竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下土壤微生物特性及煙草生長(zhǎng)的影響

楊 森，尹顯慧*，龍友華，黃化剛，代園鳳，陳 雪*，劉文濤

(1.貴州大學(xué) 作物保護(hù)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550025； 2.貴州省煙草公司 畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700)

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，農(nóng)村較多勞動(dòng)力往城市轉(zhuǎn)移，致使農(nóng)田人工除草現(xiàn)象逐漸減少，為減小勞動(dòng)強(qiáng)度，化學(xué)除草在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位[1]。目前，我國(guó)化學(xué)除草面積與日俱增[2]，導(dǎo)致作物藥害的問(wèn)題也日益嚴(yán)重。煙草是一種對(duì)除草劑較為敏感的作物[3]，前茬作物大量或不合理使用除草劑致后茬煙草藥害問(wèn)題屢見(jiàn)報(bào)道[4-5]，因此，研究除草劑致煙草藥害的修復(fù)技術(shù)具有重要意義。

砜嘧磺隆是一種磺酰脲類除草劑，主要應(yīng)用于玉米田防除1年生或多年生闊葉雜草[6]。雖有報(bào)道表明砜嘧磺隆對(duì)當(dāng)茬玉米和馬鈴薯較安全，但張仁闊等[7]已證實(shí)，砜嘧磺隆土壤殘留易對(duì)后茬煙草產(chǎn)生藥害，且在土壤中殘留期較長(zhǎng)。

近年來(lái)，生物炭因綠色、安全和對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。生物炭在完全或部分缺氧條件下，經(jīng)高溫?zé)崃呀夂髮?duì)土壤理化性質(zhì)具有較好的改良作用[8]，且因其優(yōu)良的吸附特性和較強(qiáng)的抵抗土壤微生物分解的穩(wěn)定性[9]，常被應(yīng)用于修復(fù)除草劑[10]和重金屬[11]等污染土壤。王雪玉等[12]研究表明，生物炭能夠改變黃瓜根際土壤細(xì)菌豐度，提高土壤酶活性及速效養(yǎng)分含量。黃劍[13]研究也發(fā)現(xiàn)，生物炭顯著增加了土壤中微生物量炭含量和土壤酶活性及其酶活性動(dòng)力參數(shù)。陳澤鵬等[14]和鄭雄志等[15]均發(fā)現(xiàn)，生物炭對(duì)二氯喹啉酸致害煙株有較好的修復(fù)效果。生物有機(jī)肥是具有微生物功能和有機(jī)肥效應(yīng)的肥料[16]，在獼猴桃[17]、板栗[18]、香蕉[19]和番茄[20]等作物上得到了較多應(yīng)用，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為有機(jī)肥可提高土壤肥力、增加微生物數(shù)量和土壤酶活性，起到改良土壤結(jié)構(gòu)性狀的效果[21]。陳偉等[22]研究證明了生物炭和有機(jī)肥混合處理可增加平邑甜菜根系土壤微生物多樣性，王玫等[23]也發(fā)現(xiàn)生物炭復(fù)合有機(jī)肥增強(qiáng)了土壤酶活性，優(yōu)化了土壤真菌群落結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)了平邑甜茶幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。但迄今為止關(guān)于竹炭與有機(jī)肥配施對(duì)砜嘧磺隆致害煙株的修復(fù)效果及修復(fù)機(jī)制研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，探究了竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆土壤殘留致害煙株生長(zhǎng)情況，以及土壤微生物數(shù)量、酶活性、煙葉品質(zhì)和砜嘧磺隆殘留降解的影響及其相互關(guān)系，旨在初步闡明竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆致害煙株及其污染土壤的修復(fù)機(jī)制，為煙株除草劑藥害的有效緩解提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試煙草品種為畢納1號(hào)，由貴州省畢節(jié)市煙草公司黔西縣林泉科技園提供。25%砜嘧磺隆水分散粒劑由江蘇江南農(nóng)化有限公司提供；竹炭由貴州省黔西縣林泉科技園惠贈(zèng)，pH值為9.66，全氮為17.68 g/kg，全碳為336 g/kg，固定碳為83.29%，平均孔徑為2.63 nm，電導(dǎo)率為0.13 S/m。精制有機(jī)肥由貴州吉龍生態(tài)科技有限公司提供，其中總養(yǎng)分≥4%、有機(jī)質(zhì)≥30%、含水量≤20%，還富含多種氨基酸和中、微量元素，有益生物菌群為3 000萬(wàn)個(gè)/g。煙草專用復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=9∶10∶23)由貴州天峰磷化工有限責(zé)任公司提供。供試土壤取自貴州省花溪區(qū)，前茬為荒地，其理化性質(zhì)為全氮1.42 g/kg、全磷0.93 g/kg、全鉀15.69 g/kg、堿解氮107.36 mg/kg、有效磷16.36 mg/kg、速效鉀143.52 mg/kg、緩效鉀326.92 mg/kg、有機(jī)質(zhì)30.77 g/kg、pH值6.98。將土樣曝曬1個(gè)月后，風(fēng)干過(guò)篩，經(jīng)高效液相色譜法檢測(cè)無(wú)砜嘧磺隆殘留后使用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

