煙草在線專稿 土壤微生物生物量既是土壤有機質和養分轉化與循環的動力,又可作為土壤中植物有效養分的儲備庫,它行使著對陸地生命至關重要的功能。目前,土壤微生物對煙草質量影響方向的研究取得了相當大的進展,許多微生物農藥和微生物肥料已在煙草生產實踐中得到應用,并取得了明顯的經濟效益和社會效益。
土壤微生物與煙葉品質的關系
參與有機質的合成和分解,改善土壤結構
土壤結構改善可以改進土壤通氣狀況、水分滲透能力,進而可以促進植物生長。土壤微生物通過分解有機質和輔助形成大分子物質,來參與土壤結構的改善。陳華癸等認為,土壤有益微生物活動的加強能夠加速土壤中有機物分解,增加土壤腐殖質數量,促進團粒結構的形成,增加速效養分的釋放和積。細菌、放線菌、真菌的細胞物質及分泌物都是影響團粒形成及其穩定性的因素。其中細菌膠、果膠酸以及許多合成物是粘粒團聚體的典型化合物。我國植煙土壤由于長期使用化肥,導致土層板結,肥力下降,土壤微生物多樣性減少,嚴重影響煙葉質量。有研究表明,大部分細菌生理群包括纖維索分解菌在改善土壤環境、提高土壤肥力方面起著重要作用。
促進養分循環和有效性,提高煙葉質量
在土壤—植物生態系統中,土壤微生物作為最活躍和具有決定性影響的組分之一,積極參與生態系統的物質和能量循環,對土壤養分的轉化和供應起著重要的作用。土壤微生物通過對有機質的取食和分解實現有機質中養分的轉化,進一步通過土壤生物所參與的、和其它元素的循環將有機質轉化為植物所需的養分,進入植物新的組織。
煙草作為一種需鉀、磷較多的經濟作物,土壤養分不僅影響煙株的生長發育,而且直接影響煙葉的質量。土壤中雖然存在大量的鉀、磷元素,但絕大部分是無效或緩效的,很難被煙株吸收利用。利用微生物使土壤中難溶性礦質鉀、磷元素變為植物易吸收的速效鉀、磷等營養元素,已經得到廣泛研究和應用。
蔣先軍等研究發現硅酸鹽細菌對鉀、磷等元素有特殊的利用能力,它對土壤中難溶性鉀、磷有很強的利用能力,能明顯地促進土壤中N、P、K養分的轉化,從而在作物生長發育期間為作物提供速效鉀、磷等營養元素,提高煙株對磷、鉀及氮的吸收,同時具有活化土壤中Si,Fe,Mn等元素的能力,滿足作物生長發育的需要。施用硅酸鹽細菌不僅能顯著地提高煙葉的產量,也能使煙葉內鉀含量明顯提高。
李智等提出,煙草葉面噴施放線菌菌肥5406能增強煙草的光合作用、增加葉綠素含量、促進生長、提高對花葉病的抗性。研究表明,合理使用生物固氮菌可以顯著提高烤煙產量和煙葉質量。盧江平等認為煙草苗期施用固N菌可促進幼苗生長、大田期施用固N菌煙葉成熟期延長。
防治煙草病害
有益微生物用于病害防治是煙草生產中微生物應用的主要內容,其防治對象主要有真菌、細菌和線蟲病。在已經研究和應用的拮抗真菌中,木霉菌是最重要的一種,已經成為廣泛研究和應用的一類拮抗真菌。木霉制劑已經廣泛用于煙立枯病、猝倒病的生物防治,對煙草其它真菌病害如煙草黑脛病、煙草赤星病等也具有較好的防治效果。在煙草真菌和細菌病害的拮抗真菌研究和應用取較大進展的同時,煙草寄生線蟲的真菌控制研究也有了很多成果。經過對食線蟲真菌的大量前期研究,我國食線蟲真菌生防制劑已經在生產中進行了大面積的試驗示范,對煙草根結線蟲防治取得了很好的防治效果。
植物根際拮抗細菌是一類與植物關系密切的微生物,可在植物根部定殖存活并可通過多種機制控制植物病害。利用植物根際拮抗細菌控制植物病害是一個很有發展潛力的研究方向,目前在根際拮抗細菌防治煙草病害方面已經做了大量工作。植物內生細菌作為植物病害的生防菌是一個新的研究熱點,內生細菌存在于植物體內,有充足的營養來源,具有相對穩定的生存環境,受復雜外部環境的影響較小,與病原菌同存于相同的環境中,因而具有很大生防潛能。某些菌還有多重拮抗活性,可抑制多種病原菌。煙草拮抗內生菌能拮抗多種病原,并對病原菌具有多樣的作用方式,包括抑制菌絲生長、游動孢子游動、萌發等,而且某些菌株代謝物還具有明顯的誘導抗病作用心。煙草內生拮抗細菌以其存在環境和自身的優勢有可能成為以后煙草病害生物防治的重要資源。
提高煙草安全性
土壤微生物能降解無機、有機污染物,減輕污染物對植物的毒害,為植物的生長提供一個良好的生態環境。由于長期使用化學肥料和農藥以及一些工廠廢氣、廢水、廢渣的不規范排放,使得土壤中的有機、無機污染物日益增多,降低了土壤的肥力,抑制植物的生長甚至毒害植物使之死亡。對于無機污染物來說,主要是一些重金屬的污染如汞、鉛、銅、鋅、鉻和鎘的污染微生物能將重金屬進行轉化,微生物的這些功能將為植物創造一個良好的生長發育環境,降低了污染物對植物的影響。對于煙民來說,吸煙也是一個重要的暴露源。有研究表明,香煙的主流煙霧中含有9種一級致癌物質,包括As,Cd等元素。
AM真菌可以通過直接作用和間接作用提高宿主植物對(非)重金屬毒害的耐性,作用主要有:通過菌絲對重金屬的“過濾”作用避免重金屬對植物組織造成傷害。間接作用主要有:可以改善宿主植物的礦質營養狀況,尤其是P,從而促進植物的生長,降低植物對(非)重金屬的積累。另外,也會影響宿主植物對重金屬的耐性、運輸和累積。
