烟草青枯病发病烟株根际土壤细菌群落分析

  目的  研究青枯病发生对根际土壤细菌群落组成的影响, 探明影响根际土壤细菌群落的环境因子。  方法  采用宏基因组学高通量测序技术, 比较发病烟株和健康烟株根际土壤细菌群落差异。  结果  (1) 健康烟株根际土壤细菌Ace指数、Chao指数和Shannon指数有高于发病烟株的趋势, 而Simpson指数有低于发病烟株的趋势; (2)发病烟株根际土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和链霉菌属(Streptomyces)等益生菌减少, 而劳尔氏菌属(Ralstonia)和Rudaea等病原菌增加; (3)土壤pH、有效磷(AP)、交换性钙(Ca)和有效铜(Cu)含量在发病烟株根际土壤中显著减少, 而速效钾(AK)含量显著增加。  结论  与健康烟株根际土壤相比, 发病烟株根际土壤细菌多样性、有益菌丰度、土壤pH和养分含量都较低; pH、P、K、Ca、Cu是对根际土壤细菌群落影响较大的土壤环境因子。      

健康与感染黑胫病烟株根际土壤与茎秆细菌群落结构与多样性

  背景和目的  黑胫病为烟草常见土传病害,当环境条件适宜时,土壤中的病原菌便会侵染烟株导致发病。  目的  研究感染黑胫病前后烟株根际土壤、发病茎秆以及病健交界茎秆细菌群落结构与多样性。  方法  以健康与感染黑胫病烟株根际土壤和茎秆为研究对象,通过PCR技术扩增样本中细菌16S rRNA基因的V3-V4可变区域,采用Illumina Miseq高通量测序技术对扩增片段进行测序,分析健康与感染黑胫病烟株不同部位细菌群落结构与多样性。  结果  感染黑胫病烟株根际土壤细菌群落较健康烟株丰富度增加,但多样性略有降低;发病烟株茎秆发病部位和病健交界部位的细菌群落丰富度和多样性较健康烟株均有增加,发病茎秆病健交界部位增幅显著。门水平上,变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）以及放线菌门（Actinobacteria）等为根际土壤优势菌门,且在健康与感染黑胫病烟株中各优势菌门相对丰度无显著性差异。茎秆样品中变形菌门与蓝细菌门为优势菌门,病健交界茎秆中2者的相对丰度与健康茎秆和发病茎秆存在显著性差异。属水平上,健康与感染黑胫病烟株根际土壤中主要菌属为Candidatus_solibacter、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）等。所有茎秆样品中优势菌属为蓝细菌（norank_c_Cyanobacteria）和劳尔氏菌属（Ralstonia）,病健交界茎秆中蓝细菌相对丰度与健康茎秆和发病茎秆差异显著。  结论  感染黑胫病后烟株各部位细菌群落结构发生改变,细菌群落多样性增加;所有样品中均检测到青枯病病原菌茄科劳尔氏菌,表明烟草黑胫病与青枯病存在混合发生的情况。因此在对烟草黑胫病防治的同时也需加强青枯病的防治。      

微生物菌剂对烟草连作土壤理化性质及土壤胞外酶酶活性的影响

  目的  为研究微生物菌剂对不同连作年限植烟土壤的影响。  方法  以不同连作年限植烟土壤为研究对象,研究微生物菌剂对植烟土壤理化性质、胞外酶活性以及烟草农艺性状的影响,旨在为缓解烟草连作障碍提供参考。  结果  （1）未添加微生物菌剂的土壤随连作年限增加,土壤养分含量有机碳（SOC）、全氮（TN）、有效磷（AVP）、铵态氮（NH₄+-N）和硝态氮(NO₃--N）呈降低趋势,土壤pH值呈下降趋势,介于5.0~6.4;土壤胞外酶过氧化物酶（PER）、酸性磷酸酶（ACP）、纤维二糖水解酶（CBH）活性不同程度下降;同时烟草长势变弱,株高、根、茎、叶鲜重和相同叶位叶片干重、鲜重、叶长和叶宽均呈降低,且均在连作8年达最低。（2）添加微生物菌剂后,土壤有机碳、全氮、有效磷、硝态氮和铵态氮含量呈上升趋势,土壤pH值呈上升趋势,介于6.0~7.1;土壤胞外酶活性得到不同程度改善。  结论  3种外源微生物均能改善土壤胞外酶活性,提高碳循环和氮循环能力,增加土壤养分,促进烤烟生长,缓解连作障碍。      