砜嘧磺隆最高施藥劑量參考其田間最大施用量，并根據(jù)我國(guó)農(nóng)田20 cm耕種層每667 m2干土150 t進(jìn)行換算。張仁闊等[7]前期已確定砜嘧磺隆致煙草藥害臨界值為0.008 3 mg/kg，故本試驗(yàn)按照砜嘧磺隆常規(guī)用量10倍配藥，則土壤中砜嘧磺隆殘留量為0.083 mg/kg，混合均勻，然后分裝于花盆(直徑35 cm，高40 cm)中，每盆約8 kg。2 d后，將有機(jī)肥和竹炭與藥土進(jìn)行混勻，并施入5 g煙草專用復(fù)合肥作基肥。試驗(yàn)設(shè)置7個(gè)處理：(1)CK，清水對(duì)照，不施砜嘧磺??；(2)CK1，每盆藥土中單施有機(jī)肥100 g；(3)CK2，藥劑對(duì)照，即盆栽土壤僅施砜嘧磺隆，不添加任何修復(fù)材料；(4)T1，每盆配施 0.5%竹炭+有機(jī)肥100 g；(5)T2，每盆配施1%竹炭+有機(jī)肥100 g；(6)T3，每盆配施2%竹炭+有機(jī)肥100 g；(7)T4，每盆配施4%竹炭+有機(jī)肥100 g。每個(gè)處理10次重復(fù)。1 d后選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致的健壯煙苗(3～4葉期)移栽，每盆1株，其他管理參照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀 煙苗移栽后30 d和60 d，觀察煙株的藥害癥狀及生長(zhǎng)情況，分別測(cè)量株高、葉長(zhǎng)和葉寬(煙株自上而下第5片葉)，計(jì)算相應(yīng)抑制率。

1.3.2 土壤微生物數(shù)量 煙苗移栽后30 d和60 d，取0～15 cm盆栽土層土壤，過(guò)3 mm篩，除去石塊等雜物后，用試驗(yàn)采集袋裝土置于恒溫箱(4 ℃)中，帶回實(shí)驗(yàn)室。土壤微生物菌落數(shù)采用平板稀釋法測(cè)定[24]：細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌用高氏一號(hào)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌用孟加拉紅培養(yǎng)基培養(yǎng)。

1.3.3 土壤酶活性 煙苗移栽后30、60、90 d，采集盆栽煙株根際土壤測(cè)定其酶活性，主要參考關(guān)松蔭[25]描述的方法進(jìn)行。其中，土壤脲酶活性采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定，以24 h反應(yīng)后水解生成的氨基氮毫克數(shù)來(lái)表示；磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定，以24 h后每克土壤中釋放出酚的毫克數(shù)表示；蔗糖酶活性用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定，以24 h后每克土壤中葡萄糖的毫克數(shù)表示；過(guò)氧化氫酶采用0.1 mol/L KMnO4滴定法測(cè)定。

