生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用

  目的  探究不同用量的生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用  方法  采用稀释平板法,研究生物炭对青枯菌的吸附作用及对其生长和运动性的影响;盆栽试验研究生物炭对烟草生长及青枯病发病情况和土壤基本理化性质的影响;利用高通量测序技术,比较各处理土壤细菌群落差异。  结果  （1）生物炭对青枯菌具有抑制作用,可吸附青枯菌、抑制其生长及运动性,用量超过1.5%时效果显著;（2）生物炭提高了土壤pH、有机质、速效磷和速效钾含量,利于烟草的生长。相关性分析发现,生物炭对土壤pH和化学性质的改善,是抑制烟草青枯病发生的主要原因;（3）生物炭提高了根际土壤微生物群落的Alpha多样性和放线菌门中链霉菌属的相对丰度;（4）根际土壤细菌结构的多样性与土壤理化性质有一定的相关性,其中有效钾影响最大。  结论  生物炭通过对青枯菌的抑制作用和对土壤微生态的改善,创造了利于烟草生长的环境条件,减少了烟草青枯病的发生。      

有机肥配施减量化肥对烤烟青枯病及其根际微生物的影响

为改善烟株根际土壤微生物群落结构,减轻由土壤病原菌引起的青枯病危害,通过田间试验,研究了有机肥配施减量化肥(ORF)和常规化肥(CKF)两种施肥处理对烤烟根际土壤微生物、青枯病发病率及烟叶产量和品质的影响。结果表明:与常规化肥(CKF)相比,有机肥配施减量化肥处理提高了烤烟根际细菌、放线菌和微生物总量,降低了真菌、青枯菌以及青枯菌占根际微生物总量的百分比,移栽后55 d和75 d时差异达到显著水平;此外,也显著提高了微生物对碳源总量和不同类型碳源的利用能力,尤其以移栽后75 d的差异最显著。同时,整个烟草生育期ORF处理均降低了烤烟青枯病发病率和病情指数,以移栽后75 d差异最显著,分别降低69.66%和57.08%。两种处理在烤烟产量和品质上虽无显著差异,但ORF处理明显改善了烤烟根际土壤环境。因此,有机肥配施减量化肥能调控土壤微生物群落结构,增强土壤微生物生态系统的稳定性和抑病性,从而改善土壤品质,减轻由土壤微生物引发的烤烟青枯病病害,提高烟叶品质。     

生物炭及海藻肥对烟草生长、土壤性状及青枯病发生的影响

为研究不同用量生物炭及海藻肥对烟草生长及青枯病的影响,以烟草NC102为试验材料,在常年青枯病发生较严重的地块采用完全随机设计,在常规施肥基础上,设置处理CK（空白对照）、BC1（9000 kg/hm²生物炭）、BC2（15 000 kg/hm²生物炭）、BC3（22 500 kg/hm²生物炭）、SW（2250 kg/hm²海藻肥）、BC2+SW（15 000 kg/hm²生物炭+2250 kg/hm²海藻肥）。结果发现,海藻肥和生物炭单一或混合施用均能促进烟草生长,最大量生物炭的处理虽然抑制烤烟团棵期生长,但可以促进烤烟旺长期的生长。生物炭和海藻肥单一或混合施用均显著提高了土壤pH及部分土壤养分含量,降低了烟草青枯病发病率及病情指数,有利于提高烤烟产量和中上等烟比例,协调烟叶化学成分,提升烤后烟叶内在品质。利用Pearson相关系数分析了不同处理土壤理化性质与烟草青枯病病情指数之间的关系,结果发现,适当提高土壤酸碱度可作为酸性土壤主产区防控烟草青枯病、提高烤烟产质量的重要策略。     

