秸稈還田與優(yōu)化施氮改善烤煙根際土壤碳氮轉(zhuǎn)化及氮素吸收

林昌華 張士榮 王軍 丁效東

摘 ?要：針對(duì)華南沙泥田煙區(qū)氮肥過(guò)量施用導(dǎo)致煙葉品質(zhì)下降的問(wèn)題，擬通過(guò)秸稈還田與氮肥優(yōu)化配施調(diào)節(jié)烤煙各生育期氮吸收、根際土壤碳氮轉(zhuǎn)化及相關(guān)酶的活性。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)水稻秸稈還田與氮肥兩因素，其中3個(gè)碳（秸稈還田）水平：C0，無(wú)秸稈還田，0 kg/hm²;C1，中量秸稈還田，4500 kg/hm²;C2，全部秸稈還田，9000 kg/hm²;2個(gè)氮水平：N1，傳統(tǒng)施氮，169.50?kg/hm²;N2，優(yōu)化施氮，105.00 kg/hm²。結(jié)果表明，與N1相比，N2處理秸稈還田下烤煙前期煙葉和根系氮吸收和累積正常，而后期有所下降;C1、C2處理時(shí)，與現(xiàn)蕾期相比，成熟期時(shí)根系氮含量均降低4.2 g/kg，葉片氮含量降低3.8、3.0 g/kg;成熟期時(shí)，與N1處理相比，N2處理時(shí)C1、C2處理的土壤無(wú)機(jī)氮含量降低30.4%、20.0%，前期2個(gè)氮處理間土壤無(wú)機(jī)氮含量無(wú)差異，優(yōu)化施氮下中量秸稈還田（C1N2）處理烤煙土壤NH₄⁺-N含量在整個(gè)生育期內(nèi)較高且呈降低趨勢(shì)，而硝態(tài)氮和土壤無(wú)機(jī)氮含量在成熟期最低，表明中量秸稈還田下優(yōu)化施氮能夠維持生育前期土壤無(wú)機(jī)氮含量，且降低成熟期土壤無(wú)機(jī)氮含量。2個(gè)秸稈還田量處理時(shí)，團(tuán)棵期N2處理的土壤轉(zhuǎn)化酶活性是N1處理的1.30、1.13倍;旺長(zhǎng)期土壤轉(zhuǎn)化酶活性是N1處理的1.27、1.10倍;與傳統(tǒng)施氮相比，秸稈還田下優(yōu)化施氮處理增加了整個(gè)生育期土壤脲酶、磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性。在中量秸稈還田（C1）處理下，與N1水平相比，現(xiàn)蕾期和成熟期的N2處理土壤水溶性碳含量提高11.2%和14.1%;與N1相比，N2處理的土壤微生物量氮含量呈降低趨勢(shì)。綜上所述，優(yōu)化施氮耦合中量秸稈還田（C1N2）能夠提高土壤水溶性碳含量，維持土壤氮素合理供應(yīng)，穩(wěn)定烤煙生育前期對(duì)氮素吸收與累積，減少生育后期煙葉氮素奢侈吸收，與烤煙吸氮規(guī)律比較吻合。

關(guān)鍵詞：華南地區(qū);酶活性;微生物量碳氮;硝態(tài)氮;銨態(tài)氮中圖分類號(hào)：S158.3??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Straw Returning and Optimized Nitrogen Application Improved Nitrogen Uptake， Soil C and N Transformation of Flue-cured Tobacco

LIN Changhua¹， ZHANG Shirong²， WANG Jun³， DING Xiaodong^2*

1. Henry Fok School of Agricultural Science and Engineering， Shaoguan University， Shaoguan， Guangdong 512005， China; 2. College of Resources and Environment， Qingdao Agricultural University， Qingdao， Shandong 266109， China; 3. Nanxiong Tobacco Science Institute， Guangdong Tobacco Technology Center， Nanxiong， Guangdong 512400， China

