不同連作年限下烤煙不同生育期土壤微生物區(qū)系動(dòng)態(tài)研究

徐繼磊 張友杰 葉協(xié)鋒 劉志廣　孟敏 李玲麗 崔軍 王進(jìn)安 張榮成

摘要 [目的]研究烤煙連作對(duì)土壤微生物區(qū)系動(dòng)態(tài)的影響。[方法]采用盆栽試驗(yàn)，研究烤煙連作0、4、6和8年各生育期土壤微生物的變化規(guī)律。[結(jié)果]隨連作年限的增加，各微生物數(shù)量在整個(gè)生育期表現(xiàn)：細(xì)菌和解磷細(xì)菌表現(xiàn)為升高—降低—升高的規(guī)律，真菌與之相反；放線菌和氨化細(xì)菌表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，解鉀菌與二者表現(xiàn)相反的規(guī)律；硝化細(xì)菌隨連作年限的增加逐漸增加。各微生物隨烤煙生育期變化：細(xì)菌、真菌、放線菌、氨化菌、解鉀菌表現(xiàn)為先降低至末期又升高的趨勢；硝化細(xì)菌和解磷菌表現(xiàn)為升高—降低—升高的趨勢。[結(jié)論]土壤微生物活性與烤煙連作及煙草生長關(guān)系密切，研究連作和煙草生長發(fā)育對(duì)土壤微生物活性的交互影響更有意義。

關(guān)鍵詞 烤煙；連作；生育期；土壤微生物

中圖分類號(hào) S154.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）18-0105-04

Dynamics of the Soil Microbial Flora at Different Growing Stages of Fluecured Tobacco under Continuous Cropping Years

XU Jilei1，ZHANG Youjie1， YE Xiefeng2 et al

（1.China Tobacco Shandong Industrial Company，Jinan，Shandong 250000；2.Tobacco College of Henan Agricultural University，Zhengzhou，Henan 450002）

Abstract [Objective] To study dynamics of the soil microbial flora at different growing stages of fluecured tobacco under continuous cropping years.[Method]A pot experiment was conducted to study the variation of soil microroganism at tobacco developmental stages under different continuous cropping years. [Result]With the increase of continuous cropping ，the average anmout of bacteria and phosphatedissolving bacteria showed increased lower increased downward trend， while the fungi reversed to the above；the actinomycete and ammonifier presented the trend of first increase then decreased， while the potassiumdissolving bacteria reverersed to the above； the nitrobacteria increased with the increased of continuous cropping. In whole developing stage of tobacco， the average number of bacteria， fungi， actinomycet， ammonifier and phosphatedissolving bacteria of different treatments showed the trend of decreased first and then increased；the nitrobacteria showed the trend of increased-decreasedincreased.[Conclusion] Soil microbial activity is closely related to tobacco continuous cropping years and tobacco growth， and it is more meaningful to study the interaction effect of continuous cropping and tobacco growth on soil microbial activity.

Key words Fluecured tobacco；Continuous cropping；Developmental stage；Soil microorganism

烤煙連作導(dǎo)致煙株長勢變?nèi)酰瑹熑~煙堿和氯含量增加，總糖、還原糖和鉀含量降低，內(nèi)在化學(xué)成分相對(duì)不協(xié)調(diào)[1]。隨著連作時(shí)間延長，不同作物對(duì)營養(yǎng)的選擇性吸收造成部分營養(yǎng)的貧乏和富集，土壤的營養(yǎng)條件不斷惡化[2]，更重要的是連作降低了有益微生物的數(shù)量和活性，改變了土壤微生物群落功能多樣性，因此連作障礙產(chǎn)生的原因之一是土壤的生物因素[3]。筆者研究不同連作年限下烤煙不同生育期土壤微生物種群變化，以期為現(xiàn)有煙田的合理利用、土壤生態(tài)環(huán)境的改善、烤煙連作障礙解決方案的提出提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用土取自河南郟縣岔河村煙田耕層土（0～20 cm），黃褐土，基本理化性狀見表1。供試烤煙品種為K326。

