不同農(nóng)藝措施處理對煙草根際微生態(tài)的影響

沈建平，王淑玉，曾 強(qiáng)，李紅麗，李小龍，王 巖，孫 妍，田 甜

（1. 福建省煙草公司南平市公司邵武分公司，福建 邵武354000；2. 鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院，河南 鄭州450000）

土壤生態(tài)環(huán)境是農(nóng)作物賴以生存并獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)[1]。其中，微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要參與者，在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著重要作用，并且對維持土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定以及提高土壤生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力作用顯著[2]。土壤中生存著大量微生物，可分為細(xì)菌、真菌和放線菌3 大類。這些微生物進(jìn)行著一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，推動著土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分之間的轉(zhuǎn)化以及物質(zhì)循環(huán)。反過來，根際微生物的生長又依賴于土壤的肥力水平和環(huán)境狀況，它們之間相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展。因此，土壤微生物數(shù)量可作為評價土壤肥力的一個重要指標(biāo)[3]。土壤的養(yǎng)分平衡則是保證作物健康生長的前提條件，尤其是在部分連作障礙十分嚴(yán)重的植煙區(qū)，保證土壤的營養(yǎng)平衡是提高煙草抗病性，有效控制土傳病害流行的關(guān)鍵，對煙葉的產(chǎn)量與質(zhì)量有著積極作用[4-7]。近年來，關(guān)于植煙土壤養(yǎng)分含量、分布及影響因素的研究大多集中在不同土質(zhì)間養(yǎng)分差異等方面，少有涉及土壤養(yǎng)分與青枯病發(fā)病之間關(guān)系[8-11]。

研究表明，農(nóng)藝措施可通過改變植株根際生長環(huán)境來影響土壤中微生物的代謝，從而引起土壤根際微生態(tài)的改變，進(jìn)一步影響地上植被的生長[12]。為此，以福建省邵武市植煙區(qū)青枯病發(fā)病嚴(yán)重的煙田為研究對象，通過稻草覆蓋、開深溝等農(nóng)藝措施，探討煙株根際土壤微生物群落、土壤養(yǎng)分與青枯病發(fā)生的關(guān)系，以期從根際土壤調(diào)控方面著手解決土傳病害的防控問題。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試品種

試驗于2014年在邵武市城郊鎮(zhèn)高南村進(jìn)行，選擇連續(xù)植煙且青枯病發(fā)病嚴(yán)重的地塊為試驗田；試驗田土壤為棕色輕壤土，直徑為0.02～2.00 mm 的砂粒占土壤顆粒的58.02%，直徑為0.002～0.020 mm 的粉砂粒占土壤顆粒的19.74%，直徑小于0.002 mm 的粘粒占土壤顆粒的22.24%；土壤理化性狀：pH 值4.88，速效鉀含量169.9±1.63 mg/kg，速效磷含量32.7±0.92 mg/kg，堿解氮含量85.3±0.48 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量24.27±2.01 g/kg。供試烤煙品種為K326。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)3個處理：T1，常規(guī)栽培（地膜栽培）；T2，使用稻草覆蓋方式；T3，地膜覆蓋，開深溝。每個處理重復(fù)2 次，共6個小區(qū)，植株密度為1 100 株/667m2，株行距50 cm×120 cm，純氮用量為9.09 kg/667m2，N、P、K 比例為1︰0.8︰2.7，其他大田管理措施按邵武市優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行。

1.2.2 根際土樣的采集 于煙苗移栽前、團(tuán)稞期、旺長期和成熟期分別采集煙株根際土壤，具體方法：在同一采樣單元內(nèi)將整棵煙株連同根部土壤一起取出，將粘接在細(xì)根上的土壤輕輕抖落并混勻，即為根際土壤，取3 株混成1個樣品，采用四分法保留1 kg 樣品，于4℃的冰箱內(nèi)保存待測。

1.2.3 土壤微生物數(shù)量測定 配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，孟加拉紅培養(yǎng)基，高氏1 號培養(yǎng)基分別對測定土樣中的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量，采用混勻澆注法進(jìn)行培養(yǎng)；其中，細(xì)菌于32 ℃恒溫箱中保濕培養(yǎng)1～2 d，真菌于28℃恒溫箱中保濕培養(yǎng)2～3 d，放線菌于30℃恒溫箱中保濕培養(yǎng)4～6 d，然后計數(shù)[13]。

