鉀對(duì)煙草根際氮細(xì)菌、氮古菌群落及氮代謝的影響

翁澤斌，彭世文，王淑民，何冬冬，鄭國(guó)建，徐辰生，蔡海洋，劉泓，陳志厚

1 福建農(nóng)林大學(xué)，資源與環(huán)境學(xué)院，福建省福州市倉(cāng)山區(qū)上下店路15號(hào) 350002；2 南平市煙草公司，煙科分所，福建南平 353000

煙草作為典型的嗜鉀作物，在栽培過(guò)程中，鉀肥對(duì)煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤理化性質(zhì)的影響因肥料用量、氣候條件、土壤類型和農(nóng)藝措施等因素的不同而存在差異。有研究表明，煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值對(duì)施肥措施的依賴程度分別達(dá)39%和47%[1]。為此，合理使用鉀肥，獲得更好的農(nóng)藝效果，達(dá)到減肥增效的目的，成為近年來(lái)熱門的研究話題。同時(shí)，氮素的供給對(duì)煙葉質(zhì)量也起到?jīng)Q定性的作用，供給不足會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等物質(zhì)合成受阻、細(xì)胞分裂緩慢、植株矮小、葉片狹窄等問(wèn)題，并顯著降低其評(píng)吸質(zhì)量；供給過(guò)度，則會(huì)導(dǎo)致煙葉過(guò)度生長(zhǎng)從而落黃變慢，烤后煙葉一方面煙堿過(guò)高，糖類合成受阻，另一方面稀釋效益導(dǎo)致各化學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)下降，影響煙葉質(zhì)量。因此鉀氮互作一直是國(guó)內(nèi)外研究關(guān)注的重點(diǎn)[2-3]。第一，NO3--N和K+之間存在電荷補(bǔ)償機(jī)制而促進(jìn)生物體對(duì)彼此的吸收；第二，NH4+-N和K+相同的化合價(jià)和相似的離子半徑使二者在土壤膠體的吸附上存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；第三，NH4+-N的吸收吸附又能引起土壤酸化，有利于K+的釋放，增加根際有效鉀含量[2,4]。

一直以來(lái)，針對(duì)鉀肥的研究多集中在提高煙葉鉀含量上，涉及由此引起的氮代謝環(huán)境變化的研究較少，且對(duì)氮細(xì)菌、氮古菌的影響未見(jiàn)報(bào)道，因此本試驗(yàn)結(jié)合福建南平獨(dú)特土壤、氣候等生態(tài)因素，為獲取氮代謝功能基因組數(shù)據(jù)，采用FAPROTAX數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)16S rRNA高通量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并結(jié)合土壤酶活、土壤氮素有效性等傳統(tǒng)土壤環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行分析，通過(guò)研究大田環(huán)境下不同施鉀水平對(duì)根際氮細(xì)菌、氮古菌和氮代謝的影響，分析研究施鉀量與氮代謝的相互關(guān)系，為打造優(yōu)質(zhì)特色的“武夷生態(tài)、富鉀清香”煙葉提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與地點(diǎn)

供試煙草品種采用K326。試驗(yàn)安排在建甌南雅鎮(zhèn)仁墩村，土壤質(zhì)地為砂壤土，前作為水稻。試驗(yàn)地的土壤基本養(yǎng)分狀況見(jiàn)表1。從表中可以看出，試驗(yàn)土壤速效鉀含量為50.16 mg/kg，含量較低。

表1 試驗(yàn)土壤基本養(yǎng)分狀況Tab.1 Basic nutrient contents in soil

1.2 試驗(yàn)設(shè)置及培育方法

每公頃施鉀量采用等差跨度，參考當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用量，以氮磷鉀（N:P2O5:K2O）配比為1:0.8:2.8，每公頃鉀肥施用量315.00 kg為對(duì)照。按對(duì)照施鉀量1/4（78.75 kg）作為各個(gè)處理間的差值。實(shí)際各處理施鉀肥（K2O）情況與氮磷鉀（N:P2O5:K2O）配比見(jiàn)表2，分別在種植前、開(kāi)盤前和團(tuán)棵前三次施用。試驗(yàn)采用5處理3次重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，每個(gè)小區(qū)4行，行距120 cm，株距50 cm。其他農(nóng)事操作均統(tǒng)一按當(dāng)?shù)豄326品種技術(shù)方案執(zhí)行。