1.2 試驗(yàn)方法

分連作0（正茬）、4、6和8年4個(gè)處理。于移栽后30、45、60、75和90 d取樣，采用20 cm土鉆在離根部5 cm處環(huán)根取3鉆，混勻，一部分采用烘干法測定土壤含水率，另一部分測定各微生物含量。

細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量采用稀釋平板法測定；細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌采用高氏1號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)[4]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同連作年限下烤煙不同生育期土壤微生物數(shù)量的變化

2.1.1 細(xì)菌數(shù)量的變化。

細(xì)菌在三大微生物類群中數(shù)量最多[5]。張偉等[6]研究認(rèn)為棉花長期連作對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成影響很大，但隨著連作年限延長至5年后，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成能自發(fā)趨于穩(wěn)定和回升。從表2可以看出，不同連作年限對(duì)植煙土壤細(xì)菌含量的影響在不同生育期的表現(xiàn)略有不同，其中45和75 d表現(xiàn)為降低—升高—降低的趨勢，30、60和90 d表現(xiàn)為升高—降低—升高的變化規(guī)律。

從表2可以看出，在煙草生長的前期（30、45 d），根系活力較低，對(duì)土壤微生物影響較小，土壤細(xì)菌數(shù)量較高。進(jìn)入營養(yǎng)生長的旺盛期（60、75 d），根系分泌物增加，細(xì)菌數(shù)量處于較低水平，進(jìn)入成熟期（90 d）數(shù)量有所回升。這說明煙草根系分泌物在一定程度上抑制土壤細(xì)菌的生長。

2.1.2 真菌數(shù)量的變化。

真菌是土壤三大微生物類群中數(shù)量最少的[5]，馬鈴薯連作可改變土壤真菌群落組成結(jié)構(gòu)，尤其是增加引起土傳病害的致病菌類型，進(jìn)而造成連作障礙[3]。由表3可知，真菌數(shù)量在移栽后30、60和90 d與細(xì)菌的表現(xiàn)相反，隨著連作年限的增加表現(xiàn)為降低—升高—降低的趨勢。從真菌數(shù)量看，連作4年的，75 d等于正茬，其余各時(shí)期均低于正茬；連作6年的，45和75 d低于正茬，其余各時(shí)期均高于正茬；連作8年的，60 d高于正茬，75 d等于正茬，其余各時(shí)期均低于正茬?？傮w而言，連作6年的土壤真菌數(shù)量最高。

移栽后30 d真菌數(shù)量偏高，但隨著烤煙的繼續(xù)生長，不同處理表現(xiàn)不同的規(guī)律，但總體呈增加趨勢。這可能是30 d時(shí)產(chǎn)生的根系分泌物少，隨著植株的生長，根系分泌物產(chǎn)生種類和數(shù)量增加，并逐步積累，促進(jìn)了真菌的生長。

2.1.3 放線菌數(shù)量的變化。

放線菌能同化無機(jī)氮，分解碳水化合物及脂類、單寧等難分解的物質(zhì)，多種放線菌還能產(chǎn)生抗生素物質(zhì)，因此，放線菌與土壤肥力以及有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化和植物病害防治有密切關(guān)系[7]。由表4可知，連作對(duì)烤煙生長過程土壤放線菌數(shù)量的影響：連作6年表現(xiàn)為先增加后降低；正茬及連作4年與之表現(xiàn)相反；連作8年表現(xiàn)為增加—降低—回升趨勢。并隨著連作年限的增加，30、45和75 d表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢；60和90 d表現(xiàn)為增加—降低—回升的趨勢?？傮w而言，連作4年內(nèi)迅速提高了放線菌的數(shù)量，然后隨連作時(shí)間的延長而逐步回落，與尤垂淮等[1]的研究結(jié)果一致。由此可知，隨著連作年限的延長，烤煙生長過程中土壤放線菌趨于不規(guī)律。

