根区施用微生物菌肥对稻茬烤烟生长和干物质与养分积累的影响
doi: 10.11838/sfsc.1673-6257.24383
李伟1 , 夏冰2 , 金江华3 , 李旭3 , 陈焘4 , 首治国4 , 彭健健4 , 聂彪4 , 黄杰2 , 王新月2 , 邓小华2
1. 湖南省烟草公司烟叶管理处,湖南 长沙 410004
2. 湖南农业大学农学院,湖南 长沙 410128
3. 吉林烟草工业有限责任公司,吉林 延吉 133000
4. 湖南省烟草公司郴州市公司,湖南 郴州 424400
基金项目: 吉林烟草工业有限责任公司科技项目(KJXM-2023-15) ; 湖南省烟草公司郴州市公司科技项目(CZYC2022JS06)
Effects of microbial fertilizer applied in root zone on growth and dry matter and nutrient accumulation of fluecured tobacco intercropped with rice
LI Wei1 , XIA Bing2 , JIN Jiang-hua3 , LI Xu3 , CHEN Tao4 , SHOU Zhi-guo4 , PENG Jian-jian4 , NIE Biao4 , HUANG Jie2 , WANG Xin-yue2 , DENG Xiao-hua2
1. Tobacco leaf Management Department of Hunan Provincial Tobacco Company, Changsha Hunan 410004
2. College of Agronomy,Hunan Agricultural University,Changsha Hunan 410128
3. Jilin Tobacco Industry Co.,Ltd,Yanji Jilin 133000
4. Hunan Chenzhou Municipal Tobacco Company,Chenzhou Hunan 424400
摘要
为了明确不同微生物肥料对烤烟生长、干物质和养分积累与分配的影响,为烟稻复种区烤烟早生快发提供技术支撑,以‘云烟 87’品种为材料,在湖南省郴州市桂阳县研究了顿丰纳米硅菌肥、耕天下微藻营养液、金叶微生物菌肥、根茎康微生物菌剂等微生物肥料根区施用对烤烟生长、烟株干物质和氮磷钾积累、氮磷钾肥干物质积累效率、氮磷钾肥烟叶生产效率和氮磷钾肥烟株吸收效率的影响。结果表明:(1)根区施用微生物菌肥可促进烤烟生长,增加根系总长度 1.52% ~ 19.13%、根系表面积 13.32% ~ 45.05%、根系体积 18.38% ~ 62.23%、根尖数 8.77% ~ 38.54%、株高 0.74% ~ 3.54%、茎围 3.45% ~ 10.69%、最大叶面积 7.10% ~ 16.95%,施用耕天下微藻营养液、金叶微生物菌肥促进烤烟生长效果相对较好。(2)根区施用微生物菌肥可促进干物质和氮、磷、钾养分的积累,可提高团棵期干物质、氮、磷、钾积累量,分别为 7.25% ~ 64.07%、95.36% ~ 380.44%、22.99% ~ 75.16%、1.25% ~ 60.24%,打顶期干物质、氮、磷、钾积累量分别为 13.05% ~ 23.20%、50.08% ~ 104.89%、6.76% ~ 51.69%、0.99% ~ 25.44%,圆顶期干物质、氮、磷、钾积累量分别为 1.55% ~ 20.30%、9.75% ~ 48.81%、5.68% ~ 13.25%、7.53% ~ 18.15%;其中,施用金叶微生物菌肥对提高烤烟干物质积累和磷、钾元素的积累效果最好,施用顿丰纳米硅菌肥积累氮素效果最好。(3)根区施用微生物菌肥可提高氮、磷、钾肥干物质积累效率 1.55% ~ 20.30%,烟叶生产效率 3.14% ~ 27.40%,肥料吸收效率 9.76% ~ 48.81%;其中,施用金叶微生物菌肥提高肥料干物质积累效率、烟叶生产效率和磷、钾肥吸收效率最高,施用顿丰纳米硅菌肥提高氮肥吸收效率最高。(4)根区施用微生物菌肥可提高烟叶糖含量和身份,提高烟叶外观质量和评吸质量,提高烟叶产量和产值。综上所述,在烟稻复种区,烤烟根区施用微生物菌肥可促进烤烟生长、提高干物质和养分积累量,提高肥料利用效率,提高烟叶产量和品质,其中以金叶微生物菌肥的效果最佳。
Abstract
In order to determine the effects of different microbial fertilizers on the growth,the accumulation and distribution of dry matter and nutrient of flue-cured tobacco,and provide technical supports for promoting early growth and rapid development of flue-cured tobacco intercropped with rice,‘Yunyan 87’was used as material in Guiyang County,Chenzhou City,Hunan Province.The effects of application of microbial fertilizers in root zone such as Dunfeng nano-silica fertilizer, Ploughing the World microalgae nutrient solution,Golden-leaf microbial fertilizer and Rhizome Kang microbial fertilizer on flue-cured tobacco growth,dry matter and nitrogen,phosphorus and potassium accumulation,dry matter accumulation efficiency of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizer and absorption efficiency