Abstract： Focusing on the problem of tobacco leaf quality decline caused by excessive nitrogen application in sandy soil in South China， the effects of straw returning and optimized nitrogen fertilizer application on nitrogen uptake， the soil carbon， nitrogen conversion and soil enzyme activities in different stages of tobacco were studied in field. The experiment was set up by a randomized block design with two factors of rice straw returning and nitrogen fertilizer， namely N1， traditional nitrogen fertilization with 169.50 kg/hm²; N2， optimized nitrogen fertilization with 105.00?kg/hm²; C0， 0 kg/hm²; C1， half returning with 4500 kg/hm²; C2， full returning with 9000 kg/hm². The results showed that compared with N1， N uptake and accumulation of tobacco leaves and roots under N2 level was similar in the early stage， but decreased in the later stage when straws with two rates returned to field. Compared with budding stage， N content in roots in N2C1 and N2C2 treatments both decreased by 4.2 g/kg， and N content in leaves decreased by 3.8?g/kg and 3.0 g/kg at maturity stage， respectively. Compared with N1， soil inorganic N content in N2C1 and N2C2 treatments at maturity stage decreased by 30.4% and 20.0% respectively， and those at maturity stage had no difference between N2 and N. The soil NH₄⁺-N content in N2C1 treatment was higher and decreased during the whole growth period， while soil nitrate and inorganic N content were the lowest in the maturity stage， which indicated that the optimum application of medium straw treatment （N2C1） could maintain the content of inorganic N in soil at the early growth stage and reduce at the maturity stage. Compared with N1， the soil invertase activity in N2C1 and N2C2 treatments was 1.30 and 1.13 times as that in N1C1 and N1C2 treatments at the head stage， respectively， and that was 1.27 and 1.10 times at the rapid growing stage， respectively. Compared with N1， optimized N application under two straws returning reduced soil urease， phosphatase and catalase activities during the whole growth period. Under medium straw returning （C1）， compared with N1， soil water-soluble carbon content in N2 at budding and maturity stage increased by 11.2% and 14.1%， respectively， and soil microbial biomass nitrogen content in N2 showed a decreasing trend compared with N1. In conclusion， optimized nitrogen application coupled with medium straw returning （C1N2） could improve soil water-soluble carbon content， maintain the rational supply of soil nitrogen， stabilize the absorption and accumulation of nitrogen in early growth stage of flue-cured tobacco， and reduce the luxury absorption of nitrogen in mature stage of tobacco， which was consistent with the regular pattern of N uptake of Flue-cured tobacco.

Keywords： South China; enzyme activity; microbial biomass C and nitrogen; NO₃^?-N;?NH₄⁺-N

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.01.003

在我國(guó)烤煙種植中，化學(xué)氮肥施用量占土壤施氮總量的87.6%，而廣東烤煙種植每年化學(xué)氮肥投入量約35.6×10⁶kg，平均169.50?kg/hm^2[1-2]。在華南沙泥田土壤烤煙種植中，稻-煙輪作是當(dāng)?shù)刂饕姆N植模式，研究發(fā)現(xiàn)韶關(guān)沙泥田植煙土壤無(wú)機(jī)氮含量較高，而土壤C/N偏低。烤煙種植采用的施肥方式中氮肥以基施為主，加之后期氮肥投入過(guò)量，致使烤煙生育期內(nèi)氮素需求與根際土壤氮素供應(yīng)不匹配。同時(shí)，華南沙泥田土壤透氣性差、氮肥過(guò)量施用導(dǎo)致烤煙整個(gè)生育期氮素奢侈吸收現(xiàn)象突出，烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)均呈下降趨勢(shì)^[3-5]。

土壤增碳措施已被證實(shí)可以改良土壤及改善煙葉品質(zhì)，而秸稈還田作為重要的碳投入方式，能夠提高烤煙根際土壤有機(jī)碳含量^[6-7]。研究表明，秸稈還田及化肥配施能夠顯著提高土壤微生物量碳和氮，提高土壤各種酶活性，改善土壤的理化性質(zhì)^[7];土壤酶活性與根際土壤碳氮比^[8-9]、氮肥施用量^[10]及土壤類型^[11]等因素密切有關(guān)，而秸稈還田及配施氮肥是否可以調(diào)節(jié)華南沙泥田土壤碳氮轉(zhuǎn)化、酶活性及烤煙氮素營(yíng)養(yǎng)的可行性途徑鮮見(jiàn)報(bào)道。

本研究針對(duì)廣東韶關(guān)沙泥田煙區(qū)因土壤碳氮比失衡而導(dǎo)致煙葉香氣質(zhì)稍差、香氣量不足的問(wèn)題，探討秸稈還田與氮素優(yōu)化配施下對(duì)沙泥田烤煙各生育期根際土壤碳氮轉(zhuǎn)化、酶活性及氮素吸收的影響，闡明秸稈還田耦合優(yōu)化施氮介導(dǎo)的土壤酶催化反應(yīng)對(duì)根際土壤氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程的調(diào)控機(jī)理，以期為秸稈還田及氮肥施用改良沙泥田植煙土壤提供依據(jù)。