1.3.4 煙葉生理生化指標(biāo) 煙苗移栽后90 d取煙株從上到下第5片有效葉，分別測(cè)定煙葉過(guò)氧化氫酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、葉綠素及煙葉主要化學(xué)成分含量。其中，抗氧化酶液提取參照Moerschbacher等[26]的方法；CAT活性采用H2O2法測(cè)定；MDA含量參考張志良等[27]硫代巴比妥酸方法，并改進(jìn)后進(jìn)行測(cè)定，以nmol/g表示；葉綠素含量測(cè)定采用李合生[28]的95%乙醇研磨比色法，以mg/g表示；可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法；收獲期煙葉經(jīng)120 ℃殺青后，參照王瑞新[29]方法對(duì)化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 土壤及煙葉砜嘧磺隆殘留量 參照李揚(yáng)等[30]植煙土壤和王碩等[31]煙葉中砜嘧磺隆殘留量的測(cè)定方法并做相應(yīng)改進(jìn)，采用Waters 600E液相色譜儀(美國(guó)Waters公司)紫外檢測(cè)器檢測(cè)，檢測(cè)條件為：色譜柱SunFireTM C18，5 μm，150 mm×4.6 mm(ID)；流動(dòng)相為V(甲醇)∶V(水)=50∶50；流速1.0 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm；柱溫24 ℃；進(jìn)樣量10 μL。以保留時(shí)間定性，峰面積外標(biāo)法定量，在上述色譜條件下，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程為y=63 137x+84.052，砜嘧磺隆保留時(shí)間為6.9 min。經(jīng)試驗(yàn)得出，砜嘧磺隆在土壤中的平均回收率在95.55%～97.69%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.33%～4.62%，在煙葉中的平均回收率為82.36%～92.03%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.8%～6.8%，且土壤和煙葉中最低檢測(cè)限度均達(dá)1.0×10-12g，可見(jiàn)試驗(yàn)中土壤和煙葉采用的提取及檢測(cè)方法均能滿足農(nóng)藥殘留分析的要求。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft office 2010對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用DPS V7.05統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性和相關(guān)性分析，采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較，采用t檢驗(yàn)對(duì)只有2個(gè)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙草生長(zhǎng)的影響

從表1可以得出，砜嘧磺隆土壤殘留嚴(yán)重影響煙株的正常生長(zhǎng)。煙苗移栽后30 d和60 d，CK2株高、葉長(zhǎng)和葉寬顯著低于CK。CK1除移栽后60 d葉寬和葉長(zhǎng)略高于CK2外，其他時(shí)期農(nóng)藝指標(biāo)均低于CK2，說(shuō)明單施有機(jī)肥100 g對(duì)砜嘧磺隆致害煙株修復(fù)效果不佳。但有機(jī)肥和竹炭配施處理對(duì)砜嘧磺隆致害煙株有一定的修復(fù)效果，其中T4處理修復(fù)效果最好，煙苗移栽后30 d和60 d，煙株株高、葉長(zhǎng)、葉寬較CK2分別提高了79.85%、90.48%、106.25%和48.93%、55.43%、52.21%，差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)，同時(shí)與CK差異不顯著(P>0.05)，可見(jiàn)此處理修復(fù)的致害煙株生長(zhǎng)基本不受抑制。

表1 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙草農(nóng)藝性狀的影響

注:同列數(shù)字后不同小寫(xiě)字母表示同一時(shí)期不同處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。

2.2 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙草根際土壤微生物數(shù)量的影響

表2顯示，砜嘧磺隆對(duì)植煙土壤中微生物數(shù)量有一定影響，CK2土壤中細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量均低于CK，且差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。同一時(shí)期，竹炭與有機(jī)肥混合處理可提高砜嘧磺隆脅迫下煙草根際土壤中的微生物數(shù)量，以T4處理效果最好，針對(duì)細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量，煙苗移栽后30 d和60 d較CK2分別提高了61.29%、118.18%、146.67%和84.84%、73.52%、48.14%，差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。不同時(shí)期，砜嘧磺隆殘留土壤微生物數(shù)量均隨時(shí)間延長(zhǎng)而有所增加，其中T3處理放線菌數(shù)量，煙苗移栽后30 d和60 d間差異顯著(P<0.05)， CK1、CK2和T2處理的真菌數(shù)量在兩時(shí)間段差異也顯著(P<0.05)。以上表明，竹炭與有機(jī)肥配施可顯著提高砜嘧磺隆脅迫下煙株根際土壤微生物總量，改善其微生態(tài)環(huán)境。