of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizer were studied.The results showed that:(1)The application of microbial fertilizer in root zone promoted the growth of flue-cured tobacco,and increased the total root length,root surface volume,root volume,root tip,plant height,stem circumference and maximum foliar volume by 1.52%-19.13%,13.32%-45.05%,18.38%-62.23%,8.77%- 38.54%,0.74%-3.54%,3.45%-10.69% and 7.10%-16.95%,respectively.The effects of the application of "ploughing the world" microalgae nutrient solution and Golden-leaf microbial fertilizer on promoting the growth of flue-cured tobacco were relatively better.(2)The application of microbial fertilizer in root zone promoted the accumulation of dry matter and nitrogen,phosphorus and potassium.The accumulation of dry matter,nitrogen,phosphorus,and potassium at cluster stage was increased by 7.25%-64.07%,95.36%-380.44%,22.99%-75.16%,and 1.25%-60.24%,respectively,at the peak stage they were increased by 13.05%-23.20%,50.08%-104.89%,6.76%-51.69%,and 0.99%-25.44%, respectively,at the dome stage they were increased by 1.55%-20.30%,9.75%-48.81%,5.68%-13.25%,and 7.53%- 18.15%,respectively.Among them,the application of Golden-leaf microbial fertilizer had the best effect on improving the dry matter accumulation and phosphorus and potassium accumulation of flue-cured tobacco,and the application of Dunfeng nano-silicon fertilizer had the best effect on nitrogen accumulation.(3)The application of microbial fertilizer in root zone improved the dry matter accumulation efficiency of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizer by 1.55%-20.30%,tobacco production efficiency by 3.14%-27.40%,fertilizer absorption efficiency by 9.76%-48.81%.Among them,the effect of application of Golden-leaf microbial fertilizer on improving fertilizer dry matter accumulation efficiency,tobacco leaf production efficiency and phosphorus fertilizer,potassium fertilizer absorption efficiency was the highest,and the effect of application of Dunfeng nano-silicon fertilizer on improving nitrogen fertilizer absorption efficiency was the highest.(4) Application of microbial fertilizer in root zone improved sugar content and identity of tobacco leaf,appearance quality and smoking quality of tobacco leaf,and increased yield and output value of tobacco leaf.To sum up,in the intercropping area of tobacco with rice,the application of microbial fertilizer in the root zone of flue-cured tobacco could promote the growth of flue-cured tobacco,increase the accumulation of dry matter and nutrients,and improve the fertilizer use efficiency, and improve the yield and quality of tobacco leaves,among which the effect of Golden-leaf microbial fertilizer was the best.