海藻多糖与有机物料对烟草青枯病的防控效果

为探究海藻多糖与其他有机物料混合使用对烟草青枯病的防控效果,以烤烟品种NC102为试验材料进行田间试验,设置不同用量海藻多糖与微生物菌肥、草木灰、贝壳粉、生物炭等有机物料的组合处理,分析了不同处理对烟草农艺性状和经济性状、土壤理化性质、烤后烟叶化学成分的影响,以及土壤理化性质与烟草青枯病发病率和病情指数的相关性。结果表明,与对照相比,海藻多糖与有机物料的施用普遍促进了团棵期和旺长期的烟株生长发育,提高了土壤pH和有机质含量,降低了烟草青枯病的发病率和病情指数;烤后烟叶经济性状和主要化学成分也有不同程度的提升。Pearson相关性分析表明,土壤有机质含量和pH与青枯病发病率和病情指数之间存在极显著的负相关关系。500倍海藻多糖稀释液在50~100 mL/株的范围内,用量越高,效果越好;组合处理中草木灰+海藻多糖75 mL/株处理效果最好。通过增加海藻多糖和有机物料,调节土壤pH或增加土壤有机质含量有助于控制青枯病的发生。     

邻苯二甲酸二丁酯降解菌对烟草青枯病的抑制作用

为有效防治烟草青枯病,采用细胞培养和毛细管法研究了烟草化感自毒物质邻苯二甲酸二丁酯对青枯菌的影响及趋化诱导效应,同时采用梯度训化法筛选邻苯二甲酸二丁酯降解菌,并通过盆栽试验测定了邻苯二甲酸二丁酯降解菌处理后的烟草青枯病发病率。结果表明,邻苯二甲酸二丁酯对青枯菌具有趋化诱导作用,并且在低浓度条件下能促进青枯菌生长;筛选的邻苯二甲酸二丁酯降解菌(Acinetobacter sp. Ed2)在土壤中对邻苯二甲酸二丁酯降解效率为51.17%;土壤中添加邻苯二甲酸二丁酯的处理(T1),与对照(CK)相比青枯菌数量显著提高59.89%;经邻苯二甲酸二丁酯降解菌Ed2处理(T2)后,与对照和T1处理相比,土壤中青枯菌数量分别降低84.63%和90.38%,青枯病发病率分别降低52.23%和136.42%。因此,利用邻苯二甲酸二丁酯降解菌消耗土壤中的邻苯二甲酸二丁酯,既减少青枯菌的营养供给,又截断邻苯二甲酸二丁酯对青枯菌的趋化诱导作用,从而显著降低了青枯病发病率。     

生物有机肥对烟草青枯病的防效及对土壤细菌群落的影响

烟草青枯病是一种危害严重的土传性病害,为了防治烟草青枯病,筛选了3株拮抗青枯雷尔氏菌的芽孢杆菌（甲基营养型芽孢杆菌JK3、枯草芽孢杆菌JK4和解淀粉芽孢杆菌JK10）,将其发酵液添加到有机肥中,经二次发酵后获得生物有机肥（SF2、SF4）,施入烟田。结果表明,生物有机肥能较好地防治烟草青枯病,同时促进烟株的生长,SF2、SF4处理的防效分别为82.18%、68.82%。同时,采用高通量测序技术分析了土壤细菌的群落结构,发现生物有机肥显著影响了土壤细菌的群落结构,促进了土壤中有益菌（如鞘氨醇单胞菌属、类芽孢杆菌属、耐热芽孢杆菌、梭菌属等）的增殖。芽孢杆菌和链霉菌的数量也明显增加,推测链霉菌和芽孢杆菌可抑制青枯雷尔氏菌的繁殖,进而控制烟草青枯病的发生。施用添加拮抗芽孢杆菌的生物有机肥是防治烟草青枯病的一项有效措施。     