火土灰对烟草苗期根系生长及根际养分的影响

为明确火土灰对烟草根系生长的影响,采用盆栽试验研究了火土灰不同施用量（CK：不施火土灰,T1：2%火土灰,T2：4%火土灰,T3：8%火土灰）对烟草苗期根际土壤pH、土壤养分、根系形态及烟苗氮磷钾养分吸收的影响。结果表明：（1）与CK相比,不同火土灰处理均能显著提高根际土壤速效钾和有效磷含量,而降低根际pH 0.37~0.59个单位;（2）与CK相比,T1、T2与T3处理烟株地上部干物质量分别增加21.94%、38.76%和80.24%,根系干物质量分别增加67.50%、92.50%和87.50%;施用火土灰处理能显著增加植株根系总根长、根系表面积和根系体积;（3）与CK相比,不同火土灰处理能显著增加烟株地上部氮磷钾积累37.88%~88.05%、48.95%~55.77%和34.16%~109.33%;显著增加根系氮磷钾元素积累量71.17%~97.75%、45.34%~66.91%和87.27%~128.99%。综上,施用8%火土灰在改善土壤养分、增加烟株苗期生物量以及提升烟株养分积累方面均具有显著效果。     

长期定位不同施肥类型对烟田土壤nifH细菌群落结构的影响

  目的  解析长期施肥对烟田土壤中含nifH细菌群落结构和丰度的影响。  方法  通过田间定位试验,研究了长期单一施用化肥（T1）、化肥+稻草回田（T2）和化肥+稻草回田+饼肥（T3）3个处理对烟田土壤无机氮及烟株根际土壤nifH细菌多样性的影响。  结果  ① 长期采用稻草回田并施用饼肥有利于提高植烟土壤无机氮含量;②稻草回田或再增加饼肥处理的烟田土壤中细菌α多样性均高于单施化肥处理;③在细菌群落组成中变形菌门（Proteobacteria）和该菌门下物种的相对丰度最高,且稻草回田并添加饼肥处理最高;④植烟土壤微生物LEf Se进化分支图表明单施化肥、化肥+稻草回田和化肥+稻草回田+饼肥的烟田土壤的细菌优势种群主要是披毛菌目（Gallionellales）、根瘤菌目（Rhizobiales）和柄杆菌目（Caulobacterales）的物种。  结论  长期定位施肥条件下,稻草回田并增加饼肥能够改善烟田土壤无机氮含量,提高细菌群落结构组成和相对丰度。      

有机肥长期定位施用对烟田土壤养分和烟株根际土壤细菌群落的影响

  目的  解析长期施肥对烟田土壤细菌群落结构和丰度的影响。  方法  通过田间定位试验,研究了长期单一施用化肥（T1）、化肥+稻草回田（T2）和化肥+稻草回田+饼肥（T3）等3个处理对烟田土壤化学性质及烟株根际土壤细菌多样性的影响。  结果  ① 长期采用稻草回田并施用饼肥有利于提高植烟土壤有机质、碱解氮和速效钾含量,降低土壤pH值;②稻草回田或再增加饼肥处理的烟田独有OTU个数均高于单施化肥处理;③在细菌群落组成中变形菌门（Proteobacteria）和该菌门下物种的相对丰度最高,且稻草还田并添加饼肥处理最高;④植烟土壤微生物LEf Se进化分支图表明稻草还田或增施饼肥的烟田在细菌门水平无组间显著差异,而单施化肥的烟田存在组间显著差异的疣微菌门（Elusimicrobia）和迷踪菌门（Verrucomicrobia）。  结论  长期定位施肥条件下,稻草回田并增加饼肥能够改善烟田化学性质综合指标,提高细菌群落结构和相对丰度。      