烤烟生长和干物质积累是烟叶品质形成的基础。南方烟稻复种区黏性重的植烟水稻土不利于烟苗发根[1-2],加之低温阴雨气候条件,移栽后的烟苗生长缓慢,促早生快发已成为烤烟生产可持续发展迫切需要解决的问题[3]。培育壮根苗[4-5]、两段育苗[6-7]、地膜覆盖[8]、根区施肥[9-10]、施用促根剂和腐植酸肥料[11]、优化提苗肥[12]等技术措施可促进烤烟生长,提高烟叶产量和品质,已成为南方烟稻复种区促烤烟早生快发的重要措施。前人研究表明,微生物肥料可以激活土壤中的微生物和促进烤烟生长[13],有利于“养根壮苗”[14],提高肥料利用效率[15],提高烟叶产量和质量[16];稀植作物烤烟的根系在土壤中非均匀分布,只有局部土壤营养空间能够满足烤烟根系对养分的需求[10],改撒施和条施肥料方式为根区(穴施)施用,可提高肥料利用率[9]。根据南方烟稻复种区的土壤状况和气候条件,如何通过增施微生物肥料和优化施肥方式来促进烤烟早生快发,提高烤烟干物质和养分积累的研究少有报道。基于此,本研究以‘云烟 87’为供试烤烟品种,研究顿丰纳米硅菌肥、耕天下微藻营养液、金叶微生物菌肥、根茎康微生物菌剂等微生物肥料根区施用对烤烟生长和烟株干物质与养分积累量,以及肥料生产效率的影响,筛选适宜的微生物菌肥,为南方烟稻复种区促进烤烟早生快发提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验地点与材料
2022—2023 年连续两年在湖南省郴州市桂阳县(25°29′15″—26°23′30″N,112°19′26″— 112°35′46″E)开展试验。该地平均海拔 423 m,属于亚热带季风气候。种植烤烟品种为云烟 87,烤烟移栽后第 1~5 个月的日平均温度分别为 12.5、 18.0、22.6、26.1、29.3℃[17],平均月降水量分别为 156.2、186.0、198.1、230.4、103.1 mm[17]。试验田为烟稻复种水稻土,土壤有机质 46.8 g/kg,全氮 1.4 g/kg,全磷 1.9 g/kg,全钾 1.9 g/kg,碱解氮 140.0 mg/kg,有效磷 46.3 mg/kg,速效钾 219.4 mg/ kg。供试微生物肥料有顿丰纳米硅菌肥(微纳米硅,有效活菌数≥ 10 亿个 /g,黑龙江顿丰科技开发有限公司)、耕天下微藻营养液(小球藻和多变鱼腥藻为主,有效活菌数≥ 20 亿个 /g,北京耕天下生物科技有限公司)、金叶微生物菌肥(芽孢杆菌为主,有效活菌数≥ 30 亿个 /g,湖南金叶众望科技股份有限公司)、根茎康(芽孢杆菌为主,有效活菌数≥ 30 亿个 /g,北京恩格兰环境技术有限责任公司)。施用的肥料包括烟草专用基肥(湖南金叶众望科技股份有限公司)、发酵菜籽饼肥(总养分≥ 8%,有机质≥ 47%,云南云烟化肥股份有限公司)、烟草专用提苗肥(N∶P2O5∶K2O = 20∶9∶0,湖南金叶众望科技股份有限公司)、烟草专用追肥 (N∶P2O5 ∶K2O=11∶0∶31,陕西秦川肥业有限公司); 硫酸钾肥(K2O 52%,国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司);过磷酸钙(P2O5 12%,岳阳新港工贸有限公司)。
1.2 试验设计
