不同农艺措施处理对烟草根际微生态的影响

沈建平，王淑玉，曾 强，李红丽，李小龙，王 岩，孙 妍，田 甜

（1. 福建省烟草公司南平市公司邵武分公司，福建 邵武354000；2. 郑州大学化工与能源学院，河南 郑州450000）

土壤生态环境是农作物赖以生存并获得高产稳产的基础[1]。其中，微生物是土壤生态系统的重要参与者，在土壤养分转化过程中发挥着重要作用，并且对维持土壤生态系统稳定以及提高土壤生态系统抗干扰能力作用显著[2]。土壤中生存着大量微生物，可分为细菌、真菌和放线菌3 大类。这些微生物进行着一系列复杂的生化反应，推动着土壤有机质和土壤养分之间的转化以及物质循环。反过来，根际微生物的生长又依赖于土壤的肥力水平和环境状况，它们之间相互促进、协同发展。因此，土壤微生物数量可作为评价土壤肥力的一个重要指标[3]。土壤的养分平衡则是保证作物健康生长的前提条件，尤其是在部分连作障碍十分严重的植烟区，保证土壤的营养平衡是提高烟草抗病性，有效控制土传病害流行的关键，对烟叶的产量与质量有着积极作用[4-7]。近年来，关于植烟土壤养分含量、分布及影响因素的研究大多集中在不同土质间养分差异等方面，少有涉及土壤养分与青枯病发病之间关系[8-11]。

研究表明，农艺措施可通过改变植株根际生长环境来影响土壤中微生物的代谢，从而引起土壤根际微生态的改变，进一步影响地上植被的生长[12]。为此，以福建省邵武市植烟区青枯病发病严重的烟田为研究对象，通过稻草覆盖、开深沟等农艺措施，探讨烟株根际土壤微生物群落、土壤养分与青枯病发生的关系，以期从根际土壤调控方面着手解决土传病害的防控问题。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试品种

试验于2014年在邵武市城郊镇高南村进行，选择连续植烟且青枯病发病严重的地块为试验田；试验田土壤为棕色轻壤土，直径为0.02～2.00 mm 的砂粒占土壤颗粒的58.02%，直径为0.002～0.020 mm 的粉砂粒占土壤颗粒的19.74%，直径小于0.002 mm 的粘粒占土壤颗粒的22.24%；土壤理化性状：pH 值4.88，速效钾含量169.9±1.63 mg/kg，速效磷含量32.7±0.92 mg/kg，碱解氮含量85.3±0.48 mg/kg，有机质含量24.27±2.01 g/kg。供试烤烟品种为K326。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验设3个处理：T1，常规栽培（地膜栽培）；T2，使用稻草覆盖方式；T3，地膜覆盖，开深沟。每个处理重复2 次，共6个小区，植株密度为1 100 株/667m2，株行距50 cm×120 cm，纯氮用量为9.09 kg/667m2，N、P、K 比例为1︰0.8︰2.7，其他大田管理措施按邵武市优质烟生产技术规程进行。

1.2.2 根际土样的采集 于烟苗移栽前、团稞期、旺长期和成熟期分别采集烟株根际土壤，具体方法：在同一采样单元内将整棵烟株连同根部土壤一起取出，将粘接在细根上的土壤轻轻抖落并混匀，即为根际土壤，取3 株混成1个样品，采用四分法保留1 kg 样品，于4℃的冰箱内保存待测。

1.2.3 土壤微生物数量测定 配制牛肉膏蛋白胨培养基，孟加拉红培养基，高氏1 号培养基分别对测定土样中的细菌、真菌和放线菌数量，采用混匀浇注法进行培养；其中，细菌于32 ℃恒温箱中保湿培养1～2 d，真菌于28℃恒温箱中保湿培养2～3 d，放线菌于30℃恒温箱中保湿培养4～6 d，然后计数[13]。

1.2.4 土壤养分含量测定 取部分根际土壤风干后，用木槌研磨过60 目筛后装入密封袋，4℃冰箱保存待测。采用电位法测定土壤pH 值，采用重铬酸钾容量、火焰分光光度计法、碱解扩散法、碳酸氢钠法分别测定土壤中有机质、速效钾、碱解氮、速效磷的含量[14]。