表2 不同處理氮磷鉀養(yǎng)分配比Tab.2 Ratio of NPK by different treatments

1.3 土壤及煙株采樣

土壤采樣分別于煙草旺長(zhǎng)期和頂葉成熟期（下稱成熟期）兩個(gè)時(shí)間進(jìn)行，旺長(zhǎng)期不同處理標(biāo)記為：A1、B1、C1、D1、E1；成熟期不同處理標(biāo)記為：A2、B2、C2、D2、E2。具體方法如下：每個(gè)處理隨機(jī)選取三株有代表性的植株，采用抖根法獲取煙草根際土壤，挑去雜質(zhì)并過(guò)0.25 mm篩。充分混勻后，用四分法取樣，4℃保存供土壤酶類及微生物量氮分析。另用相同方法，取根際土并于-20℃保存，供微生物群落分析。

1.4 土壤微生物DNA提取、群落分析及基因預(yù)測(cè)

根際土壤微生物區(qū)系分析采用生工Ezup柱式土壤DNA抽提試劑盒提取土壤全基因組DNA。采用NanoDrop以及0.5%瓊脂糖電泳監(jiān)測(cè)質(zhì)量合格后，送諾禾致源以16S rRNA為目標(biāo)，利用HiSep測(cè)序平臺(tái)雙末端測(cè)序。經(jīng)OTUs聚類、采用物種注釋及豐度分析、多樣性分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。再利用FAPROTAX數(shù)據(jù)庫(kù)[5]基于Greengenes（Version 13.5）對(duì)以發(fā)表驗(yàn)證的可培養(yǎng)菌進(jìn)行注釋，并篩選出與氮代謝相關(guān)的細(xì)菌匯總其相對(duì)豐度值。

1.5 土壤氮素有效性分析

土壤微生物量氮和可溶性全氮的測(cè)定采用氯仿熏蒸-K2SO4提取法，利用碳自動(dòng)分析儀對(duì)煙草根際土壤進(jìn)行測(cè)定。計(jì)算時(shí)轉(zhuǎn)換系數(shù)取0.45。并以二者合計(jì)值作為土壤氮素有效性的指示指標(biāo)。

1.6 土壤酶類活性分析

尿素酶活性測(cè)定以尿素為基質(zhì)，NH4+-N為水解產(chǎn)物，于690nm處測(cè)定吸光度。硝酸還原酶活性測(cè)定以KNO3為基質(zhì)，(-NO2)為還原產(chǎn)物，在520nm處測(cè)定吸光度。

1.7 煙草化學(xué)成分測(cè)定及賦值

參考王彥亭等[6]的化學(xué)成分指標(biāo)賦值法，對(duì)烤后煙葉的煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。并針對(duì)中部葉，采用綜合相關(guān)法和層次分析法計(jì)算結(jié)果確定各化學(xué)成分指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重，對(duì)偏離可接受范圍的值采用二次曲線擬合確定其分值。采用指數(shù)和法評(píng)價(jià)烤煙內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合情況，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合指標(biāo)P值越高煙葉質(zhì)量越好：

式中

P——烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合指數(shù)；

Pi——第i個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)相對(duì)權(quán)重；

Ci——第i個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)量化分值。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)分析采用Excel與SPSS進(jìn)行，相關(guān)性分析方法采用Duncan新復(fù)極差法，取P＜0.05為顯著性差異。屬（Rhizomicrobium）和節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）。

圖1 不同鉀水平下煙草根際細(xì)菌、古菌屬水平相對(duì)豐度（前10位）Fig.1 Relative abundance of bacterial and archaeal taxonomic assignments at the genus level in tobacco’s rhizosphere soil of different potassium level (Top 10)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施鉀水平對(duì)細(xì)菌、古菌屬水平上群落組成的影響

