王軍，丁效東，張士榮，詹振壽，陳偉賢，郭俊杰，魏彬，鄭鳳霞

1. 廣東省煙草南雄科學(xué)研究所（廣東煙草粵北煙葉生產(chǎn)技術(shù)中心），廣東 韶關(guān) 512400；2. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266109；3. 廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所，廣東 廣州 510650；4. 廣東煙草梅州市有限公司，廣東 梅州 514011

不同碳氮比有機(jī)肥對(duì)沙泥田烤煙根際土壤碳氮轉(zhuǎn)化及酶活性的影響

王軍1，丁效東2,3*，張士榮2，詹振壽3，陳偉賢4，郭俊杰4，魏彬4，鄭鳳霞4

1. 廣東省煙草南雄科學(xué)研究所（廣東煙草粵北煙葉生產(chǎn)技術(shù)中心），廣東 韶關(guān) 512400；2. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266109；3. 廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所，廣東 廣州 510650；4. 廣東煙草梅州市有限公司，廣東 梅州 514011

針對(duì)華南沙泥田煙區(qū)因土壤碳氮比失調(diào)而導(dǎo)致煙葉香氣質(zhì)稍差、香氣量不足的問題，通過比較不同w(C)/w(N)比有機(jī)肥配施對(duì)烤煙各生育期根際土壤碳、氮轉(zhuǎn)化及酶活性的影響，闡明不同碳氮比有機(jī)肥介導(dǎo)的土壤酶催化反應(yīng)對(duì)根際土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的調(diào)控機(jī)理。在田間條件下，研究了不同碳氮比的花生餅肥和豬糞配施有機(jī)肥對(duì)沙泥田烤煙根際土壤Nmin、微生物C、N轉(zhuǎn)化及酶活性的影響。結(jié)果表明：w(C)/w(N)=15-36的有機(jī)肥能顯著提高烤煙生育前期對(duì)氮素吸收和累積，降低生育后期氮素吸收和累積；w(C)/w(N)=25處理時(shí)烤煙根際土壤NH4+-N含量在整個(gè)生育期內(nèi)呈降低趨勢(shì)，而硝態(tài)氮呈增加趨勢(shì)，且在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期時(shí)顯著高于現(xiàn)蕾期和成熟期，而土壤Nmin隨生育期呈降低趨勢(shì)，這與煙株吸氮規(guī)律較吻合。與對(duì)照相比，施用有機(jī)肥顯著增加大田煙株根際土壤微生物碳、氮含量。w(C)/w(N)=25、36處理在煙株旺長(zhǎng)期-成熟期時(shí)根際土壤微生物量氮顯著高于w(C)/w(N)=15、52處理，表明w(C)/w(N)=25～36處理顯著提高后期氮固持，減少后期氮供應(yīng)，抵御氮的奢侈吸收。w(C)/w(N)=25、36時(shí)煙株根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性隨生育進(jìn)程降低，但團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期時(shí)高于其他處理；w(C)/w(N)=25、36處理煙株根際土壤脲酶活性在團(tuán)棵時(shí)較高，根際氮素轉(zhuǎn)化較為活躍，而后逐漸降低；各處理過氧化氫酶活性在團(tuán)棵-現(xiàn)蕾期隨生育進(jìn)程增強(qiáng)；w(C)/w(N)=25、36處理現(xiàn)蕾期和成熟期時(shí)過氧化氫酶活性顯著高于其他處理。從整個(gè)生育期來看，在同等施氮量下，w(C)/w(N)=25～36的有機(jī)肥處理的烤煙根際土壤脲酶活性呈現(xiàn)先上升后下降，之后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)，有利于煙株前期的旺盛生長(zhǎng)和后期氮代謝及時(shí)向碳代謝轉(zhuǎn)化。該研究表明增施有機(jī)肥可不同程度提高烤煙團(tuán)棵期-成熟期時(shí)根際Nmin含量，有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25～36時(shí)能增加烤煙生育前期對(duì)氮素的吸收與累積，而降低生育后期N的過量吸收，從而有助于煙葉后期的品質(zhì)建成。

