为了探究绿色木霉配施高碳基肥料对烟草生长发育及品质的影响,优化绿色木霉产孢的发酵条件,为微生物制剂与生物炭有机肥料配施在烟草生产上的应用提供科学依据。本研究的田间试验以“中烟100”为供试烤烟品种,共设4个处理:不施绿色木霉和高碳基肥料(CK)、施用绿色木霉(T1)、施用高碳基肥料(T2)、绿色木霉和高碳基肥料配施(T3)。田间试验和发酵条件优化实验分别于2015年和2016在河南许昌进行。探究了绿色木霉配施高碳基肥料对烤烟生长发育与品质的影响,并采用响应面分析法对绿色木霉的发酵条件进行了优化,主要研究结果如下:一绿色木霉配施高碳基肥料对烤烟生长发育的影响1.对烤烟植物学性状及生物量的影响试验结果表明:绿色木霉配施高碳基肥料均能显著促进烤烟生长前中期的生长,主要表现在促进烤烟株高的增加、茎围的增粗、单株叶面积的增大和各部位生物量的提高。移栽后30 d至60 d,T3处理的烤烟株高相比对照增加了 24.79%～31.41%,T2处理相比对照增加10.06%～13.43%;T3处理的烤烟株茎围相比对照增加了 20.35%～28.75%,T2处理增加了 8.96%～17.81%。配施措施对烤烟单株叶面积的促进作用主要发生在移栽后30 d、75 d和90 d,相比对照分别增加43.54%、41.98%和41.98%。相比对照,配施措施显著提高了烤烟生长各时期根、茎、叶生物量及总生物量;配施措施对烤烟根冠比的促进作用在移栽后60 d和75 d较为明显,相比对照提高了 12.50%和23.81%;T1处理与对照间差异不显著。2.对烤烟光合特性的影响绿色木霉配施高碳基肥料对烤烟叶片中总叶绿素含量的提高主要表现在中后期,移栽后60 d、75 d和90 d,相比对照分别增加了 20.92%、58.03%和37.98%;T2处理相比对照烤烟叶片总叶绿素含量提高了 17.56%～37.68%。T1处理与对照间差异不显著。T3和T2处理均能显著提高烤烟叶片中类胡萝卜素含量,而T1处理与对照间差异不显著。移栽后45 d至90 d,T3处理提高了烤烟叶片的气孔导度,降低胞间CO2浓度,从而提高净光合速率,T3处理相比对照净光合速率提高了 16.32%～32.22%,T2处理相比对照提高了 9.44%～36.02%。在烤烟生长的中后期,绿色木霉配施高碳基肥料相比对照提高了叶片的Fv/Fm、ETR、qp和ΦPSⅡ,配施措施的促进效果明显,表明该配施措施是通过提高烤烟叶片叶肉细胞的光合活性来促进烤烟叶片光合性能的。3.对田间主要病害发生的影响T3处理烤烟田间病害的病情指数和发病率相比对照有显著降低,烟草花叶病病情指数和发病率相比对照分别降低了 74.89%和74.70%,烟草赤星病病情指数和发病率分别降低了 70.66%和31.74%。T2处理对烤烟田间主要病害也有一定控制作用,烟草花叶病病情指数和发病率相比对照分别降低了 35.99%和30.85%,烟草赤星病病情指数和发病率分别降低了 34.17%和9.58%。T3处理对两种烟草田间病害的防治效果与T2处理相比显著提高,分别提高了 120.03%和107.66%。而T1处理的病害病情指数和发病率与对照相比无显著差昇。4.对营养元素积累量的影响T2和T3处理相比对照均显著提高了烤烟生长发育中后期叶片和整株的N、P、K、Mg、Fe和Mn的积累量,T3处理的提升效果更为明显,表明该配施措施更能够促进烤烟对营养元素的吸收。T1处理相比对照叶片和整株的营养元素积累量也有一定提升。二绿色木霉配施高碳基肥料对烤烟中部叶品质的影响1.对常规化学成分的影响施用高碳基肥料和绿色木霉配施高碳基肥料相比对照显著提高了烤烟中部叶总糖和还原糖的含量,T2和T3处理相比对照总糖含量分别增加了 15.45%和29.14%,还原糖含量分别增加了 19.98%和39.01%。