氮素水平对烤烟根系形态、结构及其氮素积累的影响

  目的  探究不同氮素水平对烟株根系发育及地上部氮素积累与分配的影响。  方法  试验设置3个氮素水平: HNL(N 8 g/株)、MNL(N 6 g/株)、LNL(N 4 g/株), 分析不同时期烟株根系结构、生理指标、空间分布及其地上部干物质与氮素积累变化情况, 与氮素利用差异。  结果  与HNL相比, LNL显著提高了根系活力与活跃吸收面积, 不定根数量增加了15.2条, 一级侧根与不定根的平均长度提高了10 cm、6.6 cm, 不定根与一级侧根平均直径与干重降低。降低施氮水平, 根系20~50 cm土层的根长密度与根干重增加, 现蕾期LNL根干重占比较HNL提高了8.32 g。LNL抑制了烤烟地上部生长, HNL成熟期地上部干物质积累量与氮素积累量显著增加, 提高了29.30%、49.06%, 但与MNL差异不显著。  结论  烟株氮素少量缺乏, 烟株通过调节根系形态结构, 增加不定根数量, 提高了根系氮素吸收能力, 对烟株地上部发育影响不显著, 生产上可以通过改变施肥方式与施肥时间, 达到降低氮肥使用量的目的。      

水肥一体化条件下烤烟氮素营养高效利用研究

  目的  为探究水肥一体化技术对烤烟氮素营养利用效率的影响。  方法  试验设置了空白对照（CK）、常规栽培（FP）和水肥一体化（DF）3个处理,通过2年的田间试验和1年的盆栽实验,检测了3个处理不同时期烟株的干物质积累量和氮素吸收量,对比了3个处理不同生育时期烟株根系生长发育情况,并测定了常规栽培（FP）和水肥一体化（DF）处理烟叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）的活性和烤烟氮代谢相关的NITR和GS基因的表达量。  结果  （1）DF处理NR活性在移栽20 d和40 d均明显高于FP处理,分别是FP处理的1.26倍和1.31倍,NITR基因的相对表达量也均高于FP处理,在移栽80 d后,DF处理NR活性大幅下降60.81%,而FP处理下降较缓慢;（2）DF处理较FP处理能显著提高烟株根系活力和根体积,促进烟株根系生长发育和形态建成,使烟株氮肥表观利用率提高了93.21%,氮肥偏生产力提高了15.24%,土壤氮素依存率降低了15.01%;（3）DF处理和FP处理烟株干物质和氮素积累变化规律趋势相同,但DF处理的干物质和氮素积累量以及积累速率均较FP处理有明显提升,且DF处理干物质积累和氮素吸收高峰提前,烟株生育后期氮素调亏,成熟落黄较好,烤后烟叶品质较高。  结论  采用水肥一体化技术可以有效调控烟株对氮素的吸收,提高氮素利用率,对促进烟株干物质积累和产质量的提高有积极的影响。      

不同施肥措施对烟株生长发育及土壤盐分的影响

  目的  为研究不同施肥措施对烟株生长发育及土壤盐分的影响。  方法  以中烟100为供试品种,采用盆栽试验,设置6种施肥处理:不施肥、单施氮肥、氮磷钾肥配施、氮磷钾肥分别增施腐熟秸秆、芝麻饼肥和生物炭,研究不同施肥措施对烟株生长发育和土壤盐分的影响。  结果  （1）与氮磷钾肥配施相比,在移栽后90 d,增施腐熟秸秆处理烟株株高、最大叶面积分别显著增加13%和34%,增施有机物料在增加烤烟产量、产值的同时,还提高了烟叶总糖和还原糖含量,增加烟碱含量,提升两糖比。增施生物炭显著提高烟叶含钾量。（2）各处理土壤可溶性盐组成均以SO₄2-、HCO₃-、Na+和Ca2+为主,水溶性总盐、Cl-和Ca2+在移栽后45~60 d达到最大值。（3）施肥整体增加了总盐含量,氮磷钾肥配施主要增加了土壤含量。（4）增施有机物料降低了总盐含量增和Ca2+含量,对Na+含量的影响随时间而异,增施腐熟秸秆处理增加了Cl-含量,增施生物炭处理增加了K+含量。  结论  施肥措施会促进烟株生长发育,增加土壤总盐含量,氮磷钾肥配施腐熟秸秆或芝麻饼肥有利于脱盐。      