有機(jī)肥；酶活性；微生物量碳氮；硝態(tài)氮和銨態(tài)氮

隨著烤煙種植集約化程度不斷提高，對(duì)土壤高強(qiáng)度、掠奪性利用，導(dǎo)致土壤板結(jié)、酸化、耕層淺薄、碳氮比及養(yǎng)分失衡等問題尤為突出（李雪利，2011；趙曉會(huì)，2011）。施用有機(jī)肥改良土壤及改善煙葉品質(zhì)已被證實(shí)，適量有機(jī)碳優(yōu)化烤煙根際土壤營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，提高烤煙前期葉綠素含量，增強(qiáng)光合同化能力與代謝強(qiáng)度，協(xié)調(diào)煙葉碳、氮代謝，改善煙葉的香氣質(zhì)和提高煙葉香氣量（趙銘欽等，2007；彭智良等，2009）。在我國(guó)烤煙生產(chǎn)中，每年投入的有機(jī)肥中氮素占總施氮量的12.4%，廣東烤煙種植每年投入的有機(jī)肥中氮素約469 t，占總施氮量的11.63%（陶芾等，2007；李春儉等，2007）。

有機(jī)肥施用不當(dāng)導(dǎo)致烤煙生育后期土壤供氮素過多引起其品質(zhì)下降，過去對(duì)有機(jī)肥碳氮比的關(guān)注沒有引起重視（李雪利等，2011；韓錦峰等，1996）。在前期研究中發(fā)現(xiàn)，梅州沙泥田土壤速效氮含量普遍較高，土壤C/N失調(diào)（偏低），且“施氮量過大，重基肥，輕追肥”的施肥方式，導(dǎo)致氮素供應(yīng)與烤煙各生育期對(duì)氮素需求不協(xié)調(diào)，煙葉感官品質(zhì)下降。研究表明，餅肥與化肥配施顯著提高土壤微生物量碳和氮，提高土壤脂肪酶、轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性，改善烤后煙葉的香氣質(zhì)，提高香氣量（劉華山等，2005）。而土壤酶活性與有機(jī)肥種類（碳氮比）（張?jiān)苽サ龋?013；王利利等，2013）、腐熟程度（翟優(yōu)雅等，2014）及土壤類型（王墨浪等，2010）等因素密切有關(guān)，通過不同碳氮比的有機(jī)肥配施可以調(diào)節(jié)土壤酶活性及烤煙營(yíng)養(yǎng)。本研究針對(duì)廣東梅州沙泥田煙區(qū)因土壤碳氮比失調(diào)而導(dǎo)致煙葉香氣質(zhì)稍差、香氣量不足的問題，探討不同w(C)/w(N)有機(jī)肥配施對(duì)烤煙各生育期根際土壤碳氮轉(zhuǎn)化及酶活性的影響，闡明不同碳氮比有機(jī)肥介導(dǎo)的土壤酶催化反應(yīng)對(duì)根際土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過程的調(diào)控機(jī)理，以期為合理施用有機(jī)肥以改良土壤提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為云煙87，由廣東煙草粵北煙葉生產(chǎn)技術(shù)中心（廣東省煙草南雄科學(xué)研究所）提供。試驗(yàn)于 2012年度在梅州市蕉嶺縣廣福鎮(zhèn)開展，試驗(yàn)田土壤類型為沙泥田，前茬作物為水稻；在上茬水稻收割后、未起壟前，采用5點(diǎn)4分法取20 cm耕層土壤樣品測(cè)定其土壤基本農(nóng)化性狀：pH 6.15，有機(jī)質(zhì)16.8 g·kg-1、堿解氮130.46 mg·kg-1、速效磷34.79 mg·kg-1、速效鉀96.63 mg·kg-1。供試肥料為硝酸銨（N 30%）、鈣鎂磷肥（P2O512%）、硫酸鉀（K2O 50%）、腐熟花生餅肥（N 4.60%，P2O51.00%，K2O 1.00%，w(C)/w(N)=10.65）和腐熟豬廄肥（N 0.50%，P2O50.20%，K2O 0.25%，w(C)/w(N)=94.5）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)碳氮比不同的有機(jī)肥6個(gè)處理，每個(gè)處理施氮量為 169.50 kg·hm-2，其中無機(jī)氮肥 105.00 kg·hm-2，有機(jī)氮中氮為60.50 kg·hm-2，采用當(dāng)?shù)馗旎ㄉ灧屎拓i廄肥配制不同碳氮比的有機(jī)肥，各處理有機(jī)肥碳氮比及施用量如表1所示。其中有機(jī)肥全部作基肥施用，無機(jī)氮肥采用基肥（50%）與團(tuán)課期追肥（50%）；所有處理的 P2O5施用量為181.50 kg·hm-2，全部作基肥施入；K2O施用量為385.50 kg·hm-2，采用基肥（50%）與現(xiàn)蕾期追肥（50%）。

