中圖分類號:S572 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2025)09-0082-12
Effects of Reduced Chemical Fertilization Combined with Organic Fertilizer Application on Soil Microbial Diversity and Flue-Cured Tobacco Leaf Quality
Ian Wulong1, Zhang Li2,Wang Weimin2,Li Qiujian2,Xu Zicheng1,Shi Jiuchang2,Han Dan'(1. College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 45o002, China;2. China Tobacco Zhejiang Industry Co., Ltd.,Hangzhou 310ooO,China)
AbstractIn order to investigate the effects of chemical fertilizer reduction combined with organic fertilizer on soil microorganisms and flue-cured tobacco production,so as to selecte the best combined application method,this experiment set four treatments of conventional fertilization(1ON),sesame cake fertilizer ( 20% (204號 organic nitrogen ) +8N ,sesame cake fertilizer ( 20% organic nitrogen) + pig manure ( 20% organic nitrogen) + 6N and sesame cake fertilizer ( 20% organic nitrogen) + sheep manure ( 20% organic nitrogen) +6Λ ,which were denoted as CK,B,ZB,and YB respectively.The effects of diferent treatments on indicators such as the field agronomic traits of tobacco,the diversity of soil bacteria and fungi,and the physical properties,chemical components,and aroma substance contents of flue-cured tobacco leaves were determined.The results showed that chemical fertilizer reductioncombined with organic fertilizer could efectively promote the growth of tobacco plants,among which,the YB treatment performed the best.In terms of soil microbial diversity,the abundance and diversityof bacteriaand fungi in rhizosphere soil were the highest inYB treatment,which increased the relative abundance of Ascomycetes,decreased the relative abundance of Basidiomycetes,and decreased the number of pathophysiological fungi. Under YB treatment,the flue-cured tobacco leaves were abundant in oil content,strong in color,and good in appearance quality. Compared with CK,the maximum leaf length,maximum leaf width and single leaf weight increased by 6.87% , 25.40% and 29.00% ,respectively,the ratio of reducing sugar to total sugar increased by 14.10% ,and the ratio of sugar to alkali increased by 53.93% ,so the chemical composition was more harmonious.In conclusion,chemical fertilizer reduction combined with organic fertilizer could effectively promote the growth of tobacco plants,increase thesoil microbial diversityand improve the qualityof flue-cured tobacco leaves.Under theconditions of this experiment,the treatment of sesame cake fertilizer ( 20% organic nitrogen) + sheep manure ( 20% organic nitrogen) + 6N showed the best effect.
