不同農藝措施處理對煙草根際微生態的影響

沈建平，王淑玉，曾 強，李紅麗，李小龍，王 巖，孫 妍，田 甜

（1. 福建省煙草公司南平市公司邵武分公司，福建 邵武354000；2. 鄭州大學化工與能源學院，河南 鄭州450000）

土壤生態環境是農作物賴以生存并獲得高產穩產的基礎[1]。其中，微生物是土壤生態系統的重要參與者，在土壤養分轉化過程中發揮著重要作用，并且對維持土壤生態系統穩定以及提高土壤生態系統抗干擾能力作用顯著[2]。土壤中生存著大量微生物，可分為細菌、真菌和放線菌3 大類。這些微生物進行著一系列復雜的生化反應，推動著土壤有機質和土壤養分之間的轉化以及物質循環。反過來，根際微生物的生長又依賴于土壤的肥力水平和環境狀況，它們之間相互促進、協同發展。因此，土壤微生物數量可作為評價土壤肥力的一個重要指標[3]。土壤的養分平衡則是保證作物健康生長的前提條件，尤其是在部分連作障礙十分嚴重的植煙區，保證土壤的營養平衡是提高煙草抗病性，有效控制土傳病害流行的關鍵，對煙葉的產量與質量有著積極作用[4-7]。近年來，關于植煙土壤養分含量、分布及影響因素的研究大多集中在不同土質間養分差異等方面，少有涉及土壤養分與青枯病發病之間關系[8-11]。

研究表明，農藝措施可通過改變植株根際生長環境來影響土壤中微生物的代謝，從而引起土壤根際微生態的改變，進一步影響地上植被的生長[12]。為此，以福建省邵武市植煙區青枯病發病嚴重的煙田為研究對象，通過稻草覆蓋、開深溝等農藝措施，探討煙株根際土壤微生物群落、土壤養分與青枯病發生的關系，以期從根際土壤調控方面著手解決土傳病害的防控問題。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試品種

試驗于2014年在邵武市城郊鎮高南村進行，選擇連續植煙且青枯病發病嚴重的地塊為試驗田；試驗田土壤為棕色輕壤土，直徑為0.02～2.00 mm 的砂粒占土壤顆粒的58.02%，直徑為0.002～0.020 mm 的粉砂粒占土壤顆粒的19.74%，直徑小于0.002 mm 的粘粒占土壤顆粒的22.24%；土壤理化性狀：pH 值4.88，速效鉀含量169.9±1.63 mg/kg，速效磷含量32.7±0.92 mg/kg，堿解氮含量85.3±0.48 mg/kg，有機質含量24.27±2.01 g/kg。供試烤煙品種為K326。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗設3個處理：T1，常規栽培（地膜栽培）；T2，使用稻草覆蓋方式；T3，地膜覆蓋，開深溝。每個處理重復2 次，共6個小區，植株密度為1 100 株/667m2，株行距50 cm×120 cm，純氮用量為9.09 kg/667m2，N、P、K 比例為1︰0.8︰2.7，其他大田管理措施按邵武市優質煙生產技術規程進行。

1.2.2 根際土樣的采集 于煙苗移栽前、團稞期、旺長期和成熟期分別采集煙株根際土壤，具體方法：在同一采樣單元內將整棵煙株連同根部土壤一起取出，將粘接在細根上的土壤輕輕抖落并混勻，即為根際土壤，取3 株混成1個樣品，采用四分法保留1 kg 樣品，于4℃的冰箱內保存待測。

1.2.3 土壤微生物數量測定 配制牛肉膏蛋白胨培養基，孟加拉紅培養基，高氏1 號培養基分別對測定土樣中的細菌、真菌和放線菌數量，采用混勻澆注法進行培養；其中，細菌于32 ℃恒溫箱中保濕培養1～2 d，真菌于28℃恒溫箱中保濕培養2～3 d，放線菌于30℃恒溫箱中保濕培養4～6 d，然后計數[13]。

1.2.4 土壤養分含量測定 取部分根際土壤風干后，用木槌研磨過60 目篩后裝入密封袋，4℃冰箱保存待測。采用電位法測定土壤pH 值，采用重鉻酸鉀容量、火焰分光光度計法、堿解擴散法、碳酸氫鈉法分別測定土壤中有機質、速效鉀、堿解氮、速效磷的含量[14]。

1.2.5 煙株發病率統計 在煙株發病期，對每個試驗點內發病煙株進行計數，發病率用發病個體占群體總數的百分數來表示。發病率（%）=（發病植株的株數/170）×100。

2 結果與分析

2.1 不同農藝措施對土壤根際微生物的影響

2.1.1 細菌數量變化 從表1 中可以看出，移栽前土壤中細菌數量較少，移栽煙苗后，不同處理土壤中細菌含量均有所增高，說明種植作物施加肥料為微生物生長提供營養物質，提高了土壤中細菌的含量。其中，T2 處理進入旺長期之后細菌數量均高于T1 和T3 處理，這可能是因為稻草覆蓋調節了土壤水分和溫度，改善了土壤微生物群落生長環境，促使土壤細菌增殖。試驗點根際土壤細菌在煙苗移栽后隨著煙苗生長及溫度上升，環境條件適宜而生長，到煙草成熟期后，細菌代謝活動加強，細菌數量有所增長；但煙株采收完成之后，煙株停止生長，土壤中細菌代謝活動減緩，數量降低。