如圖1所示，根際細(xì)菌、古菌在屬水平上相對(duì)豐度前十的類群為Haliangium屬、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）、馬賽菌屬（Massilia）、Acidibacter屬、杜搟氏菌（Duganella）、苔菌屬（Bryobacter）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、Candidatus Solibacter屬、根微菌屬（Rhizomicrobium）和亞硝化細(xì)桿菌侯選種（Candidatus Nitrosotalea），共占根際總細(xì)菌、古菌群落的12.2% ～ 15.6%。旺長(zhǎng)期處理B、處理C、處理D和成熟期處理C、處理D、處理E所占比例較低，說(shuō)明相比旺長(zhǎng)期，成熟期根際煙草群落更適合較高的施鉀水平，各菌屬分布更為均勻，群落多態(tài)性更高，根際微生物區(qū)系的穩(wěn)定性更高。在相對(duì)豐度前十的菌屬中，與氮代謝相關(guān)的有：馬賽菌屬（Massilia）、亞硝化細(xì)桿菌侯選種（Candidatus Nitrosotalea）、根微菌

如表3所示，不同施鉀水平下，亞硝化細(xì)桿菌侯選種（Candidatus Nitrosotalea）在旺長(zhǎng)期和成熟期均無(wú)顯著性差異，但成熟期相對(duì)旺長(zhǎng)期相對(duì)豐度下降，且除處理C和處理D外均呈顯著性差異。根微菌屬（Rhizomicrobium）隨著施鉀水平的升高在成熟期呈倒“U”型分布并在處理B達(dá)最大值3.54‰，并顯著高于旺長(zhǎng)期。高施鉀水平（處理E）使馬賽菌屬（Massilia）在旺長(zhǎng)期有較高的相對(duì)豐度，而成熟期不同施鉀水平間相對(duì)豐度無(wú)顯著性差異，但處理A、處理C、處理E均相對(duì)旺長(zhǎng)期顯著下降。節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）在不同施鉀水平無(wú)顯著性差異，但成熟期的相對(duì)豐度要高于旺長(zhǎng)期，并在處理B和處理C顯著提高。

表3 不同鉀水平下煙草根際四種氮代謝相關(guān)菌屬水平相對(duì)豐度Tab.3 Relative abundance of four kinds of nitrogen metabolism bacterial and archaeal taxonomic assignments at the genus level in tobacco’s rhizosphere soil of different potassium level

2.2 不同施鉀水平對(duì)氮代謝功能菌相對(duì)豐度的影響

由于土壤環(huán)境的復(fù)雜，單一的菌種功能并不能很好的代表整個(gè)土壤環(huán)境的特征。利用FAPROTAX篩選已知可培養(yǎng)的氮細(xì)菌，可以依據(jù)根際功能群落的變化了解根際環(huán)境的變化。如表4所示，除處理C外，硝化作用菌的相對(duì)豐度在旺長(zhǎng)期比成熟期顯著提高，平均提高90.2%。隨著施鉀量的增加，反硝化細(xì)菌相對(duì)豐度和硝酸還原菌相對(duì)豐度在旺長(zhǎng)期與施鉀水平呈顯著負(fù)相關(guān)（P值分別為0和0.021），分別在處理A取得最大值3.79%和4.56%。成熟期相對(duì)旺長(zhǎng)期有顯著提高，并均在處理B取得最大的相對(duì)豐度5.16%和5.74%。揭示出煙草成熟期，土壤中的硝態(tài)氮被進(jìn)一步還原成氧化亞氮、氮?dú)夂桶?。不同施鉀水平下固氮菌的相?duì)豐度基本無(wú)顯著變化。綜上，旺長(zhǎng)期土壤銨態(tài)氮的硝化作用相比成熟期旺盛，而旺長(zhǎng)期硝態(tài)氮的還原過(guò)程相比成熟期較弱，并隨著施鉀水平的提高而減弱。

表4 不同鉀水平下煙草根際氮細(xì)菌相對(duì)豐度Tab.4 Relative abundance of nitrogen bacteria in tobacco’s rhizosphere soil of different potassium level

