煙草—雞腿菇套種對植煙土壤微環境的影響

摘 要：針對煙草連作造成的土壤微環境惡化問題，采用煙草套作雞腿菇（T）與煙草單作（CK）對照試驗法，研究煙草套作雞腿菇對植煙土壤微環境的影響。結果表明：煙草套作雞腿菇2 a后土壤孔隙度提高13.09%～14.90%，pH值提高13.38%～16.10%，有機質質量分數提高8.14%～10.91%，土壤全磷質量分數增幅>全氮>全鉀，土壤有效磷質量分數增幅>水解氮>速效鉀；土壤真菌菌落數降低46.15%～48.84%，放線菌、細菌菌落數分別增加60.25%～62.42%、48.75%～54.09%，蚯蚓豐度增加196.43%～208.61%；煙草花葉病菌、青枯病菌、黑脛病菌生長受到抑制；土壤脲酶、纖維素酶、過氧化氫酶活性顯著提高。由此得出，煙草套作雞腿菇模式對植煙土壤微環境具有修復作用。

關鍵詞：煙草—雞腿菇套種；植煙土壤；土壤微環境；修復作用

當前，受煙草耕地有限性的制約，我國煙區煙草單種連作現象較為普遍，優質煙葉生產能力日益變得脆弱。由于煙農對煙田生態環境保護不夠重視，普遍采用掠奪式種植方式，忽視輪作倒茬，不注重用地養地結合，土壤養分庫虧損未能得到有效補償，導致土壤養分供給失衡，土壤退化嚴重，煙田生態環境逐步惡化，煙株生長發育不良，煙葉風格弱化，品質提升緩慢，生產效益下降，煙草重茬時病蟲危害加重，煙草花葉病、青枯病、黑脛病頻發等。良好的植煙土壤環境條件是實現煙葉生產可持續發展的基礎，圍繞煙田生態環境的改善，前人在輪作制度、土壤改良、病蟲害統防統治等煙草生產技術措施方面進行了深入研究。付戰營等[1]研究認為，煙麥套種方式能有效提高烤煙的復種指數，降低烤煙大田期病害的發生率；賴榮泉等[2]研究認為，大蒜及其根系分泌物對許多病原微生物具有抑制作用，能有效降低烤煙病害的發病率和病情指數。總的來說，前人的研究主要偏重于煙草與禾本谷類、豆科類、十字花科、百合科等農作物的套作，關于煙草套種食用菌對植煙土壤微環境的影響研究還鮮有報道。基于杜巍等[3]田間畦栽雞腿菇時土壤中的革蘭氏陰性雙球菌群、礦物質能刺激雞腿菇子實體分化的研究結論，本研究于2015、2016年在湖南省邵陽縣金潤烤煙專業合作社金洲村進行了連續2 a的煙草套作雞腿菇田間對比試驗，利用煙株創造的蔭蔽環境作為雞腿菇培養床，探討了煙草套作雞腿菇2 a后植煙土壤常量元素養分平衡供應、土壤通透性及酸堿環境、土壤酶活性的影響及土壤生物多樣性的變化規律，以期為煙區煙葉生產可持續發展提供科學借鑒。

一、材料與方法

（一）試驗地點

試驗地位于邵陽縣金稱市鎮金洲村（E111°07′06″～110°08′34″，N 26°49′51″～26°50′42″，海拔248.3 m），屬亞熱帶季風氣候區，年平均氣溫16.9 ℃，年日照時間1 593 h，

無霜期280 d，年平均降水量為1 355 mm。

土壤母質為第四紀紅色黏土和河流沖積物，常年作物為水稻、花生、大蒜、烤煙等，年均烤煙種植面積近120 hm2。

（二）試驗材料

供試煙草為云煙87（云南省煙草科學研究所），為試驗區常年種植的煙草品種；供試雞腿菇菌種為雞腿菇CC33（北京市農林科學院植保環保研究所）。

（三）試驗方法

采用田間對比試驗法，設煙草套作雞腿菇（T）、對照（CK，煙草單作）2個處理、3次重復、6個試驗小區，各小區面積為0.02 hm2。對照區于4月中旬、煙苗苗齡達60 d左右時移栽，實行等距定點移栽，行株距為1.2 m×0.5 m，密度為16 800株/hm2，移栽時先打孔，孔深0.16～0.20 m，并按照當地煙草生產管理習慣，在起壟時施用煙草專用基肥750 kg/hm2，移栽30 d后施用煙草專用追肥225 kg/hm2。煙草套作雞腿菇的小區在煙苗預留的行間挖畦溝，畦寬×畦深=0.8 m×0.2 m，于4月下旬畦式播種雞腿菇菌塊。雞腿菇菌塊的基料為麥秸80%、麥麩8%、牛糞8%、尿素1.5%、石膏1%和石灰1.5%，料水比為1.0∶1.3，含水量控制在55%～60%，pH控制在8左右；每個試驗小區的菌塊投放總量為27.5 kg/m2，分上中下3層投放，其中下層、中層占比各為30%，上層占比為40%。煙草套作雞腿菇的煙苗移栽及肥水管理與對照保持一致。

