綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量及供氮能力的影響

李正，劉國(guó)順，敬海霞，葉協(xié)鋒，解昌盛，向永光，張文平，楊超，王永，5，習(xí)相銀

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)家煙草栽培生理生化研究基地 煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450002；2.重慶市煙草公司巫溪分公司，重慶405800；3.重慶市煙草公司武隆分公司，重慶408500；4.重慶市煙草公司，重慶400023；5.鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，河南 鄭州450016；6.西南大學(xué)，重慶400708）

土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)中最活躍和最易變化的部分，是活的土壤有機(jī)質(zhì)成分，土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌和藻類等不僅參與土壤有機(jī)質(zhì)的分解和礦化，促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)，提高土壤養(yǎng)分的有效性，而且其代謝物也是植物的營(yíng)養(yǎng)成分。土壤微生物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的礦化和轉(zhuǎn)化作用是土壤有效氮、磷、鉀的重要來源［1，2］。而微生物本身所含有的碳、氮、磷和硫等，對(duì)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及作物吸收具有調(diào)節(jié)和補(bǔ)償作用［3］。微生物量碳、氮是土壤碳素和氮素養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)研究中的重要參數(shù)，它們較為直觀的反映了土壤微生物和肥力狀況［4］，其作為評(píng)價(jià)土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)，越來越受到人們的重視［5－8］。土壤氮的微生物礦化和固持是同時(shí)發(fā)生在土壤氮素循環(huán)中的2個(gè)重要過程，微生物既是這2個(gè)過程的執(zhí)行者，又是植物營(yíng)養(yǎng)元素的活性庫(kù)［9－11］。單施有機(jī)肥或單施化肥，都可以顯著提高土壤中全氮及有效氮含量，但有機(jī)肥的作用不如化肥來得快［12，13］。進(jìn)行有機(jī)肥與化肥配合施用不僅能快速提高土壤中有效氮含量，而且能長(zhǎng)久保存土壤氮素營(yíng)養(yǎng)［13，14］。但土壤微生物活性與施入底物的有效性密不可分［15］，微生物對(duì)施入氮的固持與釋放，主要受施入的碳源和氮源所支配［16］，進(jìn)而影響碳源的礦化、溶解及有機(jī)氮的微生物同化［17］。

近年來，對(duì)土壤微生物活性的研究已經(jīng)成為土壤學(xué)界研究的熱點(diǎn)，許多學(xué)者從不同角度開展了相關(guān)領(lǐng)域的研究工作［18－21］，但對(duì)綠肥及土壤供氮能力方面的研究較少，而且已有的研究主要集中在綠肥對(duì)土壤微生物數(shù)量及群落結(jié)構(gòu)、土壤酶活性、土壤理化性質(zhì)等方面的影響上［22－24］。綠肥作為一種重要的有機(jī)肥料，其在減少氮肥用量、提高作物產(chǎn)量、培肥土壤地力等方面起到了積極的作用。因此，本試驗(yàn)旨在研究綠肥與化肥配施后植煙土壤微生物量碳、氮及土壤供氮特性的動(dòng)態(tài)變化，為改良植煙土壤，減少氮肥使用，改善生態(tài)環(huán)境，發(fā)展低碳煙草農(nóng)業(yè)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2008－2009年在重慶市武隆縣趙家鄉(xiāng)新華村老街自然村進(jìn)行 （海拔1 036m，107°33.588′E，29°16.593′N），供試綠肥品種為黑麥草（Lolium），翻壓時(shí)測(cè)定鮮草含水率為87.38%，干草含碳量為38.26%，含氮量為1.03%，C／N為37.14。供試土壤類型為水稻土，土壤基礎(chǔ)肥力為有機(jī)質(zhì)24.19g／kg，堿解氮124.63 mg／kg，速效磷21.88mg／kg，速效鉀150.78mg／kg，pH 5.43。烤煙品種為云煙87，大田行距1.2m，株距0.55 m，密度15 000株／hm2，移栽時(shí)間為5月5日。常規(guī)施肥措施為基肥使用烤煙專用復(fù)合肥600kg／hm2（氮磷鉀比例為1.0∶1.5∶2.5），過磷酸鈣75kg／hm2，追肥使用硝酸鉀150kg／hm2。在翻壓綠肥的基礎(chǔ)上，設(shè)置4個(gè)不同綠肥翻壓量，同時(shí)減少氮肥用量的處理，分別為T1（翻壓綠肥7 500kg／hm2，不減少氮肥用量）、T2（翻壓綠肥15 000kg／hm2，每hm2減少純氮7.5kg）、T3（翻壓綠肥22 500kg／hm2，每hm2減少純氮11.25kg）、T4（翻壓綠肥30 000kg／hm2，每hm2減少純氮15kg），其中各處理減少的氮肥量為純氮所相當(dāng)?shù)目緹煂Ｓ脧?fù)合肥量，其他施肥措施不變，以不翻壓綠肥只種植烤煙的空白地為CK（對(duì)照），常規(guī)施肥。每個(gè)處理小區(qū)面積為334m2，重復(fù)3次。綠肥在9月中旬播種，采用條播方式，播種量為45kg／hm2，在烤煙移栽前20d左右翻壓。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