KeywordsFlue-cured tobacco; Chemical fertilizer reduction;Organic fertilizer; Soil microorganisms ;Tobacco leaf quality
施肥是烤煙大田栽培技術的重要環節,長期施用化肥往往會導致土壤有機質含量下降,土壤酸化、板結以及生物活性降低,難以滿足優質煙葉生產的需求[1]。農業的綠色發展需要降低化肥的施用,而改善土壤健康狀況最有效的途徑之一是增施有機肥[2]。有機肥增施能夠改善根際土壤微生物群落結構,提高微生物含量[3]。根際微生物能夠分解土壤中的有機物,促進土壤營養循環,提高土壤有機質含量,是植物與土壤之間重要的紐帶[4]。科學施肥是提高作物產量和肥料利用效率的重要措施[5]。科學施用有機肥料有利于改良土壤微生物含量與結構,改善土壤的整體狀況,進而促進烤煙生長以及烤煙內在化學品質的協調,建立良好的土壤生態環境[6-8]。但是有機肥料具有濃度低、釋放慢的特點,很難滿足作物快速吸收養分的需求[9]。耕地質量提升的核心和關鍵是提高土壤有機質[10]。因此,研究化肥減量并配施不同有機肥對植煙土壤微生物和烤后煙質量有重要意義。
有研究表明,施用商品有機肥能夠提高土壤肥力,而有機肥和無機肥混合應該成為中國21世紀肥料發展的主導產品[11]。張永軍等[12]研究表明,使用有機肥代替 20%~30% 的化肥能夠顯著改變植煙土壤根際細菌結構和優勢種群,改善烤煙根際土壤生態環境。鄧正昕等[13]研究表明,化肥減量配施有機肥能顯著提高土壤養分含量,增加土壤細菌豐度,改變根際土壤細菌群落結構。
李正輝[14]、殷全玉[15]等通過田間試驗發現,化肥配施羊糞能夠改變烤煙根際土壤微生物群落結構和功能類群。
前人試驗多探究化肥減量配施不同有機肥對土壤及土攘微生物的影響,但是關于不同有機肥的配施效果比較以及最佳配施方法的研究比較缺乏。因此,本研究通過大田試驗,研究配施餅肥、豬糞與羊糞代替部分氮素化肥對烤煙農藝性狀、土壤微生物以及烤后煙葉品質的影響,以期為合理利用有機肥,實現化肥減施、改良土壤微生物群體結構提供理論依據
1 材料與方法
1.1 試驗地概況及材料
試驗于2023年在河南南陽方城縣雙河村( 33°27′N,113°01′E) 進行,該地區年平均高溫22°C ,年平均低溫 10°C ,年平均氣溫 14.414C ,無霜期220d,煙葉大田生育期日照總時數 1062.9h 。試驗地土壤類型為黃棕壤,耕作層土壤理化性質為:有機質 15.70g/kg ,全氮 1.27g/kg ,速效氮66.64mg/kg ,速效磷 28.83mg/kg ,速效鉀178.0mg/kg,pH 值7.48。
試驗栽培品種為云煙87,供試有機肥為腐熟豬糞有機肥和腐熟羊糞有機肥,供試無機肥為煙草專用復合肥,供試餅肥為芝麻餅肥。供試煙苗與肥料均由河南省煙草公司南陽市公司方城縣分公司統一提供。
1.2 試驗設計
本試驗采用隨機區組設計,設置4個處理:當地常規施肥(10N)、芝麻餅肥( 20% 有機氮) +8N 、芝麻餅肥( 20% 有機氮) + 豬糞( 20% 有機氮) +6N 和芝麻餅肥( 20% 有機氮) + 羊糞( 20% 有機氮) + 6N,分別記為 CK,B,ZB,YB 。不同處理之間 N, P,K 協調且一致,比例為 3:2:2 。每處理重復3次,共12個小區,每個小區 100m2 ,靠近路邊的小區設置保護行。肥料采用開溝條施的方式在煙苗移栽前施用,其余管理按照當地優質煙葉生產栽培管理措施進行。于4月20日移栽,成熟期測定田間農藝性狀。于7月7日打頂,采集土樣,測定土壤微生物。各處理成熟煙葉按標記分類采收編竿,取烤后煙樣品進行煙葉質量綜合評價。
1.3 測定指標及方法
1.3.1煙株農藝性狀參照YC/T142—2010《煙草農藝性狀調查測量方法》調查各處理代表煙株移栽后45、55、65d的農藝性狀參數(株高、有效葉數、最大葉長、最大葉寬和莖圍)。
1.3.2根際土壤微生物測定與分析利用環形取土器選取煙株根際直徑 3cm 、深度 0~20cm 的土壤樣品[16],隨即放入干冰中冷凍,送至上海歐易生物醫學科技有限公司進行高通量測序[17]細菌使用16SV3—V4區域前端引物
TACGGRAGGCAGCAG-3)和后端引物 798R(5°- AGGGTATCTAATCCT- ?3′ )進行測序和擴增;真菌使用ITS前端引物ITS1F(5‘-CTTGGTCATT-TAGAGGAAGTAA- -3′ )和后端引物ITS2R( 5′ -CT-CATCGATGC-3進行測序和擴增。通過堿基識別(basecalling)分析將高通量測序獲得的原始圖像數據文件轉換為原始序列,剪切引物后,經過濾、降噪、拼接和去嵌合體等質量控制分析獲得代表性序列和 ASV(amplicon sequence variants,擴增子序列變體)豐度表。利用2bRAD-M從分析層面結合機器學習升級算法MAP2B[18]高準確鑒定核心微生物,主要包括土壤微生物的ASV數量以及細菌和真菌在門、屬水平的主要菌群。
1.3.3烤后煙葉外觀質量煙葉成熟后,按不同處理分區采收和計產,所采煙葉單獨編竿、烘烤。按國家標準《烤煙》(GB2635—1992)對烤后煙葉進行分級和外觀質量評價。外觀質量主要包括顏色、成熟度、葉片結構、身份、油分、色度等指標,按照我國現行的烤煙四十二級國家標準,各外觀質量指標的基本等級劃分見表1。為了更詳實、精細地描述每個質量要素的特征,將每個要素的基本組成作為中值,并設定3個等級,大于中值的用符號\" + ”表示,小于中值的用符號“-”表示。
表1煙葉外觀質量指標的基本等級

