淡紫拟青霉菌剂对烟叶生长的促进作用及其在生产中的应用

胡晓云,周 思,贺玉广,廖美德*,陈永明,陈泽鹏

(1. 华南农业大学,天然农药与化学生物学教育部重点实验室,广东 广州 510642;2. 广东省烟草南雄科学研究所,广东 南雄 512400;3. 广东省烟草公司,广东 广州 510640)

【研究意义】烟草是一种重要的经济作物，在国民经济和财政收入中，占有举足轻重的地位[1]。为了提高烟草产量，大量化学合成的生长调节剂被广泛应用于烟叶生产。但是，化学合成生长调节剂的大量使用在提高烟草产量的同时，也带来一些诸如导致植物内源激素失衡、影响烟草品质、环境污染、土质下降和农药残留等问题[2-3]。因此，开发新型的天然源植物生长调节剂为人们所关注。【前人研究进展】淡紫拟青霉[Pacilomyceslilacinus(Thom) Samson]属半知菌〔纲〕、丝孢菌目、丝孢菌科、拟青霉属，是世界公认的植物线虫生防菌[4-7]。近来研究表明，对多种农作物害虫[8-10]、病原菌[11-13]有控害效能。淡紫拟青霉PL-HN-16 菌株是廖美德课题组分离获得的菌株，研究发现该菌株能产生一低浓度促进植物生长，高浓度抑制植物生长的功能蛋白，并命名为类植物生长素功能蛋白，其分子量为14 kDa，对水稻、番茄、菜心等多种供试植物有效[14-15]。【本研究切入点】淡紫拟青霉产生的类植物生长素功能蛋白对烟草促生作用缺乏系统研究。【拟解决的关键问题】通过育苗、盆栽及大田试验研究淡紫拟青霉菌剂对烟草生长的影响，本文就淡紫拟青霉PL-HN-16麸皮菌剂在烟草生产过程中的不同阶段及其应用效果做一报道，旨在为进一步开发高效、安全的新型植物生长调节剂提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

大田试验于广东省韶关市南雄市古市镇溪口村进行。地理位置为北纬25.12°、东经114.3°，气候条件为亚热带季风气候，全年平均气温为18.8 ℃，年降水量1500 mm，年平均日照1542.6 h。土壤由紫色砂岩和紫色砂页岩风化而成，呈中性至微碱性，土壤质地疏松，土层浅薄，通透性良好，有机质含量在1 %左右，氮含量低，磷、钾含量高。

1.2 试验材料

供试烟草品种：粤烟97,广东省烟草南雄科学研究所提供。

淡紫拟青霉PL-HN-16 菌株(Paecilomyceslilacinus)：天然农药与化学生物学教育部重点试验室保存。

育苗基质主要成分是草炭与蛭石混合而成，有机质含量58 %～72 %，腐殖酸40 %～50 %，pH 5.8～6.5。

1.3 试验设计与方法

1.3.1 淡紫拟青霉菌剂制备 种子培养：取适量麸皮，按麸皮(W)∶水(V)=1∶1的比例混合均匀，装入锥形瓶中，经121 ℃高压湿热灭菌后，接种淡紫拟青霉PL-HN-16菌株，于恒温培养箱(28 ℃)中培养4 d，得到种子培养物。

1.3.2 育苗试验 淡紫拟青霉菌剂对烟苗生长试验于2014年3月4日至5月5日在南雄烟草科学研究所温室进行。

定量称取育苗基质和PL-HN-16麸皮菌剂，分别配制成0.5 %、1.5 % 和2.5 % 3个不同浓度，以育苗基质为空白对照，以含1.5 %麸皮的育苗基质为试验对照。将基质和麸皮菌剂混合均匀后，分装到育苗盘中，按照研究所制定的育苗方法，每穴1粒烟草种子，将育苗盘至于带水的育苗池内，定期观察种子萌发时间和新叶长出时间。分别于30、60 d时，随机抽取10株烟苗，测量并记录其株高、最大叶长和叶宽。