表2 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙草土壤微生物數(shù)量的影響

注：同一行后的不同小寫(xiě)字母表示同一處理不同時(shí)期間差異顯著(P<0.05)，同一列括號(hào)內(nèi)的不同小寫(xiě)字母表示同一時(shí)期不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙草根際土壤酶活性的影響

2.3.1 脲酶活性 從圖1可知，植煙土壤殘留砜嘧磺隆可顯著降低土壤脲酶活性。煙苗移栽后30、60、90 d， CK2土壤脲酶活性呈先上升再下降的趨勢(shì)，分別較CK降低了53.14%、41.13%、48.13%，且差異顯著(P<0.05)。施入修復(fù)劑各處理對(duì)植煙土壤脲酶活性有一定的提升作用，以T4處理效果最明顯，煙苗移栽后30、60、90 d較CK2分別提高了74.29%、84.56%、65.06%，差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。說(shuō)明竹炭和有機(jī)肥配施可增強(qiáng)砜嘧磺隆殘留土壤脲酶活性，從而提高殘留土壤氮素的轉(zhuǎn)化利用。

2.3.2 蔗糖酶活性 圖2顯示，不同時(shí)期砜嘧磺隆殘留顯著降低土壤中蔗糖酶活性，較CK降低了35.18%～48.23%；煙苗移栽后30、60、90 d，相較CK2，各修復(fù)處理土壤蔗糖酶活性增幅分別為8.89%～64.95%、29.17%～63.09%、-7.86%～31.41%，其中3個(gè)時(shí)期均以T4處理修復(fù)效果最好，且差異顯著(P<0.05)。表明竹炭與有機(jī)肥混合施用可促進(jìn)砜嘧磺隆殘留土壤蔗糖酶活性增加，從而提高致害煙株對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率。

圖2 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙草土壤蔗糖酶活性的影響

2.3.3 磷酸酶活性 圖3表明，砜嘧磺隆土壤殘留嚴(yán)重影響植煙土壤中磷酸酶活性，而竹炭與有機(jī)肥配施可顯著提高不同時(shí)期砜嘧磺隆殘留土壤中的磷酸酶活性。同時(shí)期，砜嘧磺隆殘留土壤中磷酸酶活性隨竹炭劑量增加而增強(qiáng)。煙苗移栽后30、60、90 d，各修復(fù)處理土壤中磷酸酶活性呈先升高后降低的趨勢(shì)。其中，以煙苗移栽后60 d T4處理的磷酸酶活性最高，為2.34 mg/(g·d)，較同時(shí)期CK2提高了121.44%，差異顯著(P<0.05)。綜上可知，竹炭與有機(jī)肥配施可促進(jìn)煙株對(duì)土壤磷素的利用。

圖3 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙草土壤磷酸酶活性的影響

2.3.4 過(guò)氧化氫酶活性 從圖4可知，煙苗移栽后30～90 d植煙土壤中過(guò)氧化氫酶活性呈先升高后降低的趨勢(shì)，竹炭與有機(jī)肥配施可顯著提高不同時(shí)期砜嘧磺隆殘留土壤中的過(guò)氧化氫酶活性。其中，以煙苗移栽后60 d T4處理的過(guò)氧化氫酶活性最高，為7.16 mg/(g·min)，較同時(shí)期CK2提高了57.02%，差異顯著(P<0.05)。

圖4 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙草土壤過(guò)氧化氫酶活性的影響

2.4 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙葉生理生化指標(biāo)的影響

如圖5A所示，砜嘧磺隆脅迫顯著降低致害煙葉的CAT活性，而加入修復(fù)材料各處理致害煙葉CAT活性隨竹炭劑量的增加而升高， 其中以T4處理CAT活性最高，為12.07 U/mg，T3處理次之，為11.09 U/mg，兩處理間差異顯著(P<0.05)，兩修復(fù)處理分別較CK2提高了120.48%和92.53%，差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。

