煙草專用生物有機肥對煙株根圍土壤微生物與酶活性的影響

梁留陽 康業斌 趙世民

摘要：為探討煙草專用生物有機肥不同施用量的田間應用效果，采用稀釋涂布平板法檢測土壤樣品中微生物數量，用3，5-二硝基比色法、比色法、磷酸苯二鈉比色法、滴定法測定土壤樣品中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶與過氧化氫酶的活性，于煙苗移栽后42、75 d調查農藝性狀。結果表明，煙田施用生物有機肥3 750 kg/hm2、氮磷鉀復合肥 225 kg/hm2、重過磷酸鈣225 kg/hm2、硫酸鉀225 kg/hm2、硝酸鉀60～75 kg/hm2能顯著增加煙株根圍土壤中微生物菌落的數量，尤其是細菌和放線菌的菌落數量;使用生物有機肥的處理不但能夠提高煙株根圍土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶及過氧化氫酶的活性，而且煙株平均株高、莖圍、單葉葉面積及葉片數均大于對照。

關鍵詞：煙草;生物有機肥;土壤微生物;土壤酶活性;農藝性狀

中圖分類號： S572.06 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）03-0280-04

近年來，煙草連作、農藥過量施入、土地管理不當等問題嚴重影響著煙草的產量與質量[1]。生物有機肥具有改良土壤結構、提高土壤肥力和通透性[2]、促進根系生長、減輕作物病害[3]、為土壤中的微生物提供養分、提高微生物數量與活性[4]等功效，在農作物上的應用較多。陶夢慧等的研究表明，施用生物有機肥可以更好地改善土壤微生物區系，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，有機肥和無機肥配施可使煙草植株生長發育加快，植株增高，莖圍加大，葉數增多，葉面積增大，煙株長勢增強，煙葉產量提高[6-7]。由于土壤有機質含量和理化性質的不同，生物有機肥在不同地區、不同農作物上的施入量有所差異。本試驗在河南省洛陽市連作煙田設置生物有機肥的不同施用量為處理組，探討生物有機肥對土壤微生物數量、主要酶活性以及煙草農藝性狀的影響，以期為有機肥在煙草生產中進一步推廣使用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與田間試驗設計

1.1.1 試驗材料 栽煙品種為LY1306。煙草專用生物有機肥由洛陽鑫盈源環境治理有限公司生產，產品中有機質含量為90.8%;總氮（N）含量為 1.64%;P2O5含量為0.46%;K2O含量為1.70%。添加的煙株根際有益微生物菌群為哈茨木霉（Trichodema harzianum）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、林肯鏈霉菌（Streptomyces lincolnensis），總有效活菌數≥2億CFU/g，菌株均由河南科技大學植物病害分子鑒定與綠色防控實驗室提供。

1.1.2 田間試驗設計 于2018年3—8月在河南省洛陽市汝陽縣城關鎮楊莊村進行大田試驗，試驗田地理位置為112°28′13″E，34°10′3″N，海拔高度為310 m;土壤類型為紅黏土;堿解氮含量為 40 mg/kg，有效磷含量為12.6 mg/kg，速效鉀含量為188 mg/kg;連作年限為5年。

試驗設置對照（CK）、處理1、處理2，面積依次為3 335、2 668、2 668 m2，每個處理隨機設3次重復。理論施肥量為純氮15 kg/hm2、有效磷22.5～30.0 kg、有效鉀30～45 kg、總氮45 kg。每個處理使用肥料種類與施肥量見表1。

1.2 試驗方法

1.2.1 采樣方法 根圍土樣的采取采用五點取樣法，在距離煙株5～20 cm范圍內，用鐵鍬鏟取0～5 cm 表層土壤，取5～20 cm土層帶根土樣，充分混勻，去除植物殘體、石塊等雜質，采用四分法留取一份土樣并編號，記錄采集時間和地點[8]。

1.2.2 樣品處理 土樣于實驗室陰涼處風干、研磨，過9 mm孔徑篩子后，低溫保存[8]。

1.2.3 測定方法 土壤微生物的分離及數量測定采用稀釋涂布平板法[8]。土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶的活性測定分別采用3，5-二硝基比色法、比色法、磷酸苯二鈉比色法、滴定法[9]。

農藝性狀調查：每個處理選取代表性煙株30株，分別調查2個時期（移栽后42.75 d）的株高、莖圍、單葉葉面積與葉片數[10]。

2 結果與分析

2.1 土壤微生物數量變化

煙苗移栽后42、75 d的根圍土壤中微生物分離結果及利用SPSS軟件對細菌、真菌和放線菌菌落數量進行單因素方差分析（α=0.05）和Duncans檢驗的結果見表2。處理1在煙苗移栽后42、75 d的根圍土壤中微生物菌落總量分別為1 725.3萬CFU/g、4 170.6萬CFU/g，顯著高于對照的532.9萬CFU/g、1 076.3萬CFU/g。