1.3.4烤后煙葉物理性狀烤后煙葉物理性狀指標包括最大葉長、最大葉寬、單葉重、最大葉面積、含梗率。測定前對煙葉進行回潮、平衡含水率,之后隨機抽取每一處理煙葉各5片,重復3次,測定相關物理性狀指標。最大葉長、最大葉寬用測量法測得;單葉重、含梗率用稱重法測得。
1.3.5烤后煙葉化學成分烤后煙葉化學成分指標主要包括總植物堿、還原糖、總糖、鉀、氯、淀粉、兩糖比、鉀氯比、糖堿比。選擇各處理有代表性烤后煙葉10片于 60°C 條件下烘干,去梗后粉碎研磨,過60目篩( (0.25mm )。采用AAⅡ型連續流動分析儀(德國BRAN + LUEBBE公司)測定常規化學成分。
1.3.6烤后煙葉致香物質含量主要測定類胡蘿卜素降解產物總量、苯丙氨酸類降解產物總量和美拉德反應產物總量。其中,類胡蘿卜素降解產物屬于中性致香物質中的重要萜類化合物,參考邵惠芳等[19]的方法測定;苯丙氨酸類降解產物包括苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛和苯乙醇[20],采用李寒雪等[21]的方法,利用6890N型氣質聯用儀(美國Agilent公司)對樣品進行定性定量分析;美拉德反應產物總量利用蒸餾萃取儀和氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)測定[22] 。
1.4 數據統計與分析
試驗數據采用MicrosoftExcel2016軟件進行處理,采用SPSS27.0軟件進行差異顯著性分析,使用GraphPadPrism10作圖,使用歐易云平臺(https://www.oebiotech.com)對微生物測序數據進行分析。
2 結果與分析
2.1 不同配施方式下煙株農藝性狀
如表2所示,化肥減量配施不同有機肥可以促進煙株的生長,其中YB處理效果最佳,ZB處理次之。移栽后 45d ,YB處理的莖圍、最大葉寬顯著高于CK,分別高出 15.43% 和 8.50% ;移栽后55d,ZB處理和YB處理的株高、最大葉長均顯著高于CK,YB處理的最大葉寬和最大葉面積較CK顯著提高 9.17% 和 14.65% 。移栽后65d,YB處理煙株長勢最佳,煙株株高、最大葉面積均分別較CK顯著增加 5.72% (20 、9.92% 。
表2不同配施方式煙株的農藝性狀