2.3 不同施鉀水平對(duì)煙草根際氮素有效性的影響

如表5所示，在不同時(shí)期土壤氮素有效性均呈倒“U”型分布，并在處理B分別取得最高值50.05 mg/kg和44.15 mg/kg，相對(duì)對(duì)照分別提高了20.9%和12.2%。處理B的土壤氮素有效性在旺長(zhǎng)期要顯著高于成熟期。因此有理由認(rèn)為，施鉀量不僅直接影響土壤中鉀營(yíng)養(yǎng)的供給，還可以顯著影響土壤氮素有效性。處理B能顯著提高土壤氮素的有效性，而同時(shí)提高土壤的施鉀水平能在一定程度上根際土壤有效性氮的含量，進(jìn)而減少煙株對(duì)氮的吸收。

表5 不同鉀水平下煙草根際土壤氮素有效性Tab.5 Nitrogen availability in tobacco’s rhizosphere soil of different potassium level

2.4 不同施鉀水平對(duì)煙草根際土壤酶活性的影響

2.4.1 脲酶

如圖2所示，在旺長(zhǎng)期，高鉀處理（處理D、處理E）使脲酶活性顯著升高，最高為130 mg/kg.h。成熟期，處理B及處理C脲酶活性較高，處理B活性達(dá)到最高值92 mg/kg.h，總體呈現(xiàn)中間高，兩邊低的趨勢(shì)。不同生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)比，處理B和處理C在旺長(zhǎng)期的活性顯著低于成熟期，而處理D和處理E則反之。處理A在不同時(shí)期無(wú)顯著變化。

2.4.2 硝酸還原酶

如圖3所示，在氮鉀配比N:K2O=1:1.4 ～ 2.8時(shí)，施鉀量對(duì)旺長(zhǎng)期硝酸還原酶活性影響不顯著，但當(dāng)配比N:K2O=1:2.8 ～ 4.2時(shí)，旺長(zhǎng)期的硝酸還原酶活性隨施鉀量增大而顯著升高。特別是處理E相比對(duì)照提高了221%。成熟期硝酸還原酶活性相比旺長(zhǎng)期要顯著提高（除處理E外），并呈現(xiàn)中間高兩邊低的趨勢(shì)，在處理C的活性最高達(dá)到了131.8 mg/kg.h。整體來(lái)看，不同施鉀量對(duì)根際硝酸還原酶活性影響在旺長(zhǎng)期更明顯，高鉀顯著提高硝酸還原酶的活性；成熟期根際土壤硝酸還原酶活性相比旺長(zhǎng)期差異較小，但處理C顯著較高。

圖2 不同鉀水平對(duì)煙草根際土壤脲酶活性的影響Fig.2 Urease activity in tobacco’s rhizosphere soil of different potassium level

圖3 不同鉀水平對(duì)煙草根際土壤硝酸還原酶活性的影響Fig.3 Nitratase activity in tobacco’s rhizosphere soil of different potassium level

2.5 不同施鉀水平對(duì)煙草化學(xué)成分的影響

由表6可知，中部葉處理A的P值最高，對(duì)照處理C次之但無(wú)顯著性差異；隨著施鉀水平提高，總氮及中上部葉的煙堿含量顯著降低，相同施鉀處理煙堿、總氮隨著葉位的提高含量顯著升高，中部葉處理A及處理B的煙堿含量較適宜，總體協(xié)調(diào)性較好；總糖、還原糖含量隨著葉位的提高而降低，中部葉總糖、還原糖的含量隨施鉀水平的升高而降低；糖堿比由下至上，不同葉位的均值為16.66、4.41和2.21，氮堿比為1.52、0.74和0.60，隨著葉位的提升，糖堿比和氮堿比顯著下降，但相同葉位不同處理間在中上部葉無(wú)顯著性差異；下部葉處理B氧化鉀含量顯著高于其他處理，中上部葉除處理A顯著較低外，其他處理對(duì)煙葉氧化鉀含量無(wú)顯著性影響，但隨著葉位的提高相同處理氧化鉀含量顯著降低。綜上，就中部葉而言，處理A的施鉀水平已能保證煙葉質(zhì)量；而后期成熟的葉片總氮、煙堿含量上升，總糖、還原糖和氧化鉀含量下降，在一定程度上影響煙葉品質(zhì)。