1.2.5 烟株发病率统计 在烟株发病期，对每个试验点内发病烟株进行计数，发病率用发病个体占群体总数的百分数来表示。发病率（%）=（发病植株的株数/170）×100。

2 结果与分析

2.1 不同农艺措施对土壤根际微生物的影响

2.1.1 细菌数量变化 从表1 中可以看出，移栽前土壤中细菌数量较少，移栽烟苗后，不同处理土壤中细菌含量均有所增高，说明种植作物施加肥料为微生物生长提供营养物质，提高了土壤中细菌的含量。其中，T2 处理进入旺长期之后细菌数量均高于T1 和T3 处理，这可能是因为稻草覆盖调节了土壤水分和温度，改善了土壤微生物群落生长环境，促使土壤细菌增殖。试验点根际土壤细菌在烟苗移栽后随着烟苗生长及温度上升，环境条件适宜而生长，到烟草成熟期后，细菌代谢活动加强，细菌数量有所增长；但烟株采收完成之后，烟株停止生长，土壤中细菌代谢活动减缓，数量降低。

表1 不同农艺措施处理对植烟土壤根际微生物数（c量fu的/g）影响

2.1.2 真菌数量变化 由表1 可知，随着烤烟生育期的延长，T1、T2、T3 处理的土壤真菌数量均呈现先升后降的趋势，旺长期真菌数量明显增加，说明随着烟苗的生长，其根系分泌物逐渐增多，环境温度也日渐上升，此环境下，真菌数量迅速增加，因此团棵期至旺长期真菌数量较多。旺长期，T2 处理的真菌数量分别比T1 和T3 处理少8.46×105和3.33×105cfu/g，且T1处理与T2、T3 处理的差异达显著水平，说明稻草覆盖处理不利于真菌的生长。进入成熟期后，各处理的真菌数量都显著减少，这是因为此时烤烟根系分泌的有害物质增多，不利于真菌生长。

2.1.3 放线菌数量变化 从表1 中还可以看出，在烟草团稞期，各处理土壤放线菌数量均多于移栽前期；旺长期，T2、T3 处理放线菌数量达到最大值，可能是随着作物的快速生长，烟株根系能量和物质循环加快，使得放线菌数量增加，常规处理（T1 处理）则开始逐渐减少。成熟期，各处理的放线菌数量均有所回落，这可能是后期土壤中肥料养份减少，进而影响土壤中放线菌的生长。

2.2 不同农艺措施对土壤养分的影响

土壤中的养分存在形式、微生物数量与种类都与土壤pH 值密切相关，并且土壤pH 值还能够协调土壤与烟株之间养分供需平衡，从而实现对烟叶品质的调节[15]。土壤碱解氮包括矿质态氮和有机态氮中比较易于分解的部分，反映出近期土壤氮素的供应状况，速效钾则是植物根系吸收的直接钾素供应源，速效磷是衡量土壤磷素吸收、供应状况的指标，了解其供应状况对施肥有着直接的指导意义[16]。从表2 中可以看出，烤烟种植后，土壤的pH 值均有所上升；在团稞期之后，T2、T3 处理根际土壤N、P、K 的含量明显低于对照组，养分的大量吸收，使得这2个处理组烟株的生长表现出一定优势。

表2 不同农艺措施对烟叶根际土壤养分的影响

2.3 各处理病害发生情况

从表3 中可以看出，第一次调查（6月10日）青枯病发病率以T1 处理最高，T2 处理的发病率最低；随后的3 次调查中，T1 处理的发病率居高不下；各时期的发病率由高到低均为T1＞T3＞T2，到7月10日，T2 处理（稻草覆盖）、T3 处理（开深沟）的发病率分别比T1 处理降低了27.22、16.11个百分点，病情指数分别比T1 处理低18.27、9.32。由此可见，稻草覆盖和开深沟两种处理均对青枯病有一定的抑制作用，其中以稻草覆盖处理的防控效果较好。

表3 不同农艺措施处理烟株病害发生情况的比较

3 讨论

土壤是一个复杂的生态系统，生物有机体在这个系统中相互依存，协调作用。土壤中的养分为微生物提供能量来源，而这些养分同样也依赖于微生物的转化与生成，微生物活动可以加速土壤中有机物质的分解，增加土壤养分的含量[17]。细菌在土壤微生物类群数量中占绝对优势，是物质转化的主要动力，许多细菌可转化分解产生可供植物吸收利用的氮素和磷素，从而提高土壤肥力；放线菌的增加可以加快土壤中有机质的分解利用，并能产生抗生素和激素类物质，从而对病害起一定预防作用[18]，这有利于烟株抗病性增强，从而抑制后期病害的发生。