表1 各處理無機(jī)氮、有機(jī)氮施用量設(shè)置Table 1 Inorganic N, organic N fertilizer on every treatment

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)小區(qū)面積 30.0 m2，每小區(qū)種植1行，行距×株距=1.2 m×0.6 m，每處理3次重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)。其他栽培及田間管理措施按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。

1.3 取樣方法

在烤煙大田生育期內(nèi)（團(tuán)棵期，移栽后30 d；旺長(zhǎng)期，移栽后45 d；現(xiàn)蕾期，移栽后60 d；成熟期，移栽后90 d）分次采用抖落法取根際土壤樣，其中一部分新鮮土樣裝入自封袋中帶回實(shí)驗(yàn)室，過2 mm篩，置于4 ℃冰箱貯存，供分析微生物生物量碳和氮、微生物數(shù)量；另一部分在室溫下風(fēng)干，過1.0和0.25 mm篩，用于土壤理化性狀和土壤酶活性的測(cè)定。

1.3.1 植株氮素測(cè)定

在各個(gè)生育期采集整株煙株，分為根系、煙葉（各部位混合樣），參照鮑士旦（2010）采用用凱氏定氮法測(cè)定。

1.3.2 土壤Nmin測(cè)定

參照鮑士旦（2010）方法測(cè)定。樣品采用0.01 M CaCl2提?。籒O3--N的測(cè)定采用聯(lián)氨還原比色法，紫外可見分光光度計(jì)540 nm下比色。NH4+-N的測(cè)定采用靛酚藍(lán)比色法，在 625 nm下比色。土壤Nmin=NH4+-N+NO3--N，折算為土壤干重含量表示。

1.3.3 土壤全氮、速效鉀測(cè)定

參照鮑士旦（2010）方法測(cè)定。全氮測(cè)定用凱氏定氮法；速效鉀采用NH4OAc-K測(cè)定。

1.3.4 土壤酶活性測(cè)定

脲酶用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定：土樣5.00 g加入1 mL甲苯15 min后添加10 mL不同濃度0.01，0.025，0.05，0.1，0.2 mol·L-1尿素溶液和20 mL pH6.7檸檬酸緩沖液 37 ℃下培養(yǎng)，培養(yǎng)結(jié)束后濾液中被脲酶水解成的氨氮用靛酚蘭比色測(cè)定脲酶活性并計(jì)算脲酶動(dòng)力學(xué)參數(shù)（以NH4+計(jì)）；土壤轉(zhuǎn)化酶活性采用硫代硫酸鈉滴定法測(cè)定；土壤磷酸酶（以酚的質(zhì)量計(jì)，37 ℃）測(cè)定采用魯如坤（2000）的方法；土壤過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定；磷酸酶活性采用對(duì)硝基苯磷酸鹽法測(cè)定。