配施条件下,中部叶总氮和烟碱含量也有所提高,相比对照分别提高了 51.66%和29.31%。各处理间氯含量无显著差异。钾含量以T2和T3处理较高,分别为1.23%和1.52%,相比对照分别增加了 6.96%和32.17%。T3处理相比对照显著提高了烤烟中部叶的两糖比、氮碱比以及钾氯比,相比对照分别提高了 8.97%、16.92%以及 36.89%。2.对石油醚提取物含量的影响试验表明,绿色木霉配施高碳基肥料显著提高了烤烟中部叶石油醚提取物含量,相比对照增加了 27.51%。施用高碳基肥料相比对照提高了 11.11%,差异未达显著水平。施用绿色木霉与对照相比亦无显著差异。3.对多酚物质含量的影响绿色木霉配施高碳基肥料显著提高了烤烟中部叶三种酚类物质含量及总量。各处理中三种酚类物质含量及总量均以T3处理的最高。T3处理绿原酸含量为19.85 mg·g-1,与其他三个处理间差异显著,相比对照、T1处理和T2处理分别提高了 43.84%、44.15%和23.91%,而对照、T1和T2处理间无明显差异。T3处理与对照相比莨菪亭含量提高了 41.38%,T2处理的莨菪亭含量为0.35 mg·g-1,与对照相比显著提高了 20.69%,但与T1处理间无显著差异,对照与T1处理间也没有显著差异。T3处理芸香苷含量与对照、T1处理和T2处理相比差异显著,分别提高了 79.17%、81.45%和25.69%,对照与T1处理无显著差异。T3处理多酚类物质总量达到30.23 mg·g-1,与对照、T1和T2处理相比分别提高了 53.76%、54.39%和32.58%。4.对有机酸含量的影响配施措施提高了烤烟中部叶苹果酸及有机酸总量。各处理苹果酸含量及有机酸总量以T3处理最高,与其他三个处理对比差异显著,相比对照分别增加了 31.71%和18.24%。T2处理苹果酸含量相比对照增加了 10.92%,而T1处理与对照相比无显著差异。T2处理与对照、T1处理与对照有机酸总量均无显著差异。各处理丙二酸、硬脂酸和亚油酸均无显著差异。对照和T1处理柠檬酸和草酸含量较高,而T2、T3处理的较低。5.对中性致香物质含量的影响绿色木霉配施高碳基肥料显著提高了烤烟中部叶类胡萝卜素降解产物、棕色化反应产物、新植二烯、中性致香物质总量以及除新植二烯外总量,T3处理相比对照分别增加了 25.17%、21.70%、37.78%、36.77%和32.06%。与对照相比,施用高碳基肥料显著提高了烤烟中部叶类胡萝卜素降解产物、芳香族氨基酸降解产物、茄酮、棕色化反应产物、新植二烯、中性致香物质总量以及除新植二烯外总量。三绿色木霉YCG-1菌株产孢固态发酵条件的优化采用Plackett-Burman实验设计法设计显著因素筛选实验,从6个培养因素中筛选出3个显著影响绿色木霉产孢的因素:装样量,pH和培养温度,采用最陡爬坡路径法快速接近最大响应值区域,并采用Box-Behnken实验设计方法设计响应面实验,经回归分析后得出最佳培养条件组合:固体培养基质含水量为75%,主料与辅料比例(芯粕比)10:0.2,装样量10.2 g/瓶,温度25.7℃,pH 7.07,接菌量1 ×106 CFU/g(以主料计)。优化后绿色木霉YCG-1的孢子产量可达(8.28±0.07)× 109 CFU/g IDS,相比优化前提高了 172%。综上所述,绿色木霉配施高碳基肥料(高碳基肥料1500 kg·hm-2,绿色木霉制剂3 kg·hm-2)对烤烟的生长发育有明显的促进作用,主要表现在烤烟各部位生物量的增大,光合性能的提升以及对矿质营养元素吸收和积累的提高。该配施措施在烤烟品质的提高和田间病害的防控方面效果显著,在烟草生产上的应用潜力巨大。采用响应面分析法优化绿色木霉YCG-1产孢的培养条件,获得了最优发酵条件。