牡蛎壳粉对烟草根际土壤微生物代谢多样性及青枯病发生的影响

为揭示牡蛎壳粉等土壤改良剂对烟草根际土壤微生物代谢多样性及烟草青枯病发生的影响,通过田间试验,设置牡蛎壳粉、生石灰、草木灰和对照4个处理,研究了不同土壤改良剂对发病地块土壤pH和微生物群落代谢多样性的影响,以及对烟草青枯病的防控效果。结果表明,牡蛎壳粉可以显著提高土壤pH,增强土壤微生物对碳源的利用程度(AWCD),增加微生物代谢多样性(Shannon指数),同时提高土壤微生物群落内物种的均匀度(McIntosh指数)。主成分分析表明,烟草根际土壤微生物群落利用的主要碳源为羧酸类、氨基酸类和碳水化合物类,但不同土壤改良剂处理土壤微生物碳源利用特征存在差异。牡蛎壳粉处理后的地块烟草青枯病发病率最低,较对照降低43.33%。Pearson相关分析表明,土壤pH与土壤微生物代谢多样性指数呈正相关,而与发病率呈负相关。因此,施用土壤改良剂牡蛎壳粉可提高土壤pH和增加土壤微生物代谢多样性,进而提高土壤微生态环境的稳定性,对烟草青枯病起到较好的防控效果。     

酸碱度对烟草青枯菌生长特性的影响

为探究酸碱度对烟草青枯菌生长特性的影响,在混合青枯菌的不同酸碱度土壤中测定烟草青枯病的发病情况。应用qRT-PCR方法测定不同酸碱度条件下烟草青枯菌的消长动态,通过结晶紫法和半固体培养基法分别测定青枯菌的生物膜和运动性在不同酸碱度条件下的变化。结果表明:烟草青枯病在弱酸性和中性(pH 6.0~7.0)土壤中发病严重。烟草青枯菌的消长动态结果显示,青枯菌数量在pH 6.5的土壤中最多,为9.1×108cfu·g~(-1) FW。烟草青枯菌生物膜成膜能力在pH 5.5时最强,pH 7.0时最弱。pH6.5时烟草青枯菌的运动性最强,pH 8.0时最弱。土壤酸碱度通过影响青枯病菌的消长、成膜能力和运动性进而影响烟草青枯菌对烟株的侵染。     

蔗渣生物质炭对蔗田土壤理化性质的影响

本文主要采用蔗渣为生物质原料,经过热解处理制备蔗渣生物质炭,并施用到蔗田土壤中,在实验室条件下分别培养30天和60天,研究其对蔗田土壤理化性质的影响。研究结果表明:蔗渣生物质炭施用于蔗田土壤30天、60天后,蔗田土壤含水率、p H、阳离子交换量、有机质、全氮、全磷和速效磷含量与空白对照组CK相比均有不同程度增加,其中5%施用量的生物质炭处理对土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量有显著影响。     

绿色木霉配施高碳基肥料对烤烟生长及经济效益的影响

为了研究绿色木霉和生物炭的农业应用效果,以NC55为供试烤烟品种,采用单因素随机区组试验设计,在山东省潍坊市烟草试验站进行了绿色木霉配施高碳基肥料的试验。共设4个处理:不施绿色木霉和高碳基肥料;施用绿色木霉;施用高碳基肥料;绿色木霉和高碳基肥料配施。结果表明:(1)绿色木霉配施高碳基肥料显著增大烤烟株高、茎围和单株叶面积;(2)绿色木霉配施高碳基肥料的烟草气候斑点病和烟草花叶病的发病率与对照相比均显著降低。(3)绿色木霉配施高碳基肥料显著提高烤烟的经济效益。综合分析,绿色木霉配施高碳基肥料对促进烤烟生长发育,防治烟田病害,提升烤烟生产的经济效益。     

试验土壤中烟草青枯病菌的RT-qPCR检测分析

为有效防治烟草青枯病,利用实时荧光定量PCR(Real-time quantity PCR,RT-qPCR)技术,对土壤中烟草青枯病菌进行了定量检测,并建立了土壤中烟草青枯病菌的RT-qPCR检测方法。结果表明,该方法对试验土壤青枯菌的最低检测浓度为5×10~2cfu/g土壤,RT-qPCR检测技术对土壤中烟草青枯病菌的灵敏度比常规PCR检测技术提高了10倍。     