1.3.5 微生物量碳、氮測(cè)定

土樣微生物量碳和氮采用 Joergensen et al.（1996）及Vance et al.（1987）的氯仿熏蒸-K2SO4浸提法，浸提液中的微生物量碳采用K2Cr2O7加熱氧化，F(xiàn)eSO4滴定法；浸提液中的微生物量氮采用凱氏定氮法。每個(gè)土樣重復(fù)3次測(cè)定。微生物量碳（Bc）=EC/KC，EC表示未熏蒸與熏蒸對(duì)照土壤的浸取有機(jī)碳的差值，KC為轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值0.45。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 SPSS22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素顯著性檢驗(yàn)（SAS Institute Inc.，1989）。用LSD法在P=0.05水平進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同碳氮比有機(jī)肥對(duì)烤煙葉片、根系氮素含量的影響

在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期時(shí)，煙葉氮含量在有機(jī)肥在w(C)/w(N)=36、15、25處理間無差異，高于同期在有機(jī)肥在w(C)/w(N)=0、5、52處理時(shí)，而后三者同期無顯著差異，表明有機(jī)肥在w(C)/w(N)=15～36時(shí)，在團(tuán)棵-旺長(zhǎng)時(shí)煙株能夠增加對(duì)氮素吸收和積累（圖1a）；在團(tuán)棵期至成熟期時(shí)有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25、36、15處理時(shí)同期煙葉氮含量無差異，而旺長(zhǎng)期至現(xiàn)蕾期時(shí)煙葉氮含量顯著降低；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=0、5、52處理時(shí)煙葉氮含量在4個(gè)生育期內(nèi)無差異且保持相對(duì)穩(wěn)定，可能是因?yàn)槲词┯糜袡C(jī)肥或較低或較高的 w(C)/w(N)不利于土壤微生物對(duì)氮素固定、轉(zhuǎn)化所致。各處理在成熟期時(shí)根系氮含量較現(xiàn)蕾期顯著下降（圖 1b）。表明有機(jī)肥在w(C)/w(N)=15～36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，老來貧”的氮素需求規(guī)律相吻合。

圖1 有機(jī)肥不同碳氮比對(duì)煙葉（a）、根系（b）氮濃度的影響Fig. 1 Effects of w(C)/w(N) of organic fertilizer on N concentration in roots (a) and leaves (b) of Tobacco

2.2 不同碳氮比有機(jī)肥對(duì)烤煙根際土壤速效養(yǎng)分含量的影響

與不施用有機(jī)肥相比，施用有機(jī)肥一定程度上提高了根際土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量，且各處理不同生育期內(nèi)根際土壤硝態(tài)氮含量顯著高于銨態(tài)氮（圖2a，圖2b）。有機(jī)肥在w(C)/w(N)=15、25、36處理時(shí)土壤 Nmin在相同生育期內(nèi)無差異。w(C)/w(N)=25處理根際土壤銨態(tài)氮隨生育期呈降低趨勢(shì)，而硝態(tài)氮呈增加趨勢(shì)，且在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期時(shí)顯著高于現(xiàn)蕾期和成熟期時(shí)，但土壤Nmin則隨生育期呈降低趨勢(shì)（圖2a，圖2b）。w(C)/w(N)=36處理根際土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮及Nmin表現(xiàn)先增加后降低再增加趨勢(shì)。C/N=15處理根際銨態(tài)氮在整個(gè)生育期表現(xiàn)穩(wěn)定，但硝態(tài)氮含量在前3個(gè)生育期相對(duì)較高，導(dǎo)致煙株根際土壤Nmin在前期較高，而成熟期時(shí)該處理土壤Nmin與其他處理無顯著差異。從Nmin來看，除了未施用有機(jī)肥處理，有機(jī)肥在 w(C)/w(N)=5時(shí)銨態(tài)氮最高；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=52處理在團(tuán)棵期時(shí)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮較高；旺長(zhǎng)期時(shí)硝態(tài)氮高，可能是因?yàn)楦H土壤碳含量較高，能夠加速微生物對(duì)氮素的礦化。