表6 不同鉀水平煙草化學(xué)成分的影響Tab.6 Chemical components in different potassium level of tobacco

3 討論

馬賽菌屬（Massilia）是一種根際寄生菌，其生長(zhǎng)需要較多養(yǎng)分，一般在營(yíng)養(yǎng)豐富時(shí)期大量繁殖[7]。高鉀環(huán)境相對(duì)豐度較高，說(shuō)明馬賽菌屬（Massilia）更適應(yīng)高鉀環(huán)境，而其本身也是一種根際促生菌，故可以作為菌肥篩選的潛在屬應(yīng)用于后期研究。馬賽菌屬在旺長(zhǎng)期相對(duì)豐度較高，顯示出該時(shí)期氮素營(yíng)養(yǎng)較豐度。亞硝化細(xì)桿菌候選種（Candidatus Nitrosotalea）是一種氨氧化古菌，能將土壤中的銨根離子轉(zhuǎn)化為亞硝酸根離子，并以此獲得能量[8]。其在旺長(zhǎng)期相對(duì)豐度較高，說(shuō)明旺長(zhǎng)期根際銨態(tài)氮含量較高。針對(duì)氮代謝功能菌相對(duì)豐度的統(tǒng)計(jì)表明旺長(zhǎng)期土壤中銨態(tài)氮的生成能力隨著鉀濃度的提高而降低。邢瑤等[9]研究報(bào)道，較高的銨態(tài)氮能促進(jìn)煙株生長(zhǎng)前期根系的發(fā)育，促進(jìn)氮素在根系的利用。處理A到處理C脲酶活性不高，再一次佐證N:K2O=1:1.4 ～ 2.1配比時(shí)，銨態(tài)氮源較充足[10]。但當(dāng)配比升高到1:3.5～ 4.2，脲酶活性上升，推測(cè)原因可能為高濃度鉀離子會(huì)與銨根離子相互競(jìng)爭(zhēng)[4]，影響微生物和煙草根部對(duì)銨根離子的吸收，產(chǎn)生了缺銨的假象。硝酸還原酶作為一種誘導(dǎo)酶，在土壤嫌氣條件下或者根際氮營(yíng)養(yǎng)失衡時(shí)被激活。旺長(zhǎng)期高施鉀配比（N:K2O=1:4.2）誘導(dǎo)了硝酸還原酶活性提高，說(shuō)明該施肥配比的氮磷鉀養(yǎng)分不平衡，高鉀抑制了根際環(huán)境對(duì)銨態(tài)氮的利用。當(dāng)N:K2O=1:2.1（處理B）時(shí)，不僅土壤氮素有效性最高，最有利于煙草生長(zhǎng)，同時(shí)成熟期的土壤氮素有效性顯著低于旺長(zhǎng)期的也從側(cè)面反映該處理下，煙株對(duì)氮素的利用率要高于其他處理。綜上，N:K2O=1:2.1（處理B）能更好的促進(jìn)旺長(zhǎng)期煙草根系發(fā)育。

C Shang[11]研究發(fā)現(xiàn)根際脲酶活性在煙株打頂前較低，但打頂后就一直保持較高水平。這與本試驗(yàn)中處理B和處理C的情況一致。旺長(zhǎng)期的功能菌相對(duì)豐度表現(xiàn)為硝化作用菌相對(duì)豐度較高而反硝化作用菌和硝酸還原菌相對(duì)豐度相低。除高鉀（處理E）環(huán)境外，應(yīng)激酶硝酸還原酶的活性在旺長(zhǎng)期較低。這些現(xiàn)象從側(cè)面說(shuō)明，旺長(zhǎng)期土壤中的氮素向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變，成熟期反之。究其原因，一方面施氮時(shí)銨態(tài)氮比例較高，土壤氮素以硝化作用為主，導(dǎo)致成熟期土壤中硝態(tài)氮比例增加；另一方面，由于成熟期進(jìn)入雨季，土壤嫌氣條件下促進(jìn)反硝化作用，硝酸還原酶活性增強(qiáng)。李中民[12]研究發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)初期K326品種煙草對(duì)硝態(tài)氮親和力更強(qiáng)，同時(shí)植株內(nèi)的硝酸鹽能誘導(dǎo)合成細(xì)胞分裂素[13]，因此在旺長(zhǎng)期采用適當(dāng)?shù)牡浥浔饶茉黾油寥拉h(huán)境中氮素的利用率，并有助于煙株的生長(zhǎng)。煙葉質(zhì)量的分析表明，處理A中部葉的煙葉質(zhì)量最高，也從側(cè)面佐證了與試驗(yàn)相同土壤環(huán)境下，較低的施鉀量能滿足煙草生產(chǎn)所需。