1.3.3 室内盆栽试验 室内盆栽试验是依据苗期试验结果，于2014年5-9月间，在天然农药与化学生物学教育部重点实验室的温室内完成。

将市售盆栽试验用土，经121 ℃高温湿热灭菌20 min，冷却后备用。称取适量无菌试验用土和PL-HN-16麸皮菌剂混合均匀，配制成添加量分别为0.5 %，1.0 %和1.5 %的试验用栽培基质，并分装到直径13 cm的培养盆中。选取长势一致的烟苗(4片真叶)移栽、定植到培养盆。每组6个重复，并以不添加菌剂的营养土为对照处理。在25 、35 、45 d 时测量叶长、叶宽。

1.3.4 大田试验 2013年2月20日至5月10日在南雄市古市镇溪口村进行了预试验，试验结果显示每株施15 g菌剂表现出抑制作用。2016年2月27日至5月15日，结合2013年预试验的结果，在南雄市古市镇溪口村进行了大田应用试验。

依据前期研究结果，采用在烟苗移栽时，穴施的试验方案。试验设置PL-HN-16麸皮菌剂添加量分别为5、10 g/株2种处理组，以不加菌剂的栽培苗为对照组，每组处理60 株烟苗，3次重复。于烟苗打顶前，移栽60 d 时随机选取各处理烟株10株，测量其第3片叶和最大叶的叶长、叶宽、株高以及叶片数。于烟苗打顶后，移栽90 d 时随机选取各处理烟株10株，测量其前3片叶的叶长、叶宽。

1.4 烟叶质量评价指标与分析方法

化学成分测定指标包括总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯、蛋白质、氮碱，测定方法见参考文献[16-18]。

D500能够设置更高的ISO设置，不过我们发现超过ISO 25600的情况下，照片可用度非常低，两者高感画质相近。

表1 播种30 d后PL-HN-16菌剂对烟苗的影响Table 1 Effects of PL-HN-16 agent on tobacco seedling stage after 30 days

注：数值=平均值+SE，数值后字母为应用SPSS 13.0 进行Duncan 新复极差分析，小写字母表示P< 0.05，下同。

Note: Value =Average length ± SE，and subsequent letters using SPSS 13．0 Duncan analysis， lowercase letters areP< 0.05, the same as below.

评吸质量评价主要指标有香型、香气质、香气量、杂气、浓度、劲头、浓度、杂气刺激性、余味，量化评定方法见参考文献[16-17]。

1.5 数据分析

利用SPSS 和Excel 2007 统计软件进行数据的处理及差异分析，差异性比较采用Duncan 新复极差分析。

2 结果与分析

2.1 PL-HN-16菌剂对烟草育苗的影响

从表1可知，播种30 d 后，0.5 %和1.5 %菌剂处理组的烟苗比空白对照组在最大叶长上分别高11.0和2.7 mm，促进率分别为44.53 %和10.93 %，在0.05水平上差异性不显著；在最大叶宽上分别高5.8和0.3 mm，促进率分别为36.94 %和1.91 %，在0.05水平上差异性不显著。而2.5 %菌剂处理组的烟苗比空白对照组在最大叶长、最大叶宽等生理指标上表现出一定生物抑制作用，但在0.05水平上差异性不显著。

由表2可知，播种60 d 后，0.5 %和1.5 %菌剂处理组的烟苗比空白对照组在株高上分别高2.65和0.29 cm，促进率分别为54.41 %和5.95 %，在0.05水平上差异性显著；在最大叶长上分别高1.1和0.26 cm，促进率分别为10.12 %和2.39 %，在0.05水平上差异性显著；在最大叶宽上分别高0.62和0.53 cm，促进率分别为11.72 %和10.02 %，在0.05水平上差异性显著；在最大叶面积分别高8.45和4.7 cm2，促进率分别23.13 %和12.87 %，在P<0.05水平上差异性显著。而2.5 %菌剂处理组的烟苗比空白对照组在株高、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积等生理指标上的抑制率分别为10.67 %、13.81 %、9.07 %和21.68 %，在0.05水平上差异性显著。说明PL-HN-16菌剂在烟草苗期表现出明显的高浓度抑制生长，低浓度促进生长的作用。