煙苗移栽后42 d，處理1根圍土壤細菌、真菌和放線菌的菌落數量分別較CK顯著增加184.02%、42.99%、411.53%，處理2根圍土壤細菌菌落數量較CK減少50.30%，真菌和放線菌菌落數量較CK分別顯著增加30.84%、78.03%。

煙苗移栽后75 d，處理1根圍土壤細菌、真菌和放線菌的菌落數量分別較CK增加257.39%、14.19%、360.04%，處理2根圍土壤細菌菌落數量較CK減少12.03%，真菌和放線菌菌落數量分別較CK增加3.23%、26.76%;2個施肥處理間以細菌、放線菌的菌落數量差異達顯著水平。

2.2 生物有機肥對土壤酶活性的影響

2.2.1 蔗糖酶活性 由圖1可知，煙苗移栽后 42 d，處理1和處理2根圍土壤蔗糖酶活性較CK分別顯著增加35.68%、8.57%;煙苗移栽后75 d，處理1和處理2根圍土壤蔗糖酶活性較CK分別增加24.45%、5.12%;2個施肥處理之間具有顯著差異性。

2.2.2 脲酶活性 由圖2可知，煙苗移栽后42 d，處理1和處理2根圍土壤脲酶活性較CK分別顯著增加173.19%、222.12%;煙苗移栽后75 d，處理1和處理2根圍土壤脲酶活性較CK分別顯著增加116.34%、132.90%;2個處理在移栽后42 d差異顯著，移栽后75 d差異不顯著。

2.2.3 磷酸酶活性 由圖3可知，煙苗移栽后 42 d，處理1和處理2根圍土壤磷酸酶活性較CK分別顯著增加44.79%、54.68%;煙苗移栽后 75 d，處理1和處理2根圍土壤磷酸酶活性較CK分別顯著增加18.99%、15.39%;2個處理間具有顯著差異，在煙苗移栽后42 d時表現為施肥量越多，磷酸酶活性越高，在煙苗移栽后75 d時則相反。

2.2.4 過氧化氫酶活性 由圖4可知，煙苗移栽后42 d，處理1和處理2根圍土壤過氧化氫酶活性較CK分別增加25.09%、3.99%;煙苗移栽后 75 d，處理1和處理2根圍土壤過氧化氫酶活性較CK分別顯著增加22.40%、20.84%;2個處理在煙苗移栽后42 d有顯著差異，在煙苗移栽75 d后無顯著差異。

2.3 生物有機肥對煙草農藝性狀的影響

利用SPSS軟件對煙苗移栽后42、75 d的農藝性狀調查結果進行單因素方差分析（α=0.05）和Duncans檢驗，結果見表3。煙苗移栽后42 d平均株高表現為處理1>處理2>CK，且處理1與處理2顯著高于CK;平均莖圍表現為處理1>CK>處理2，且處理1顯著高于CK;平均單葉葉面積與葉片數表現為處理1>處理2>CK，且3個處理之間具有顯著性差異。煙苗移栽75 d后平均株高與單葉葉面積表現為處理1>處理2>CK，且3個處理之間具有顯著性差異;平均莖圍表現為處理1>處理2>CK，且處理1與處理2顯著高于CK;平均葉片數表現為處理2>處理1>CK，且處理1與處理2顯著高于CK。

3 結論與討論

3.1 結論

研究結果表明，煙田施用生物有機肥 3 750 kg/hm2、氮磷鉀復合肥225 kg/hm2、重過磷酸鈣225 kg/hm2、硫酸鉀225 kg/hm2、硝酸鉀60～75 kg/hm2，在煙苗移栽后42、75 d，煙株根圍土壤中微生物菌落總量分別較對照增加1 192.4萬、3 094.3萬CFU/g，其中細菌菌落數分別較對照增加777.5萬、1 872.5萬CFU/g;放線菌菌落數分別較對照增加410.3萬、1 200.0萬CFU/g。使用生物有機肥的處理不但能夠提高煙株根圍土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶的活性，而且煙株平均株高、莖圍、單葉葉面積與葉片數均大于對照。

3.2 討論

微生物作為土壤的重要組成部分之一，其數量的多少不但影響著土壤肥力的大小，也間接影響著農作物的產量與質量[11]。從土壤微生物角度來看，生物有機肥可提高土壤微生物活性與多樣性，改善其結構與功能，從而實現土壤微生態平衡[12-13]。本研究結果表明，施用生物有機肥能夠明顯增加煙株根圍土壤微生物的群體數量，尤其是細菌、放線菌的菌落數量，這與前人的研究結果[14-15]相一致;而煙株根圍真菌數量增量不大的原因可能是生物有機肥中的其他功能菌對真菌起到了抑制作用[16-17]。