注:同一移栽時間同列數據后不同小寫字母表示處理間差異顯著( Plt;0.05 ,下同。
2.2 不同配施方式下煙草根際土壤細菌群落特征
2.2.1數據質控及ASV 基礎分析2將不同處理條件下得到的16SrDNA序列進行數據預處理,共獲得1863083條優質序列。如圖1所示,序列長度主要分布在 400~460bp 之間。其中,長度為429bp 的序列數量最多,為317256條,長度為404bp 的數量次之,為232791條。
圖1煙草根際土壤細菌序列分布

如圖2所示,CK、B、YB、ZB處理分別有$7 \ 2 4 1 \ 、 7 \ 5 9 5 \_ 8 \ 1 8 0 \_ 6 \ 5 3 7$ 個ASV。其中,4個處理組共有的ASV數目為794個。YB處理獨有的ASV數目較CK有所增加。說明餅肥配施羊糞能夠提高植煙土壤根際細菌的ASV數。
2.2.2Alpha多樣性分析樣品稀釋曲線圖可以說明樣品的測序數據量是否合理。如圖3所示,當樣品的測序量超過99835條時,稀釋曲線趨于平緩,表明樣品測序結果合理,可以表達不同配施方式下植煙土壤細菌群落結構的構成。
Alpha多樣性指數分析結果(表3)顯示,所有處理物種覆蓋率指數 ?0.99 ,表明測序深度基本覆蓋了樣本中的所有物種,能準確反映樣本中細菌物種的實際情況[23]。ACE、Chao1 指數可以用來評估菌群的豐度,YB處理條件下,ACE和Chao1指數均顯著高于CK,表明細菌豐度顯著增加;Shannon和Simpson指數則用來評估菌群的多樣性,YB處理和B處理下的Shannon指數均顯著高于CK,表明兩種處理條件使土壤細菌多樣性增加。
表3煙草根際土壤細菌群落的Alpha多樣性指數統計

圖2 不同處理中細菌ASV數自韋恩圖

1、2、3、4分別表示獨有和2、3、4個處理其有的AVS數目。下同。
圖3煙草根際土壤細菌樣品稀釋曲線

2.2.3 物種組成分析在門水平上,供試土壤中平均相對豐度 gt;1% 的類群共有13個,各處理下相對豐度top10的類群總豐度達 95.87%~97.73% 。由圖4可知,各處理相對豐度前4的優勢菌門分別是變形菌門、芽單胞菌門、放線菌門和酸桿菌門。3個配施處理下,變形菌門和放線菌門的相對豐度值均高于CK,且均以ZB處理下最高;芽單胞菌門的相對豐度值均低于CK,以YB處理最低;其他菌門相對豐度與CK相比也有不同。總體而言,不同配施方式能夠改變植煙土壤細菌門水平下的群落結構。
在屬水平上,相對豐度 gt;1% 的類群共有26個,各處理相對豐度top10的菌屬見表4。各處理topl0優勢菌屬的總相對豐度為 37.24% ~41.42% ;相對豐度前3的菌屬為Gemmatimonas、Sphingomonas SC-I-84 。4個處理相對豐度 top10的優勢類群共有19個,各處理共有類群有5個,分別為 Gemmatimonas、Sphingomonas、SC -I-84、Ellin6067、Nitrospira,相對豐度各有差異。CK獨有的優勢菌屬為Rokubacteriales;B處理獨有的優勢菌屬為Mitsuaria和Rhodanobacter;ZB處理獨有的優勢菌屬為Nocardioides、SphingobiumRoseisoli-bacter、Massilia和Streptomyces;YB處理獨有的優勢菌屬為KD4-96和Ramlibacter。可見,不同配施方式會影響植煙土壤屬水平上優勢菌群的群落結構。
圖4不同施肥方式下門水平土壤細菌群落結構

2.2.4代謝功能差異分析由圖5可知,化肥配施不同的有機肥能夠對細菌的代謝功能產生不同影響。與CK相比,3種配施方式下,氮呼吸(ni-trogenrespiration)功能和硝酸鹽呼吸(nitrateres-piration)功能均上調;尿素分解(ureolysis)功能在YB處理中下調,但是在ZB處理中上調;B處理和ZB處理中上調的共同代謝功能有化學異養功能(chemoheterotrophy)、好氧化學異養功能(aero-bicchemoheterotrophy)芳香化合物降解功能(ar-omaticcompounddegradation)動物寄生蟲或共生體功能(animal parasites or symbionts)、與人類相關的功能(humanassociated)、所有人類病原體功能(human pathogens all) ;ZB 處理和 YB 處理中上調的共同代謝功能有甲醇氧化(methanoloxida-tion)、甲基營養功能(methylotrophy)、暗硫化物氧化功能(darksulfideoxidation)和硫化合物的暗處氧化功能(dark oxidation of sulfur compounds) ;B處理單獨上調的代謝功能有纖維素降解功能(cellulolysis)發酵功能(fermentation)和人類病原體肺炎功能(human pathogens pneumonia);YB處理單獨上調的代謝功能有硝酸鹽還原功能(ni-tratereduction)、藍藻功能(cyanobacteria)、甲殼質分解功能(chitinolysis)和固氮功能(nitrogen fixa-tion);ZB處理單獨上調的代謝功能有碳氫化合物降解功能(hydrocarbondegradation)、光異養功能(photoheterotrophy)和光營養功能(phototrophy)。
表4不同配施方式下土壤細菌top10優勢菌屬分布