试验为单因素随机区组试验。设 5 个处理, T1:顿丰纳米硅菌肥,施用量 22.5 kg/hm2,与基肥拌匀穴施;T2:耕天下微藻营养液,施用量15 L/hm2,移栽时兑水 100 倍根施;T3:金叶微生物菌肥,施用量 15 kg/hm2,与基肥拌匀穴施;T4:根茎康微生物菌剂,施用量 30 kg/hm2,与基肥拌匀穴施;CK:不施用微生物菌肥,基肥条施。每个处理重复 3 次,随机区组排列,小区面积 60 m2。总施肥量 3045.00 kg/hm2;其中氮、磷、钾养分投入量分别为 191.25、213.30、549.75 kg/hm2;氮磷钾比例为 1.0∶1.12∶2.88。烟草专用基肥 750 kg/hm2、发酵菜籽饼肥 450 kg/hm2,过磷酸钙 375 kg/hm2,在烤烟移栽前 15 d 做基肥施用。提苗肥于移栽后 3 d(45 kg/hm2)和移栽后 10 d(90 kg/hm2)分 2 次兑水浇施;烟草专用追肥和硫酸钾于移栽后 16 d(专用追肥 255 kg/hm2)、 22 d(专用追肥 300 kg/hm2、硫酸钾 150 kg/hm2)和 28 d(专用追肥 450 kg/hm2、硫酸钾 225 kg/hm2)兑水浇施。漂浮育苗,每年 3 月中旬大田移栽,种植株行距为 50 cm×120 cm,单垄栽培。其他生产措施按照郴州市优质烟叶生产技术规程执行。
1.3 测定指标及方法
(1)烤烟生长检测指标。在烤烟圆顶期,按照标准《烟草农艺性状调查测量方法》(YC/T142— 2010)测量烟株株高、茎围、最大叶长、最大叶宽,计算最大叶面积 = 最大叶长 × 最大叶宽 × 0.6345。在圆顶期每个处理选取 3 棵烟株,小心连根土一起将植株挖取,用水浸泡,使根土分离并冲洗干净,用网筛承接根系,尽量保持根系完整。采用 LA-2400 多参数根系分析系统,测定根总长度、根表面积、根体积和根尖数。
(2)烤烟干物质和氮、磷、钾养分检测。在团棵期、打顶期、圆顶期每个处理选取 5 棵烟株,洗净根系泥土,分离根系和地上部分,于烘箱中 105℃杀青 30 min,然后 70℃烘干至恒重,作为烟株不同器官的干物质量。样品用 H2SO4-H2O2 法消煮,全氮采用凯氏定氮法测定,全磷采用钼锑抗比色法测定,全钾采用火焰光度法测定[18]。烟株氮 (磷、钾)积累量 = 烟株氮(磷、钾)浓度 × 烟株干物质量;烟株器官干物质(氮、磷、钾)分配率(%)= 某器官干物质(氮、磷、钾)积累量 / 烟株干物质(氮、磷、钾)总积累量 ×100。
(3)烤后烟叶产量和质量检测指标。统计可收购烟叶的产量,并按收购价(不包含生产补贴)计算产值。以具有代表性中部烟叶(C3F 等级)为样本,检测还原糖、烟碱、叶片厚度和叶面积质量;参照文献 [12],计算烟叶外观质量总分和评吸质量总分。
1.4 统计分析方法
统计分析采用 Excel 2010 及 SPSS 20.0 等软件。利用新复极差法进行多重比较,小写英文字母表示显著差异为 0.05 水平。参考文献[1115],统计如下指标作为不同处理的养分利用效率比较:
氮(磷、钾)肥干物质积累效率(kg/kg)= 圆顶期烟株干物质积累量 / 单位面积施氮(磷、钾)量
氮(磷、钾)肥烟叶生产效率(kg/kg)= 圆顶期烟叶干物质量 / 单位面积施氮(磷、钾)量
氮(磷、钾)肥烟株吸收效率(kg/kg)= 圆顶期烟株氮(磷、钾)积累量 / 单位面积施氮(磷、钾)量
2 结果与分析
2.1 对烟株生长的影响