在成熟期，硝酸還原酶活性和脲酶活性在處理B和處理C均有大幅度提高。而脲酶活性在處理D大幅降低。根際氮代謝功能菌中反硝化作用菌相對(duì)豐度提高，硝化作用菌和硝酸還原菌相對(duì)豐度降低。表明在適宜的鉀濃度條件下，根際環(huán)境對(duì)銨態(tài)氮的需求量增大，硝態(tài)氮的比例上升。從側(cè)面證明了旺長(zhǎng)期煙草利用硝態(tài)氮為主，到生長(zhǎng)后期利用銨態(tài)氮為主。一方面，高脲酶活性能提高土壤銨態(tài)氮含量，有利于煙草的生長(zhǎng)[14]，但也會(huì)顯著促進(jìn)煙葉氮素累積，不利于煙葉糖類化合物合成，同時(shí)煙株生長(zhǎng)產(chǎn)生的稀釋效應(yīng)也會(huì)影響煙葉化學(xué)物質(zhì)的含量；另一方面，不同氮素形態(tài)會(huì)影響煙株對(duì)鉀素的吸收[4]。因此銨態(tài)氮和硝態(tài)氮要保持一定的比例才最有利于煙株的鉀素營(yíng)養(yǎng)。故建議在成熟期保持根際土壤較高的鉀含量，優(yōu)化根際不同形態(tài)氮素營(yíng)養(yǎng)比例。并有研究表明，高濃度鉀的環(huán)境中，煙草根皮層細(xì)胞質(zhì)膜上的內(nèi)向K+通道主要表現(xiàn)為低親和性鉀的吸收[15]。因此利用施鉀量抑制脲酶活性，調(diào)節(jié)根際氮代謝，降低銨態(tài)氮含量，以達(dá)到促進(jìn)煙株對(duì)鉀的吸收，減少氮素積累，提高煙葉質(zhì)量的目的。

張明發(fā)[16]的研究表明，煙草生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期是旺長(zhǎng)期，煙草煙葉氮素累積的關(guān)鍵時(shí)期是成熟期。本試驗(yàn)顯示，不同時(shí)期煙草生長(zhǎng)所需的鉀量不同，單一的施肥方式并不能滿足不同葉位優(yōu)質(zhì)煙葉生長(zhǎng)需求。優(yōu)質(zhì)烤煙煙葉的煙堿、總糖、還原糖、總氮、氧化鉀、糖堿比和氮堿比的范圍分別為：2.2% ～ 2.8%、18% ～ 22%、18% ～ 22%、2% ～ 2.5%、3% 以上、8.5～ 9.5和0.95 ～ 1.05[6,17]。較早成熟的下部葉最適的施鉀配比為N:K2O=1:1.4，較晚成熟的中上部葉總氮、煙堿含量升高，糖含量顯著偏低，糖堿比、氮堿比失衡，最適施鉀配比升高、范圍變廣，且較高施鉀處理能降低氮堿含量。又有研究表明，上部葉氧化鉀含量與施鉀量呈正相關(guān)[18]，與試驗(yàn)相符。因此就本試驗(yàn)所述煙草生長(zhǎng)條件而言，每公頃施鉀（K2O）236.25 kg，N:K2O=1:2.1時(shí)根際氮素有效性最高，利于煙草旺長(zhǎng)期的生長(zhǎng)。而每公頃施鉀（K2O）315 ～ 393.75 kg，N:K2O=1:2.8 ～ 3.5雖然旺長(zhǎng)期會(huì)降低土壤有效性氮的含量，銨態(tài)氮缺乏，不利于煙株生長(zhǎng)。但在成熟期，較高的施鉀水平，抑制銨態(tài)氮的生成，一方面減少氮素的積累有利于煙草糖類化合物的合成，同時(shí)提升煙葉含鉀量，提升煙葉化學(xué)品質(zhì)；另一方面較低的銨態(tài)氮供給減緩煙草生長(zhǎng)，降低稀釋效益的影響，更有利于煙葉品質(zhì)提升。