2.3 不同配施方式下煙草根際土壤真菌群落特征
2.3.1數據質控及ASV基礎分析將不同處理條件下得到的ITS序列進行數據預處理后共獲得2 267 661 條優質序列。如圖6所示,序列長度主要分布在 200~231bp 之間。其中,長度為 212bp 的序列數量最多,為318313條,長度為 203bp 的序列數量次之,為148969條。
如圖7所示,YB處理能夠提高植煙土壤根際真菌的 ASV數。CK、B、YB、ZB 處理分別有2315、2271、2351、2082個ASV。其中,4個處理組共有的ASV數目為241個。YB處理獨有的ASV數目較CK有所增加,為1704個。
2.3.2Alpha 多樣性分析如圖8所示,當樣品的測序量超過151075條時,稀釋曲線趨于平緩,表明樣品測序結果合理,可以表達不同配施方式下植煙土壤真菌群落結構的構成。
不同配施方式下的植煙土壤真菌Alpha多樣性分析結果如表5所示,所有處理的物種覆蓋率指數均為0.99,表明測序深度基本覆蓋樣本中的所有物種,能相對準確地反映各處理中真菌物種的實際情況。YB處理的Chao1指數顯著高于CK處理,高出 9.09% ,表明YB處理會使土壤真菌豐度顯著增加;YB處理和ZB處理的Simpson指數均顯著高于CK,均高出 4.40% ,表明兩處理可提高土壤真菌的多樣性。
2.3.3物種組成分析在門水平上,平均相對豐度 gt;1% 的真菌類群共有4個。各處理下相對豐度top5的優勢真菌門總豐度達 95.32%~97.86% ,群落結構如圖9所示,不同配施方式下的優勢菌門相對豐度有所不同,其中,子囊菌門在CK中相對豐度為 79.38% ,在B處理和YB處理中分別較CK提高 6.24% 和 7.82% ,在ZB處理中較CK降低 19.02% ;毛殼菌門在YB處理中相對豐度最低,為 7.56% ;壺菌門在CK中相對豐度最高,為5.19% ;擔子菌門在ZB處理中相對豐度最高,為27.67% 。
圖5不同處理細菌顯著差異代謝功能熱圖

表5煙草根際土壤真菌群落的Alpha多樣性指數統計

圖6煙草根際土壤真菌序列分布

圖7不同處理中真菌ASV數目韋恩圖

圖8煙草根際土壤真菌樣品稀釋曲線

在屬水平上,相對豐度 gt;1% 的類群共有31個,各處理相對豐度top10的類群如表6所示。4個處理中top10的優勢菌屬總豐度為 72.37% ~80.77% ,共涉及21個屬,各處理共同擁有的類群有5個,分別為Cladorrhinum、Fusarium Humicola、SetophomaNeocosmospora,在不同處理中的相對豐度有差異,相對豐度前3的優勢類群各不相同。CK獨有的優勢菌屬為AcremoniumAlternariaSpizellomycetales和Sampaiozyma;B處理獨有的優勢菌屬為Ramophialophora、Mortierellales、Mortierella和Orbilia;ZB處理獨有的優勢菌屬為Psathyrella、Basidiomycota、Melanconiella 和 Acrocalymma;YB處理獨有的優勢菌屬為BranchO6_gen、Aspergillus和Pyxidiophorales和Ramlibacter。其中,鐮刀菌屬(Fusarium)在CK中豐度最大,為 12.76% ,較B處理、ZB處理和YB處理分別高出 60.70% !54.11% 和 26.34% 。可見,不同的配施方式會影響植煙土壤真菌在屬水平的優勢菌群及群落結構。
圖9不同施肥方式下門水平煙草根際土壤真菌群落結構