烟草幼苗对复合盐碱的生理响应

  目的  研究烟草幼苗在复合盐碱处理下的生理代谢变化。  方法  以n（NaCl）:n（Na₂SO₄）:n（NaHCO₃）=1:1:1的比例,设置5个质量浓度复合盐碱处理,测定各处理烟苗根系指标和叶片生理指标。  结果  1）随着复合盐碱浓度增加,烟苗总根长呈降低趋势,根表面积、根尖数和根活力都表现出先升后降趋势;2）低浓度短时间盐碱处理促进叶绿素积累,时间延长或浓度增加使叶绿素含量下降;3）随处理浓度升高和时间延长,叶片含水率下降,MDA含量和相对电导率升高,可溶性糖和脯氨酸含量先升后降;4）低浓度盐碱处理ABA含量变化不明显,ZR含量下降,高浓度盐碱处理时这两种激素含量均有升高趋势。  结论  0.3%复合盐碱、短期的复合盐碱处理可促进烟苗的生长,盐碱胁迫时间延长或浓度升高则会影响烟株正常生长发育。      

秸秆生物炭对烤烟生长发育、土壤有机碳及酶活性的影响

为探讨秸秆生物炭在植烟土壤的应用效果,通过盆栽试验研究了不同生物炭添加量对烤烟生长发育、土壤有机碳及酶活性的影响。结果表明,土壤中添加适量生物炭（0.2%~1.0%）有助于烤烟的生长发育,表现为株高、叶面积及地上部茎、叶生物量的增加,而较高的添加量（5.0%）则有抑制作用;但烟株根系发育与此不同,其根系生物量与根冠比随生物炭添加量的增加而增加,其中以添加量5.0%时烤烟根系生物量及根冠比最高。此外,随生物炭添加量的增加,土壤有机碳及活性有机碳含量均呈增加趋势,但活性有机碳的增加效果没有总有机碳明显。土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均随生物炭添加量的增加有不同程度提高,过氧化氢酶活性则下降或变化不大。因此,生物炭施用对烤烟生长发育及土壤生物活性具有重要影响,由于生物炭与土壤的相互作用是一个长期过程,后续还需通过长期定位试验来系统研究其对烟草生长发育的正负效应及其内在机理。     

过氧化钙增氧对漂浮育苗烤烟生长的影响

为解决漂浮育苗过程中烟苗遭受低氧胁迫,研究了过氧化钙增氧的效果以及对烟苗的根系活力、生物量、植物学性状和烟株大田生长的影响。结果表明:营养液中添加过氧化钙可提高溶解氧含量,提高根系活力、生物量和根冠比,缩短移栽后还苗时间,促进大田烟株生长。其中,过氧化钙浓度为450 g/m3的处理效果最好,与对照比,根系活力、总生物量干重、根冠比显著提高了87.5%、18.8%、14.15%,烟苗移栽后,还苗时间缩短3.4 d,自然株高提高12.1 cm。      

不同有机物料对土壤和烟叶主要质量指标的影响

通过大田试验,研究了施用不同有机物料对土壤碳氮含量和烟叶碳/氮及感官质量的影响。结果表明,施用腐熟麦秸秆、绿肥和绿肥配施菌肥能提高土壤微生物商和前期土壤中有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮含量,土壤微生物量碳/微生物量氮平均值在5左右。烟叶质量分析表明,烟叶碳/氮在移栽后60 d前增长缓慢,之后进入快速增长期,烘烤后下降,烤后烟叶感官质量得到改善。相关分析结果表明,土壤碳氮含量与评吸总分呈显著或极显著正相关,烟叶碳/氮与评吸总分不存在线性相关关系,但与香气量、刺激性、余味和劲头呈负相关,与香气质、浓度呈正相关。综合分析,以绿肥配施微生物菌剂的处理效果最好。     