土壤微生物多样性受土壤类型与土壤管理措施的影响。农艺措施主要通过改变土壤微生态环境，影响土壤能量与物质循环利用，进而改变土壤养分，尤其是有机质的动态和碳贮量[19]。此外，Anoop[20]的研究指出，植物生长所需养分水平与其防卫机制密切相关，在植物体内许多营养元素对不同病原菌侵染引起的本能防御反应都有着积极的作用。

试验结果表明，稻草覆盖和开深沟处理均可促进植物根际的物质代谢，使土壤根际的微生物数量显著增加，促进了细菌、真菌和放线菌的增殖，同时也提高了烟株根际土壤碱解氮、速效磷和速效钾的利用率，为植物提供更多的营养物质，使植株处于良好的生长状态，有利于其保持较高的抗病性。因此，结合不同农艺措施处理下作物生长状况与土壤微生物变化，及时调整田间施肥方式，对改善土壤微生物生态环境，加快土壤能量与物质循环，提高土壤生物肥力，减少病害发生具有重要意义。

[1]Ghorbani R，Wilcockson S，Koocheki A，et al.Soil management for sustainable crop disease control：a review[J].Environmental Chemistry Letters，2008，6（3）：149-162.

[2]Jenkinson D S，Ladd JN.Microbial biomass in soil：Measurement and turnover[J].SoilBiochenistry，1981，（5）：415-471.

[3]郑 华，欧阳志云，方治国，等.BIOLOG在土壤微生物群落功能多样性研究中的应用[J].土壤学报，2004，41（3）：456-461.

[4]刘国顺，李 娟，黄克久.重庆植烟土壤有效态微量元素状况分析[J].烟草科技，2010，（5）：55-59.

[5]李晓宁，高 明，慈 恩.重庆市植烟土壤有效态微量元素含量评价[J].中国生态农业学报，2007，15（3）：25-28.

[6]Mahmood R.Relationship between soil physicochemical characteristics and soil-bornediseases[J].Mycopath，2011，9（2）：87-93.

[7]陈义强，刘国顺，习红昂.微尺度下烟田铁的空间变异性及其与烟叶铁的相关分析[J].生态学报，2009，29（3）：1448-1458.

[8]王 林，许自成，肖汉乾，等.湖南烟区土壤有效态微量元素含量的分布特点[J].土壤通报，2008，39（1）：119-124.

[9]娄翼来，颜 丽，郝长红，等.植烟土壤有效态微量元素的空间变异及分布特征[J].烟草科技，2009，（3）：49-52.

[10]陶晓秋.四川西南烟区土壤有效态微量元素含量评价[J].土壤，2004，36（4）：438-441，448.

[11]谭 军，王昌军，孟贵星，等.恩施植烟土壤理化性状对烟草青枯病发生影响的初步分析[J].中国烟草科学，2012，33（6）：93-96.

[12]AbboR L K，Murphy D V.Soil Biological Fertility[M]．Netherlands：Kluwer Academic Publishers，2003．

[13]黄秀梨.微生物学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2001.

[14]鲍士旦.土壤农业化学[M].北京：中国农业出版社，2000..

[15]曹志洪.优质烤烟生产的土壤与肥料[M].南京：江苏科学技术出版社，1991.

[16]中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海：科学技术出版社，1978.

[17]吴 迪，魏成熙.施肥对酒用高粱根际土壤微生物的影响[J].贵州科学，2011，29（1）：52-54.

[18]Ebhin M R，Chhonkar P，Singh D，etal.Changes in soil biological and biochemical characteristics in a long-term field trial on a sub-tropical inceptisol[J].SoilBiologyand Biochemistry，2006，38（7）：1577-1582.

[19]杨景成，韩兴国，黄建辉，等.土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响[J].应用生态学报，2003，14（8）：1385-1390.

[20]Anoop K S.Advances in CitrusNutrition[M].New York：Springer，2012.1-12.