不同有機(jī)肥對楚雄煙區(qū)紫色植煙土壤微生物數(shù)量和煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

黃維 胡小東 李焱 徐照麗 段玉琪 龍偉 周貴賢 趙高坤 鄒聰明

摘要：以煙草專用復(fù)合肥為對照，通過田間小區(qū)試驗(yàn)，研究2種不同有機(jī)肥與煙草專用復(fù)合肥配施對楚雄煙區(qū)紫色植煙土壤微生物數(shù)量、煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)和植煙土壤養(yǎng)分變化的影響。結(jié)果表明，與對照相比，增施農(nóng)家肥和油枯可增加煙株的株高、莖圍和葉面積系數(shù)，提高烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例；在紫色植煙土壤上配施農(nóng)家肥和油枯能提高土壤中放線菌數(shù)量，但對固氮菌、解鉀菌、解磷細(xì)菌和解磷真菌的數(shù)量沒有明顯影響；配施農(nóng)家肥和油枯可以提高紫色植煙土壤水解氮、有效磷和速效鉀的含量，可以提高土壤中細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)的多樣性。

關(guān)鍵詞：烤煙；有機(jī)肥；土壤微生物；產(chǎn)量；品質(zhì)；土壤養(yǎng)分

中圖分類號： S572.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A[HK]

文章編號：1002-1302（2017）13-0078-04[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2017-01-08

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（編號：41601330）；云南省煙草公司科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號：2015YN03、2014YN13）。

作者簡介：黃維（1982—），男，云南個(gè)舊人，碩士，助理研究員，主要從事煙葉調(diào)制技術(shù)研究。E-mail：17918490@qq.com。

通信作者：段玉琪，碩士，副研究員，主要從事植煙土壤技術(shù)研究。E-mail：duanyuqi@sina.com。

[ZK）]

近年來煙葉生產(chǎn)逐漸加重對化學(xué)肥料和農(nóng)藥的依賴，忽視了有機(jī)肥的施用，加上種植制度和方法的不當(dāng)，致使部分植煙土壤生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，有機(jī)質(zhì)含量降低，煙田土壤酸化、板結(jié)，土壤失去了自身的調(diào)節(jié)能力，從而影響了煙葉的品質(zhì)，如煙葉中各種營養(yǎng)元素比例失調(diào)、香氣不足、煙堿含量過高以及化學(xué)成分不協(xié)調(diào)等，對煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。有機(jī)肥的施用能增加土壤碳源和微生物利用碳源的能力，改善微生物營養(yǎng)條件，提高微生物活性，改善土壤微生物多樣性[1-4]；改善土壤理化性質(zhì)，如有利于提高地溫、增加土壤孔隙度、提高土壤蓄水保水性能，增加土壤肥力[5-6]； 生物有機(jī)肥有助于提高煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量，配施有機(jī)肥能增強(qiáng)烤煙的生長勢，延長烤煙生育期，增加煙葉葉面積、株高、干物質(zhì)等生物量指標(biāo)，提高產(chǎn)量；改善煙葉化學(xué)成分含量；提高煙葉中性致香物質(zhì)含量[7-11]。紫色土面積占云南省楚雄州土壤類型總面積的65.16%，是全州最大的土壤類型和最大的旱耕地，也是楚雄州分布范圍最廣的土壤類型。楚雄州紫色土pH值一般在5.8～7.3之間，有機(jī)質(zhì)含量1.98%～2.85%，富含磷、鉀，尤其是含鉀量豐富，保水保肥能力好，膠體品質(zhì)好，宜耕性強(qiáng)，垂直分布在州內(nèi)海拔1 600～2 000 m范圍，適宜于烤煙種植[12]。目前有關(guān)有機(jī)肥與煙草專用復(fù)合肥配施對紫色植煙土壤微生物、煙葉產(chǎn)質(zhì)量和土壤養(yǎng)分的影響尚未見報(bào)道，本研究以云煙97為研究對象，分析了3種處理下楚雄紫色植煙土壤微生物的變化關(guān)系，同時(shí)分析了各處理煙株的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)質(zhì)量情況，以期為將來的田間操作措施提供理論參考。