1??材料與方法

1.1材料

供試烤煙品種為華南種植面積較大的云煙87，由廣東省煙草南雄科學(xué)研究所提供。試驗(yàn)于2014年在韶關(guān)市南雄煙站開(kāi)展，土壤類型為沙泥田，前茬作物為水稻。在水稻收割后、未起壟前，采用5點(diǎn)4分法取20 cm耕層土壤樣品測(cè)定土壤基本農(nóng)化性狀：pH 6.20、有機(jī)質(zhì)14.2 g/kg、堿解氮115.5 mg/kg、速效磷31.30 mg/kg、速效鉀99.6?mg/kg。供試肥料為硝酸銨（N 30%）、鈣鎂磷肥（P₂O₅12%）、硫酸鉀（K₂O 50%）。

1.2方法

1.2.1 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)??試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)水稻秸稈還田與氮肥兩因素，其中3個(gè)碳（秸稈還田）水平：C0，無(wú)秸稈還田，0 kg/hm²;C1，中量秸稈還田，4500?kg/hm²;C2，全部秸稈還田，9000 kg/hm²;2個(gè)氮水平：N1，傳統(tǒng)施氮，169.50?kg/hm²;N2，優(yōu)化施氮，105.00 kg/hm²。在整地起壟時(shí)秸稈打碎還田，氮肥采用基肥與團(tuán)棵期追肥各占50%的施用方式;磷肥全部采用基肥施入，所有處理（P₂O₅）施用量為181.50 kg/hm²;鉀肥施用量（K₂O）為385.50 kg/hm²，分基肥和現(xiàn)蕾期追肥2次施用，每次施用50%。每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)種植1行，株行距為0.6 m×1.2?m，總共種植18行。選取生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的煙苗移栽至每小區(qū)，其他田間栽培及農(nóng)田管理采用當(dāng)?shù)責(zé)熮r(nóng)習(xí)慣措施執(zhí)行。

1.2.2 ?取樣方法??在烤煙移栽后30 d（團(tuán)棵期）、45 d（旺長(zhǎng)期）、60 d（現(xiàn)蕾期）和90 d（成熟期）分次取根際土壤樣和煙株樣洗凈晾干，將煙葉、莖、根系分開(kāi)，烘干，測(cè)定干質(zhì)量;煙株根際土壤樣品采用抖落法采集，其中采集50 g的新鮮土樣裝入自封袋中，然后放入冰盒中，帶回實(shí)驗(yàn)室后過(guò)2 mm篩，置于4?℃冰箱貯存，供土壤微生物量碳、氮、氨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量測(cè)定分析;剩余部分風(fēng)干過(guò)2 mm篩后保存，用于土壤有機(jī)質(zhì)及可溶性有機(jī)碳含量和土壤酶活性的測(cè)定。

1.2.3 ?植株氮素測(cè)定??烤煙根系、地上部煙葉全氮采用H₂SO₄-H₂O₂消化，凱氏定氮法測(cè)定^[12]。

1.2.4 ?根際土壤無(wú)機(jī)氮（N_min）測(cè)定??新鮮土壤樣品采用0.01 mol/L CaCl₂溶液提取，NO₃^?-N含量測(cè)定采用聯(lián)氨還原比色法，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在540 nm波長(zhǎng)下比色;土壤NH₄⁺-N含量測(cè)定采用靛酚藍(lán)比色法，在625 nm波長(zhǎng)下比色。土壤無(wú)機(jī)氮（N_min）=NH₄⁺-N+NO₃^?-N，折算為土壤干重含量表示^[12]。

1.2.5 ?根際土壤有機(jī)碳、可溶性碳含量測(cè)定??根際土壤有機(jī)碳（SOC）用K₂Cr₂O₇氧化，外加熱法測(cè)定^[12];根際土壤可溶性有機(jī)碳（DOC）采用0.5 mol/L?K₂SO₄浸提，ANALYTIKJENA multi N/C 3100分析儀測(cè)定有機(jī)碳。

1.2.6 ?根際土壤微生物量碳、氮測(cè)定??根際土壤微生物量氮（MBN）、微生物量碳（MBC）采用氯仿熏蒸，0.5 mol/L?K₂SO₄浸提法，根據(jù)公式計(jì)算：MBN或MBC （mg/kg）=（F-UF）/KE，式中，F(xiàn)表示熏蒸土壤有機(jī)氮或有機(jī)碳含量;UF表示未熏蒸土壤的有機(jī)碳或有機(jī)碳含量;KE為微生物量碳、碳系數(shù)，表示微生物量氮、碳浸提測(cè)定比例，分別取0.45、0.38^[13-14]。