每個(gè)處理分別于移栽后10d（移栽初期），30d（團(tuán)棵期），45d（旺長(zhǎng)期），60d（現(xiàn)蕾期），75d（圓頂期），90d（成熟期）隨機(jī)選取煙壟上2株煙正中位置（距煙株27.5cm處）0～20cm土層，采集5個(gè)土樣，混勻，測(cè)定土壤微生物量碳和微生物量氮，土壤脲酶活性，土壤全氮和堿解氮含量。

土壤微生物量碳、微生物量氮的測(cè)定采用氯仿熏蒸法［25］，土壤脲酶采用比色法［26］，土壤全氮采用半微量凱氏定氮法［25］，土壤堿解氮采用堿解擴(kuò)散法［25］。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

測(cè)定結(jié)果采用DPS 6.55和Excel 2003進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量的影響

2.1.1 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量碳的影響 土壤微生物量碳對(duì)土壤條件的變化非常敏感，是土壤有機(jī)碳的靈敏指示因子，能在檢測(cè)到土壤總碳量變化之前反映土壤有機(jī)質(zhì)的變化［27］。配施綠肥的各處理土壤微生物量碳均明顯高于單施化肥的處理（圖1），與對(duì)照相比，各處理提高幅度達(dá)7.07%～123.32%，這說明配施綠肥后促進(jìn)了土壤微生物的大量繁殖。但土壤微生物量碳并沒有完全隨著綠肥配施量的增加而增加，在60d以前，綠肥量較大的T4處理微生物量碳較低，綠肥量較小的T1處理則較高，T2和T3處理在煙株整個(gè)生育期內(nèi)均保持相對(duì)較高水平。這可能與禾本科綠肥C／N較高，腐解過程需要微生物吸收土壤中的氮素來降低C／N［21］有關(guān)，而在此過程存在煙株和微生物爭(zhēng)奪氮源的矛盾［28］，不同處理由于綠肥與化肥配比不同，T1處理氮素充足，綠肥腐解迅速，養(yǎng)分釋放較快，而T4處理雖然有機(jī)物充足，但氮源不足，綠肥腐解較慢，養(yǎng)分釋放也慢。從煙株整個(gè)生育期的動(dòng)態(tài)變化來看，所有處理微生物量碳均在30和60d出現(xiàn)峰值。在60d以后對(duì)照逐漸降低，而配施綠肥的各處理先降低，在75d以后都略有回升。這說明配施綠肥后增強(qiáng)了土壤的保肥性。