从地下部根系生长指标(表1)来看,与 CK 相比,T1~T4 处理的根系总长度分别提高 3.76%、 12.97%、19.13%、1.52%,根系表面积分别提高 19.81%、27.32%、45.05%、13.32%,根系体积分别提高 22.92%、46.34%、62.23%、18.38%,根尖数分别提高 25.44%、31.22%、38.54%、18.77%; 不同处理之间,以 T3 处理的根系生长指标最高,其次是 T2 处理;T2 和 T3 处理的根系总长度、根表面积、根体积显著高于其他处理;不同处理的根尖数差异显著。从地上部生长指标(表1)来看,与 CK 相比,T1~T4 处理的株高分别提高 1.38%、3.53%、3.54%、0.74%,茎围分别提高 1.95%、8.05%、10.69%、3.45%,最大叶面积分别提高 11.00%、15.45%、16.95%、7.10%;T2、T3 处理的株高、茎围、最大叶面积显著高于其他处理。可见,根区施用微生物菌肥可促进烤烟根系和地上部生长,以 T3 处理效果最好,其次是 T2 处理。
1不同处理的烟株圆顶期生长指标
注:表中数据为两年试验的平均值;同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。
2.2 对烟株干物质积累与分配的影响
表2可知,在团棵期 T2 处理的总干物质含量最多,打顶期和圆顶期 T3 处理的总干物质含量最多,且每个时期较 CK 均有显著提升。在烤烟的团棵期,T2 处理的根、茎、叶的干物质积累量显著高于 T1、T4 处理和 CK,T3 处理的烟叶干物质分配比例显著高于 T1 和 T2 处理,T1~T4 处理的总干物质积累量较 CK 分别提高 7.25%、64.07%、 46.34%、18.60%。在烤烟的打顶期,T1、T2 处理根的干物质积累量显著高于 CK,T3 处理茎的干物质积累量显著高于 T1、T2 处理和 CK,T3 处理的烟叶干物质积累量显著高于 CK,T1~T4 处理的总干物质积累量较 CK 分别提高 15.52%、17.74%、 23.20%、13.05%。在烤烟的圆顶期,T2、T3 处理的总干物质含量和叶的干物质积累量均显著高于 T1、T4 处理和 CK,且 T3 处理的烟叶干物质分配比例显著高于 T1 处理,T1~T4 处理的总干物质积累量较 CK 分别提高 8.01%、20.17%、20.30%、 1.55%。综上可知,各处理相较于 CK 总干物质含量均有提升,其中以 T2、T3 处理的烟株干物质积累总量相对较多。
2.3 对烟株氮积累与分配的影响
表3可知,在团棵期 T3 处理氮积累总量最多,在打顶期和圆顶期 T1 处理氮积累总量最多且显著高于其他处理。在烤烟的团棵期,T3 处理的氮积累量显著高于 T1 处理和 CK,T1~T4 处理根、茎的氮分配比例显著低于 CK,而叶的氮分配比例显著高于 CK,T1~T4 处理的氮积累总量较 CK 分别提高 95.36%、365.29%、380.44%、175.59%。在烤烟的打顶期,T1、T2 处理氮积累总量和叶的氮积累量均显著高于 T4 处理和 CK,T1~T4 处理茎的氮分配比例显著低于 CK,而烟叶的氮分配比例则显著高于 CK,T1~T4 处理的氮积累总量较 CK 分别提高 104.89%、100.53%、74.37%、50.08%。在烤烟的圆顶期,T1 处理的氮积累总量显著高于 T4 处理和 CK,T1、T2 处理根、茎的氮积累量显著高于 T4 处理和 CK,T1、T2、T3 处理叶的氮积累量显著高于 T4 处理和 CK,T3 处理根的氮分配比例显著低于 T2、T4 处理和 CK,且 T3、T4 处理叶的氮分配比例显著高于 T1、T2 处理和 CK, T1 处理茎的氮分配比例显著高于 T3、T4 处理和 CK,T1~T4 处理的氮积累总量较 CK 分别增加 48.81%、36.58%、32.02%、9.75%。综上可知,各处理相较于 CK 氮积累总量均有提升,总体上以 T1 处理的烟株氮积累量相对较多。