1.2.7 ?根際土壤酶活性測(cè)定??根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性測(cè)定采用硫代硫酸鈉滴定法^[12];根際土壤磷酸酶活性（以酚的質(zhì)量計(jì)，37?℃）測(cè)定采用對(duì)硝基苯磷酸鹽法^[12];根際土壤過(guò)氧化氫酶活性測(cè)定采用高錳酸鉀滴定法^[12];根際土壤脲酶活性測(cè)定采用靛酚藍(lán)比色法^[12]。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用SPSS?22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素顯著性檢驗(yàn)^[15]。用LSD法在a=0.05水平進(jìn)行多重比較。

2??結(jié)果與分析

2.1秸稈還田與優(yōu)化施氮對(duì)烤煙根系、葉片氮素含量的影響

N1水平下，相同生育期內(nèi)3個(gè)秸稈還田處理的煙株根系氮含量均無(wú)顯著性差異，前3個(gè)生育期隨生育期延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期后根系氮含量無(wú)明顯變化（圖1A）。N2水平下，根系氮含量在相同生育期內(nèi)C1、C2處理間無(wú)差異，但是均高于C0處理的根系氮含量;在相同秸稈還田處理下，前3個(gè)生育期隨生育期延長(zhǎng)根系氮含量呈增加趨勢(shì)，但是現(xiàn)蕾期后根系氮含量顯著降低，其中C1、C2處理下成熟期與現(xiàn)蕾期相比根系氮含量均降低4.2 g/kg（圖1A）;在前3個(gè)生育期內(nèi)，與N1水平相比，N2水平的相同生育期內(nèi)C1、C2處理根系氮含量均無(wú)顯著差異，但是C1處理根系氮含量顯著降低（圖1A）;與現(xiàn)蕾期相比，成熟期時(shí)C1、C2處理下N2處理根系氮含量顯著低于N1處理，分別降低26.2%、26.3%，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)施氮過(guò)量導(dǎo)致根系氮素奢侈吸收。

N1水平下，現(xiàn)蕾期前3個(gè)秸稈還田處理的葉片氮含量均無(wú)顯著性差異，C1、C2處理隨生育期延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，成熟期時(shí)葉片氮含量高于C0處理時(shí)（圖1B）。N2水平下，葉片氮含量在相同生育期內(nèi)C1、C2處理間無(wú)差異，均高于C0處理的葉片氮含量（團(tuán)棵期除外）;在C1、C2處理下，現(xiàn)蕾期前葉片氮含量呈增加趨勢(shì)，但是現(xiàn)蕾期后葉片氮含量顯著降低，其中C1、C2處理下成熟期與現(xiàn)蕾期相比葉片氮含量分別降低3.8、3.0?g/kg（圖1B）;而C0處理整個(gè)生育期葉片含量呈降低趨勢(shì);在前3個(gè)生育期內(nèi)，相同碳水平下，與N1相比，N2處理的相同生育期內(nèi)C1、C2處理葉片氮含量均無(wú)顯著差異，但是C0處理的現(xiàn)蕾期葉片氮含量顯著降低，相同碳處理下成熟期時(shí)N2處理葉片氮含量顯著低于N1處理，其中C1、C2處理下分別降低了22.4%、26.3%（圖1B），表明相對(duì)于傳統(tǒng)施氮（N1），優(yōu)化施氮（N2）能夠滿足生育期前期（團(tuán)棵期至現(xiàn)蕾期）葉片氮需求，降低成熟期葉片氮含量，優(yōu)化施氮處理時(shí)能夠滿足烤煙生育前、中期對(duì)氮素的需求，且生育后期能適時(shí)脫氮，與優(yōu)質(zhì)烤煙“少時(shí)富，老來(lái)貧”的氮素需求規(guī)律相吻合。