2.1.2 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量氮的影響 微生物量氮是土壤氮素的重要儲(chǔ)備庫(kù)［29］，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量，氮、磷、鉀、硫等養(yǎng)分的供給及有機(jī)無機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化起重要作用［30］。配施綠肥的各處理明顯提高了土壤微生物氮含量（圖2），與對(duì)照相比，提高幅度達(dá)3.28%～157.69%，說明配施綠肥后微生物數(shù)量的增加促進(jìn)了土壤中氮素的轉(zhuǎn)化。對(duì)照的微生物量氮始終低于配施綠肥的各處理，T1處理在煙株生長(zhǎng)過程中變化幅度最大，移栽后45d含量較低，30和75d則在所有處理中最高，T2、T3處理整體變化幅度較小，相對(duì)含量較高，T4處理在45 d以前含量較高，以后則明顯低于T2、T3。從煙株生育期的動(dòng)態(tài)變化來看，所有處理均表現(xiàn)出相似的規(guī)律性，在30和75d出現(xiàn)峰值，在45d出現(xiàn)谷值，75d以后明顯降低。由于土壤微生物量氮的多少?zèng)Q定于土壤中微生物的數(shù)量，同時(shí)與土壤全氮、土壤堿解氮含量呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系［31］，配施綠肥的各處理因?yàn)樵黾恿擞袡C(jī)物質(zhì)的投入，為微生物生存提供了碳源，均明顯提高了土壤微生物量氮。從T1處理和對(duì)照的差異可以看出，在施入等量化肥的情況下，施入綠肥對(duì)微生物量氮具有明顯的提升作用；但是在氮肥施入不足的情況下，微生物量氮并沒有隨著綠肥施用量的增加而增加（T4處理在30d以后微生物量氮較低），這說明化肥與綠肥的配施比例對(duì)微生物量氮具有重要的影響。

圖1 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量碳的影響Fig.1 Effects of green manure application combined with chemical fertilizers on microbial biomass C

圖2 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量氮的影響Fig.2 Effects of green manure application combined with chemical fertilizers on microbial biomass N

2.1.3 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量C／N的影響 由于微生物的C／N較低，在土壤中分解速度比土壤有機(jī)質(zhì)快，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的分解及養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化循環(huán)等有重要的作用［25］。微生物C／N的平均值T1處理高于對(duì)照（表1），其余處理均低于對(duì)照。從煙株生育期的動(dòng)態(tài)變化來看，所有處理微生物C／N在45～60d時(shí)較高，說明此時(shí)期土壤養(yǎng)分充足，微生物分解較慢，利于土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化保存，T2、T3處理在煙株生育期內(nèi)C／N變化趨勢(shì)較緩，說明微生物的合成與分解速度不致于過緩或過急，土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、循環(huán)、保存及綠肥后效作用發(fā)揮較好，T1處理在不同生育期內(nèi)C／N變化幅度較大，說明微生物分解過于劇烈，利于土壤養(yǎng)分的釋放，但不利于養(yǎng)分的保存。T4處理和對(duì)照動(dòng)態(tài)變化幅度較接近，說明單施化肥或過量施用綠肥都不利于土壤微生物活性的發(fā)揮。

表1 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量C／N的影響Table 1 Effects of green manure application combined with chemical fertilizers on microbial biomass C／N

2.2 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤脲酶活性的影響

土壤脲酶直接參與土壤中含氮有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化，其活性高低在一定程度上反應(yīng)了土壤供氮水平狀況［26］。由于土壤中存在著能生成脲酶的微生物，因此，往土壤中添加促進(jìn)微生物活動(dòng)的有機(jī)物質(zhì)能使土壤中的脲酶活性增強(qiáng)［32］。配施綠肥的各處理土壤脲酶活性均明顯高于對(duì)照（圖3），與對(duì)照相比，提高幅度達(dá)3.13%～50.00%。T1處理在前期脲酶活性較高，但45d以后低于其他配施綠肥的處理；T2、T3處理在煙株整個(gè)生育期脲酶活性均較高，但T3處理在30d前脲酶活性略低，T4處理在45d前明顯低于其他配施綠肥的處理，但是在45d后則高于T1處理。這可能與綠肥帶入土壤大量的酶，同時(shí)也增加了底物有關(guān)［33］。移栽初期煙株需氮較少，氮素供應(yīng)充足，綠肥腐解迅速，養(yǎng)分釋放較快，但T1處理配施綠肥量較少，保肥性能較差，后期進(jìn)入雨季，大部分速效養(yǎng)分被雨水沖刷流失；T2、T3處理綠肥配施量較大，同時(shí)氮肥施用量適中，因此，綠肥既能快速腐解，后期雨季又能較多的保存土壤養(yǎng)分；而T4處理氮肥量較少，綠肥量較大，腐解過程中綠肥殘留量大，綠肥后效較長(zhǎng)。從煙株生育期的動(dòng)態(tài)變化來看，所有處理酶活性呈有規(guī)律的變化，前期酶活性較低，在45d時(shí)達(dá)到高峰，隨后逐漸降低，60d以后又有所回升，75d以后緩慢下降。這可能是煙株旺長(zhǎng)期以前，土壤酶主要來源于微生物和綠肥分解釋放，而進(jìn)入旺長(zhǎng)期以后，地上和地下部分生長(zhǎng)旺盛，土壤酶還可能大部分來源于煙株根系分泌物，因此，旺長(zhǎng)期酶活性最強(qiáng)。脲酶活性的變化反映出綠肥對(duì)植煙土壤氮素轉(zhuǎn)化、積累、供應(yīng)與土壤產(chǎn)生的保肥能力之間的協(xié)調(diào)性。