不同小寫(xiě)字母表示處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，下同圖5 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙葉CAT活性和MDA含量的影響

如圖5B所示，砜嘧磺隆致害煙葉中MDA含量顯著高于CK，而加入修復(fù)劑后，致害煙葉中MDA含量隨竹炭劑量的增加呈下降的趨勢(shì)，其中以T4處理致害煙葉MDA含量最低，僅為0.93 nmol/g，比CK2下降了35.34%，且差異顯著(P<0.05)。

如圖6A所示，砜嘧磺隆土壤殘留致害煙葉可溶性蛋白含量顯著低于CK，加入有機(jī)肥或竹炭和有機(jī)肥后，致害煙葉的可溶性蛋白含量均有所增加，其中以T4處理效果最佳，T3處理次之，兩修復(fù)處理差異顯著(P<0.05)。

圖6 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙葉可溶性蛋白和葉綠素含量的影響

如圖6B所示，除T3處理外，其他處理葉綠素含量均低于CK，且差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)，說(shuō)明砜嘧磺隆土壤殘留嚴(yán)重影響煙葉的葉綠素含量，破壞其光合作用的生理系統(tǒng)。加入修復(fù)材料后，致害煙葉葉綠素含量隨竹炭劑量升高呈先增加后下降的變化趨勢(shì)，表明竹炭與有機(jī)肥配施可在一定程度上緩解砜嘧磺隆土壤殘留對(duì)煙葉葉綠素的毒害效應(yīng)。

2.5 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙葉化學(xué)成分的影響

表3顯示，與CK相比， CK2致害煙葉總氮、鉀、總糖、還原糖含量分別下降了26.88%、25.27%、25.20%、30.06%，而煙堿卻升高了48.61%，且均達(dá)差異顯著水平(P<0.05)。同時(shí)，還原糖/煙堿和總氮/煙堿都顯著低于CK，說(shuō)明砜嘧磺隆脅迫對(duì)煙葉品質(zhì)有較大的負(fù)面影響。砜嘧磺隆殘留土壤施入有機(jī)肥或有機(jī)肥竹炭混合處理后，各修復(fù)處理在一定程度上緩解了砜嘧磺隆對(duì)煙草的藥害作用，改善了煙葉品質(zhì)。其中，T4處理對(duì)致害煙葉品質(zhì)的協(xié)調(diào)改善效果最佳，相較CK2，總氮、鉀、總糖、還原糖含量分別增加了23.53%、9.35%、20.92%、34.57%，煙堿含量下降了21.03%，除鉀外差異均顯著(P<0.05)。此外，該修復(fù)處理煙葉還原糖/煙堿和總氮/煙堿分別為9.66和0.99，比CK2提高了69.18%和54.69%，基本處于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍內(nèi)。綜合來(lái)看，竹炭與有機(jī)肥配施對(duì)砜嘧磺隆致害煙株有較好的緩解作用，促進(jìn)了煙株生長(zhǎng)，協(xié)調(diào)了煙葉內(nèi)在化學(xué)成分，從而改善了煙葉品質(zhì)。

表3 竹炭配施有機(jī)肥對(duì)砜嘧磺隆脅迫下煙葉化學(xué)成分的影響

注：同列不同小寫(xiě)字母表示處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。

2.6 植煙土壤和煙葉中的砜嘧磺隆殘留量變化

從表4得知，煙苗移栽后30 d，CK2處理土壤中砜嘧磺隆殘留量為0.065 3 mg/kg，較盆栽土壤初始添加量(0.083 mg/kg)僅下降了21.32%。并且，此時(shí)致害煙葉里已檢測(cè)到砜嘧磺隆殘留，可見(jiàn)砜嘧磺隆在土壤中不易降解，煙葉易遭受到毒害作用。煙苗移栽后30 d和90 d，與CK2相比，CK1處理土壤砜嘧磺隆殘留量分別下降了24.66%和51.46%，且在收獲期(移栽后90 d)，此處理煙葉中檢測(cè)不到砜嘧磺隆殘留量，表明有機(jī)肥可以加快砜嘧磺隆在土壤中的降解速率。相較CK2，煙苗移栽后30 d，T4處理中土壤和煙葉殘留量分別降低了74.12%和74.35%，至煙苗移栽后90 d，該修復(fù)處理土壤和煙葉中均檢測(cè)不到砜嘧磺隆殘留量。綜上，竹炭與有機(jī)肥配施對(duì)土壤中砜嘧磺隆有較好的降解效果。

