烟草专用生物有机肥对烟株根围土壤微生物与酶活性的影响

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　　摘要：为探讨烟草专用生物有机肥不同施用量的田间应用效果，采用稀释涂布平板法检测土壤样品中微生物数量，用3，5-二硝基比色法、比色法、磷酸苯二钠比色法、滴定法测定土壤样品中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶与过氧化氢酶的活性，于烟苗移栽后42、75 d调查农艺性状。结果表明，烟田施用生物有机肥3 750 kg/hm2、氮磷钾复合肥 225 kg/hm2、重过磷酸钙225 kg/hm2、硫酸钾225 kg/hm2、硝酸钾60～75 kg/hm2能显著增加烟株根围土壤中微生物菌落的数量，尤其是细菌和放线菌的菌落数量;使用生物有机肥的处理不但能够提高烟株根围土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶的活性，而且烟株平均株高、茎围、单叶叶面积及叶片数均大于对照。
　　 关键词：烟草;生物有机肥;土壤微生物;土壤酶活性;农艺性状
　　 中图分类号： S572.06  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）03-0280-04
　　近年来，烟草连作、农药过量施入、土地管理不当等问题严重影响着烟草的产量与质量[1]。生物有机肥具有改良土壤结构、提高土壤肥力和通透性[2]、促进根系生长、减轻作物病害[3]、为土壤中的微生物提供养分、提高微生物数量与活性[4]等功效，在农作物上的应用较多。陶梦慧等的研究表明，施用生物有机肥可以更好地改善土壤微生物区系，增加土壤酶活性，有利于土壤肥力的提高[5]。胡征等的研究表明，有机肥和无机肥配施可使烟草植株生长发育加快，植株增高，茎围加大，叶数增多，叶面积增大，烟株长势增强，烟叶产量提高[6-7]。由于土壤有机质含量和理化性质的不同，生物有机肥在不同地区、不同农作物上的施入量有所差异。本试验在河南省洛阳市连作烟田设置生物有机肥的不同施用量为处理组，探讨生物有机肥对土壤微生物数量、主要酶活性以及烟草农艺性状的影响，以期为有机肥在烟草生产中进一步推广使用提供理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料与田间试验设计
　　1.1.1 试验材料 栽烟品种为LY1306。烟草专用生物有机肥由洛阳鑫盈源环境治理有限公司生产，产品中有机质含量为90.8%;总氮（N）含量为 1.64%;P2O5含量为0.46%;K2O含量为1.70%。添加的烟株根际有益微生物菌群为哈茨木霉（Trichodema harzianum）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、林肯链霉菌（Streptomyces lincolnensis），总有效活菌数≥2亿CFU/g，菌株均由河南科技大学植物病害分子鉴定与绿色防控实验室提供。
　　1.1.2 田间试验设计 于2018年3—8月在河南省洛阳市汝阳县城关镇杨庄村进行大田试验，试验田地理位置为112°28′13″E，34°10′3″N，海拔高度為310 m;土壤类型为红黏土;碱解氮含量为 40 mg/kg，有效磷含量为12.6 mg/kg，速效钾含量为188 mg/kg;连作年限为5年。
　　试验设置对照（CK）、处理1、处理2，面积依次为3 335、2 668、2 668 m2，每个处理随机设3次重复。理论施肥量为纯氮15 kg/hm2、有效磷22.5～30.0 kg、有效钾30～45 kg、总氮45 kg。每个处理使用肥料种类与施肥量见表1。
　　1.2 试验方法
　　1.2.1 采样方法 根围土样的采取采用五点取样法，在距离烟株5～20 cm范围内，用铁锹铲取0～5 cm 表层土壤，取5～20 cm土层带根土样，充分混匀，去除植物残体、石块等杂质，采用四分法留取一份土样并编号，记录采集时间和地点[8]。
　　1.2.2 样品处理 土样于实验室阴凉处风干、研磨，过9 mm孔径筛子后，低温保存[8]。
　　1.2.3 测定方法 土壤微生物的分离及数量测定采用稀释涂布平板法[8]。土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶的活性测定分别采用3，5-二硝基比色法、比色法、磷酸苯二钠比色法、滴定法[9]。
　　农艺性状调查：每个处理选取代表性烟株30株，分别调查2个时期（移栽后42.75 d）的株高、茎围、单叶叶面积与叶片数[10]。
　　2 结果与分析
　　2.1 土壤微生物数量变化
　　烟苗移栽后42、75 d的根围土壤中微生物分离结果及利用SPSS软件对细菌、真菌和放线菌菌落数量进行单因素方差分析（α=0.05）和Duncans检验的结果见表2。处理1在烟苗移栽后42、75 d的根围土壤中微生物菌落总量分别为1 725.3万CFU/g、4 170.6万CFU/g，显著高于对照的532.9万CFU/g、1 076.3万CFU/g。