不同 w(C)/w(N)有機(jī)肥輸入對(duì)根際土壤速效鉀含量影響較大（圖2c），w(C)/w(N)=0、5處理隨著生育根際土壤鉀含量有降低的趨勢(shì)，而w(C)/w(N)=52時(shí)根際土壤速效鉀含量在各處理中最高，可能豬廄肥中含鉀高，其次是w(C)/w(N)=36、25、15處理。

2.3 不同碳氮比有機(jī)肥對(duì)烤煙根際土壤酶活性的影響

有機(jī)肥在w(C)/w(N)=0、5處理時(shí)整生育期內(nèi)根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性無差異（圖 3a）；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=15、52處理時(shí)在整個(gè)生育期內(nèi)根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性無顯著差異，但兩者顯著高于同生育期有機(jī)肥在 w(C)/w(N)=0、5處理的；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25、36處理時(shí)根際土壤轉(zhuǎn)化酶活性在整個(gè)生育期內(nèi)有降低趨勢(shì)，但兩者在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期時(shí)顯著高于其他處理。

圖2 有機(jī)肥碳氮比對(duì)根際土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和速效鉀含量的影響Fig. 2 Effects of w(C)/w(N) of organic fertilizer on soil NH4+-N, NO3--N, available K+content

圖3 有機(jī)肥碳氮比對(duì)根際土壤酶活性的影響Fig. 3 Effects of w(C)/w(N) of organic fertilizer on the enzyme activity of rhizosphere soil

有機(jī)肥在w(C)/w(N)=0處理時(shí)根際土壤脲酶活性隨生育期而增加，且在團(tuán)棵-現(xiàn)蕾期時(shí)顯著低于同期其他處理；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=5處理根際土壤脲酶活性隨生育期無顯著變化（圖 3b）；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=52處理根際脲酶活性隨著生育期有增加趨勢(shì)；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25、36處理根際脲酶活性在團(tuán)棵期活性最高，但隨生育期呈降低趨勢(shì)；而有機(jī)肥在 w(C)/w(N)=15處理根際脲酶活性在同生育期低于w(C)/w(N)=25、36處理，且隨生育期有降低趨勢(shì)。表明有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25、36處理根際脲酶活性在團(tuán)棵時(shí)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)律吻合。

圖4 有機(jī)肥碳氮比對(duì)土壤微生物量碳、氮含量的影響Fig. 4 Effects of w(C)/w(N) ratio of organic fertilizer on Microbial biomass C/N (MBC/N) content

有機(jī)肥在w(C)/w(N)=0、5、52處理根際磷酸酶活性隨生育期無顯著變化，且在同生育期內(nèi)3個(gè)處理間無顯著差異（圖3c）；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25、36處理時(shí)根際土壤磷酸酶活性在各生育期顯著高于其他處理，且在前3個(gè)生育期內(nèi)隨生育進(jìn)程而增加，在成熟期降低；w(C)/w(N)=15處理根際磷酸酶活性在整個(gè)生育期內(nèi)無顯著變化，表明w(C)/w(N)=25、36處理土壤供磷能力較強(qiáng)。各處理根際過氧化氫酶活性在團(tuán)棵-現(xiàn)蕾期隨著生育期而增強(qiáng)；現(xiàn)蕾期和成熟期時(shí)w(C)/w(N)=25、36處理根際過氧化氫酶活性顯著高于其他處理（圖3d）。