恩施典型烟田烤烟生长期土壤呼吸变化与碳平衡

采用静态箱-红外CO₂分析法研究了烟田垄体土壤呼吸、土壤微生物呼吸和垄间土壤呼吸在烤烟生长期的变化特征以及垄体土壤呼吸组分的贡献率,估算了烤烟生长期烟田生态系统碳平衡。结果表明,受烤烟生长和土壤温度的影响,垄体土壤呼吸速率具有明显的生长期变化特征,还苗期与伸根期土壤呼吸速率增长较慢,后期土壤呼吸速率逐步增大,在移栽后第107天达到最大值C 256.8 mg/(m²·h)。土壤微生物与垄间土壤呼吸速率在烤烟生长期变化较小。垄体土壤呼吸及其组分和垄间土壤呼吸在10 cm土层温度的Q₁₀值大小顺序为:根系呼吸>垄体土壤呼吸>土壤微生物呼吸>垄间土壤呼吸。整个烤烟生长期根系呼吸与土壤微生物呼吸占垄体土壤呼吸的均值分别为44.2%、55.8%,净初级生产力碳固定量C 2975.9 kg/hm²,土壤异养呼吸碳释放量C 1409.1 kg/hm²,烟田生态系统净碳输入C 1566.8 kg/hm²。     

低钾胁迫下不同钙浓度对烟草钾吸收的影响

为探讨低钾胁迫下钙对烟株生长发育及钾素吸收的影响及其机制,通过室内水培法,以烟草品种K326为试验材料,设置2个钾水平和6个钙浓度,分别测定烟株生理特征、根系钙离子含量和ATPase活性及烟株各部位钾含量。结果表明,不同钾水平对烟株生长发育及钾吸收影响显著,低钾水平下的烟株地上部及根系物质量、烟株生理指标及各部位钾含量均低于常钾水平,低钾胁迫下烟株地上部及根系钾含量分别降低了71.80%~25.63%和88.68%~45.47%。同一钾水平下,随着钙浓度的升高,烟株各部位物质量、烟株生理指标、烟株各部位钾含量呈现先升高后降低的趋势。低钾胁迫下,烟株各部位物质量、叶片和根系可溶性蛋白含量、叶片POD和CAT酶活性及烟株各部位钾含量以钙浓度为5 mmol/L时表现最佳,其中根系钾含量达到7.323 mg/g。低钾胁迫显著影响烟株生长发育及钾吸收,外界适当的Ca²⁺浓度可以促进烟株K⁺吸收,但过高的Ca²⁺浓度则会对烟株K⁺吸收产生抑制,水培条件下钙浓度为5 mmol/L时最利于烟株生长发育及钾吸收。     

结晶肥在烟草生产中的应用研究

连续4年在大田和盆钵试验条件下,进行了结晶肥与烟草专用复肥(简称复肥)对烟草肥效及其在土壤中释放动态的研究,以及对土壤微生物数量、氨的挥发、速效氮素动态等影响的研究。结果表明,施肥后1~20d内结晶肥比复肥平均每天减少氨挥发0.70~0.86mg/盆;前者无土表"结霜"现象,后者随土壤水分散失有明显的土表"结霜"现象。与复肥比,结晶肥能增加土壤细菌数量数10倍且持续1月余,养分释放动态与烟草的营养阶段性相吻合。烟草团棵时,结晶肥比复肥处理显著增加鲜叶内NO₃-N含量及烟株根系氧化力,对叶绿素含量和光合速率也有增加趋势。从田间试验可以看出,因肥料损失少,用氮量相等时,结晶肥增产从1996年的17.9%增加到1997年的20.3%;从1998年的18.7%增加到1999年的25.3%。降低N、P、K三要素用量各25%后与各自的复肥对照处理相比,芜湖点3年分别增产9.9%、14.3%、11.4%;五峰点增产7.6%(牛庄,1998)、8.6%(茅坪,1998)、10.8%(湾潭,1999)。用氮量相等时,结晶肥增值14.8%(1996)~32.9%(1997);23.2%(1998)~27.6%(1999)。降低三要素用量各25%后与各自的复肥对照相比,芜湖点3年分别增14.4%,24.6%,10.9%。五峰点可增值11.2%(牛庄,1998)、10.1%(湾潭,1999)、19.1%(茅坪,1998).结晶肥能降低施肥用量,提高肥料利用率,具有明显的增产及改善烟叶品质的效果。另外,NO₃-N在高山区流失较多,对烟草的增产增值效果不及等量的结晶肥效果明显。      