2不同处理的烟株干物质积累和分配
注:表中数据为两年试验的平均值;同列相同取样时期不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。
3不同处理的烟株氮积累和分配
2.4 对烟株磷积累与分配的影响
表4可知,T3 处理在团棵期、打顶期和圆顶期的磷积累总量均最大。在烤烟的团棵期,T2、 T3 处理的磷积累总量显著高于 T1、T4 处理和 CK, T2 处理根的磷积累量显著高于 CK,T2、T3 处理茎的磷积累量显著高于 T1 处理和 CK,T1~T4 处理的磷积累总量较 CK 分别提高 22.99%、72.81%、 75.16%、31.65%。在烤烟的打顶期,T3 处理的磷积累总量显著高于 T4 处理和 CK,T1 处理根和叶的磷积累量最大,T3 处理茎的磷积累量最大,而 T2 处理茎的磷分配比例最大,T1 处理叶的磷分配比例最大,T1~T4 处理的磷积累总量较 CK 分别提高 44.03%、46.32%、51.69%、6.76%。在烤烟的圆顶期,T2、T3 处理的磷积累总量显著高于 CK, T1、T3 处理烟叶的磷积累量显著高于 CK,T1 处理的根和叶磷分配比例最大,T1~T4 处理的磷积累总量较 CK 分别提高 8.17%、10.99%、13.25%、 5.68%。综上可知,各处理相较于 CK 磷积累总量均有提升,其中以 T3 处理烟株磷积累量最多。
4不同处理的烟株磷积累和分配
2.5 对烟株钾积累与分配的影响
表5可知,团棵期 T2 处理的钾积累总量最大,打顶期和圆顶期 T3 处理的钾积累总量最大。在烤烟的团棵期,T2 处理的钾积累总量显著高于 T1 处理和 CK,T2 处理根、茎、叶的钾积累量均为最大且茎、叶的钾积累量显著大于 T1 处理和 CK,T1~T4 处理的钾积累总量较 CK 分别提高 1.25%、60.24%、 36.83%、9.18%。在烤烟的打顶期,T1、T2、T3 处理的烟株钾积累总量、烟叶钾积累量显著高于 T4 处理和 CK,T1~T4 处理的钾积累总量较 CK 分别提高 16.16%、22.38%、25.44%、0.99%。在烤烟的圆顶期,T3 处理的钾积累总量显著高于 T1 处理和 CK,T4 处理根的钾积累量显著高于 T3 处理和 CK,T1 处理茎的钾积累量显著低于 T4 处理和 CK,T3 处理叶的钾积累量显著高于 T2、T4 处理和 CK, T1~T4 处理的钾积累总量较 CK 分别提高 7.53%、 12.20%、18.15%、13.41%。综上所述,除 T1 处理在团棵期、T4 处理在打顶期的烟株钾积累量少于 CK 外,其他处理烟株钾积累量均大于 CK,总体上以 T3 处理的烟株钾积累量相对较多。
5不同处理的烟株钾积累和分配
2.6 对氮、磷、钾肥干物质积累效率的影响
图1可知,T1~T4 处理的氮、磷、钾肥干物质积累效率(N-DAE、P-DAE、K-DAE)较 CK 分别提高 8.01%、20.17%、20.30%、1.55%。T2、T3 处理的 N-DAE、P-DAE 显著高于 T4 处理和 CK;T2、T3 处理的 K-DAE 显著高于 T1、T4 处理和 CK;T3 处理的 N-DAE、P-DAE 和 K-DAE 高于 T2 处理,但差异不显著。可见,以 T2 和 T3 处理的烟株 N-DAE、 P-DAE、K-DAE 相对较高,其中以 T3 处理最高。
1不同处理的氮、磷、钾肥干物质积累效率