（四）土樣采集與制備

土壤樣品于2016年8月中旬采集，采樣點按S形布局，各小區分別取5個小樣，取樣深度0.0～0.2 m，按照煙草—雞腿菇套作、對照分別制備混合鮮土樣1份，每份2 kg，然后采用四分法分成2份，一份經自然風干后分別過1.00、0.25 mm篩，供土壤理化指標及常量元素養分測試用，另一份鮮土樣過2.00 mm篩，在0～4 ℃下保存，供土壤微生物與土壤酶活性測試用。

（五）測定項目及方法

土壤孔隙度、pH值、有機質、土壤全氮、全磷、全鉀、土壤水解氮、有效磷和速效鉀質量分數測定按照《土壤農化分析》[4]的方法進行。土壤纖維素酶用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，即將鮮土樣在50 ℃溫度下培養24 h，加水提取、過濾，取過濾加入3，5-

二硝基水楊酸試劑，用分光光度計在540 nm波長下測定，以l h后l g土壤生成的葡萄糖量（mg）表示纖維素酶活性。脲酶用靛酚藍比色法測定，即將鮮土樣在37 ℃溫度下培養24 h，加水提取、過濾，取過濾依次加入苯酚鈉、次氯酸鈉，用分光光度計在

578 nm波長下測定以l h后l g土壤中的NH4+-N量（μg）表示脲酶活性。過氧化氫酶用碘量法測定，即以l g土壤

20 min后消耗O.1 mol/L KMnO4的量（mL）表示過氧化氫酶活性。土壤細菌、真菌、放線菌數量采用稀釋平板計數法測定，其中細菌用牛肉膏蛋白胨培養基培養，真菌用馬丁培養基培養，放線菌用改良高氏1號培養基培養[5]。土壤中蚯蚓豐度采用樣方法測定，每小區選取5個樣方，樣方的規格為0.6 m×0.6 m×0.2 m。

（六）數據統計

運用Excel 2007軟件進行，LSD法進行差異顯著性分析（P<0.05）。

二、結果與分析

（一）煙草—雞腿菇套作對植煙土壤常量元素養分平衡、土壤通透性及酸堿度的影響

由表1可以看出，煙草套作雞腿菇

實施2 a后土壤孔隙度提高13.09%～

14.90%，表明土壤通氣性得到明顯改善；pH值提高13.38%～16.10%，表明土壤酸堿環境改善；土壤有機質質量分數提高8.14%～10.91%，土壤全氮質量分數的變化與土壤有機質質量分數變化趨勢基本一致，與對照差異顯著（P<0.05）；土壤全磷、全鉀質量分數分別提高25.00%～26.56%，土壤有效磷、速效鉀養分質量分數變化與土壤全磷、全鉀質量分數變化趨勢基本一致，與對照差異顯著。土壤水解氮、有效磷、速效鉀質量分數分別提高21.14%～27.50%、38.05%～40.13%、6.84%～8.20%，表明土壤常元素養分有效性明顯提高。

（二）煙草—雞腿菇套作對植煙土壤生物多樣性的影響

由表2可以看出，煙草套作雞腿菇使土壤微生物區系發生明顯改變，土壤真菌顯著減少，菌落數較對照下降46.15%～48.84%；放線菌顯著增加，菌落數較對照提高60.25%～62.42%；細菌菌落數顯著增加，菌落數較對照提高48.75%～54.09%；蚯蚓豐度較對照提高196.43%～208.61%。由表3可以看出，煙草套作雞腿菇使煙田煙草花葉病菌、青枯病菌、黑脛病菌菌落數分別下降85.25%～85.84%、74.14%～78.27%、58.74%～60.06%，表明植煙土壤中病原性微生物生長受到控制。

（三）煙草—雞腿菇套作對植煙土壤酶活性的影響

由表4可以看出，煙草套作雞腿菇2 a后土壤脲酶、纖維素酶、過氧化氫酶活性顯著提高，較對照分別提高36.46%～47.63%、33.19%～44.87%、20.68%～21.95%，表明土壤中生物化學過程增強。

三、討論

煙葉產量與土壤養分供應的數量及有效性的相關性很大，煙葉燃燒性、香氣質、香氣量、風味等品質與煙葉化學成分的協調直接相關，而土壤微環境中的營養元素平衡起到決定作用。據倪新江等[6]研究，雞腿菇等是一種分泌纖維素酶能力很強的菇種，能降解雞腿菇栽培料中的木質纖維素。煙草套作雞腿菇后雞腿菇栽培料直接翻入土壤中，促進了土壤有機質的積累，有效地改善了煙株根系活動層土壤理化性狀，平衡了土壤常量元素養分供應，為煙草根系生長創造了保肥、蓄水和養分持續供應的土壤環境條件。植煙土壤纖維素酶活性的提高也為土壤微生物生存提供了物質和能量保障，促進了微生物活動，而土壤尿酶活性與土壤微生物活動有很大的相關性。煙草套作雞腿菇后植煙土壤纖維素酶活性的提高可能與雞腿菇大量分泌的纖維素酶有關，土壤尿酶活性的提高可能與土壤微生物活動增強有關。

