《河南农业大学学报》2020年第54卷第2期刊载了郑州大学化工与能源学院张明宇、王岩、南平市烟草公司邵武分公司刘高峰、李小龙、舒勤静、田艳华、石德兴的研究论文——“施用生物有机肥对烟草根际土壤微生物区系的影响”。该研究由福建省烟草公司南平市公司科技专项项目(NYK2017-08-03)资助。责任编辑常思敏。
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烟草青枯病是由青枯劳尔氏菌引起的一种分布广泛、具有严重危害的细菌性土传病害，在我国分布也较为广泛。烟草青枯病的发生、流行和危害是诸多因素综合作用的结果。以往对烟草青枯病的研究和防控主要集中在抗性品种选育、化学药剂防控及改善栽培管理等方面，这些防控措施存在着选育周期长、化学药剂造成环境污染、轮作受土地资源限制等诸多问题。
近年来，通过调控土壤微生物实现生物防控土传病害的方法受到重视，其主要措施是通过施用拮抗菌、有机肥或生物有机肥等调节土壤微生态、改善土壤微生物多样性、抑制病原菌的生长或提高植物自身抗性，从而抑制土传病害的发生。第2代高通量测序技术能够将实验室不可培养的微生物通过16S/18S rDNA基因测序的方法检测出来，已成为研究土壤微生物的重要工具。
本试验将生物有机肥施用于烟田以防控烟草青枯病，在检验生物有机肥对烟草青枯病的防控效果的同时，探讨烟草根际土壤微生物数量和微生物区系结构的变化与青枯病发生间的关系，为生物防控烟草青枯病提供理论依据。
试验地点位于福建省邵武市沿山镇烟草基地。供试烤烟品种为K32，供试烟田前茬作物为水稻。试验共分为2个处理。处理1（T1）为空白处理，按照当地常规施肥与管理，即只施烟叶专用肥、化肥、有机肥；处理2（T2）施用生物菌剂（生物菌剂含活菌数≥109·g-1）45 kg·hm-2（在与对照相同用量的有机肥中加入拮抗菌复合菌剂，拮抗菌选用解淀粉芽孢杆菌B1619）。
试验中土壤样品编号意义如2Y-1-1中，第1个数字“1”代表第一次取样；第2个数字“1”代表处理1；第3个数字“1”代表重复1，其他土壤编号与此意义相同（移栽前样品为平行样，不区分处理与对照）。
分别在烟株移栽前、团棵期（移栽后40 d）、旺长期（移栽后70 d）和采摘期（移栽后100 d），采用S型5点取样法采取烟株根际土壤。测定微生物及细菌、真菌、放线菌数量。烟株移栽后每隔10 d记载发病情况，统计病情，计算青枯病的发病率、病情指数和防控率。
烟叶采收烘烤按各处理分别进行。对各处理进行烟叶分级，计算各处理的中上等烟比例和均价等生产质量指标。土壤微生物基因测序采用第2代高通量测序技术，对烟株不同生育时期的土壤样本进行细菌(16S rDNA)和真菌(18S rDNA)序列检测。DNA 抽提和PCR扩增、Illumina Miseq 测序、数据处理等。环境中微生物的多样性(Alpha)分析可以反映微生物群落的丰度和多样性变化。常用的指标有Sobs 指数、Shannon指数、Chao指数等。
结果表明，施加生物有机肥的处理组对烟草青枯病的防控率达到了38.2%，烟叶产量提高8.6%。基因测序结果显示，旺长期根际土壤中变形菌门、厚壁菌门在处理组中的丰度与对照组相比分别降低了32.1%、48.7%，绿弯菌门、酸杆菌门分别增加了55.3%、54.6%，各物种多样性指数均为处理组显著高于对照组。在大田中施用生物有机肥能明显改善烟株根际土壤的微生物区系结构，提高生物多样性、增加群落丰富度，对青枯病具有较好的防控效果。旺长期为烟株根际微生物区系变化的关键时期，该时期处理组与对照组之间在群落结构及有益菌上的显著差异可能会影响青枯病的发生。
通信作者：
王岩，郑州大学生态与环境学院教授，博士，博士生导师。主要从事固体废弃物资源化处理、环境生物技术和场地空气污染控制与净化研究。主持、参与国家级、省省部级项目30余项；已发表高水平学术论文130余篇，获国家专利10项，出版专著和高校教材各1部。
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