表6不同施肥方式下屬水平土壤真菌群落結構

2.3.4功能組成分析各處理真菌功能組成及相對豐度top10的聚類分析結果(圖10)顯示,YB處理和B處理距離最近,即功能組成最為接近,ZB處理次之,CK與YB處理和B處理差異較大。未被定義的腐生真菌(undefinedsaprotroph)在YB處理中相對豐度最高,為 24.89% ,CK處理最低,為 14.76% ;動物病原體-糞便腐生生物-內生菌-植物腐生生物-土壤腐生生物-木材腐生生物( animal pathogen-dung saprotroph-endophyte-plantsaprotroph-soil saprotroph-wood saprotroph)在 CK中相對豐度最高,為 17.07% ,在ZB處理中最低,為 3.21% 。此外,木質腐生菌(wood saprotroph)的相對豐富度在ZB處理中明顯高于其他處理,為16.44% ;動物病原體-內生菌-真菌寄生物-植物病原體-木材腐生菌(animal pathogen-endophyte-fungal parasite-plant pathogen-wood saprotroph)和動物病原體-內生菌-植物病原體-木材腐生菌(animal pathogen-endophyte-plant pathogen-woodsaprotroph)在CK中顯著高于其他3個處理,相對豐度分別為 12.57% 和 17.27% 。
圖10真菌Bray聚類分析及功能組成堆疊圖

2.4 不同配施方式下烤后煙葉質量評價
2.4.1 外觀質量由表7可知,4個處理烤后煙葉成熟度均為成熟,身份均中等。結構上,CK和B處理為尚疏松,ZB處理與YB處理為疏松。油分和色度上,與CK和B處理相比,ZB和YB處理油分有+,色度強+。
表7烤后煙葉外觀質量分析

2.4.2物理特性由表8可知,3個有機肥配施處理烤后煙葉的最大葉長、最大葉寬和含梗率與CK相比均沒有顯著性差異;與CK相比,YB處理的最大葉長、最大葉寬分別提高 6.82% 和 25.40% ,最大葉面積顯著增加 41.38% ;YB處理和B處理的單葉重較CK分別顯著增加 29.00% 和 14.86% 。
表8烤后煙葉物理特性分析

2.4.3化學成分由表9可知,與CK相比,各處理化學成分協調性更好,YB處理和ZB處理的還原糖含量和總糖含量較CK處理分別顯著提高40.22% 、 23.37% 和 22.59% ! 15.81% ;YB處理和ZB處理的鉀含量較CK處理顯著降低 20.63% 和19.05% ;YB、B、ZB處理的兩糖比較CK處理分別提高 14.10%.7.69%.6.41% ,糖堿比分別提高53.93% 、 12.08% 45.49% 。
表9 烤后煙葉化學成分分析

2.4.4香氣物質由表10可知,與CK相比,增施餅肥降低煙葉中性致香物質總量;與B處理相比,ZB和YB處理中性致香物質含量顯著增加,其中ZB 增加的較多;與CK相比,YB處理類胡蘿卜素降解產物總量提高了 28.59% ,苯丙氨酸類降解產物總量降低了 5.35% ,美拉德反應產物總量提高了 4.27% ,中性致香物質總量降低了 4.50% 。
表10烤后煙葉致香物質含量