2.3 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤氮含量的影響

2.3.1 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤全氮含量的影響 在煙株生長(zhǎng)過程中，不同處理土壤全氮含量有較大的差異（圖4），對(duì)照土壤全氮含量在移栽初期較高，但隨著煙株的生長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，而且在45d以后均低于配施綠肥的處理，這是因?yàn)閷?duì)照只有化肥的施用，在前期煙株吸氮量較少，土壤全氮含量較高，但隨著煙株的生長(zhǎng)，吸氮量進(jìn)一步增加，土壤氮量減少，后期由于雨水沖刷流失，總氮量降低比較明顯；綠肥與化肥配施的各處理，土壤全氮含量在煙株生長(zhǎng)過程中呈有規(guī)律的變化，前期土壤全氮含量均較低，隨著煙株的生長(zhǎng)，在45d左右土壤全氮含量達(dá)最高，隨后土壤全氮含量逐漸下降，但降幅較緩，這是因?yàn)榕涫┚G肥后，促進(jìn)了微生物的大量繁殖，前期施入土壤的氮素一部分被煙株吸收利用，一部分被微生物固定，但前期煙株利用較少，全氮含量降低較少，隨后由于追肥的施入，增加了土壤中氮的含量，再加上綠肥腐解釋放，土壤全氮含量在45d左右達(dá)最高。進(jìn)入旺長(zhǎng)期，煙株對(duì)氮素的需求量較大，土壤全氮含量逐漸減少，但是由于綠肥的施入，對(duì)土壤氮素起到了一定的保存作用，因此，配施綠肥的各處理土壤全氮含量在后期均高于對(duì)照。另外，綠肥對(duì)土壤氮素還具有明顯的補(bǔ)充作用，與對(duì)照相比，全氮含量最高提高幅度達(dá)22.21%，但只有T2處理土壤全氮在煙株各生育時(shí)期始終高于對(duì)照；T3在45d左右為土壤提供了較高的氮素營(yíng)養(yǎng)，但在45d前后均較低；T1處理雖然施入了與對(duì)照等量的氮化肥，但由于投入綠肥較少，對(duì)氮素的保存作用不明顯；T4處理雖然投入了較多的綠肥，但是由于化肥用量較少，化肥的肥效和綠肥的后效作用發(fā)揮均不明顯。因此，合適的綠肥和化肥配施比例，對(duì)提高土壤氮素供應(yīng)能力具有重要意義。