1.2.4 土壤養(yǎng)分含量測定 取部分根際土壤風(fēng)干后，用木槌研磨過60 目篩后裝入密封袋，4℃冰箱保存待測。采用電位法測定土壤pH 值，采用重鉻酸鉀容量、火焰分光光度計法、堿解擴(kuò)散法、碳酸氫鈉法分別測定土壤中有機(jī)質(zhì)、速效鉀、堿解氮、速效磷的含量[14]。

1.2.5 煙株發(fā)病率統(tǒng)計 在煙株發(fā)病期，對每個試驗點內(nèi)發(fā)病煙株進(jìn)行計數(shù)，發(fā)病率用發(fā)病個體占群體總數(shù)的百分?jǐn)?shù)來表示。發(fā)病率（%）=（發(fā)病植株的株數(shù)/170）×100。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同農(nóng)藝措施對土壤根際微生物的影響

2.1.1 細(xì)菌數(shù)量變化 從表1 中可以看出，移栽前土壤中細(xì)菌數(shù)量較少，移栽煙苗后，不同處理土壤中細(xì)菌含量均有所增高，說明種植作物施加肥料為微生物生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，提高了土壤中細(xì)菌的含量。其中，T2 處理進(jìn)入旺長期之后細(xì)菌數(shù)量均高于T1 和T3 處理，這可能是因為稻草覆蓋調(diào)節(jié)了土壤水分和溫度，改善了土壤微生物群落生長環(huán)境，促使土壤細(xì)菌增殖。試驗點根際土壤細(xì)菌在煙苗移栽后隨著煙苗生長及溫度上升，環(huán)境條件適宜而生長，到煙草成熟期后，細(xì)菌代謝活動加強(qiáng)，細(xì)菌數(shù)量有所增長；但煙株采收完成之后，煙株停止生長，土壤中細(xì)菌代謝活動減緩，數(shù)量降低。

表1 不同農(nóng)藝措施處理對植煙土壤根際微生物數(shù)（c量fu的/g）影響

2.1.2 真菌數(shù)量變化 由表1 可知，隨著烤煙生育期的延長，T1、T2、T3 處理的土壤真菌數(shù)量均呈現(xiàn)先升后降的趨勢，旺長期真菌數(shù)量明顯增加，說明隨著煙苗的生長，其根系分泌物逐漸增多，環(huán)境溫度也日漸上升，此環(huán)境下，真菌數(shù)量迅速增加，因此團(tuán)棵期至旺長期真菌數(shù)量較多。旺長期，T2 處理的真菌數(shù)量分別比T1 和T3 處理少8.46×105和3.33×105cfu/g，且T1處理與T2、T3 處理的差異達(dá)顯著水平，說明稻草覆蓋處理不利于真菌的生長。進(jìn)入成熟期后，各處理的真菌數(shù)量都顯著減少，這是因為此時烤煙根系分泌的有害物質(zhì)增多，不利于真菌生長。

2.1.3 放線菌數(shù)量變化 從表1 中還可以看出，在煙草團(tuán)稞期，各處理土壤放線菌數(shù)量均多于移栽前期；旺長期，T2、T3 處理放線菌數(shù)量達(dá)到最大值，可能是隨著作物的快速生長，煙株根系能量和物質(zhì)循環(huán)加快，使得放線菌數(shù)量增加，常規(guī)處理（T1 處理）則開始逐漸減少。成熟期，各處理的放線菌數(shù)量均有所回落，這可能是后期土壤中肥料養(yǎng)份減少，進(jìn)而影響土壤中放線菌的生長。