2.2秸稈還田與優(yōu)化施氮對(duì)烤煙根際土壤無(wú)機(jī)氮含量的影響

在N1或N2水平下，相同生育期內(nèi)C1、C2處理的根際土壤NH₄⁺-N含量均無(wú)顯著性差異，但是兩者根際土壤NH₄⁺-N含量均顯著高于C0處理（圖2A）。在C0處理下，與N1水平相比，N2水平的根際土壤NH₄⁺-N含量呈上升趨勢(shì);在C1處理下，團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期時(shí)N2水平的根際土壤NH₄⁺-N含量是N1水平的1.37、1.15倍，現(xiàn)蕾期時(shí)2處理間根際土壤NH₄⁺-N含量無(wú)差異，但成熟期時(shí)前者處理是后者處理的0.63倍，同時(shí)N2C1處理根際土壤NH₄⁺-N含量隨生育期延長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)，而N1C1處理根際土壤NH₄⁺-N含量在整個(gè)生育期內(nèi)保持穩(wěn)定（圖2A）;在C2處理下，與N1水平相比，前3個(gè)生育期內(nèi)N2水平的根際土壤NH₄⁺-N含量均無(wú)顯著差異，成熟期時(shí)N2水平根際土壤NH₄⁺-N含量顯著低于N1水平，降低了28.2%，表明優(yōu)化施氮（N2）下，2個(gè)秸稈還田處理促使根際土壤NH₄⁺-N含量保持較高或保持穩(wěn)定，且能夠降低成熟期時(shí)根際土壤NH₄⁺-N含量。

無(wú)論在N1或N2水平下，相同生育期內(nèi)C1、C2處理的根際土壤NO₃^?-N含量均無(wú)顯著性差異，但是兩者根際土壤NO₃^?-N含量均顯著高于C0處理（圖2B）。在C0處理下，與N1水平相比，N2水平的根際土壤NO₃^?-N含量在相同生育期內(nèi)呈降低趨勢(shì)（圖2B）;在C1或C2處理下，前3個(gè)生育期內(nèi)，與N1水平相比，N2水平的根際土壤NO₃^?-N含量在相同生育期內(nèi)均無(wú)顯著差異，但成熟期時(shí)N2水平根際土壤NO₃^?-N含量顯著低于N1水平，在C1、C2處理下分別降低了22.8%、20.0%（圖2B），表明在優(yōu)化施氮（N2）下，2個(gè)秸稈還田處理維持生育前期根際土壤NO₃^?-N含量，且能夠降低成熟期時(shí)根際土壤NO₃^?-N含量。

無(wú)論在N1或N2水平下，相同生育期內(nèi)C1、C2處理的根際土壤N_min含量均無(wú)顯著性差異，但是兩者均顯著高于C0處理（圖2C）。在C0處理下，與N1水平相比，N2水平在相同生育期內(nèi)的根際土壤N_min含量呈降低趨勢(shì)（圖2C）;在C1或C2處理下，前3個(gè)生育期內(nèi)，與N1水平相比，N2水平在相同生育期內(nèi)根際土壤N_min含量均無(wú)顯著差異，但成熟期時(shí)N2水平根際土壤N_min含量顯著低于N1水平，在C1、C2處理下分別降低了30.4%、20.0%（圖2C），表明優(yōu)化施氮（N2）下，2個(gè)秸稈還田處理維持生育前期根際土壤無(wú)機(jī)氮含量，且能夠降低成熟期時(shí)根際土壤無(wú)機(jī)氮含量。

2.3秸稈還田與優(yōu)化施氮對(duì)烤煙根際土壤酶活性的影響

在N1水平下，相同生育期內(nèi)3個(gè)碳處理的根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性均無(wú)顯著性差異（圖3A）。在N2水平下，相同生育期內(nèi)C0處理的根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性低于C1、C2處理（現(xiàn)蕾期除外），而C1、C2處理在旺長(zhǎng)期時(shí)無(wú)顯著性差異，其他生育期內(nèi)C1處理顯著高C2處理（圖3A）。在C0處理下，與N1水平相比，N2水平的根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性在相同生育期內(nèi)無(wú)顯著性差異（圖3A）;在C1、C2處理下，團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期時(shí)N2處理的根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性均高于N1水平，其中團(tuán)棵期時(shí)N2水平根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性是N1水平的1.30倍和1.13倍;旺長(zhǎng)期時(shí)N2水平根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性是N1水平的1.27倍和1.10倍（圖3A），在現(xiàn)蕾期和成熟期2個(gè)施氮水平之間根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性無(wú)顯著性差異（圖3A）。與傳統(tǒng)施氮相比，秸稈還田下優(yōu)化施氮可以顯著提高煙株生育前期根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性。