3 討論
3.1 不同配施方式對煙株農藝性狀的影響
煙株的生長勢通常通過株高、莖圍、最大葉面積等來反映,化肥通過配施有機肥能夠改善土壤環境和養分供應以促進煙株的生長[24],化肥減量配施不同的有機肥對煙株的長勢具有不同的影響效果。張書豪等[25]研究發現,通過化肥減量配施羊糞有機肥比單獨施用化肥更好地提高煙株的主要農藝性狀指標。本研究表明,在移栽后45、55、65d,通過減量化肥配施有機肥能夠提升煙株的主要農藝形狀,主要包括株高、最大葉長、最大葉寬、最大葉面積。移栽后 45d 以ZB處理效果最佳,YB處理次之;移栽后 55d 和65d以YB處理效果最佳,ZB處理次之。
3.2 不同配施方式對煙株根際土壤微生物的影響
土壤微生物對于土壤生態系統的改良起著至關重要的作用,影響著植株抵抗環境脅迫的能力及生長產能等[26]。朱海平等[27]研究表明,不同培肥措施影響土壤代謝和微生物多樣性,形成特定的土壤微生物群落,與本試驗結果基本一致。劉昌等[28]和劉魁等[29]研究均顯示,化肥配施有機肥可提高烤煙根際土壤細菌的多樣性。有研究表明,不同施肥處理導致土壤微生物群落結構差異顯著[30-31]。本研究結果表明,化肥配施有機肥可以明顯改變土壤根際微生物的多樣性,菌群結構與CK差異明顯,以YB處理下根際土壤細菌和真菌的多樣性和豐度指數最高,這可能是由于有機肥C/N值較高,可為土壤提供大量有機碳源,進而促進土壤微生物的繁殖[32]。本研究中,不同配施處理下主要優勢細菌門為變形菌門、芽單胞菌門、放線菌門、酸桿菌門和綠灣菌門,與桑文等[33]化肥減量配施液體有機肥試驗的結論一致;主要優勢真菌門為子囊菌門、毛殼菌門、擔子菌門,與謝文歌等[34]的研究結論基本相同;其中,YB處理提高了子囊菌門相對豐度,降低了擔子菌門的相對豐度,這與溫烜琳等[35]無機肥配施腐熟羊糞對植煙土壤真菌影響的研究結果一致。子囊菌門通過分解木質素參與土壤有機質的分解,其相對豐度的提高有利于土壤養分的釋放[36]。擔子菌門的相對豐度通常與土壤中的C/N呈負顯著相關[32],本研究中YB處理擔子菌門相對豐度降低,表明該處理能夠增加土壤 C/N 。化肥配施不同有機肥對植煙土壤根際細菌的代謝功能造成不同的影響,其中,3個配施處理方式均使細菌的氮呼吸和硝酸鹽呼吸功能上調,表明細菌可能通過影響土壤中的氮循環進而影響土壤的肥力和植株的生長。化肥配施不同有機肥對植煙土壤根際真菌的功能組成造成不同的影響,4個處理下,top10的優勢菌屬總豐度 72.37%~80.77% 。屬水平上,劉茜等[37]研究表明,煙草根莖類病害的病原真菌主要為各類鐮刀菌,在本試驗中,鐮刀菌屬在CK中豐度最大,表明配施有機肥有利于減少有害菌群的占比,為煙株提供更好的菌群環境。病理營養型真菌通過汲取宿主細胞的營養來維持自身的生長需求,從而抑制植株的生長發育[38],本研究中配施有機肥能夠降低病原真菌的數量,以B處理效果最佳。
3.3 不同配施方式對烤后煙葉質量的影響
外觀質量、物理特性和化學成分都是烤后煙葉質量的重要組成部分。油分、色度等外觀品質指標與煙葉內在化學成分、煙葉評吸質量等密切相關[39-40]。本研究結果顯示,YB 處理和 ZB 處理油分有+,色度強+,優于CK。煙葉的物理特性直接影響煙葉品質、卷煙制造過程、產品風格、成本等[41]。本研究中,YB 處理在烤煙的物理特性方面整體效果最優,最大葉寬、葉面積、單葉重較其他處理顯著增加,最大葉寬、最大葉長較好,含梗率較低。王日俊等[42]研究表明,配施有機肥能夠改善煙葉品質,顯著提高還原糖含量和兩糖比。本研究結果也表明,相比于CK,各配施處理的還原糖含量和兩糖比均明顯增加,均以YB處理最高,且其他化學成分也最協調。因此,在煙葉品質上,YB處理的效果最顯著。馬二登等[43]研究表明,施加豬糞對烤后煙的中性致香成分含量有一定的抑制作用,這與本試驗中B處理烤后煙葉致香物質含量下降的結論一致。
4結論
化肥減量配施有機肥可明顯提高植煙土壤微生物多樣性以及主要菌群的豐度,改善烤后煙葉的外觀質量、物理特性和化學成分,增加烤后煙葉中性致香物質的含量。本試驗條件下,芝麻餅肥( 20% 有機氮) + 羊糞( 20% 有機氮) +6N 的施肥方式更有利于促進烤煙的生長發育、提高土壤微生物多樣性、提升烤后煙葉質量和致香物質含量,效果最好。
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