不同連作年限下烤煙不同生育期土壤微生物區系動態研究

徐繼磊 張友杰 葉協鋒 劉志廣　孟敏 李玲麗 崔軍 王進安 張榮成

摘要 [目的]研究烤煙連作對土壤微生物區系動態的影響。[方法]采用盆栽試驗，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律。[結果]隨連作年限的增加，各微生物數量在整個生育期表現：細菌和解磷細菌表現為升高—降低—升高的規律，真菌與之相反；放線菌和氨化細菌表現為先增加后降低的趨勢，解鉀菌與二者表現相反的規律；硝化細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：細菌、真菌、放線菌、氨化菌、解鉀菌表現為先降低至末期又升高的趨勢；硝化細菌和解磷菌表現為升高—降低—升高的趨勢。[結論]土壤微生物活性與烤煙連作及煙草生長關系密切，研究連作和煙草生長發育對土壤微生物活性的交互影響更有意義。

關鍵詞 烤煙；連作；生育期；土壤微生物

中圖分類號 S154.3 文獻標識碼 A 文章編號 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

烤煙連作導致煙株長勢變弱，煙葉煙堿和氯含量增加，總糖、還原糖和鉀含量降低，內在化學成分相對不協調[1]。隨著連作時間延長，不同作物對營養的選擇性吸收造成部分營養的貧乏和富集，土壤的營養條件不斷惡化[2]，更重要的是連作降低了有益微生物的數量和活性，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，以期為現有煙田的合理利用、土壤生態環境的改善、烤煙連作障礙解決方案的提出提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗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 試驗方法

分連作0（正茬）、4、6和8年4個處理。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。

細菌、真菌、放線菌的數量采用稀釋平板法測定；細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基培養，真菌采用馬丁氏培養基培養，放線菌采用高氏1號培養基培養[4]。

1.3 數據分析

試驗數據采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同連作年限下烤煙不同生育期土壤微生物數量的變化

2.1.1 細菌數量的變化。

細菌在三大微生物類群中數量最多[5]。張偉等[6]研究認為棉花長期連作對土壤細菌群落結構組成影響很大，但隨著連作年限延長至5年后，細菌群落結構組成能自發趨于穩定和回升。從表2可以看出，不同連作年限對植煙土壤細菌含量的影響在不同生育期的表現略有不同，其中45和75 d表現為降低—升高—降低的趨勢，30、60和90 d表現為升高—降低—升高的變化規律。

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

2.1.2 真菌數量的變化。

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

移栽后30 d真菌數量偏高，但隨著烤煙的繼續生長，不同處理表現不同的規律，但總體呈增加趨勢。這可能是30 d時產生的根系分泌物少，隨著植株的生長，根系分泌物產生種類和數量增加，并逐步積累，促進了真菌的生長。

2.1.3 放線菌數量的變化。

放線菌能同化無機氮，分解碳水化合物及脂類、單寧等難分解的物質，多種放線菌還能產生抗生素物質，因此，放線菌與土壤肥力以及有機質轉化和植物病害防治有密切關系[7]。由表4可知，連作對烤煙生長過程土壤放線菌數量的影響：連作6年表現為先增加后降低；正茬及連作4年與之表現相反；連作8年表現為增加—降低—回升趨勢。并隨著連作年限的增加，30、45和75 d表現為先增加后降低的趨勢；60和90 d表現為增加—降低—回升的趨勢?？傮w而言，連作4年內迅速提高了放線菌的數量，然后隨連作時間的延長而逐步回落，與尤垂淮等[1]的研究結果一致。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 氨化細菌數量的變化。土壤中氨化細菌的數量不僅與土壤肥力狀況有密切關系，而且能體現氨化作用的強度[8]。孔令剛[9]研究認為，楊樹連作降低土壤氨化細菌數量。由表5可知，連作時，土壤氨化細菌數量隨生育期變化規律：30 d氨化細菌含量最高，隨后降至較低水平，90 d時又有所回升；隨連作年限增長，氨化細菌數量表現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肥，而有機肥中的有機質已經分解，不再促進氨化細菌的生長。

2.2.2 硝化細菌數量的變化。

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

2.2.3 解磷細菌數量的變化。

解磷細菌能夠將有機磷和難溶性無機磷轉化為可溶性磷，促進植物對磷的利用[11]。由表7可知，在30、75和90 d時，土壤解磷細菌含量隨連作的變化表現為增加—減低—增加的趨勢，與45 d時的規律相反?？傮w而言，隨種植年限的增加，土壤解磷細菌數量表現為增加趨勢，這可能是由于長期施用磷化肥的刺激作用。

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

2.2.4 解鉀細菌數量的變化。

董祥洲[12]對延邊煙區研究認為，隨著連作年限延長，土壤解鉀細菌數量減少。由表8可知，解鉀細菌隨連作時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年出現回升。75 d時表現為先升高后降低再升高的規律，90 d時與其規律相反。從整個生育期平均值看，隨著連作年限增加，解鉀細菌表現為先降低再升高的趨勢。

連作對烤煙生長過程土壤解鉀細菌的影響規律不一致，其中正茬和連作6年均表現為先降低后升高的趨勢。從整個生育期看，不同連作年限均為移栽后60 d，即煙株營養生長最為活躍的時期解鉀菌含量最低，而后生長速度開始減慢，解鉀菌數量逐漸增加。