2.3.2 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤堿解氮含量的影響 土壤堿解氮是植物直接吸收利用的氮素形態(tài)，可以反映土壤近期內(nèi)氮素供應(yīng)狀況［25］。所有處理堿解氮含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律基本一致（圖5），分別在10，45，75d出現(xiàn)峰值，前期土壤中施入了化肥作基肥，而此時(shí)期煙株對(duì)氮素的吸收量較少，因此堿解氮含量高；伴隨著綠肥養(yǎng)分的釋放，刺激了微生物活性，微生物對(duì)土壤氮素固定和煙株生長(zhǎng)吸氮的交叉作用，微生物量氮增加，土壤有效氮素在團(tuán)棵期減少，由于追肥的施入和微生物量氮的釋放，在旺長(zhǎng)期土壤有效氮素增加；現(xiàn)蕾以后，高溫高濕促使土壤中綠肥殘留物進(jìn)一步分解釋放氮素，因此，堿解氮在圓頂時(shí)略有升高。T1、T2在全生育期堿解氮含量均高于對(duì)照和其他處理（圖5），T3、T4在45d前低于對(duì)照，45d以后均高于對(duì)照，與對(duì)照相比，配施綠肥的各處理堿解氮含量最高提幅達(dá)15.42%。這說明單施化肥能在短期內(nèi)促進(jìn)土壤有效氮量增加，但由于抑制了微生物活性，微生物量氮增加有限，因而，在煙株生長(zhǎng)過程中沒有足夠的微生物量氮轉(zhuǎn)化成土壤有效態(tài)氮被煙株吸收利用，綠肥與化肥配施的處理土壤的有效態(tài)氮處于較高水平，這主要是因?yàn)橛袡C(jī)物質(zhì)的投入促進(jìn)了微生物的活動(dòng)，而施入氮（包括化肥氮和有機(jī)肥氮）被固持在微生物體內(nèi)，從而避免了煙株生長(zhǎng)過程中過多的有效氮存在于土壤中而流失，當(dāng)土壤中沒有更多的能源物質(zhì)來維持微生物的生命活動(dòng)時(shí)，大量的微生物相繼死亡，被固持在這些微生物體內(nèi)氮素釋放出來供煙株吸收利用［34］。由于作物和土壤微生物對(duì)土壤氮素存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，在氮素脅迫條件下，競(jìng)爭(zhēng)作用突出，其競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度取決于氮源和能源的供應(yīng)強(qiáng)度以及土壤氮素轉(zhuǎn)化過程。當(dāng)土壤中微生物的碳源（能源）物質(zhì)與氮源物質(zhì)充足時(shí)，微生物對(duì)氮素的競(jìng)爭(zhēng)能力較強(qiáng)，作物的競(jìng)爭(zhēng)能力較弱，隨著土壤氮素轉(zhuǎn)化過程的改變，作物的競(jìng)爭(zhēng)能力逐漸增強(qiáng)，并顯著超過微生物，微生物量氮減少［32］。因此，配施綠肥后，在土壤中增加了碳源，刺激了微生物的活性，但由于不同處理配施比例不同，對(duì)土壤氮素的轉(zhuǎn)化、保存能力也不同，T1、T2施入土壤的氮化肥較多，綠肥相對(duì)較少，堿解氮含量在煙株全生育期均較高；而T3、T4施入的綠肥量大，氮化肥不足，但堿解氮含量在后期仍明顯高于對(duì)照，說明在缺乏外源無機(jī)氮的情況下，綠肥的投入能夠促進(jìn)土壤原有氮的礦化。

圖3 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤脲酶活性的影響Fig.3 Effects of green manure application combined with chemical fertilizers on soil urease activity

圖4 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤全氮含量的影響Fig.4 Effects of green manure application combined with chemical fertilizers on soil total nitrogen

2.4 土壤微生物量碳與土壤氮供應(yīng)能力指標(biāo)的相關(guān)性

土壤微生物量碳能在很大程度上反映土壤微生物數(shù)量，是評(píng)價(jià)土壤微生物數(shù)量和活性的重要指標(biāo)之一［35］。微生物量碳與氮在60d時(shí)呈極顯著正相關(guān)（表2），在90d時(shí)呈顯著正相關(guān)，與土壤脲酶活性在全生育期均呈顯著或極顯著正相關(guān)，與土壤全氮含量在30 d以后的各生育時(shí)期呈顯著或極顯著正相關(guān)，與土壤堿解氮含量在75d呈顯著正相關(guān)。這說明配施綠肥促進(jìn)土壤微生物數(shù)量增加的同時(shí)，促進(jìn)了土壤脲酶活性的增強(qiáng)，而微生物數(shù)量的增加和脲酶活性的增強(qiáng)對(duì)土壤氮素的固定、轉(zhuǎn)化、保存和釋放又具有重要意義，因?yàn)榕涫┚G肥為土壤提供了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，土壤生物過程十分活躍，煙株旺盛生長(zhǎng)的根系分泌物、微生物、綠肥都可能是土壤脲酶的重要來源［30］，而脲酶活性的增強(qiáng)能促進(jìn)土壤氮素的轉(zhuǎn)化，提高土壤氮素供應(yīng)水平。