在N1或N2水平下，相同生育期內(nèi)C0處理的根際土壤脲酶活性均顯著低于C1、C2處理（圖3B），在N1水平下C1處理的根際土壤脲酶活性低于C2處理（成熟期時(shí)2個(gè)碳水平間無(wú)顯著性差異），在N2水平下C1處理的根際土壤脲酶活性均低于C2處理（旺長(zhǎng)期時(shí)2個(gè)碳水平間無(wú)顯著性差異）。在C0處理下，與N1水平相比，N2水平的根際土壤脲酶活性在相同生育期內(nèi)無(wú)顯著性差異，但是旺長(zhǎng)期時(shí)N2水平的根際土壤脲酶活性顯著低于N1水平（圖3B）;在C1處理下，除旺長(zhǎng)期外，其他生育期內(nèi)N2水平的根際土壤脲酶活性均低于N1水平，團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期、成熟期時(shí)N2水平根際土壤脲酶活性是N1水平的0.78、0.74、0.61倍;在C2處理下，除現(xiàn)蕾期外，其他生育期內(nèi)N2水平的根際土壤脲酶活性均低于N1處理，團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、成熟期時(shí)N2水平根際土壤脲酶活性是N1處理的0.83、0.85、0.72倍。與傳統(tǒng)施氮相比，秸稈還田下優(yōu)化施氮處理在一定程度上降低了整個(gè)生育期根際土壤脲酶活性。

在N1水平下，相同生育期內(nèi)3個(gè)碳處理的根際土壤磷酸酶活性均無(wú)顯著性差異（圖3C）。在N2水平下，相同生育期內(nèi)C0、C1處理間根際土壤磷酸酶活性無(wú)顯著性差異，C1、C2處理間根際土壤磷酸酶活性無(wú)顯著性差異，而C2處理根際土壤磷酸酶活性顯著高C0處理（旺長(zhǎng)期時(shí)除外）（圖3C）。在C0處理下，與N1水平相比，N2水平時(shí)根際土壤磷酸酶活性在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、成熟期時(shí)無(wú)顯著性差異，而在現(xiàn)蕾期時(shí)顯著降低（圖3C）;在C1、C2處理下，除了團(tuán)棵期時(shí)，其他3個(gè)生育期內(nèi)N2水平根際土壤磷酸酶活性均低于N1水平，旺長(zhǎng)期時(shí)N2水平根際土壤磷酸酶活性是N1水平的0.82、0.81倍;現(xiàn)蕾期時(shí)N2水平根際土壤磷酸酶活性是N1水平的0.75、0.78倍;成熟期時(shí)N2水平根際土壤磷酸酶活性是N1水平的0.82、0.83倍（圖3C）。與傳統(tǒng)施氮相比，秸稈還田下優(yōu)化施氮處理顯著降低煙株根際土壤磷酸酶活性。

在N1水平下，團(tuán)棵期時(shí)3個(gè)碳處理的根際土壤過(guò)氧化氫酶活性均無(wú)顯著性差異，但是在團(tuán)棵期后C1、C2處理的根際土壤過(guò)氧化氫酶活性顯著高于C0處理（圖3D）。在N2水平下，相同生育期內(nèi)3個(gè)碳處理間根際土壤過(guò)氧化氫酶活性無(wú)顯著性差異（圖3D）。與N1處理相比，團(tuán)棵期時(shí)N2水平根際土壤過(guò)氧化氫酶活性在相同碳處理時(shí)無(wú)顯著性差異，而團(tuán)棵期后根際土壤過(guò)氧化氫酶活性在相同碳處理間顯著降低（圖3D）。在C1、C2處理下，旺長(zhǎng)期時(shí)N2水平根際土壤過(guò)氧化氫酶活性是N1水平的0.55倍和0.49倍;現(xiàn)蕾期時(shí)N2水平根際土壤過(guò)氧化氫酶活性是N1水平的0.56、0.55倍;成熟期時(shí)N2水平根際土壤過(guò)氧化氫酶活性是N1水平的0.47、0.53倍（圖3D），表明與傳統(tǒng)施氮相比，C1、C2處理時(shí)優(yōu)化施氮處理顯著降低根際土壤過(guò)氧化氫酶活性。