深耕和绿肥掩青条件下生物炭对烟叶产质量和土壤养分的影响

为探索深耕和绿肥掩青条件下生物炭对烟叶生产的影响,通过设置大田试验,分析了不同生物炭用量及施用方式对烟株农艺性状、经济性状、烟叶化学成分以及土壤养分和微生物数量的影响。结果表明,深耕或绿肥掩青条件下,施用生物炭可增加烤烟株高、有效叶片数、茎围和叶面积等农艺性状指标,提高烤烟产量、产值和上等烟比例,改善烤烟化学成分的协调性。生物炭可提高土壤有机质、溶解性有机碳、总氮、速效氮、速效磷、速效钾等养分含量。与深耕配施生物炭相比,绿肥掩青配施生物炭更有利于土壤细菌和真菌的繁殖。综合比较,绿肥掩青配合撒施4 500 kg/hm2或穴施750 kg/hm2生物炭对增加豫中烟田的土壤养分以及提高烤烟产质量和经济性状的效果较佳。     

陕西烟草青枯病的病原鉴定

2013年7月在陕西省西乡县韩岭村烟田首次发现疑似烟草青枯病病株,为了解陕西烟草青枯病的发生危害,对陕西省不同烟区的烟草青枯病的发生情况进行全面系统调查,并对田间采集的具有典型青枯病病症的烟草茎部样本进行了病原鉴定。结果表明:陕西省烟草青枯病发生区域为陕南的汉中、安康和商洛的三个种烟区,在延安、宝鸡和咸阳的三个烟区尚未发现,发病于6月上旬,盛发于7月中旬。该病害随温度升高而病情加剧,发病早期田块死苗严重,发病率可高达24.67%,而且有蔓延扩展趋势;通过对烟草茎秆上分离的病原细菌进行形态观察、致病性测定、生理生化性状等常规细菌鉴定技术,结合细菌16S rDNA序列分析,鉴定该病原菌为青枯劳尔氏菌Ralatonia solanacearum。      

烟秆生物质炭对烟草根际土壤养分及细菌群落的影响

通过田间小区试验研究了不同生物质炭用量对植烟土壤养分、微生物多样性和菌群丰度的影响。结果表明,梯度施入烟秆生物质炭提升了酸性土壤pH,促进了土壤有机质及全氮的积累,随着生物质炭用量的加大,土壤pH、有机质含量均有逐步升高的趋势,土壤速效钾释放速率也得到提高。施用烟秆生物质炭后,烟草根际土壤的微生物种类(OTU数)提高了26.4%。优势菌种中,变形菌门所占比例最大,达到47.19%~54.32%。生物质炭施用下,部分有利植物生长的促生菌呈增长趋势。将烟秆生物质炭用于烟田土壤改良,既可提升土壤肥力,又可缓解烟秆不合理利用导致的环境污染问题,但烟秆生物质炭推广应用还有一定的局限性。     

温度、湿度、接菌量及pH对烟草青枯病菌致病力的影响

烟草青枯病菌是土传病原细菌,其致病力易受多种因素影响。采用穿刺法接种离体叶片,系统性地研究了温度、湿度、接菌量和pH对烟草青枯病菌致病力的影响。试验范围内青枯病菌可致病的病原菌数量为1.3~1.3×108 cfu,1.3×108 cfu病斑面积最大;致病的温度范围为20~35℃,最适为30~35℃,病害潜伏期随着温度升高而变短;40%~100%的相对湿度范围内均可发病;致病pH范围为5.0~8.0,最适发病pH为6.0。影响青枯病菌致病力的关键因子为温度和pH,湿度不是青枯病发生的关键因素,结果为研究烟草青枯病发生机制提供了科学依据。     

防止黑胫病新内吸霉剂Dowco 269

由真菌 PhytoPhthora Parasitica var nicotianae.引起的烟草黑胫病是烤烟和白肋烟的主要土壤病害。某些栽培措施对病害增长了感染潜力,诸如:施用石灰使土壤应至 PH6.0;施氮过多;存在线虫的相互作用。采用中抗品种;轮作和土壤化学处理有一定的防治价值。     