圖5 綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤堿解氮含量的影響Fig.5 Effects of green manure application combined with chemical fertilizers on soil akalytic nitrogen

表2 土壤微生物量碳與土壤氮供應(yīng)能力指標(biāo)的相關(guān)性Table 2 The correlation analysis of microbial biomass C and the other fertility parameters

3 結(jié)論與討論

前人研究表明，不同培肥措施均能提高土壤微生物量和酶活性［24，36－38］，但施肥對(duì)微生物量的影響與施肥量、肥料類型和肥料配比有關(guān)。一些研究認(rèn)為，單施化肥或化肥與有機(jī)肥配合施用都可提高土壤微生物量碳、微生物量氮［31，39］含量，這是因?yàn)槭┓屎笾参锷L(zhǎng)加快，根系生物量及根系分泌物增加，可促進(jìn)土壤微生物生長(zhǎng)，從而普遍提高土壤微生物量。而曹志平等［40］和路磊等［36］研究表明，單施化肥抑制了土壤微生物的活性，降低了土壤微生物量，因?yàn)榛蕦?duì)微生物有直接的毒害作用，同時(shí)，長(zhǎng)期施用化肥使土壤板結(jié)，pH值下降，通氣性差，微生物活性減弱。也有研究表明，短期施用無機(jī)氮肥對(duì)土壤酶活性和微生物量只產(chǎn)生有限的影響，但長(zhǎng)期施用無機(jī)氮肥可減少土壤微生物的活性［41］。

本研究結(jié)果表明，綠肥與化肥配施能明顯提高土壤微生物量碳和微生物量氮，這是因?yàn)榕涫┚G肥的所有處理都增加了輸入系統(tǒng)的碳量，而碳經(jīng)常是微生物繁殖的限制因子［42］，綠肥腐解過程需要大量微生物的參與，同時(shí)為微生物的生長(zhǎng)提供碳源和氮源，促進(jìn)微生物的大量繁殖，木質(zhì)素含量高的禾本科綠肥，其有機(jī)物礦化比較緩慢，養(yǎng)分后效較長(zhǎng)，為微生物的繁殖提供了有利條件，配施綠肥的各處理微生物數(shù)量明顯增加，微生物數(shù)量的增加促進(jìn)了土壤中有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化保存，從而減少了雨季有效態(tài)養(yǎng)分的淋溶。由于土壤微生物量氮與施入土壤的有機(jī)碳源的種類和數(shù)量有關(guān)［43］，所以施入綠肥為土壤補(bǔ)充了有機(jī)質(zhì)，提高了土壤C／N，進(jìn)而增強(qiáng)了對(duì)氮的固持能力，微生物還可以對(duì)土壤中過量的氮素進(jìn)行固定，形成微生物量氮，提高土壤的氮素供應(yīng)能力。同時(shí)土壤水分與微生物量密切相關(guān)，且在一定范圍內(nèi)土壤微生物量隨著含水量的增加而增加［44］，綠肥具有很強(qiáng)的防止水分蒸騰和持水的能力，使得土壤水分含量盡可能增大，防止土壤氮素的揮發(fā)，從而使土壤微生物量氮也隨之增加。

曹志平等［40］認(rèn)為有機(jī)物投入的強(qiáng)度對(duì)微生物生物量有較大的影響，隨著有機(jī)物的投入，微生物量增加，而且有機(jī)物質(zhì)投入的越多，微生物量增加的越多。韓曉日等［28］研究表明，施入的有機(jī)肥對(duì)土壤微生物量氮貢獻(xiàn)大，化肥對(duì)土壤微生物量氮的貢獻(xiàn)較小，土壤氮仍是構(gòu)成微生物量氮的主要來源。本研究發(fā)現(xiàn)，綠肥作為一種重要的有機(jī)肥，和化肥配合施用還田時(shí)，不同配施比例對(duì)微生物量碳、微生物量氮的影響具有明顯的差異。T1處理在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配施綠肥，明顯提高了土壤微生物量碳和微生物量氮，尤其微生物量氮在煙株生育期內(nèi)的變化幅度較為明顯，但是隨著綠肥量的增加和化肥量的減少，微生物量碳和微生物量氮的變化出現(xiàn)了較大的差異，T2和T3處理在煙株各生育時(shí)期始終能保持較高的水平，隨著綠肥量增加和化肥量減少的幅度進(jìn)一步加大，T4處理微生物量碳和微生物量氮表現(xiàn)出減少的趨勢(shì)，這說明合適的綠肥與化肥配比對(duì)微生物量碳和微生物量氮具有明顯的提升作用，單施化肥或限制化肥用量的前提下增加綠肥施用量，都會(huì)對(duì)微生物量的增加產(chǎn)生抑制作用。