2.2 PL-HN-16菌剂对盆栽烟草生长的影响

由表3可知，不同浓度菌剂处理对烟草生长均有促进作用，25 d时各处理差异不显著，在45 d时，0.5 %菌剂处理的最大叶长、叶宽及叶面积的促进率分别为2.43 %、0.6 %、3.07 %；1 %菌剂处理的最大叶长、叶宽及叶面积的促进率分别为4.23 %、1 %、5.90 %；1.5 %菌剂处理的最大叶长、叶宽及叶面积的促进率分别为8.47 %、10.98 %、20.33 %。1.5 %菌剂处理烟草促进效果较好。

2.3 PL-HN-16菌剂对大田烟草生长的影响

从表4可以看出，移栽60 d后5和10 g/株处理组的烟苗长势明显优于对照组，有很好的促生效果；其中10 g/株处理组与对照组比较，株高增高了15.23 %，第3片叶长增多了14.16 %，第3片叶宽增多了31.12 %，第3片叶面积增加了50.31 %(P<0.05)，差异显著。从表5中可以看出，移栽60 d后10 g/株处理组与对照组相比，最大叶长增多了8.54 %，最大叶宽增多了6.07 %，最大叶面积增加了14.72 %(P<0.05)，差异显著。

表2 播种60 d后PL-HN-16菌剂对烟苗的影响Table 2 Effects of PL-HN-16 agent on tobacco seedling stage after 60 days

表3 盆栽试验中PL-HN-16菌剂对烟草的影响Table 3 Effects of PL-HN-16 agent on tobacco seedling in pot experiment

表4 移栽60 d后PL-HN-16菌剂对烟草的影响Table 4 Effects of PL-HN-16 agent on the third leaf of tobacco after 60 days

表5 移栽60 d后PL-HN-16菌剂对烟草最大叶的影响Table 5 Effects of PL-HN-16 agent on the maximum leaf of tobacco after 60 days

表6 移栽90 d后PL-HN-16菌剂对烟草前3片叶的影响Table 6 Effects of PL-HN-16 agent on the first three leaves of tobacco after 90 days

表7 主要经济性状统计结果Table 7 Statistical results of main economic traits

表8 烟叶化学成分分析结果Table 8 Analysis results of tobacco chemical components

如表6所示，移栽90 d后，5和10 g/株处理组的烟草长势明显优于对照组，有较好的促生效果。其中10 g/株处理组与对照组相比，前3片叶叶长分别增加了4.46 %、10.09 %、12.81 %，叶宽分别增加了9.16 %、14.22 %、14.17 %，叶面积分别增加了25.22 %、24.49 %、26.06 %(P<0.05)，差异性显著。

2.4 PL-HN-16菌剂处理对烟草主要经济性状的影响

从表7可知，与对照比较，5 g/株处理烟叶每666.7 m2产量增加3.51 kg，上等烟比例增加12.61 %，均价增加了1.80元/kg，每666.7 m2产值增加了285.99元；10 g/株处理烟叶每666.7 m2产量增加14.01 kg，上等烟比例增加16.25 %，均价增加了2.20元/kg，每666.7 m2增加了589.34元。说明2种处理对烟叶产量的提高有一定的效果。