2.2 不同農(nóng)藝措施對土壤養(yǎng)分的影響

土壤中的養(yǎng)分存在形式、微生物數(shù)量與種類都與土壤pH 值密切相關(guān)，并且土壤pH 值還能夠協(xié)調(diào)土壤與煙株之間養(yǎng)分供需平衡，從而實現(xiàn)對煙葉品質(zhì)的調(diào)節(jié)[15]。土壤堿解氮包括礦質(zhì)態(tài)氮和有機(jī)態(tài)氮中比較易于分解的部分，反映出近期土壤氮素的供應(yīng)狀況，速效鉀則是植物根系吸收的直接鉀素供應(yīng)源，速效磷是衡量土壤磷素吸收、供應(yīng)狀況的指標(biāo)，了解其供應(yīng)狀況對施肥有著直接的指導(dǎo)意義[16]。從表2 中可以看出，烤煙種植后，土壤的pH 值均有所上升；在團(tuán)稞期之后，T2、T3 處理根際土壤N、P、K 的含量明顯低于對照組，養(yǎng)分的大量吸收，使得這2個處理組煙株的生長表現(xiàn)出一定優(yōu)勢。

表2 不同農(nóng)藝措施對煙葉根際土壤養(yǎng)分的影響

2.3 各處理病害發(fā)生情況

從表3 中可以看出，第一次調(diào)查（6月10日）青枯病發(fā)病率以T1 處理最高，T2 處理的發(fā)病率最低；隨后的3 次調(diào)查中，T1 處理的發(fā)病率居高不下；各時期的發(fā)病率由高到低均為T1＞T3＞T2，到7月10日，T2 處理（稻草覆蓋）、T3 處理（開深溝）的發(fā)病率分別比T1 處理降低了27.22、16.11個百分點，病情指數(shù)分別比T1 處理低18.27、9.32。由此可見，稻草覆蓋和開深溝兩種處理均對青枯病有一定的抑制作用，其中以稻草覆蓋處理的防控效果較好。

表3 不同農(nóng)藝措施處理煙株病害發(fā)生情況的比較

3 討論

土壤是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，生物有機(jī)體在這個系統(tǒng)中相互依存，協(xié)調(diào)作用。土壤中的養(yǎng)分為微生物提供能量來源，而這些養(yǎng)分同樣也依賴于微生物的轉(zhuǎn)化與生成，微生物活動可以加速土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解，增加土壤養(yǎng)分的含量[17]。細(xì)菌在土壤微生物類群數(shù)量中占絕對優(yōu)勢，是物質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要動力，許多細(xì)菌可轉(zhuǎn)化分解產(chǎn)生可供植物吸收利用的氮素和磷素，從而提高土壤肥力；放線菌的增加可以加快土壤中有機(jī)質(zhì)的分解利用，并能產(chǎn)生抗生素和激素類物質(zhì)，從而對病害起一定預(yù)防作用[18]，這有利于煙株抗病性增強(qiáng)，從而抑制后期病害的發(fā)生。

土壤微生物多樣性受土壤類型與土壤管理措施的影響。農(nóng)藝措施主要通過改變土壤微生態(tài)環(huán)境，影響土壤能量與物質(zhì)循環(huán)利用，進(jìn)而改變土壤養(yǎng)分，尤其是有機(jī)質(zhì)的動態(tài)和碳貯量[19]。此外，Anoop[20]的研究指出，植物生長所需養(yǎng)分水平與其防衛(wèi)機(jī)制密切相關(guān)，在植物體內(nèi)許多營養(yǎng)元素對不同病原菌侵染引起的本能防御反應(yīng)都有著積極的作用。

試驗結(jié)果表明，稻草覆蓋和開深溝處理均可促進(jìn)植物根際的物質(zhì)代謝，使土壤根際的微生物數(shù)量顯著增加，促進(jìn)了細(xì)菌、真菌和放線菌的增殖，同時也提高了煙株根際土壤堿解氮、速效磷和速效鉀的利用率，為植物提供更多的營養(yǎng)物質(zhì)，使植株處于良好的生長狀態(tài)，有利于其保持較高的抗病性。因此，結(jié)合不同農(nóng)藝措施處理下作物生長狀況與土壤微生物變化，及時調(diào)整田間施肥方式，對改善土壤微生物生態(tài)環(huán)境，加快土壤能量與物質(zhì)循環(huán)，提高土壤生物肥力，減少病害發(fā)生具有重要意義。

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