武雪萍等［37］研究芝麻（Sesamumindicum）餅肥時(shí)發(fā)現(xiàn)，在煙草不同生育期，根際土壤微生物碳、氮含量的動(dòng)態(tài)變化不同，根際土壤微生物碳含量的峰值出現(xiàn)在現(xiàn)蕾期，微生物氮含量的峰值出現(xiàn)在團(tuán)棵期。本研究結(jié)果表明，翻壓綠肥后微生物碳、氮含量的動(dòng)態(tài)變化均呈雙峰曲線，微生物碳含量的高峰出現(xiàn)在團(tuán)棵期和現(xiàn)蕾期，而微生物氮含量的高峰出現(xiàn)在團(tuán)棵期和圓頂期。這種差異可能是腐熟的餅肥C／N低，較易分解，而禾本科綠肥C／N高，分解過程相對(duì)較長(zhǎng)，從移栽到團(tuán)棵，綠肥腐解迅速［45］，為土壤微生物提供了有機(jī)碳源，促進(jìn)了微生物的大量繁殖，同時(shí)由于化肥的施用，在移栽初期土壤中氮含量較高，其中一部分被微生物固定，使土壤微生物氮大量增加。隨著煙草的生長(zhǎng)，土壤中氮素被大量消耗，土壤微生物氮逐漸降低，表明一部分微生物氮又被釋放出來，以供煙草生長(zhǎng)發(fā)育需要［37］，從旺長(zhǎng)期到圓頂期，由于當(dāng)?shù)靥幱诙嘤昙竟?jié)，高溫高濕促使土壤中殘存的有機(jī)物料進(jìn)一步分解，微生物數(shù)量增加，同時(shí)有機(jī)物料分解使土壤中氮含量增加，多余的氮素再次被微生物固定，因此，微生物碳含量在60d左右達(dá)到第2個(gè)高峰，而微生物氮含量在75d左右達(dá)到第2個(gè)高峰。成熟期微生物碳、氮含量明顯降低，但翻壓綠肥的各處理微生物量碳比圓頂期略有回升，說明翻壓綠肥后，土壤產(chǎn)生了一定的保肥性，而微生物氮量的變化則反映出土壤微生物氮在協(xié)調(diào)土壤氮素供應(yīng)以及煙株對(duì)氮素吸收方面的重要作用。

土壤微生物活性與土壤酶活性密切相關(guān)［26］。酶作為土壤的組成部分，其活性的大小可較敏感的反映土壤中生化反應(yīng)的方向和強(qiáng)度［26，32］。而土壤脲酶直接參與土壤中含氮有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化，其活性高低在一定程度上反應(yīng)了土壤供氮水平狀況［26］，由本試驗(yàn)可以看出，配施綠肥的各處理土壤脲酶活性均明顯高于對(duì)照，而且脲酶活性在旺長(zhǎng)期最強(qiáng)，現(xiàn)蕾期降低，圓頂期又略有增強(qiáng)。這可能是由于土壤酶主要來源于土壤微生物的活動(dòng)、植物根系分泌物和動(dòng)植物殘?bào)w腐解過程中釋放的酶［26］，而配施綠肥為土壤提供了大量的有機(jī)物質(zhì)，一方面綠肥腐解可以釋放酶，另一方面綠肥為微生物提供了營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)了微生物的活動(dòng)，微生物也可以產(chǎn)生酶，同時(shí)綠肥的施入不僅減少了土壤有效態(tài)養(yǎng)分的淋失，而且為煙株生長(zhǎng)提供了大量的營(yíng)養(yǎng)，煙株旺盛生長(zhǎng)的根系分泌物同樣可以為土壤提供大量的酶，煙株生長(zhǎng)過程中的一些脫落物進(jìn)入土壤，腐解過程也可以產(chǎn)生土壤酶，這些綜合因素的作用促進(jìn)了配施綠肥的各處理土壤脲酶活性明顯增強(qiáng)，并且在旺長(zhǎng)期出現(xiàn)峰值，脲酶活性的增強(qiáng)促進(jìn)了土壤中氮素的轉(zhuǎn)化，保證了煙株正常生長(zhǎng)所需要的氮素供應(yīng)。