　　 烟苗移栽后42 d，处理1根围土壤细菌、真菌和放线菌的菌落数量分别较CK显著增加184.02%、42.99%、411.53%，处理2根围土壤细菌菌落数量较CK减少50.30%，真菌和放线菌菌落数量较CK分别显著增加30.84%、78.03%。
　　烟苗移栽后75 d，处理1根围土壤细菌、真菌和放线菌的菌落数量分别较CK增加257.39%、14.19%、360.04%，处理2根围土壤细菌菌落数量较CK减少12.03%，真菌和放线菌菌落数量分别较CK增加3.23%、26.76%;2个施肥处理间以细菌、放线菌的菌落数量差异达显著水平。
　　2.2 生物有机肥对土壤酶活性的影响
　　2.2.1 蔗糖酶活性 由图1可知，烟苗移栽后 42 d，处理1和处理2根围土壤蔗糖酶活性较CK分别显著增加35.68%、8.57%;烟苗移栽后75 d，处理1和处理2根围土壤蔗糖酶活性较CK分别增加24.45%、5.12%;2个施肥处理之间具有显著差异性。
　　2.2.2 脲酶活性 由图2可知，烟苗移栽后42 d，处理1和处理2根围土壤脲酶活性较CK分别显著增加173.19%、222.12%;烟苗移栽后75 d，处理1和处理2根围土壤脲酶活性较CK分别显著增加116.34%、132.90%;2个处理在移栽后42 d差异显著，移栽后75 d差异不显著。 　　2.2.3 磷酸酶活性 由图3可知，烟苗移栽后 42 d，处理1和处理2根围土壤磷酸酶活性较CK分别显著增加44.79%、54.68%;烟苗移栽后 75 d，处理1和处理2根围土壤磷酸酶活性较CK分别显著增加18.99%、15.39%;2个处理间具有显著差异，在烟苗移栽后42 d时表现为施肥量越多，磷酸酶活性越高，在烟苗移栽后75 d时则相反。
　　2.2.4 过氧化氢酶活性 由图4可知，烟苗移栽后42 d，处理1和处理2根围土壤过氧化氢酶活性较CK分别增加25.09%、3.99%;烟苗移栽后 75 d，处理1和处理2根围土壤过氧化氢酶活性较CK分别显著增加22.40%、20.84%;2个处理在烟苗移栽后42 d有显著差异，在烟苗移栽75 d后无显著差异。
　　2.3 生物有机肥对烟草农艺性状的影响
　　利用SPSS软件对烟苗移栽后42、75 d的农艺性状调查结果进行单因素方差分析（α=0.05）和Duncans检验，结果见表3。烟苗移栽后42 d平均株高表现为处理1>处理2>CK，且处理1与处理2显著高于CK;平均茎围表现为处理1>CK>处理2，且处理1显著高于CK;平均单叶叶面积与叶片数表现为处理1>处理2>CK，且3个处理之间具有显著性差异。烟苗移栽75 d后平均株高与单叶叶面积表现为处理1>处理2>CK，且3个处理之间具有显著性差异;平均茎围表现为处理1>处理2>CK，且处理1与处理2显著高于CK;平均叶片数表现为处理2>处理1>CK，且处理1与处理2显著高于CK。
　　3 结论与讨论
　　3.1 结论
　　研究结果表明，烟田施用生物有机肥 3 750 kg/hm2、氮磷钾复合肥225 kg/hm2、重过磷酸钙225 kg/hm2、硫酸钾225 kg/hm2、硝酸钾60～75 kg/hm2，在烟苗移栽后42、75 d，烟株根围土壤中微生物菌落总量分别较对照增加1 192.4万、3 094.3万CFU/g，其中细菌菌落数分别较对照增加777.5万、1 872.5万CFU/g;放线菌菌落数分别较对照增加410.3万、1 200.0万CFU/g。使用生物有机肥的处理不但能够提高烟株根围土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶的活性，而且烟株平均株高、茎围、单叶叶面积与叶片数均大于对照。
　　3.2 讨论
　　微生物作为土壤的重要组成部分之一，其数量的多少不但影响着土壤肥力的大小，也间接影响着农作物的产量与质量[11]。从土壤微生物角度来看，生物有机肥可提高土壤微生物活性与多样性，改善其结构与功能，从而实现土壤微生态平衡[12-13]。本研究结果表明，施用生物有机肥能够明显增加烟株根围土壤微生物的群体数量，尤其是细菌、放线菌的菌落数量，这与前人的研究结果[14-15]相一致;而烟株根围真菌数量增量不大的原因可能是生物有机肥中的其他功能菌对真菌起到了抑制作用[16-17]。
　　土壤酶作为一类特殊的催化剂，其活性与土壤肥力关系密切[18]，生物有机肥中含有大量的有益菌群、酶、有机质以及微量元素等物质，这些物质为微生物活动和根系生长提供了营养，使微生物活动更加旺盛，从而提高了土壤中的酶活性，其中蔗糖酶活性反映土壤熟化程度以及生物学活性强度，脲酶活性表征土壤氮素情况，磷酸酶活性代表土壤中磷素的转化活性与强度，过氧化氢酶活性表示土壤的呼吸强度[19]。本研究结果表明，施入生物有机肥后，烟草团棵期（移栽后42 d）与旺长期（移栽后 75 d）根围土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性均有提高，这与麻耀华等的研究结果[16，20]相一致。
　　农艺性状作为烤烟生长态势的重要指标之一，可以直观反映烤烟生长代谢的强弱和营养状况。本研究结果表明，施用生物有机肥能够显著提高株高、茎围、叶面积及叶片数，这与钟帅等的研究结果[21]基本一致。至于使用烟草专业生物有机肥后对烟叶产量及品质的影响，有待于进一步研究。
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