煙草套作雞腿菇后，促進了“蚯蚓—微生物—土壤酶”生態鏈的形成。徐曉燕等[7]研究表明，蚯蚓活動能夠比較顯著地提高土壤過氧化氫酶的活性，當接種威廉環毛蚓的數量增加l倍后土壤過氧化氫酶活性增加28.36%。煙草套作雞腿菇后土壤過氧化氫酶活性的提高可能與蚯蚓豐度提高、蚯蚓在土壤中富集過氧化氫酶有關。據周美榮[8]、郎莎莎[9]研究，蚯蚓在土壤生態系統中參與有機物分解、有效養分礦化釋放、土壤穩定性團聚體與孔隙結構的營造與維持，能改善土壤物理性狀和土壤養分的有效性和供給狀態。同時，蚯蚓糞是一種理想的天然生物肥料，富含腐殖質、氮磷鉀養分、多種氨基酸。本研究顯示，供試土壤耕作層通透性明顯改善、土壤庫虧損得到有效補償、土壤酶活性的提高，可能與土壤中蚯蚓的生存環境得到改善、蚯蚓豐度提高、蚯蚓糞富集、土壤微生物菌落繁衍環境條件得到改善有關。

煙草套作雞腿菇后煙田長年單施化學肥料所造成的土壤酸化現象受到控制，土壤通透性環境得到改善，從而改變了土壤微生物區系，土壤放線菌數量明顯增加，土壤微生物由低肥力的“真菌型”向高肥力的“細菌型”轉化。本研究顯示，煙草套作雞腿菇后土壤常量養分有效性提高，這可能與植煙土壤酸堿環境得到改善、土壤中生物活性增強、潛在養分得到活化、土壤細菌在土壤有機物質的礦化和各種養分分解轉化中所起到的作用有關。

李曉娜[10]、胡艷霞[11]等研究表明，新鮮蚯蚓糞中還含有抗菌譜廣的拮抗微生物，對煙田一些土傳病原微生物有抑制作用。煙草套作雞腿菇使煙草花葉病毒、青枯病菌和黑脛病菌等煙草病原性微生物的生長受到抑制，發揮了生物防控效應，這可能與土壤放線菌分泌的抗生素抑制病原微生物的繁殖有關。

本研究過程中，經觀察未發現煙草套種雞腿菇對雞腿菇生長的不良影響。煙草套作雞腿菇模式的經濟效益有待進一步研究。

四、結論

本研究表明，煙草套作雞腿菇模式能改善植煙土壤的理化及生物學性狀，對于煙草大田期花葉病、青枯病和黑脛病等病害發生具有一定的生態防控效果，對于煙草單種連作造成的土壤微環境惡化具有一定的修復作用。（基金項目：2013年湖南省教育廳科學研究項目“邵陽煙區烤煙套種雞腿菇創新種植模式研究”，項目編號：13C875）

參考文獻：

[1]付戰營，韓東恒，王國峰.不同煙麥套種方式對烤煙農藝性狀及產量品質的影響[J].河南農業科學，2011（3）：69-72.

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[3]杜巍，袁靜，唐興芳，等.雞腿蘑覆土機理研究初探[J].中國食用菌，2003（1）：15-16.

[4]鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業出版社，2005：262-268.

[5]許安定，周鑫斌，蘇婷婷.土地整理對煙田土壤理化及生物學性狀的影響[J].西南大學學報（自然科學版），2016（3）：156-164.

[6]倪新江，馮志勇，梁麗琨，等.雞腿菇對棉籽殼的降解與轉化[J].微生物學通報，2002（2）：1-4.

[7]徐曉燕，何應森，龍孝燕，等.接種蚯蚓對土壤過氧化氫酶和轉化酶活性的影響[J].廣東農業科學，2011（12）：75-77.

[8]周美榮，孫振江，申曉強.蚯蚓糞的研究及應用[J].山西農業科學，2012（8）：921-924.

[9]郎莎莎.蚯蚓糞復合基質應用于萬壽菊育苗和栽培的初步研究[D].揚州：揚州大學，2010：14-17.

[10]李曉娜，陳富彩，鄭璞帆，等.施用蚯蚓糞對陜南烤煙土壤和煙葉鉀營養、農藝與經濟性狀的影響[J].中國土壤與肥料，2016（3）：105-109.

[11]胡艷霞，孫振鈞，周法永，等.蚯蚓糞對黃瓜苗期土傳病害的抑制作用[J].生態學報，2002（7）：1106-1115.