戴勛[19]的研究發(fā)現(xiàn)，追施鉀肥，能降低煙堿含量，提高總糖、還原糖和氧化鉀含量并提升糖堿比和氮堿比。而試驗(yàn)煙葉化學(xué)成分分析表明，上部葉煙堿含量過(guò)高，糖類、氧化鉀含量和糖堿比氮堿比偏低，佐證了追施鉀肥的必要性。李靜[20]在研究中發(fā)現(xiàn)，煙草有兩個(gè)鉀元素的吸收高峰，分別出現(xiàn)在旺長(zhǎng)后期和中部葉成熟期。在這兩個(gè)時(shí)期之前保證鉀肥豐富尤為重要。樊芬[21]研究發(fā)現(xiàn)，較晚的追肥（氮鉀肥）有利于煙株合成能力和干物質(zhì)的積累。王同朝[22]的研究也表明，分團(tuán)棵期和打頂時(shí)兩次施肥能更好的提高煙葉品質(zhì)。但也有研究表明追肥時(shí)間后移，也容易造成煙株落黃變慢，大田生育期延長(zhǎng)的不良影響[23]。因此可以考慮采用檸檬酸鉀進(jìn)行噴施有利于煙草的成熟，且煙葉品質(zhì)較好[24]。具體追肥時(shí)間、品種及用量還需通過(guò)進(jìn)一步研究來(lái)確認(rèn)。

4 結(jié)論

（1）本研究通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)和分光光度法，發(fā)現(xiàn)不同鉀肥的施用量能對(duì)根際微生物群落及氮代謝產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響煙株對(duì)氮的吸收與利用。

（2）試驗(yàn)顯示，旺長(zhǎng)期土壤中的氮素向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變，成熟期反之。施鉀配比N:K2O=1:2.1的氮素有效性較高，銨態(tài)氮充足；而N:K2O=1:3.5～4.2，影響微生物和煙草根部對(duì)銨根離子的吸收，認(rèn)為在氮含量高的土壤上，可以通過(guò)增加鉀肥的施用減少煙株對(duì)氮的利用。

（3）目前采用的單一的施鉀方式并不能滿足不同時(shí)期煙草生長(zhǎng)和不同葉位優(yōu)質(zhì)煙葉成熟的需求。建議在與試驗(yàn)相同的土壤環(huán)境與氣候背景下，打頂前可以依據(jù)現(xiàn)有施肥模式適當(dāng)降低施鉀量至每公頃施鉀（K2O）236.25 kg（N:K2O=1:2.1），以獲得較高的產(chǎn)量。并在打頂后追施一定量的鉀肥，提高根際環(huán)境的鉀水平，改變根際氮代謝環(huán)境，抑制煙株過(guò)度生長(zhǎng)降低稀釋效應(yīng)，促進(jìn)糖類化合物合成，提升煙草品質(zhì)。

（4）在本試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，一方面針對(duì)追肥措施進(jìn)一步研究，將研究結(jié)果運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，提高煙草的產(chǎn)質(zhì)量；另一方面，運(yùn)用宏基因測(cè)序技術(shù)和RNA及蛋白的定量分析，結(jié)合具體基因和蛋白的表達(dá)情況，進(jìn)一步探究微生物群落在煙草根際的鉀氮互作方面所扮演的角色。為我國(guó)煙草科學(xué)種植，打造優(yōu)質(zhì)煙葉提供理論依據(jù)。

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