表4 土壤和煙葉中的砜嘧磺隆殘留量 mg/kg

2.7 土壤微生物數(shù)量與土壤酶活性之間的相關(guān)性分析

由表5可知，土壤細(xì)菌數(shù)量與脲酶活性呈正相關(guān)，與蔗糖酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性呈極顯著正相關(guān)。土壤放線菌數(shù)量與脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性呈正相關(guān)，與磷酸酶活性呈顯著正相關(guān)。土壤真菌數(shù)量與脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性呈正相關(guān)。

表5 土壤微生物數(shù)量與土壤酶活性之間的相關(guān)系數(shù)

注：**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)，*表示顯著相關(guān)(P<0.05)，下同。

2.8 土壤微生物數(shù)量、酶活性與煙葉品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

由表6可得出，總氮含量與放線菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)，與細(xì)菌、真菌數(shù)量及脲酶、蔗糖酶磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性呈負(fù)相關(guān)，其中與真菌數(shù)量呈顯著負(fù)相關(guān)，與過(guò)氧化氫酶活性呈極顯著負(fù)相關(guān)。鉀含量與細(xì)菌、放線菌數(shù)量和蔗糖酶活性呈負(fù)相關(guān)，其中與細(xì)菌數(shù)量的負(fù)相關(guān)性達(dá)顯著水平，與真菌數(shù)量和脲酶、磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性呈正相關(guān)?？偺呛颗c細(xì)菌、放線菌數(shù)量和蔗糖酶活性呈負(fù)相關(guān)，其中與細(xì)菌數(shù)量相關(guān)性達(dá)顯著水平，與真菌數(shù)量和脲酶、磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性呈正相關(guān)。還原糖含量與放線菌數(shù)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與細(xì)菌、真菌數(shù)量和脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性呈正相關(guān)，其中與真菌數(shù)量相關(guān)性達(dá)顯著水平，與過(guò)氧化氫酶活性相關(guān)性達(dá)極顯著水平。煙堿含量與放線菌數(shù)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與細(xì)菌、真菌數(shù)量和脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性呈正相關(guān)，其中與真菌數(shù)量和過(guò)氧化氫酶活性的正相關(guān)性達(dá)極顯著水平。

表6 土壤微生物數(shù)量、酶活性與煙葉品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

微生物在土壤中起到橋梁作用，與植物和土壤生物環(huán)境關(guān)系密切。較多研究表明，微生物對(duì)土壤中酶活性具有活化作用，可增強(qiáng)土壤呼吸強(qiáng)度[32]，并且微生物降解是土壤有機(jī)污染物的主要降解途徑[33]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，竹炭配施有機(jī)肥可增加砜嘧磺隆殘留土壤微生物量，且隨竹炭劑量的升高，效果越顯著，這與前人研究結(jié)果相一致[34-35]。土壤酶活性受土壤溫度、水分和微生物等多種因素影響，是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量和肥力的重要指標(biāo)之一[36]。本研究表明，每株煙草配施4%竹炭與有機(jī)肥100 g可提高砜嘧磺隆殘留土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性，與尚藝婕等[37]研究結(jié)果相吻合。土壤微生物和酶活性共同影響土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化和養(yǎng)分循環(huán)[38]，而多數(shù)土壤酶主要來(lái)源于微生物和植物根系分泌物[39]，所以土壤微生物與土壤酶活性及土壤養(yǎng)分之間存在一定的相關(guān)關(guān)系[40]。本研究發(fā)現(xiàn)，砜嘧磺隆殘留植煙土壤微生物數(shù)量與土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性均呈正相關(guān)關(guān)系，其中蔗糖酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性與細(xì)菌和放線菌數(shù)量的相關(guān)性達(dá)顯著或極顯著水平，這與前人研究結(jié)果相似[41]。