2.4秸稈還田與優(yōu)化施氮對(duì)烤煙根際土壤有機(jī)質(zhì)、可溶性碳及微生物量碳/氮含量的影響

無(wú)論N1還是N2水平下，隨著秸稈還田量增加，根際土壤有機(jī)質(zhì)含量呈增加趨勢(shì)，在相同秸稈還田處理時(shí)，各生育期內(nèi)根際土壤有機(jī)質(zhì)含量無(wú)顯著性差異（圖4A）;與N1水平相比，N2水平根際土壤有機(jī)質(zhì)含量在每個(gè)生育期內(nèi)均無(wú)顯著性差異（圖4A）。

無(wú)論N1還是N2水平下，在團(tuán)棵期時(shí)C0碳處理的根際土壤水溶性碳含量顯著低于C1、C2處理，后兩者無(wú)顯著性差異;在團(tuán)棵期后，每個(gè)生育期內(nèi)根際土壤水溶性碳含量表現(xiàn)為C1處理>?C2處理>C0處理（圖4B）;在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期時(shí)，與N1水平相比，N2水平的根際土壤水溶性碳含量在相同碳水平下無(wú)顯著性差異，但是現(xiàn)蕾期、成熟期時(shí)N2水平的根際土壤水溶性碳含量在相同碳水平下顯著高于N1處理，其中在C1處理下，與N1水平相比，N2水平根際土壤水溶性碳含量高11.2%、14.1%;在C2處理下，與N1水平相比，N2水平根際土壤水溶性碳含量高8.7%、9.3%（圖4B），表明與傳統(tǒng)施氮相比，C1、C2處理時(shí)優(yōu)化施氮處理在一定程度上提高了根際土壤水溶性碳含量。N1水平下，在相同生育期內(nèi)隨秸稈施用量增加根際土壤微生物碳含量顯著增加（圖4C），在C1、C2處理時(shí)根際土壤微生物量氮無(wú)顯著性差異，但是兩者顯著高于C0處理（圖4D）;N2水平下，在相同生育期內(nèi)根際土壤微生物量碳、氮均表現(xiàn)為C0處理顯著低于C1、C2處理，后兩者無(wú)顯著性差異（圖4C，圖4D）。與N1水平相比，N2水平煙株根際土壤微生物量碳、氮含量均呈降低趨勢(shì)（圖4C，圖4D），在現(xiàn)蕾期、成熟期N2水平煙株根際土壤微生物量氮是傳統(tǒng)施氮處理N1的77.2%和75.2%。上述結(jié)果表明，傳統(tǒng)施氮（N1）條件下，秸稈還田能夠提高煙株整個(gè)生育期微生物量碳、氮含量，而優(yōu)化施氮N2水平下中量秸稈還田（C1）處理能夠顯著提高根際土壤水溶性碳含量和氮素的固持（微生物量氮），降低烤煙后期氮供應(yīng)，抵御烤煙對(duì)氮的奢侈吸收。

3??討論

優(yōu)化氮素供應(yīng)是作物高產(chǎn)和品質(zhì)提高的關(guān)鍵，優(yōu)化施氮不但可以改善土壤環(huán)境、培肥土壤，而且可以促進(jìn)烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的提升^[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)施氮水平結(jié)合秸稈還田使得烤煙整個(gè)生育期根際土壤N_min含量增加，而在優(yōu)化施氮前提下，秸稈還田使烤煙生育前期根際土壤N_min能夠滿足烤煙氮素需求，且成熟期能夠降低煙葉氮素含量，加快煙葉落黃成熟（圖1，圖2）。過(guò)量氮肥投入耦合秸稈還田措施，使得土壤無(wú)機(jī)氮養(yǎng)分被微生物固定，多余氮素持續(xù)供應(yīng)烤煙生育期后期（成熟期）氮素吸收，進(jìn)而導(dǎo)致烤煙氮素奢侈吸收、煙葉品質(zhì)下降^[17]。本研究表明優(yōu)化施氮耦合秸稈還田烤煙葉片氮含量在前中期（團(tuán)棵-現(xiàn)蕾期）滿足烤煙生長(zhǎng)需求，且在旺長(zhǎng)期后煙葉氮素含量顯著下降，表明進(jìn)入成熟期后煙株葉片氮代謝適時(shí)轉(zhuǎn)入碳代謝，利于烤煙優(yōu)良品質(zhì)的形成。