1材料與方法

1.1材料與試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014年3—10月在云南省楚雄市東華鎮(zhèn)新柳村黃連坡進(jìn)行，土壤類型為紫色土，前作為大麥，土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分為：pH值5.65，水解氮197.4 mg/kg，有效磷43.2 mg/kg，速效鉀251.3 mg/kg。供試烤煙品種為云97，由玉溪中煙種子有限責(zé)任公司提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理。CK：烤煙專用復(fù)合肥975 kg/hm2，純氮量為136.8 kg/hm2；T1：烤煙專用復(fù)合肥975 kg/hm2+農(nóng)家肥15 000 kg/hm2；T2：烤煙專用復(fù)合肥975 kg/hm2+油枯 300 kg/hm2。煙草專用復(fù)合肥由云南楚雄仁恒化肥有限公司提供，基肥為N ∶[KG-*3]P2O5 ∶[KG-*3]K2O=15 ∶[KG-*3]15 ∶[KG-*3]18，追肥為N ∶[KG-*3]P2O5 ∶[KG-*3]K2O=12.5 ∶[KG-*3]0 ∶[KG-*3]33.5，基肥和追肥的施用比例為1.6 ∶[KG-*3]1；農(nóng)家肥主要由腐熟廄肥、堆積發(fā)酵的作物秸稈添加生土與水混合堆積60 d后制成的堆肥。油枯中含有75%～80%的有機(jī)質(zhì)，氮為1.1%～7.0%，磷（P2O5）為0.4%～3.0%。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積50 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。5月6日移栽，7月15日開始采烤，8月23日采烤結(jié)束。植煙行株距為1.2 m×0.55 m，小區(qū)設(shè)有保護(hù)行。

1.3取樣與測試

[JP2]于移栽前、移栽后40 d、采烤前、采烤結(jié)束4個(gè)時(shí)期取土樣（2株煙之間0～20 cm的土壤），每個(gè)重復(fù)梅花形布點(diǎn)取樣1個(gè)。在采烤前測定田間農(nóng)藝性狀，每個(gè)重復(fù)取5株煙（定株）測定和計(jì)算株高、莖圍、葉面積系數(shù)等農(nóng)藝性狀，主要農(nóng)藝性狀調(diào)查按照YCT 142—1998《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法》實(shí)施。栽培技術(shù)措施按照楚雄優(yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)措施技術(shù)要求規(guī)范操作。做到各項(xiàng)農(nóng)事操作一致，同一栽培管理措施在同一天內(nèi)完成。煙株成熟后各小區(qū)單獨(dú)采收，在氣流下降式密集烤房中采用三段式工藝烘烤，采烤結(jié)束后再分級計(jì)產(chǎn)。產(chǎn)質(zhì)量調(diào)查按照GB 2635—1992《烤煙》調(diào)查產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例等。[JP]

移栽前、移栽后40 d、采烤前、采烤結(jié)束4個(gè)時(shí)期平板測定土壤中解鉀菌、解磷細(xì)菌、解磷真菌、固氮菌、放線菌5種微生物的變化；采烤結(jié)束樣品送上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進(jìn)行細(xì)菌16S和真菌18S的檢測和分析（采用454高通量測序方法）；采烤結(jié)束的風(fēng)干土樣送玉溪師范學(xué)院分析測試中心分析檢測常規(guī)8項(xiàng)指標(biāo)（pH值、有機(jī)質(zhì)、全N、P、K和速效N、P、K）。

1.4數(shù)據(jù)處理用Excel和DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析。

2結(jié)果與分析endprint

2.1不同肥料種類對煙株農(nóng)藝性狀的影響

從表1可以看出，T1和T2處理之間在株高、莖圍和田間葉面積系數(shù)上均無顯著差異，株高顯著高于CK，說明在紫色土上，T1和T2處理均可增加煙株的株高。

2.2不同肥料種類對烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表2可以看出，T1和T2處理在產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例和均價(jià)上均優(yōu)于CK，除產(chǎn)量外均與CK存在顯著性差異。說明在紫色土上，T1和T2處理可以提高烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例，這與王巖等[13]、張建國等[14]的研究結(jié)果一致。

2.3不同肥料種類對土壤微生物和微生物多樣性的影響

放線菌具有改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化氮、磷等元素和加速養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的功能，放線菌是土壤中的優(yōu)勢微生物類群，對有機(jī)物的礦化、環(huán)境凈化、土壤改良起著重要作用[15]。從圖1可以看出，T1和T2處理，在煙株移栽后到采烤前，土壤中放線菌的數(shù)量明顯高于CK，這與韓小斌等[16]和彭智良等[17]的結(jié)論一致，表明復(fù)合肥+農(nóng)家肥的處理（T1）明顯增加了煙田土壤中放線菌數(shù)量；土壤中放線菌的變化趨勢大致相同，表現(xiàn)為移栽后土壤中的放線菌呈上升趨勢，到栽后40 d達(dá)到最高，以后逐漸下降。

[FK（W10][TPHW1.tif][FK）]

從圖2可以看出，農(nóng)家肥處理（T1）和復(fù)合肥+油枯處理（T2），在煙株移栽后到采烤前，土壤中固氮菌的數(shù)量比對照（CK）低；土壤中固氮菌的變化趨勢大致相同，表現(xiàn)為移栽后土壤中的固氮菌數(shù)量呈下降趨勢，到栽后40 d達(dá)最低，以后逐漸增加到采烤結(jié)束，但CK到采烤后又開始下降。CK固氮菌含量變動(dòng)幅度遠(yuǎn)大于T1和T2處理，且與烤煙不同生育期微生物活性的變化一致[18]。

