CHEN M Q， LI Y G， et al.. Effects of lanthanum on morphological and physiological characteristics of tobacco root under drought stress ［J］. J. Chin. Soc. Rare-Earths， 2018， 36（3）：319-327.
7	李万乾，徐成龙，单奎，等.循环增氧方式对培育烟草壮苗的影响［J］.现代农业科技，2015（21）：22-23.
	LI W Q， XU C L， SHAN K， et al.. Effect of increasing oxygen cycle way on tobacco seedling cultivation ［J］. Mod. Agric. Sci.， 2015（21）：22-23.
8	申国明，陈爱国，王程栋，等. 烟草农艺性状调查测量方法：［S］.北京：中国标准出版社，2010.
9	井大炜，邢尚军，刘方春，等.保水剂-尿素凝胶对侧柏裸根苗细根生长和氮素利用率的影响［J］.应用生态学报，2016，27（4）：1046-1052.
	JING D W， XING S J， LIU F C， et al.. Effects of gel made by super absorbent polymers and urea on fine root growth and nitrogen use efficiency of Platycladus orientalis bareroot seedlings ［J］. Chin. J. Appl. Ecol.， 2016， 27（4）：1046-1052.
10	LU J J， WEI Z， LI J H. Effects of copper on leaf membrane structure and root activity of maize seedling ［J/OL］. Bot. Stud.， 2014， 55 ［2021-05-30］. .
11	沈文飚，徐朗莱，叶茂炳，等.氮蓝四唑光化还原法测定超氧化物歧化酶活性的适宜条件［J］.南京农业大学学报，1996（2）：101-102.
12	朱广廉.植物生理学实验［M］.北京：北京大学出版社，1990：34-36.
13	张治安，张美善，蔚荣海，等.植物生理学实验指导［M］.北京：中国农业科学技术出版社，2004：65-67.
14	王晶英.植物生理生化实验技术与原理［M］. 哈尔滨：东北林业大学出版社，2000：83.
15	张志良.植物生理学实验指导［M］.北京：高等教育出版社，2001：1-340.
16	乔旭.基于NIR-Master近红外光谱仪烤烟常规化学成分分析模型的研究［D］.吉林延吉：延边大学，2014.
	QIAO X. Based on NIR-Master for the conventional chemical composition analysis model of flue-cured tobacco. Jilin Yanji： Yanbian Univesity， 2014.
17	李若帆，马娟娟，孙西欢，等.不同水肥管理模式对糯玉米叶片抗氧化酶及产量的影响［J］.节水灌溉，2021（9）：18-22.
	LI R F， MA J J， SUN X H， et al.. Effects of different water and fertilizer treatments on antioxidant enzyme activity and yield of waxy corn covered with film ［J］. Water Sav. Irrigat.， 2021（9）：18-22.
18	李莹，杨超群，高梓峰，等.低温胁迫下4份烟草品种苗期叶绿素及渗透调节物质含量的变化［J］.延边大学农学学报，2021，43（2）：44-52.
	LI Y， YANG C Q， GAO Z F， et al.. Changes of chlorophyll and osmotic adjustment substances in 4 tobacco cultivars at seedling stage under low temperature stress ［J］. J. Agric. Sci. Yanbian Univ.， 2021， 43（2）：44-52.
19	李洪勋.贵州山地不同微地形烟地环境特征及其对烤烟农艺、生理和品质性状的影响［D］.重庆：西南大学，2016.
	LI H X. Environment characteristics and their influence on the agronomic， physiological and quality traits of flue-cured tobacco planted in different micro-topograpies of mountain in Guizhou ［D］. Chongqing： Southwest University， 2016.
20	曹莹.湿地根际微生物对磷的转化释放及植物吸收的影响［D］.南京：东南大学，2018.
	CAO Y. Effects of wetland rhizosphere microorganisms on phosphorus transformation and release and plant uptake ［D］. Nanjing： Southeast University， 2018.
21	刘勇军，周羽，靳志丽，等.有机物料类型对烟草根际微生物及烟叶产质量的影响［J］.土壤，2018，50（2）：312-318.
	LIU Y J， ZHOU Y， JIN Z L， et al.. Effects of different organic materials on rhizosphere microbes， yield and quality of tobacco leaves ［J］. Soils， 2018， 50（2）：312-318.
22	沈杰，蔡艳，张宇羽，等.苗床添加EM菌肥对烟草幼苗生长及抗逆酶活性的影响［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2016，44（4）：48-56.