土壤酶作為一類特殊的催化劑，其活性與土壤肥力關系密切[18]，生物有機肥中含有大量的有益菌群、酶、有機質以及微量元素等物質，這些物質為微生物活動和根系生長提供了營養，使微生物活動更加旺盛，從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學活性強度，脲酶活性表征土壤氮素情況，磷酸酶活性代表土壤中磷素的轉化活性與強度，過氧化氫酶活性表示土壤的呼吸強度[19]。本研究結果表明，施入生物有機肥后，煙草團棵期（移栽后42 d）與旺長期（移栽后 75 d）根圍土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氫酶的活性均有提高，這與麻耀華等的研究結果[16，20]相一致。

農藝性狀作為烤煙生長態勢的重要指標之一，可以直觀反映烤煙生長代謝的強弱和營養狀況。本研究結果表明，施用生物有機肥能夠顯著提高株高、莖圍、葉面積及葉片數，這與鐘帥等的研究結果[21]基本一致。至于使用煙草專業生物有機肥后對煙葉產量及品質的影響，有待于進一步研究。

參考文獻：

[1]何林衛. 種植模式及施肥對遵義烤煙產質量和土壤的影響[D]. 重慶：西南大學，2015.

[2]楊云高，王樹林，劉 國，等. 生物有機肥對烤煙產質量及土壤改良的影響[J]. 中國煙草科學，2012，33（4）：70-74.

[3]李艷平，劉國順，丁松爽，等. 混合有機肥用量對烤煙根系活力及根際土壤生物特性的影響[J]. 中國煙草科學，2016，37（1）：32-36，44.

[4]胡 可，李華興，盧維盛，等. 生物有機肥對土壤微生物活性的影響[J]. 中國生態農業學報，2010，18（2）：303-306.

[5]陶夢慧，索全義，張曙光，等. 不同施肥對土壤微生物量和酶活性的影響[J]. 北方園藝，2017（9）：154-159.

[6]胡 征. 生物有機復合肥改良煙草品質的效果[J]. 中國農學通報，2004，20（3）：157-158.

[7]羅建新，肖漢乾，周萬春，等. 煙草活性有機無機專用肥的施用效果 Ⅰ. 生物活性肥對烤煙生長發育和煙葉品質的影響[J]. 湖南農業大學學報（自然科學版），2002，28（6）：483-486.

[8]丁玥琪. 煙田拮抗微生物的互作及其應用效果研究[D]. 洛陽：河南科技大學，2017.

[9]關松萌. 土壤酶及其研究法[M]. 北京：農業出版社，1986.

[10]國家煙草專賣局. 煙草農藝性狀調查測量方法：YC/T 142—2010[S].

[11]劉 海，杜如萬，趙 建，等. 施肥對烤煙根際土壤酶活性及細菌群落結構的影響[J]. 煙草科技，2016，49（10）：1-8.

[12]Doran J W，Sarrantonio M，Liebig M A.Soil health and sustainability[J]. Advance Agronmy，1996，56：1-54.

[13]Ibekwe A M，Kennedy A C，Frohne P S，et al. Microbial diversity along a transect of agronmic zones[J]. FEMS Microbiology Ecology，2002，39（3）：183-191.

[14]夏志林，黃 鶯，彭麗娟，等. 不同有機肥對煙田土壤微生物的影響[J]. 山地農業生物學報，2017，36（3）：49-53，85.

[15]何 虓，王強義，王明旭，等. 生物有機肥與煙草專用復合肥配施對植煙土壤理化性質、微生物數量及酶活性的影響[J]. 耕作與栽培，2017（1）：22-24，47.

[16]麻耀華，尹淑麗，張麗萍，等. 復合微生態制劑對黃瓜根際土壤微生物數量和酶活性的影響[J]. 植物保護，2012，38（2）：46-50.

[17]向必坤，譚 軍，上官力，等. 不同栽培模式對植煙土壤微生物與酶活性的影響[J]. 湖北農業科學，2018，57（16）：42-46.

[18]張 鵬，賈志寬，路文濤，等. 不同有機肥施用量對寧南旱區土壤養分、酶活性及作物生產力的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2011，17（5）：1122-1130.

[19]孫 會. 連作煙田土壤肥力變化及微生物制劑應用研究[D]. 鄭州：鄭州大學，2016.

[20]丁 雷，李俊華，趙思峰，等. 生物有機肥和拮抗菌對土壤有效養分和土壤酶活性的影響[J]. 新疆農業科學，2011，48（3）：504-510.

[21]鐘 帥，扈 強，王玉勝，等. 不同比例生物有機肥和復合肥混施對重慶地區煙葉農藝性狀和品質的影響[J]. 熱帶農業工程，2016，40（2）：46-49.