生物有機(jī)肥對煙株根系及土壤理化性質(zhì)的影響

鐘澤林 馮文龍 余偉 張宗錦 閆芳芳 周歡

摘要 通過田間試驗(yàn)，研究了生物有機(jī)肥對煙株根系及土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，施用全元生物有機(jī)肥對不同肥力土壤上煙株不同生育期根系生長均有促進(jìn)作用;可有效調(diào)整不同肥力土壤的酸堿度，提高土壤含水量，增加土壤有機(jī)碳、微生物量碳和微生物量氮;有效調(diào)節(jié)不同肥力土壤中根際微生物的多樣性和群落結(jié)構(gòu)。其中，全元生物有機(jī)肥2 250 kg/hm2+復(fù)合肥255 kg/hm2是改善土壤理化性質(zhì)、增加根系生長、改善煙株生長的土壤生態(tài)環(huán)境的最佳標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 生物有機(jī)肥;根系;土壤;理化性質(zhì)

中圖分類號 S572文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2021）02-0138-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.02.038

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of Biological Organic Fertilizer on Tobacco Plant Roots and Physical and Chemical Properties of Soil

ZHONG Zelin，F(xiàn)ENG Wenlong， YU Weiet al

（Panzhihua Branch of Sichuan Tobacco Corporation，Panzhihua，Sichuan 617099）

Abstract Field experiments were conducted to study the effects of biological organic fertilizer on tobacco plant roots and physical and chemical properties of soil. The results showed that the application of multipleelements biological organic fertilizer in different fertility soils could promote the root growth at different stages of tobacco plant， can effectively adjust the different fertility of the soil acidity， enhance soil water content， increase soil organic carbon， microbial biomass carbon and microbial biomass nitrogen， regulate microbial diversity and community structure in soil rhizosphere of different fertility. The multipleelements biological organic fertilizer 2 250 kg/hm2 + compound fertilizer 255 kg/hm2 was the best standard of improving soil physical and chemical properties， increasing root growth， improving the soil ecological environment of the growth of tobacco plant.

Key words Biological organic fertilizer;Roots;Soil;Physical and chemical properties

攀枝花市位于四川西南部，是四川省重要煙區(qū)，烤煙產(chǎn)業(yè)已成為攀枝花市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)重要支柱之一。自20世紀(jì)90年代，烤煙恢復(fù)性發(fā)展以來，長年連作和化肥農(nóng)藥大量使用等原因，導(dǎo)致植煙土壤質(zhì)量不斷退化，現(xiàn)有土壤不僅不能為烤煙發(fā)展提供良好的生態(tài)基礎(chǔ)，反而成為烤煙發(fā)展的瓶頸[1-4]。針對土壤質(zhì)量退化，大量研究提出了合理輪作與休耕養(yǎng)息的修復(fù)措施，但受到耕地資源、交通條件、種植成本及土地流轉(zhuǎn)等因素的影響，合理輪作與休耕養(yǎng)息難以實(shí)現(xiàn)[5-6]。為了有效解決土壤質(zhì)量退化，全市學(xué)習(xí)先進(jìn)煙區(qū)經(jīng)驗(yàn)，開展了土壤冬地深翻、綠肥種植、農(nóng)家肥施用、秸稈還田等技術(shù)推廣[7-11]，同時(shí)攀枝花從研發(fā)新型全元生物有機(jī)肥途徑出發(fā)，施用全元生物有機(jī)肥改善土壤理化性質(zhì)及調(diào)整根際微生物，借以實(shí)現(xiàn)減少烤煙化肥施用量、提高煙株根系生長活力的目

的。筆者施用全元生物有機(jī)肥提高地力，減少施肥量，提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量，以期為攀枝花土壤質(zhì)量提升尋求一種更好的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

烤煙品種：云煙87。農(nóng)家肥、復(fù)合肥（12∶12∶25），全元生物有機(jī)肥（含活菌數(shù)> 2×107 CFU/g，無機(jī)養(yǎng)分15%（N∶P∶K=9∶3∶3）、氨基酸 1.5%、有機(jī)質(zhì)35%，pH 6.9，水分26%）。

1.2 試驗(yàn)地概況

在攀枝花市米易縣坪山選取新墾煙田和舊煙田土壤2個樣地進(jìn)行全元生物有機(jī)肥的修復(fù)應(yīng)用示范，每個樣點(diǎn)面積約為0.267 hm2，2個煙田的基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分特征見表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每個試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)5個處理，每個處理3個重復(fù)小區(qū)，共15個小區(qū)，每小區(qū)4 hm2，每個小區(qū)栽種270株烤煙，共計(jì)12 150株，小區(qū)處理設(shè)置見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 根系生長變化

2.1.1 團(tuán)棵期。

于烤煙生長團(tuán)棵期隨機(jī)采集5株健康植株的根系，進(jìn)行根系活力、根系體積、根系干重、側(cè)根和不定根等根系性狀指標(biāo)的測定。不同施肥處理下新墾煙田和老煙田的烤煙根系性狀指標(biāo)測定結(jié)果見表3和圖1。

從表3和圖1可以看出，在不同肥力條件下，全元生物有機(jī)肥對烤煙團(tuán)棵期根系活力、根系體積、根系干重、側(cè)根和不定根等根系性狀均產(chǎn)生了影響。相對于常規(guī)施肥CK處理而言，2個不同肥力植煙土壤使用全元生物有機(jī)肥后的效果基本一致，均表現(xiàn)為C4處理（全元生物有機(jī)肥2 250 kg/hm2+復(fù)合肥255 kg/hm2） 的效果最好。