	SHEN J， CAI Y， ZHANG Y Y， et al.. Effect of Effective Microorganisms fertilizer on growth and enzyme activities of tobacco seedlings ［J］. J. Northwest Sci-Tech Univ. Agric. For. （Nat. Sci.）， 2016， 44（4）：48-56.
23	吴雪霞，查丁石，朱宗文，等.外源24-表油菜素内酯对高温胁迫下茄子幼苗生长和抗氧化系统的影响［J］.植物生理学报，2013，49（9）：929-934.
	WU X X， ZHA D S， ZHU Z W， et al.. Effects of exogenous 24-epibrassinolide on plant growth and antioxidant system in eggplant seedlings under high temperature stress ［J］. Acta Phytophy. Sin.， 2013， 49（9）：929-934.
24	孟颢光，常栋，李豪，等.不同环境温度下烤烟漂浮育苗营养液中的细菌多样性研究［C］//“中国植物病理学会2019年学术年会”论文集. 北京：中国农业科学技术出版社，2019.
25	李觅，李天福，杨焕文，等.弱光胁迫对不同烤烟品种生理效应的影响［J］.云南农业大学学报，2008（6）：759-764.
	LI M， LI T F， YANG H W， et al.. Effect of low light stress on physiological characteristics of different varieties of flue-cured tobaccos ［J］. J. Yunnan Agric.Univ.， 2008（6）：759-764.

[1]	吴志勇, 顾红, 程大伟, 李兰, 何莎莎, 李明, 陈锦永. 油菜素内酯调控植物根系发育机制研究进展[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(2): 68-76.
[2]	孙晓春, 黄文静, 李铂. 水杨酸对干旱胁迫下桔梗幼苗生理生化指标及相关基因表达的影响[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(1): 63-70.
[3]	刘利佳, 徐志强, 何佳, 丁永乐, 孙聚涛. 哈茨木霉菌诱导烟草抗黑胫病代谢差异的研究[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(8): 91-105.
[4]	张璐翔1,陈思蒙1,郑聪2,金伊楠1,韩艺3,许自成1,黄五星1,邵惠芳1*. 脱驯化时长对烟草幼苗抗旱性的影响[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(2): 57-64.
[5]	保志娟,金蓉,杨金清,张琦,朱永立,赵正雄*. Pb、Zn复合作用对烤烟抗氧化酶及碳氮代谢的影响[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(2): 65-72.
[6]	范娜,彭之东,白文斌*,赵建武. 微生物菌剂对土壤酶活性及高粱生长的影响[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(2): 185-192.
[7]	张智, 乔艳, 陈云峰, 胡诚, 刘东海, 李双来. 不同菌剂对鸡粪堆肥过程中有害气体排放的影响[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(12): 145-150.
[8]	郝正刚,赵会君,魏玉清*,曾周琦,王志恒. 甜高粱对镉胁迫的生理生化响应及镉富集研究[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(1): 30-42.
[9]	罗勇1,焦桂珍1,刘胜波2,魏跃伟1,邵惠芳1,贾宏昉1. 不同浓度镉对烟草幼苗生长发育及生长素相关基因表达的影响[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(1): 58-65.
[10]	张嘉雯，卢绍浩，赵喆，赵铭钦*. 外源褪黑素对低温胁迫下烟草幼苗生理指标的影响[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(9): 78-86.
[11]	周蕾1,2,张彦1,2,张娟1,2,吴晓颖1,2,马兴华1*. 烟草叶形突变体的形态特征与关键基因表达差异研究[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(3): 38-45.
[12]	贺嘉豪1,陈建中2,徐坚强3,向金友4,杨懿德4,张学伟5,宁尚辉3,王林6,刘园7,杨洋4,景延秋1,程玉渊7. 外源褪黑素对烟草幼苗抗旱性生理机制的影响[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(2): 50-57.
[13]	谭施北1,习金根1,陈河龙2,郑金龙1,黄兴1,贺春萍1,吴伟怀1,梁艳琼1,张世清2,高建明2,李锐1,易克贤1. 添加菌剂和石灰对剑麻麻渣堆肥腐熟效果及养分含量的影响[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(2): 166-172.
[14]	陈双双,代领,洪子茜,邓丽,吴国*. 蚕豆幼苗光合特性及抗氧化酶对Cs+胁迫的响应[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(7): 37-46.
[15]	张杰1,2,马亚君1,贺志斌1,高芳芳1,张少骅1,王超然1,赵丹晨1. 微生物肥料替代化肥在苹果种植中的应用效果研究[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(7): 128-135.