注:N-DAE 表示氮肥干物质积累效率;P-DAE 表示磷肥干物质积累效率;K-DAE 表示钾肥干物质积累效率;小写字母不同表示相同肥料下不同处理间差异显著(P<0.05)。下同。
2.7 对氮、磷、钾肥烟叶生产效率的影响
图2可知,T1~T4 处理的氮、磷、钾肥烟叶生产效率(N-LPE、P-LPE、K-LPE)较 CK 分别提高 2.36%、22.58%、27.40%、3.14%。T2、T3 处理的 N-LPE、P-LPE 和 K-LPE 显著高于 T1、T4 处理和 CK;T3 处理的 N-LPE、P-LPE 和 K-LPE 高于 T2 处理,但差异不显著;T1、T4 处理和 CK 的 N-LPE、P-LPE 和 K-LPE 差异也不显著。可见, 以 T2 和 T3 处理的烟株 N-LPE、P-LPE、K-LPE 相对较高,其中以 T3 处理最高。
2不同处理的氮、磷、钾肥烟叶生产效率
注:N-LPE 表示氮肥烟叶生产效率;P-LPE 表示磷肥烟叶生产效率; K-LPE 表示钾肥烟叶生产效率。
2.8 对氮、磷、钾肥吸收效率的影响
图3可知,T1~T4 处理的氮肥吸收效率 (N-FAE)较 CK 分别提高 48.81%、36.59%、32.03%、 9.76%;T1 处理显著高于其他处理,T2、T3 处理显著高于 T1 和 CK。T1~T4 处理的磷肥吸收效率 (P-FAE)较 CK 分别提高 8.26%、11.09%、13.35%、 5.78%;T1~T4 处理以 T3 处理最高,但差异不显著;T1~T3 处理显著高于 CK,T1~T3 处理之间差异不显著。T1~T4 处理的钾肥吸收效率(K-FAE) 较 CK 分别提高 7.55%、12.22%、18.17%、13.43%; T2~T4 处理以 T3 处理最高,但差异不显著; T1~T4 处理显著高于 CK,T2、T3 处理显著高于 T1 处理。可见,N-FAE 以 T1 处理最高,P-FAE 和 K-FAE 以 T3 处理最高。
2.9 对烤后烟叶品质和产量的影响
表6可知,烟叶化学成分中,T1~T4 还原糖含量均高于 CK,以 T3 处理最高,显著高于 CK; 同时,T1、T3、T4 处理烟碱含量均高于 CK,T2 处理烟碱含量低于 CK,但差异不显著;表明施用微生物菌肥可提高烟叶糖含量。从烟叶物理性状指标看,叶面积质量以 T2、T3 处理相对较高,均显著高于 CK;T1~T4 处理的叶片厚度大于 CK,其中 T4 处理显著低于 CK;表明施用微生物菌肥可提高叶片身份。T1~T4 处理的外观质量总分大于 CK,其中,T3 处理显著大于 CK。感官评吸总分表现为 T3>T1>T2>T4>CK,各处理显著高于 CK,且 T3 处理比 CK 平均值高 18.8%。T1~T4 处理的烟叶产量、产值均显著大于 CK,以 T3 处理最高。
3不同处理的氮、磷、钾肥烟株吸收效率
注:N-FAE 为氮肥吸收效率;P-FAE 为磷肥吸收效率;K-FAE 为钾肥吸收效率。
6不同处理的烤后烟叶产量和质量
3 讨论与结论
烤烟主要通过根系吸收养分,其根系分布范围和根系分布区内养分供应状况直接影响烤烟的生长[19]。南方烟稻复种区的烤烟大田期雨水多,以往撒施和条施的施肥方式导致肥料养分流失严重。根区施肥可促进烤烟生长[20],提高烟叶钾含量[21],提高肥料利用效率[9-1020-21]。本试验研究表明:采用根区施肥的 T1~T4 处理的干物质积累效率、烟叶生产效率和肥料吸收效率均高于非根区施肥 (CK),提高了肥料利用效率,与上述研究一致。由于微生物菌肥用量小,集中在根区施用,可加快微生物的定殖和促进微生物繁殖,从而在根围形成庞大的立体共生圈,更好地发挥微生物菌肥的效果。