本研究結(jié)果還可以看出，施用化肥或者施用綠肥均能明顯提高土壤的全氮和堿解氮含量，在旺長(zhǎng)期以前，對(duì)照的全氮和堿解氮含量相對(duì)較高，旺長(zhǎng)期以后對(duì)照明顯低于其他處理，說明化肥在短期內(nèi)快速補(bǔ)充土壤氮素效應(yīng)明顯，尤其對(duì)堿解氮的補(bǔ)充更明顯［46］，而綠肥對(duì)土壤長(zhǎng)期內(nèi)氮素供應(yīng)效應(yīng)較明顯，同時(shí)使用綠肥可以減少氮素的淋溶，對(duì)土壤氮素的保存具有明顯的效應(yīng)，綠肥與化肥的不同配施比例對(duì)土壤氮素供應(yīng)也有重要的影響，化肥量過多，綠肥量過少，能夠在前期明顯提高土壤的氮素供應(yīng)，但后期不利于土壤氮素的保存，氮素量過少，綠肥量過多，雖然在后期能夠較好的保存土壤氮素，但是前期土壤氮素供應(yīng)不足，而且整個(gè)生育期內(nèi)綠肥中的養(yǎng)分不能充分的發(fā)揮作用。

微生物量碳可反映土壤有效養(yǎng)分狀況和生物活性，能在很大程度上反映土壤微生物數(shù)量［35］，本試驗(yàn)通過微生物量碳和土壤氮供應(yīng)指標(biāo)的相關(guān)分析可知，綠肥與化肥配施對(duì)土壤氮素供應(yīng)能力具有重要影響，雖然微生物量碳與氮只在60和90d時(shí)顯著相關(guān)，但是量氮在煙株各生育時(shí)期均增加，這可能是由于前期基肥和追肥氮素的施入，多余的化肥氮素被固定的結(jié)果。量碳與脲酶活性在整個(gè)生育期均顯著相關(guān)，說明盡管土壤酶主要來源于土壤微生物的活動(dòng)、植物根系分泌物和動(dòng)植物殘?bào)w腐解過程中釋放的酶［26］，但配施綠肥后土壤微生物是脲酶的主要來源。量碳與土壤全氮在團(tuán)棵期以后均顯著相關(guān)，與堿解氮只在75d時(shí)顯著相關(guān)，說明施用綠肥后微生物數(shù)量的增加對(duì)后期土壤氮素的保存具有重要的意義。

總體來看，配施綠肥后土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤脲酶活性及土壤氮含量的動(dòng)態(tài)變化反映出綠肥與化肥不同配施比例對(duì)土壤氮素供應(yīng)能力的重要影響。在適量減少氮化肥施用量的前提下，綠肥配施量在15 000～22 500kg／hm2的綜合效果較好，而綠肥配施量過多或過少都會(huì)影響土壤的氮素供應(yīng)狀況。綠肥能夠固氮、吸碳，改善生態(tài)環(huán)境，種植綠肥與現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)的“低碳經(jīng)濟(jì)”是和諧統(tǒng)一的。因此，通過研究綠肥與化肥配施對(duì)植煙土壤微生物量及土壤供氮能力的影響，闡明土壤的生化變化過程和氮素營(yíng)養(yǎng)在煙草生長(zhǎng)期間的供應(yīng)狀況，進(jìn)而研究綠肥在現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)中的重要作用，可為修復(fù)植煙土壤，改良土壤生態(tài)環(huán)境，探索發(fā)展低碳煙草農(nóng)業(yè)、構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展和特色煙葉開發(fā)提供理論依據(jù)。

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