表1 不同農藝措施處理對植煙土壤根際微生物數（c量fu的/g）影響

2.1.2 真菌數量變化 由表1 可知，隨著烤煙生育期的延長，T1、T2、T3 處理的土壤真菌數量均呈現先升后降的趨勢，旺長期真菌數量明顯增加，說明隨著煙苗的生長，其根系分泌物逐漸增多，環境溫度也日漸上升，此環境下，真菌數量迅速增加，因此團棵期至旺長期真菌數量較多。旺長期，T2 處理的真菌數量分別比T1 和T3 處理少8.46×105和3.33×105cfu/g，且T1處理與T2、T3 處理的差異達顯著水平，說明稻草覆蓋處理不利于真菌的生長。進入成熟期后，各處理的真菌數量都顯著減少，這是因為此時烤煙根系分泌的有害物質增多，不利于真菌生長。

2.1.3 放線菌數量變化 從表1 中還可以看出，在煙草團稞期，各處理土壤放線菌數量均多于移栽前期；旺長期，T2、T3 處理放線菌數量達到最大值，可能是隨著作物的快速生長，煙株根系能量和物質循環加快，使得放線菌數量增加，常規處理（T1 處理）則開始逐漸減少。成熟期，各處理的放線菌數量均有所回落，這可能是后期土壤中肥料養份減少，進而影響土壤中放線菌的生長。

2.2 不同農藝措施對土壤養分的影響

土壤中的養分存在形式、微生物數量與種類都與土壤pH 值密切相關，并且土壤pH 值還能夠協調土壤與煙株之間養分供需平衡，從而實現對煙葉品質的調節[15]。土壤堿解氮包括礦質態氮和有機態氮中比較易于分解的部分，反映出近期土壤氮素的供應狀況，速效鉀則是植物根系吸收的直接鉀素供應源，速效磷是衡量土壤磷素吸收、供應狀況的指標，了解其供應狀況對施肥有著直接的指導意義[16]。從表2 中可以看出，烤煙種植后，土壤的pH 值均有所上升；在團稞期之后，T2、T3 處理根際土壤N、P、K 的含量明顯低于對照組，養分的大量吸收，使得這2個處理組煙株的生長表現出一定優勢。

表2 不同農藝措施對煙葉根際土壤養分的影響

2.3 各處理病害發生情況

從表3 中可以看出，第一次調查（6月10日）青枯病發病率以T1 處理最高，T2 處理的發病率最低；隨后的3 次調查中，T1 處理的發病率居高不下；各時期的發病率由高到低均為T1＞T3＞T2，到7月10日，T2 處理（稻草覆蓋）、T3 處理（開深溝）的發病率分別比T1 處理降低了27.22、16.11個百分點，病情指數分別比T1 處理低18.27、9.32。由此可見，稻草覆蓋和開深溝兩種處理均對青枯病有一定的抑制作用，其中以稻草覆蓋處理的防控效果較好。

表3 不同農藝措施處理煙株病害發生情況的比較

3 討論

土壤是一個復雜的生態系統，生物有機體在這個系統中相互依存，協調作用。土壤中的養分為微生物提供能量來源，而這些養分同樣也依賴于微生物的轉化與生成，微生物活動可以加速土壤中有機物質的分解，增加土壤養分的含量[17]。細菌在土壤微生物類群數量中占絕對優勢，是物質轉化的主要動力，許多細菌可轉化分解產生可供植物吸收利用的氮素和磷素，從而提高土壤肥力；放線菌的增加可以加快土壤中有機質的分解利用，并能產生抗生素和激素類物質，從而對病害起一定預防作用[18]，這有利于煙株抗病性增強，從而抑制后期病害的發生。

土壤微生物多樣性受土壤類型與土壤管理措施的影響。農藝措施主要通過改變土壤微生態環境，影響土壤能量與物質循環利用，進而改變土壤養分，尤其是有機質的動態和碳貯量[19]。此外，Anoop[20]的研究指出，植物生長所需養分水平與其防衛機制密切相關，在植物體內許多營養元素對不同病原菌侵染引起的本能防御反應都有著積極的作用。

試驗結果表明，稻草覆蓋和開深溝處理均可促進植物根際的物質代謝，使土壤根際的微生物數量顯著增加，促進了細菌、真菌和放線菌的增殖，同時也提高了煙株根際土壤堿解氮、速效磷和速效鉀的利用率，為植物提供更多的營養物質，使植株處于良好的生長狀態，有利于其保持較高的抗病性。因此，結合不同農藝措施處理下作物生長狀況與土壤微生物變化，及時調整田間施肥方式，對改善土壤微生物生態環境，加快土壤能量與物質循環，提高土壤生物肥力，減少病害發生具有重要意義。

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