秸稈還田利于提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定影響土壤微生物活性、種群及群體大小，同時(shí)依賴于土壤氮素多寡^[18]。土壤微生物量碳/氮高低反映了土壤氮素供應(yīng)能力，而土壤微生物氮可作為土壤活性氮的“庫(kù)”和“源”^[18-19]。土壤可溶性碳含量不同將影響土壤微生物的繁殖和生長(zhǎng)^[20-21]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，烤煙不同生育期根際土壤有機(jī)質(zhì)含量與秸稈還田量顯著相關(guān)，而水溶性碳含量在同等秸稈還田處理下，氮肥優(yōu)化處理高于傳統(tǒng)施氮處理，表明優(yōu)化施氮加之秸稈還田提高了土壤可溶性碳含量，而中量秸稈還田量（C1）提高煙株旺長(zhǎng)期和現(xiàn)蕾期根際土壤微生物量碳、氮量，反映了優(yōu)化施氮條件下，秸稈還田量調(diào)控烤煙各生育期根際土壤微生物的群體和土壤活性氮庫(kù)，但當(dāng)傳統(tǒng)施氮加之秸稈還田時(shí)土壤微生物量活性加大導(dǎo)致土壤供氮能力過(guò)高，因此可以通過(guò)優(yōu)化施氮和可溶性碳的輸入調(diào)控土壤微生物氮庫(kù)，以保證煙株的氮營(yíng)養(yǎng)需求^[3]。在本實(shí)驗(yàn)條件下，優(yōu)化施氮加之中量秸稈還田時(shí)烤煙根際土壤N_min和葉片氮含量變化規(guī)律較其他處理更加符合優(yōu)質(zhì)烤煙氮素營(yíng)養(yǎng)特性，這可能與無(wú)機(jī)氮施用量、供試沙泥田土壤自身特性有關(guān)。

大量研究證實(shí)有機(jī)碳輸入可顯著提高土壤酶活性，不同來(lái)源的各種土壤酶在維持土壤生物化學(xué)過(guò)程和物質(zhì)循環(huán)方面具有重要作用，特別是來(lái)源于微生物分泌的各種酶參與土壤各種養(yǎng)分的代謝過(guò)程^[22-23]。土壤可溶性碳有利于土壤各種微生物區(qū)系和微生物活性增加^[24-25]。不同氮量供應(yīng)前提下，有機(jī)碳輸入量不同而導(dǎo)致土壤可溶性碳和土壤無(wú)機(jī)氮含量存在差異，促使土壤微生物區(qū)系及酶活性在時(shí)空的變異。本研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田增加了烤煙各生育期根際土壤有機(jī)質(zhì)和水溶性碳含量，且隨著土壤C/N增加（可溶性碳增加）各生育期烤煙根際土壤有機(jī)質(zhì)和水溶性碳水平呈增加趨勢(shì)，而在傳統(tǒng)施氮條件下土壤微生物量碳、氮含量呈增加趨勢(shì);與傳統(tǒng)施氮相比，中量秸稈還田與優(yōu)化施氮處理顯著提高了整個(gè)生育期內(nèi)根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性（圖3A），同時(shí)顯著降低整個(gè)生育期內(nèi)根際土壤脲酶活性（圖3B）、磷酸酶活性（圖3C）及根際土壤過(guò)氧化氫酶活性（圖3D），表明優(yōu)化施氮下中量秸稈還田在生育前期根際土壤氮素轉(zhuǎn)化方面較為活躍，后期逐漸降低，與烤煙生長(zhǎng)對(duì)氮素需求規(guī)律較吻合。

綜上所述，與傳統(tǒng)施氮相比，優(yōu)化施氮下秸稈還田能維持烤煙生育前期煙葉和根系對(duì)氮素的吸收和累積，降低生育后期煙葉和根系對(duì)氮素的吸收和累積;優(yōu)化施氮下（N2）中量秸稈還田（C1）處理時(shí)烤煙根際土壤NH₄⁺-N含量在整個(gè)生育期內(nèi)較高且呈降低趨勢(shì)，而硝態(tài)氮和土壤N_min呈穩(wěn)定趨勢(shì)，且在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、現(xiàn)蕾期時(shí)顯著高于成熟期，這與煙株氮素需求規(guī)律相匹配。而且中量秸稈還田（C1）與優(yōu)化施氮處理顯著提高整個(gè)生育期內(nèi)根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性，同時(shí)顯著降低整個(gè)生育期內(nèi)根際土壤脲酶活性和轉(zhuǎn)化酶活性及根際土壤過(guò)氧化氫酶活性，表明優(yōu)化施氮下秸稈還田在生育前期根際土壤氮素轉(zhuǎn)化較為活躍，后逐漸降低，與烤煙生長(zhǎng)對(duì)氮素需求規(guī)律較吻合。

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