感染青枯病与黑胫病烟株的根际土壤、根及茎秆微生物代谢特征分析

为明确感染青枯病、黑胫病烟株的根际土壤、根及茎秆中微生物代谢特征,采用Biolog-ECO代谢表型技术研究了微生物群落对6类31种碳源的代谢情况。结果表明：(1)同一烟株的根际土壤、根、茎秆中微生物的碳源代谢能力依次减弱;烟株感病后根和根际土壤中微生物对6类碳源的利用率无显著变化,茎秆微生物对多聚物类、氨基酸类和酚类碳源的利用率提高。(2)感染青枯病、黑胫病烟株根和根际土壤微生物均能代谢31种碳源;感染青枯病烟株茎秆微生物对除2-羟基苯甲酸以外的30种碳源均能正常代谢;感染黑胫病烟株茎秆微生物不能代谢D-甘露醇、葡萄糖-1-磷酸盐、D-葡萄糖胺酸等10种碳源。(3)感染黑胫病烟株的根和根际土壤微生物的平均颜色变化率（Average well color development,AWCD）显著低于健康烟株,茎秆微生物AWCD值略高于健康烟株;感染青枯病烟株茎秆微生物的AWCD值显著高于健康烟株,根和根际土壤微生物AWCD值与健康烟株无显著差异。(4)感病烟株的根和根际土壤微生物的香农-威纳指数（Shannon-Wiener）、辛普森指数（Simpson）和皮诺（Pielou）指数较健康烟...     

文山烟区土壤和烟叶氯素特征及影响因子研究

为深入了解文山植烟土壤和烟叶水溶性氯含量分布状况,并解析其影响因素,采用GPS定位技术采集了276份土壤和381份烟叶,对土壤氯和烟叶水溶性氯含量进行测定,采用经典统计学和地统计学方法,对其分布及部分影响因素进行了研究。结果表明,该烟区土壤水溶性氯平均含量为13.81 mg/kg,61.95%区域氯元素含量在适宜范围内（10.00~30.00 mg/kg）;烟叶水溶性氯含量普遍较低,平均含量为0.15%,变异系数为113.33%,仅有8.66%的烟样氯含量在适宜范围（0.30%~0.80%）,低（0.10%~0.30%）和极低（<0.10%）的烟样占比分别为37.27%和51.71%。降水的强淋溶作用是导致文山烟叶氯元素偏低的重要原因。因此,文山烟区土壤氯元素含量适宜烤烟种植,但烟叶氯素含量均偏低,建议适当加强含氯肥料的施用,并做好对氯元素的动态监测,以提高烟叶品质。     

外源钙对二氯喹啉酸胁迫下烤烟叶片生理特性的影响

采用盆栽试验研究了不同浓度CaCl2溶液对二氯喹啉酸胁迫下烟叶中纤维素酶活性、吲哚乙酸氧化酶活性、ATP酶活性、可溶性蛋白含量及SDS-PAGE电泳的影响.结果表明:二氯喹啉酸胁迫的烟叶与正常烟叶相比,烟叶中纤维素酶活性和吲哚乙酸氧化酶活性增高,ATP酶活性降低,可溶性蛋白质含量减少.受害烟株喷施不同浓度CaCl2溶液后,比不喷施CaCl2溶液的受害烟叶中纤维素酶活性及吲哚乙酸氧化酶活性降低,ATP酶活性升高,可溶性蛋白含量增大.烟叶中蛋白质的不连续SDS - PAGE电泳图谱显示,与正常烟株相比,受害烟叶前期分子量为50 kDa和56 kDa的两条可溶性蛋白条带消失,喷施CaCl2溶液使50 kDa的条带恢复,而且喷施CaCl2溶液15 d时产生了分子量为120 kDa新蛋白.表明喷施外源钙对二氯喹啉酸胁迫下的烟叶具有一定修复效应,且浓度为10 mmol/L时效果最明显.