2.1.2 成熟期。

為繼續(xù)觀察不同施肥處理對烤煙成熟期根系的影響，于烤煙成熟期隨機(jī)采集5株健康植株的根系，進(jìn)行根系活力、根系體積、根系干重、側(cè)根和不定根等根系性狀指標(biāo)的測定。不同施肥處理下新墾煙田和老煙田的烤煙成熟期根系性狀指標(biāo)測定結(jié)果見圖2和表4。

由表4和圖2可知，全元生物有機(jī)肥對烤煙成熟期的根系活力、根系體積、根系干重、一級側(cè)根和不定根等根系性狀仍有明顯的作用。相對于團(tuán)棵期而言，各種根系指標(biāo)都表現(xiàn)為增加。相對于老煙田，新墾煙田的相關(guān)根系指標(biāo)略低。另外，C4處理（全元生物有機(jī)肥2 250 kg/hm2+復(fù)合肥255 kg/hm2）的效果仍最好。由此可知，全元生物有機(jī)肥有利于促進(jìn)根系生長，煙株新陳代謝增強(qiáng)，生長健壯，干物質(zhì)積累較多，這與前人研究結(jié)果一致[12]。

2.2 土壤養(yǎng)分變化

從圖3可以看出，全元生物有機(jī)肥對土壤pH和含水量具有明顯影響。施用全元生物有機(jī)肥可以提高土壤pH和新墾煙田含水量。由此可知，在酸性土壤上施用全元生物有機(jī)肥，可以提高土壤的pH，有利于烤煙在適宜pH的土壤上對營養(yǎng)成分的吸收，從而使烤煙優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)。

從圖4可以看出，全元生物有機(jī)肥對植煙土壤有機(jī)碳（SOC）、微生物量碳（SMBC）和微生物量氮（SMBN）具有明顯影響。施用全元生物有機(jī)肥可以明顯提高植煙土壤的微生物量氮，其中在老煙田的效果更明顯，4種全元生物有機(jī)肥處理中，以C4處理對植煙土壤有機(jī)碳、微生物量碳和微生物量氮的影響最明顯。

從圖5可以看出，全元生物有機(jī)肥對植煙土壤全磷（TP）、全鉀（TK）、有效磷（AP）和有效鉀（AK）具有明顯影響。施用全元生物有機(jī)肥可以明顯提高植煙土壤的鉀含量，這與前人[10，13]研究結(jié)果一致。其中在老煙田的效果更明顯，4種全元生物有機(jī)肥處理中，以C4處理對植煙土壤TP、TK、AP和AK的影響最明顯。

2.3 根際微生物變化

2.3.1 微生物群落多樣性。

通過Simpson、Chao1、ACE和Shannon 4個多樣性指標(biāo)對不同施肥處理下2種煙田的微生物多樣性進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果見圖6。

由圖6可知，全元生物有機(jī)肥可以在一定程度上提高土壤的微生物群落多樣性。但C4處理下的微生物多樣性在多個指標(biāo)上均表現(xiàn)為最低，顯示C4處理對土壤微生物多樣性的影響最明顯。另外，就2個不同肥力的煙田而言，新墾煙田的微生物多樣性高于老煙田。

2.3.2 微生物群落變異。

通過非度量多維尺度分析（non-metric multidimensional scaling，NMDS）對不同施肥處理下煙田的微生物群落變異進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果見圖7。

由圖7可知，不同肥力（包括老煙田和新墾煙田2個）土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)明顯不同。全元生物有機(jī)肥對植煙土壤微生物群落具有一定影響，但不明顯，具體表現(xiàn)為5個不同施肥處理的微生物群落變異并未明顯分離開，可能原因是僅1年的施肥試驗(yàn)還不足以深刻影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)論

（1）施用全元生物有機(jī)肥，對不同肥力土壤上煙株不同生育期根系生長均有促進(jìn)作用，與常規(guī)施肥相比，均可減少復(fù)合肥的施用量。研究表明[14-15]，微生物有機(jī)肥能促進(jìn)煙株根系生長發(fā)育，有效提高煙株根系活力，提高煙株對土壤水分和養(yǎng)分的吸收能力。同時(shí)，不同有機(jī)肥與化肥配施，均可提高土壤養(yǎng)分含量，可明顯提高土壤有機(jī)碳、微生物量碳、微生物量氮、堿解氮和速效鉀含量。

（2）施用全元生物有機(jī)肥，可以調(diào)整不同肥力土壤的酸堿度，提高土壤含水量，增加土壤有機(jī)碳、微生物量碳和微生物量氮。施用有機(jī)肥可明顯改善土壤理化性質(zhì)和提高土壤肥力[16-18]，這與前人研究結(jié)果一致。由此可知，全元生物有機(jī)肥能夠有效改善煙株根際營養(yǎng)，增強(qiáng)煙株吸收能力，是一種適宜烤煙生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)肥料。

（3）施用全元生物有機(jī)肥，可以調(diào)整不同肥力土壤中根際微生物的多樣性和群落結(jié)構(gòu)。施用生物有機(jī)肥不但可以影響煙株根際土壤微生物的區(qū)系結(jié)構(gòu)，還可以調(diào)節(jié)微生物的群落多樣性[19]。而該試驗(yàn)中，全元生物有機(jī)肥對植煙土壤微生物群落的影響不明顯，通過長期施用全元生物有機(jī)肥能否更好地改善煙株根系土壤微生物的區(qū)系結(jié)構(gòu)，為該試驗(yàn)下一階段的研究方向。

（4）全元生物有機(jī)肥2 250 kg/hm2+復(fù)合肥255 kg/hm2是改善土壤理化性質(zhì)、增加根系生長、改善煙株生長的土壤生態(tài)環(huán)境的最佳標(biāo)準(zhǔn)。尤其在新墾煙田上施用效果更加明顯。

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