2.4 不同碳氮比有機(jī)肥對(duì)烤煙根際微生物量碳、氮含量的影響

相對(duì)于不施用有機(jī)肥，施用有機(jī)肥顯著增加根際土壤微生物碳、氮含量（圖4a，圖4b）。在旺長(zhǎng)期至成熟期內(nèi)，有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25、36處理微生物量碳顯著高于其他處理，且兩處理間無顯著差異（圖4a），表明w(C)/w(N)=25～36處理在煙株生長(zhǎng)發(fā)育中、后期微生物活性增加。有機(jī)肥在w(C)/w(N)=52、25、36、15處理煙株根際土壤微生物量氮含量隨生育進(jìn)程有增加的趨勢(shì)，而對(duì)照（w(C)/w(N)=0)、w(C)/w(N)=5處理在烤煙生育期無顯著變化（圖4b）；有機(jī)肥在w(C)/w(N)=36、25處理在旺長(zhǎng)期-成熟期時(shí)根際土壤微生物量氮無顯著差異，且顯著高于有機(jī)肥在w(C)/w(N)=52、15處理（圖4b），表明有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25-36處理能夠顯著提高后期氮素的固持（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

3.1 不同 w(C)/w(N)的有機(jī)肥對(duì)烤煙根際土壤有效養(yǎng)分的影響

隨著有機(jī)肥輸入而施入煙田的有機(jī)氮在一定程度上增加烤煙生育期根際土壤Nmin含量，在相同無機(jī)和有機(jī)氮輸入前提下，烤煙各生育期根際土壤Nmin在很大程度上取決于有機(jī)碳輸入量（王墨浪等，2010）。有機(jī)肥w(C)/w(N)比不同，決定了土壤速效養(yǎng)分被微生物固定還是釋放，影響到烤煙各生育期養(yǎng)分的供應(yīng)，導(dǎo)致烤煙生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程和烤后煙葉品質(zhì)不同（劉世亮等，2007）。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)w(C)/w(N)=15～36時(shí)，各生育期處理間根際土壤Nmin無顯著差異，葉片氮濃度在前中期（團(tuán)棵、旺長(zhǎng)）顯著高于其他處理且在旺長(zhǎng)后顯著下降，顯示進(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。

在一定無機(jī)氮供應(yīng)前提下，不同量有機(jī)碳輸入因微生物的作用而致使土壤中速效氮變化差異較大所致（韓曉日等，2007）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，增施有機(jī)肥可不同程度提高烤煙團(tuán)棵期-成熟期時(shí)根際土壤速效氮含量。w(C)/w(N)=25處理時(shí)烤煙根際土壤NH4+-N含量在整個(gè)生育期內(nèi)呈降低趨勢(shì)，而硝態(tài)氮呈增加趨勢(shì)，且在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期時(shí)顯著高于現(xiàn)蕾期和成熟期時(shí)，但土壤Nmin隨生育進(jìn)程呈降低趨勢(shì)，這與煙株吸氮規(guī)律比較吻合，也與w(C)/w(N)=15～36時(shí)能有效增加烤煙生育前期對(duì)氮素吸收和累積，而在生育后期顯著降低的結(jié)論一致。

3.2 不同 w(C)/w(N)的有機(jī)肥對(duì)烤煙根際土壤微生物碳氮轉(zhuǎn)化的影響

有機(jī)肥施用在一定程度上提高土壤有機(jī)碳，而有機(jī)碳是土壤微生物的重要碳源（裴鵬剛等，2014）。土壤微生物量碳是反映土壤微生物群體大小的重要指標(biāo)，在某種程度上甚至與煙葉的質(zhì)量風(fēng)格特色密切相關(guān)，而土壤微生物生物量氮是重要的土壤活性氮的“庫”和“源”（薛菁芳等，2007；裴鵬剛等2014）。土壤微生物生物量碳/氮比率高低反映了土壤氮素供應(yīng)能力，該值較小時(shí)土壤氮素的生物有效性較高，土壤 w(C)/w(N)不同將影響烤煙各個(gè)生育期內(nèi)土壤微生物繁殖和生長(zhǎng)（李雪利，2011）。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)及水溶性碳含量與施入有機(jī)肥C/N呈正相關(guān)關(guān)系，施用 w(C)/w(N)越高的有機(jī)肥導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)和水溶性碳含量相應(yīng)增加，而施用不同C/N有機(jī)肥可不同程度提高煙株各生育期根際土壤微生物碳、氮量，反映了在一定有機(jī)氮輸入條件下，不同有機(jī)碳輸入皆可不同程度增加烤煙各生育期根際土壤微生物的群體和土壤活性氮庫，但當(dāng)微生物量過高時(shí)，出現(xiàn)與根系競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分現(xiàn)象，因此為了保證煙株的營(yíng)養(yǎng)需求，應(yīng)當(dāng)合理調(diào)控土壤微生物生物量（李雪利等，2011）。在本實(shí)驗(yàn)條件下，有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25處理時(shí)烤煙根際土壤Nmin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，這可能與無機(jī)氮施用量、供試沙泥田土壤自身特性有關(guān)。