微生物菌肥可激活土壤中的微生物,从而分泌代谢物和抗生素促进烤烟生长[22],增强烤烟抗病能力,减少土壤病菌的传播,提高烟叶产量和质量[23-25]。施用微生物菌肥可提高烟株干物质及氮、磷、钾养分积累量,促进烟株早生快发[1626]。刘丽辉等[27]研究指出,增施微生物菌肥能提高烤烟根际土壤微生物数量和土壤养分利用率,改善烤烟根际微生物的群落多样性,同时增强土壤中微生物活性,促进土壤有机质的转化;刘昭伟等[28]研究认为减氮施肥配施微生物菌剂可促进烤烟根系生长发育,改善大田农艺性状,促进烟株生物量积累。本试验表明,在烟稻复种区施用微生物菌肥可促进烤烟根系和地上部生长,提高烟株干物质和养分积累量,与以上研究结果基本一致。
在烤烟生产中施用微生物菌肥可促进烤烟生长和提高烟叶产量和质量,但不同微生物菌肥在烤烟中的施用效果不一样。由枯草芽孢杆菌制成微生物菌肥改良植烟土壤和改善烤烟农艺性状的效果要优于 AM 真菌、哈茨木霉[29],以枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌为主要成分的集结号 2 号微生物菌肥对烤烟产量和质量的提升效果要优于营广宝微生物菌肥、真对真微生物菌肥[30];在烟草漂浮育苗营养液中添加侧胞芽孢杆菌培育壮苗的效果要好于枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌[31]。本试验研究认为,4 种不同微生物菌肥以施用耕天下微藻营养液、金叶微生物菌肥促进烤烟生长效果相对较好,以施用金叶微生物菌肥对提高烤烟干物质积累和磷、钾元素的积累效果最好,以施用顿丰纳米硅菌肥积累氮素效果最好。纳米硅菌肥主要用来降解土壤中的重金属和提高作物对化肥的吸收率,可提高烤烟对氮素的吸收效率,从而减少化肥的施用量,故其对氮素的积累量最高;微藻营养液光合能力强,光合放氧激活根围有益微生物,在根系产生庞大的菌根菌丝,促进烤烟根系生长;金叶微生物菌肥主要以一些促生长的芽孢杆菌为主,其促生效果好;根茎康微生物菌剂主要用来防治烤烟根茎病害,其促生效果就没有其他 3 种微生物菌肥好。不同微生物菌肥的功能和微生物活性不一样,在烤烟大田生长前期的促生效果差异大,如本研究的 T1~T4 处理的总干物质积累量较 CK 分别提高 7.25%、64.07%、 46.34%、18.60%,其中 T2 和 T3 处理的干物质增长量显著优于 T1 和 T4 处理。但在烤烟大田中、后期,这种差异明显缩少,这可能与添加的微生物受土著微生物的影响有关,也与烤烟大田管理施用农药有关,还与烤烟中、后期的生长主要施用大量元素肥料的影响远远大于微生物的促生效果有关。无论如何,微生物菌肥在烤烟大田前期的促生效果,可为烤烟丰产和品质的提高奠定基础。因此,在南方烟稻复种区,烤烟根区施用微生物菌肥可促进烤烟生长和提高干物质和养分积累量,提高肥料利用效率,以金叶微生物菌肥的促早生快发效果最佳。
1不同处理的氮、磷、钾肥干物质积累效率
2不同处理的氮、磷、钾肥烟叶生产效率
3不同处理的氮、磷、钾肥烟株吸收效率
1不同处理的烟株圆顶期生长指标
2不同处理的烟株干物质积累和分配
3不同处理的烟株氮积累和分配
4不同处理的烟株磷积累和分配
5不同处理的烟株钾积累和分配
6不同处理的烤后烟叶产量和质量
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