解鉀菌將土壤中無效鉀轉(zhuǎn)變?yōu)樗傩р?，供作物吸收利用。從圖3可以看出，T1、T2和CK， 土壤中解鉀菌的變化均表現(xiàn)為先下降后增加再下降的趨勢，T1和T2處理并沒有增加土壤中解鉀菌的數(shù)量，但是在采烤后解鉀菌下降速率小于CK。

從圖4可以看出，T1處理土壤中解磷細(xì)菌在采烤后的變化均表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢，T2和CK在采烤后逐漸下降，T1和T2處理并沒有增加土壤中解磷細(xì)菌的數(shù)量。

從圖5可以看出，在紫色土上，T2處理和CK的土壤中解磷真菌的變化均表現(xiàn)為移栽后逐漸下降到栽后40 d最低，再逐漸增加； T1處理表現(xiàn)為移栽后土壤中解磷真菌的數(shù)量逐漸增加，到栽后40 d達(dá)最高， 以后逐漸下降。T1處理可以提高土壤中解磷真菌的數(shù)量。

采用454高通量測序方法對3個(gè)土壤樣品進(jìn)行了土壤微生物細(xì)菌群落多樣性的檢測，從表3可以看出，施用農(nóng)家肥的處理Shannon多樣性指數(shù)高于其他2個(gè)處理，Simpson指數(shù)則低于其他2個(gè)處理，說明施用農(nóng)家肥可以促進(jìn)土壤中細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)的多樣性，各種類的分布更加均勻。農(nóng)家肥的施入為土壤微生物提供了相應(yīng)的養(yǎng)分和適宜的生存環(huán)境，促使各類微生物很好地生長，因此土壤微生物的多樣性指數(shù)較高。

2.4不同肥料種類對土壤養(yǎng)分的影響

邵孝侯等研究表明，在沙壤上施用生物有機(jī)肥可顯著提高連作土壤的pH 值、有機(jī)質(zhì)含量和堿解氮、速效磷及速效鉀的含量[19]。王淑君在棕壤上施用不同種類的有機(jī)肥可以不同程度地提高土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量，提高土壤供應(yīng)N、P、K的能力[20]。從表4可以看出，在紫色土上配施不同有機(jī)肥也有同樣效果。處理T1有效磷和速效鉀有較明顯的提高；處理T2水解氮和速效鉀有較明顯的提高；CK的有效磷下降了44%。說明在紫色土上，T1和T2處理可以提高土壤中水解氮、有效磷和速效鉀的含量。

3結(jié)論與討論

[HTK]3.1結(jié)論[HT]

與CK相比，配施農(nóng)家肥和油枯可增加煙株的株高、莖圍和葉面積系數(shù)，提高烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例；在紫色植煙土壤上配施農(nóng)家肥和油枯能提高土壤中放線菌數(shù)量，但對固氮菌、解鉀菌、解磷細(xì)菌和解磷真菌的數(shù)量沒有明顯影響；配施農(nóng)家肥和油枯可以提高紫色植煙土壤水解氮、有效磷和速效鉀的含量。配施農(nóng)家肥可以促進(jìn)土壤中細(xì)菌種群的多樣性。

3.2討論

已有的研究結(jié)果表明，化肥配施有機(jī)肥的處理能提高烤煙農(nóng)藝性狀，如株高、有效葉片數(shù)、田間葉面積系數(shù)及單葉質(zhì)量等[21]；提高烤煙的上等煙比例和產(chǎn)質(zhì)量[23-24]；降低烤煙病害發(fā)生率[24-26]，如青枯病、花葉病、黑脛??；改善初烤煙葉致香成分性質(zhì)[26]。在全面提高烤煙可用性的同時(shí)，還可一定程度改良土壤性狀，顯著提高烤煙根際的細(xì)菌數(shù)量和微生物總量，配施生物有機(jī)肥還可顯著提高烤煙根際放線菌的數(shù)量[23-28]，且真菌數(shù)量有升有降[24，27]；提高了煙葉生長中期脲酶、過氧化氫酶活性[23，27]；提高土壤微生物Shannon-Wiener（H）多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)（S）和Pielou均勻度（J）及Simpson優(yōu)勢度指數(shù)（D）[25，29]； 還有研究對不同烤煙品種、菌落結(jié)構(gòu)做了一定的探討[30]。但是尚未見到在不同土壤類型條件下，配施有機(jī)肥對植煙土壤微生物數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)和土壤理化性質(zhì)變化的相關(guān)研究。土壤微生物占土壤有機(jī)質(zhì)比例較小，但卻是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在有機(jī)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化過程中起主導(dǎo)作用，具有巨大的生物化學(xué)活力，能動(dòng)地影響生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，特別是在土壤碳、氮、磷等循環(huán)過程中起著重要的間接性的作用[31-32]。通過配施有機(jī)肥能夠有效改善土壤環(huán)境，增加有機(jī)質(zhì)含量，調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)，最終達(dá)到提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的目的。

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