展望
土壤微生物在促進煙草生長、提高煙葉品質方面是有積極的作用。如果合理利用土壤微生物的這些特性,充分發揮土壤微生物的優勢,其作用是不可估量的。基因重組技術的日益成熟,會利用這一技術來改造微生物。利用病毒作為轉基因的載體,可以將一些抗病或高產的目的基因轉入煙草細胞中,從而提高煙草的抗病蟲害能力并提高產量。
參考文獻:
[1] 劉恩科,趙秉強.長期施肥對土壤微生物量及土壤酶活性的影響[J].植物生態學,2008,32(1):176-182.
[2] 陳華癸,樊慶笙.微生物學[M].北京:中國農業出版社,1996:23-67.
[3] 亞歷山大.廣西農學院農業微生物學教研室組,土壤微生物學,1983.
[4] 麥克拉倫AD.彼德森GH.斯庫金斯 J.閹九康.關松蔭.王維敏.土壤生物化學 1984.
[5] 董莉.于鳳霞.羅宏偉 有機肥料的作用[J].吉林農業,2004(8):20-26.
[6] 馮國勝.活化有機肥對煙草根系生長和根際土壤微生物數量的影響[J].河南農業科學,2009(11):69-72.
[7] 錢曉剛,楊俊.煙草營養與施肥[M].貴陽:貴州科技出版社,1998.
[8] 杜秉海,李貽學,宋國菡等.煙田土壤微生物區系分析[J].中國煙草,1996,(2):30-32.
[9] 張福鎖,龔元年,李曉林.土壤與植物營養研究新動態(第三卷)[M].北京:中國農業出版社,1995.
[10] 蔡燕飛,廖宗文.土壤微生物生態學研究方法進展[J].土壤與環境,2002(2):38-44.
[11] 蔣先軍,黃昭賢等.硅酸鹽細菌代謝產物對植物生長的促進作用.西南農業大學學報,2000,22(2):116-119.
[12] 盛下放,黃為一等.硅酸鹽菌劑的應用效果及其解鉀作用的初步研究[J].南京農業大學學報,2000,23(1):43-46.
[13] 李智.5406抗生菌肥特性及使用方法[J].生物加工過程,2003,1(2):50-52.
[14] 閻啟富.共生性固氮菌在山地烤煙上的應用[J].煙草科技,1997(4):39-43.
[15] 盧江平,李安源等.生物固氮菌在烤煙上的應用[J].煙草科技,1996(6):36-37.
[16] 楊合同,唐文華,Ryder M.木霉菌與植物病害的生物防治[J].山東科學,1999,12(4):7-20.
[17] Lewis J A, Papavizas G C. Application of Trichoderma and Gliocladium in alginate pllets for control of Rhizoctonia damping-off [J]. Plant Pathology, 1987, (36):438-446.
[18] Cole J S, Zvenyika Z. Integrated control of Rhizoetonia solani and Fusarium solani in tobacco transplants with Tfichoderma harzianum and triadimenol [J]. Plant Pathology, 1988, 37(2): 271-277.
[19] Sivan A, Elad Y, Chet I. Biological control effects of a new isolate of Trichoderma harzianum on Pythium aphanidermatum [J]. Phytopathology, 1984, 74(4): 498-501.
[20] Hardar Y, Harman G E, Taylor A G. Evaluation of Trichoderma koningii and Trichoderma harzianum form New York soils for biological control of seed rot caused by Pythium spp[J]. Phytopathology, 1984, 74(1):106-110.
[21] 王革,周曉罡,方敦煌,等.木霉拮抗煙草赤星病菌菌株的篩選及其生防機制[J].云南農業大學學報.2000,15(3):216-218.
[22] 王革,李梅云,段玉琪,等.木霉對煙草黑脛病菌的拮抗機制及其應用研究[J].云南大學學報,2001,23(3):222-226.
[23] Liu X Z, Li S D. Fungal Secondary Metabolites in Bio-logical Control of Crop Psets. In: Handbook of Industrial Mycol-ogy(Z. Q. An ed. ), Marcel Dekker Inc., New
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