大量研究表明，生物炭可以改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、提高土壤酶活性，起到改善生物環(huán)境的作用[42]，最終達(dá)到緩解除草劑對(duì)煙草藥害的效果[43-46]。本研究發(fā)現(xiàn)，每株煙草配施4%竹炭與有機(jī)肥100 g對(duì)砜嘧磺隆致害煙株有較好的修復(fù)效果，使其農(nóng)藝性狀基本恢復(fù)到正常水平，與丁春霞[47]的研究結(jié)果相一致，同時(shí)此處理可加快砜嘧磺隆在植煙土壤中的降解速率，煙葉收獲期(煙苗移栽后90 d)土壤和煙葉中均檢測(cè)不到殘留量。此外，竹炭與有機(jī)肥配施可增加砜嘧磺隆致害煙葉的CAT活性及可溶性蛋白和葉綠素含量，降低致害煙葉MDA含量。究其原因，可能是竹炭與有機(jī)肥配施對(duì)砜嘧磺隆污染土壤理化性質(zhì)有較好的改良作用，對(duì)砜嘧磺隆吸附性較好，為微生物提供了更為優(yōu)良的棲息地，從而增加了土壤中酶活性和微生物數(shù)量，進(jìn)而減少了土壤中砜嘧磺隆殘留量，提高了其致害煙株抗逆性，緩解了砜嘧磺隆對(duì)煙株的藥害作用[48-49]。

土壤微生物和土壤酶對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能起到重要作用，它們直接或間接地參與物質(zhì)轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分釋放和固定的過(guò)程[50]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，每株煙草配施4%竹炭和有機(jī)肥100 g對(duì)砜嘧磺隆致害煙葉化學(xué)成分具有較好的改善和協(xié)調(diào)效果，煙苗移栽后90 d，致害煙葉糖堿比和氮堿比基本恢復(fù)到優(yōu)質(zhì)煙葉范圍，這與劉新源等[51]在煙葉生產(chǎn)中施用生物炭的研究結(jié)果一致。相關(guān)性分析表明，土壤酶活性和微生物數(shù)量與煙葉品質(zhì)間有明顯的相關(guān)性。綜合來(lái)看，砜嘧磺隆殘留土壤中施入竹炭和有機(jī)肥，增加了土壤微生物數(shù)量，改善了微生物群落結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了土壤酶活性，加快了砜嘧磺隆在土壤中的降解速率，緩解了致害煙株的藥害癥狀，進(jìn)而促進(jìn)了煙株生長(zhǎng)。本試驗(yàn)采用對(duì)環(huán)境友好的竹炭和有機(jī)肥改良砜嘧磺隆污染土壤和修復(fù)其致害煙株，為輪作煙區(qū)除草劑藥害的修復(fù)和預(yù)防提供了新的方法和途徑。

綜上，砜嘧磺隆殘留土壤中配施竹炭和有機(jī)肥，其煙株根系土壤微生物數(shù)量與酶活性，土壤微生物數(shù)量、酶活性與煙葉化學(xué)成分間均存在明顯的相關(guān)關(guān)系。其中，每株煙草配施4%竹炭和有機(jī)肥100 g可提高砜嘧磺隆殘留土壤微生物數(shù)量，增強(qiáng)煙株根系土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性，加快砜嘧磺隆在土壤中的降解速率，增強(qiáng)致害煙葉的光合作用和抗逆性，對(duì)致害煙葉品質(zhì)有顯著的改善效果，使致害煙葉基本恢復(fù)到正常生長(zhǎng)水平。然而，本試驗(yàn)僅研究了竹炭與有機(jī)肥配施對(duì)砜嘧磺隆土壤殘留致害煙株的生長(zhǎng)、煙株根際土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性、煙葉部分生理生化指標(biāo)及其品質(zhì)和砜嘧磺隆殘留降解的影響，關(guān)于竹炭配施有機(jī)肥對(duì)煙株根系微生態(tài)環(huán)境、土壤理化性質(zhì)、砜嘧磺隆功能降解菌和誘導(dǎo)抗性等的影響及其之間的關(guān)系仍需進(jìn)一步研究。