烟田土壤带菌量与烟草青枯病发生的相关性分析

为快速、准确测定烟田土壤中青枯劳尔氏菌的数量及监测田间病害的发生动态,基于实时荧光定量PCR技术,构建了一种实时监测烟田土壤青枯劳尔氏菌的方法,并运用该方法检测了临沧、文山烟田土壤中的越冬菌量及青枯病发生时的土壤带菌量。结果表明,内切葡聚糖酶基因的特异引物RSf1/RSr1在烟草青枯劳尔氏菌中的扩增效率高、特异性强,构建的标准曲线C_T值与土壤带菌量具有良好的线性关系,相关系数为0.996 5,扩增效率为93.60%。田间青枯病的病情指数与土壤带菌量的C_T值负相关,病害越严重,C_T值越小。利用建立的qRT-PCR技术对烟田土壤越冬菌量和病害流行期间的土壤带菌量进行多次检测,结果表明越冬菌量与最终病情指数正相关,即越冬菌量越大,病害越严重。     

烟梗(末)有机肥对烟田土壤养分、病害发生及烟叶产质量的影响

为资源化利用废弃烟梗(末),通过连续3年的田间试验,研究了复烤厂废弃烟梗(末)有机肥对烟田土壤养分、病害发生和烟叶产质量的影响。结果表明,在烟梗(末)有机肥与化肥配施的土壤中,有机质含量增加,土壤pH无显著变化,烤烟生长后期土壤碱解氮含量与单施化肥处理相近,但土壤有效磷和速效钾含量显著高于单施化肥处理。烟梗(末)有机肥与商品有机肥均可显著降低烟草花叶病、青枯病、黑胫病及赤星病的发病率及病情指数,且烟梗(末)有机肥与化肥配施的防治效果优于单施烟梗(末)有机肥。烟梗(末)有机肥与化肥配施处理的烟叶产量、产值、均价和上中等烟比例分别比单施化肥处理增加4.82%、3.91%、7.69%和2.42%,且与商品有机肥配施化肥的效果相当。烟梗(末)有机肥与化肥配施的烟叶钾和总糖含量分别比单施化肥处理提高22.51%和12.43%,烟碱含量有所降低。因此,烟梗(末)有机肥具有商品有机肥的肥力效应。     

连续施用不同生物质炭对植烟土壤特性和烤烟品质的影响

为探讨连续施用生物质炭对改良植烟土壤、提高烟叶品质的长期效应,设置不添加生物质炭（CK）、添加烟秆炭（T1）、废弃烟叶炭（T2）和玉米秸秆炭（T3）4个处理,通过连续3年定位试验研究其对植烟土壤pH和CEC值、烟叶外观质量及内在化学成分的影响。结果表明,施用生物质炭能够显著提高土壤的pH和CEC值,提升效果为T2>T1>T3。生物质炭处理的叶片外观质量略优于对照。连续施用生物质炭后烟叶品质显著高于对照,其中T2显著高于T1和T3。随着试验年限的延长,烟叶的总糖、还原糖、总氮含量和氮碱比、糖碱比升高,而烟碱、氯含量和糖氮比降低。整体上废弃烟叶炭（T2）处理更有利于提高土壤pH和CEC值、烟叶化学成分含量及协调性指标。施用生物质炭显著提高土壤理化性质、烟叶内在化学成分含量及协调性,但其效应存在一定的滞后性,随着试验年限的增加,连续施用生物质炭更有利于改良植烟土壤、提高烤后烟叶品质。     

生物质炭对铅锌复合污染土壤修复机理的研究

为研究生物质炭对铅锌复合污染土壤修复的机理,以松木棒炭、玉米秸秆炭、秸秆块炭、花生壳炭、木质颗粒炭和机制木棒炭为重金属钝化剂,以铅锌复合污染土壤为对象,利用盆栽试验研究了不同原材料制成的生物质炭对重金属污染土壤pH、有机质、小白菜体内Pb、Zn含量的影响。结果表明:施用生物质炭可以显著提高重金属污染土壤pH值、有机质含量,施用玉米秸秆炭的效果最佳,小白菜地上部Pb、Zn含量与对照相比显著降低65.3%和41.6%。由此可见,生物质炭是一种能有效降低作物中重金属含量及减轻作物受到的重金属毒害的重金属钝化材料。