2.5 PL-HN-16菌剂处理对烟叶化学成分的影响

从烟叶化学成分分析结果(表8)可以看出，与对照比较，2种处理C3F烟叶总糖、还原糖和烟碱含量均有所降低；烟叶钾含量有所增加，糖碱比有所上升；5 g/株处理B2F烟叶总糖、还原糖有所增加，烟碱含量有所降低，糖碱比上升。10 g/株处理B2F烟叶总糖、还原糖有所增加，烟碱含量有所增加，糖碱比有所下降。总体来说对照组与处理组差异不大，即淡紫拟青霉菌剂能促进烟草生长但对其化学成分影响不大。

2.6 PL-HN-16菌剂处理对烟叶感官质量的影响

从表9可知，与对照烟叶比较，5 g/株处理烟叶香气量有所增加，浓度、劲头增加，杂气、刺激性、余味差异不大；10 g/株处理C3F烟叶香气量有所增加，浓度、劲头较大，余味较舒适，10 g/株处理B2F烟叶感官质量与对照烟叶差异不大。

3 讨 论

利用淡紫拟青霉进行线虫防治在国内外均有报道，但对其促进植株生长的作用缺乏深入研究。

表9 烟叶原烟感官质量评价结果Table 9 Sensory quality evaluation of tobacco

大量的研究认为，其促植物生长功能是植物根结线虫被灭杀后的结果[19-22]。但Voinove-Raikova等[23]报道淡紫拟青霉能够产生吲哚乙酸(IAA)，刘杏忠等[24]认为淡紫拟青霉发酵液有类似生长素和细胞分裂素的作用，对植物生长有显著的调控作用。刘会清等[25]研究发现在生物有机肥中加入适量的淡紫拟青霉菌剂作为基肥能促进植株生长，使黄瓜叶面积，茎粗，茎节数、株高以及产量分别增长了65.05 %、4.76 %、0.87 %、6.61 %、9.56 %。

目前的植物激素和植物生长调节剂主要是结构简单的小分化学物质。自1991年人们发现番茄叶片中发现内源性多肽类激素Systemin以来，植物多肽类激素的研究成为人们研究的热点，但对于外源性植物蛋白类激素的研究报道较少。本课题组发现类植物生长素功能蛋白是淡紫拟青霉在培养过程中代谢产生的一种胞外蛋白，能够促进多种作物生长，是一种天然的植物生长调节剂。

随着人工合成植物生长调节剂的大量使用，也暴露出危害农业生产等诸多问题，主要表现在内源激素与外源调节剂之间的不亲和性，多次使用容易影响农产品的品质和效益，造成环境污染，引起植物生长不平衡等；其次，随着人们对自身健康的日益重视，外源激素在烟叶中的残留与毒害，已经被人们所关注。淡紫拟青霉麸皮菌剂不污染环境且对人蓄无害，这将成为未来农药的研究方向，具有较大的发展潜力。生物防治绿色无公害并且无残留符合未来农业的发展趋势。因此可以通过进一步研究将淡紫拟青霉开发成一种安全、防病、促生以及增产的一种新型微生物农药，具有广阔的发展前景。

4 结 论

本试验系统分析了施用不同浓度淡紫拟青霉菌剂对烟草生长的影响。结果发现淡紫拟青霉菌剂对不同时期烟草生长均具有促生效果，在一定程度上提高烟草品质，并显著地增加了烟草产量。其中，育苗试验表现出低浓度促进生长，高浓度抑制生长现象，盆栽试验中施用1.5 %淡紫拟青霉麸皮菌剂促生效果较好，大田试验中10 g/株处理组效果更加显著，第3片叶和最大叶面积分别增加了50.31 %、14.72 %，打顶后前3片叶的叶面积均增加20 %以上，每666.7 m2增加了589.34元。

致谢：广东省烟草专卖局(公司)烟叶生产处、韶关分公司为研究提供的基金支持；广东省烟草南雄科学研究所为本研究的大田试验中提供了技术方案，并完成了试验烟叶的烤制、分级和质量评价等工作，在此一并表示感谢。

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