2.2 不同連作年限下烤煙不同生育期土壤微生物生理群的變化

2.2.1 氨化細(xì)菌數(shù)量的變化。土壤中氨化細(xì)菌的數(shù)量不僅與土壤肥力狀況有密切關(guān)系，而且能體現(xiàn)氨化作用的強(qiáng)度[8]?？琢顒俒9]研究認(rèn)為，楊樹連作降低土壤氨化細(xì)菌數(shù)量。由表5可知，連作時(shí)，土壤氨化細(xì)菌數(shù)量隨生育期變化規(guī)律：30 d氨化細(xì)菌含量最高，隨后降至較低水平，90 d時(shí)又有所回升；隨連作年限增長，氨化細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，這是由于烤煙連作后期氮肥主要采用有機(jī)肥，而有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)已經(jīng)分解，不再促進(jìn)氨化細(xì)菌的生長。

2.2.2 硝化細(xì)菌數(shù)量的變化。

硝化細(xì)菌能夠利用還原態(tài)無機(jī)氮化合物進(jìn)行自養(yǎng)生長[10]。劉素慧等[5]研究認(rèn)為，大蒜連作使土壤硝化細(xì)菌數(shù)量迅速增加，至10年最高，然后又急劇降低。由表6可知，正茬、連作4和8年的土壤硝化細(xì)菌數(shù)量在烤煙生育期均表現(xiàn)為移栽后30 d較低，至45 d時(shí)有不同程度的增加，隨著烤煙的繼續(xù)生長逐漸下降，75 d時(shí)降至最低，90 d時(shí)均大幅增加。隨著烤煙連作年限的增加，硝化細(xì)菌數(shù)量各時(shí)期平均值呈增加趨勢；但30 d時(shí)表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，以連作6年的數(shù)量最高，而45 d時(shí)表現(xiàn)為先降低再升高的趨勢，以連作6年的數(shù)量最低。這表明不能僅通過某個(gè)生育期來研究烤煙連作對(duì)硝化細(xì)菌的影響。

2.2.3 解磷細(xì)菌數(shù)量的變化。

解磷細(xì)菌能夠?qū)⒂袡C(jī)磷和難溶性無機(jī)磷轉(zhuǎn)化為可溶性磷，促進(jìn)植物對(duì)磷的利用[11]。由表7可知，在30、75和90 d時(shí)，土壤解磷細(xì)菌含量隨連作的變化表現(xiàn)為增加—減低—增加的趨勢，與45 d時(shí)的規(guī)律相反?？傮w而言，隨種植年限的增加，土壤解磷細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)為增加趨勢，這可能是由于長期施用磷化肥的刺激作用。

正茬和連作6年的解磷細(xì)菌數(shù)量在烤煙生長過程中變化規(guī)律相同，均表現(xiàn)為30 d較低，隨著烤煙進(jìn)入旺長期而增加，45 d的數(shù)量分別比30 d增加了50.53%和67.90%。隨著烤煙的繼續(xù)生長，其數(shù)量開始下降，至75 d降至最低，分別為30 d的60.21%和72.84%，至烤煙成熟期，其數(shù)量開始升高。

2.2.4 解鉀細(xì)菌數(shù)量的變化。

董祥洲[12]對(duì)延邊煙區(qū)研究認(rèn)為，隨著連作年限延長，土壤解鉀細(xì)菌數(shù)量減少。由表8可知，解鉀細(xì)菌隨連作時(shí)間的變化在烤煙移栽后30、45和60 d相同，正茬處于較高水平，隨連作而降低，至連作8年出現(xiàn)回升。75 d時(shí)表現(xiàn)為先升高后降低再升高的規(guī)律，90 d時(shí)與其規(guī)律相反。從整個(gè)生育期平均值看，隨著連作年限增加，解鉀細(xì)菌表現(xiàn)為先降低再升高的趨勢。

連作對(duì)烤煙生長過程土壤解鉀細(xì)菌的影響規(guī)律不一致，其中正茬和連作6年均表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢。從整個(gè)生育期看，不同連作年限均為移栽后60 d，即煙株?duì)I養(yǎng)生長最為活躍的時(shí)期解鉀菌含量最低，而后生長速度開始減慢，解鉀菌數(shù)量逐漸增加。