烟草在线专稿 土壤微生物生物量既是土壤有机质和养分转化与循环的动力,又可作为土壤中植物有效养分的储备库,它行使着对陆地生命至关重要的功能。目前,土壤微生物对烟草质量影响方向的研究取得了相当大的进展,许多微生物农药和微生物肥料已在烟草生产实践中得到应用,并取得了明显的经济效益和社会效益。
土壤微生物与烟叶品质的关系
参与有机质的合成和分解,改善土壤结构
土壤结构改善可以改进土壤通气状况、水分渗透能力,进而可以促进植物生长。土壤微生物通过分解有机质和辅助形成大分子物质,来参与土壤结构的改善。陈华癸等认为,土壤有益微生物活动的加强能够加速土壤中有机物分解,增加土壤腐殖质数量,促进团粒结构的形成,增加速效养分的释放和积。细菌、放线菌、真菌的细胞物质及分泌物都是影响团粒形成及其稳定性的因素。其中细菌胶、果胶酸以及许多合成物是粘粒团聚体的典型化合物。我国植烟土壤由于长期使用化肥,导致土层板结,肥力下降,土壤微生物多样性减少,严重影响烟叶质量。有研究表明,大部分细菌生理群包括纤维索分解菌在改善土壤环境、提高土壤肥力方面起着重要作用。
促进养分循环和有效性,提高烟叶质量
在土壤—植物生态系统中,土壤微生物作为最活跃和具有决定性影响的组分之一,积极参与生态系统的物质和能量循环,对土壤养分的转化和供应起着重要的作用。土壤微生物通过对有机质的取食和分解实现有机质中养分的转化,进一步通过土壤生物所参与的、和其它元素的循环将有机质转化为植物所需的养分,进入植物新的组织。
烟草作为一种需钾、磷较多的经济作物,土壤养分不仅影响烟株的生长发育,而且直接影响烟叶的质量。土壤中虽然存在大量的钾、磷元素,但绝大部分是无效或缓效的,很难被烟株吸收利用。利用微生物使土壤中难溶性矿质钾、磷元素变为植物易吸收的速效钾、磷等营养元素,已经得到广泛研究和应用。
蒋先军等研究发现硅酸盐细菌对钾、磷等元素有特殊的利用能力,它对土壤中难溶性钾、磷有很强的利用能力,能明显地促进土壤中N、P、K养分的转化,从而在作物生长发育期间为作物提供速效钾、磷等营养元素,提高烟株对磷、钾及氮的吸收,同时具有活化土壤中Si,Fe,Mn等元素的能力,满足作物生长发育的需要。施用硅酸盐细菌不仅能显著地提高烟叶的产量,也能使烟叶内钾含量明显提高。
李智等提出,烟草叶面喷施放线菌菌肥5406能增强烟草的光合作用、增加叶绿素含量、促进生长、提高对花叶病的抗性。研究表明,合理使用生物固氮菌可以显著提高烤烟产量和烟叶质量。卢江平等认为烟草苗期施用固N菌可促进幼苗生长、大田期施用固N菌烟叶成熟期延长。
防治烟草病害
有益微生物用于病害防治是烟草生产中微生物应用的主要内容,其防治对象主要有真菌、细菌和线虫病。在已经研究和应用的拮抗真菌中,木霉菌是最重要的一种,已经成为广泛研究和应用的一类拮抗真菌。木霉制剂已经广泛用于烟立枯病、猝倒病的生物防治,对烟草其它真菌病害如烟草黑胫病、烟草赤星病等也具有较好的防治效果。在烟草真菌和细菌病害的拮抗真菌研究和应用取较大进展的同时,烟草寄生线虫的真菌控制研究也有了很多成果。经过对食线虫真菌的大量前期研究,我国食线虫真菌生防制剂已经在生产中进行了大面积的试验示范,对烟草根结线虫防治取得了很好的防治效果。
植物根际拮抗细菌是一类与植物关系密切的微生物,可在植物根部定殖存活并可通过多种机制控制植物病害。利用植物根际拮抗细菌控制植物病害是一个很有发展潜力的研究方向,目前在根际拮抗细菌防治烟草病害方面已经做了大量工作。植物内生细菌作为植物病害的生防菌是一个新的研究热点,内生细菌存在于植物体内,有充足的营养来源,具有相对稳定的生存环境,受复杂外部环境的影响较小,与病原菌同存于相同的环境中,因而具有很大生防潜能。某些菌还有多重拮抗活性,可抑制多种病原菌。烟草拮抗内生菌能拮抗多种病原,并对病原菌具有多样的作用方式,包括抑制菌丝生长、游动孢子游动、萌发等,而且某些菌株代谢物还具有明显的诱导抗病作用心。烟草内生拮抗细菌以其存在环境和自身的优势有可能成为以后烟草病害生物防治的重要资源。
提高烟草安全性
土壤微生物能降解无机、有机污染物,减轻污染物对植物的毒害,为植物的生长提供一个良好的生态环境。由于长期使用化学肥料和农药以及一些工厂废气、废水、废渣的不规范排放,使得土壤中的有机、无机污染物日益增多,降低了土壤的肥力,抑制植物的生长甚至毒害植物使之死亡。对于无机污染物来说,主要是一些重金属的污染如汞、铅、铜、锌、铬和镉的污染微生物能将重金属进行转化,微生物的这些功能将为植物创造一个良好的生长发育环境,降低了污染物对植物的影响。对于烟民来说,吸烟也是一个重要的暴露源。有研究表明,香烟的主流烟雾中含有9种一级致癌物质,包括As,Cd等元素。
AM真菌可以通过直接作用和间接作用提高宿主植物对(非)重金属毒害的耐性,作用主要有:通过菌丝对重金属的“过滤”作用避免重金属对植物组织造成伤害。间接作用主要有:可以改善宿主植物的矿质营养状况,尤其是P,从而促进植物的生长,降低植物对(非)重金属的积累。另外,也会影响宿主植物对重金属的耐性、运输和累积。
展望
土壤微生物在促进烟草生长、提高烟叶品质方面是有积极的作用。如果合理利用土壤微生物的这些特性,充分发挥土壤微生物的优势,其作用是不可估量的。基因重组技术的日益成熟,会利用这一技术来改造微生物。利用病毒作为转基因的载体,可以将一些抗病或高产的目的基因转入烟草细胞中,从而提高烟草的抗病虫害能力并提高产量。
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