3.3 不同 w(C)/w(N)的有機(jī)肥對(duì)煙株各生育期根際土壤酶活性的影響

土壤酶參與土壤生物化學(xué)過程和物質(zhì)循環(huán)，與微生物一起推動(dòng)著土壤的代謝過程，許多研究證實(shí)有機(jī)肥施用可顯著提高土壤酶活性（曹仕明等，2014；王利利等，2013）。施有機(jī)肥有利于土壤中碳含量的增加和土壤微生物活性提高（張?jiān)苽サ龋?013）。定氮前提下，有機(jī)碳輸入量不同而導(dǎo)致土壤 w(C)/w(N)存在差異，引起土壤微生物區(qū)系及土壤酶活性在烤煙各生育存在差異。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，總體上有機(jī)肥輸入會(huì)不同程度增加烤煙各生育期根際土壤有機(jī)質(zhì)、水溶性碳含量、微生物量碳和氮含量，且隨著C/N增加（有機(jī)碳輸入量增加）各生育期烤煙根際土壤有機(jī)質(zhì)和水溶性碳含量呈增加趨勢(shì)，而微生物量碳、氮量則先增加（至w(C)/w(N)=36）后下降；從整個(gè)生育期來看，在同等施氮量的前提下，w(C)/w(N)=25-36處理烤煙根際土壤脲酶活性呈現(xiàn)先上升后下降之后趨于穩(wěn)定的變化規(guī)律利于煙株前期的旺盛生長(zhǎng)和后期的氮代謝及時(shí)向碳代謝轉(zhuǎn)化。

4 結(jié)論

（1）w(C)/w(N)=15-36的有機(jī)肥能顯著提高烤煙生育前期對(duì)氮素吸收和累積，降低生育后期氮素吸收和累積；w(C)/w(N)=25處理時(shí)烤煙根際土壤NH4+-N含量在整個(gè)生育期內(nèi)呈降低趨勢(shì)，而硝態(tài)氮呈增加趨勢(shì)，且在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期時(shí)顯著高于現(xiàn)蕾期和成熟期，而土壤Nmin隨生育期呈降低趨勢(shì)，這與煙株吸氮規(guī)律較吻合。

（2）w(C)/w(N)=25的有機(jī)肥處理的烤煙土壤Nmin和葉片氮含量變化規(guī)律更加符合優(yōu)質(zhì)烤煙氮素營(yíng)養(yǎng)特性，這可能與無機(jī)氮施用量、沙泥田土壤自身特性有關(guān)。

（3）從整個(gè)生育期來看，在同等施氮量下，w(C)/w(N)=25～36的有機(jī)肥對(duì)烤煙根際土壤脲酶活性呈現(xiàn)先上升后下降，之后趨于穩(wěn)定變化，有利于煙株前期的旺盛生長(zhǎng)和后期氮代謝及時(shí)向碳代謝的轉(zhuǎn)化。

（4）有機(jī)肥在w(C)/w(N)=25～36處理能夠顯著提高后期氮素固持（微生物量氮），降低烤煙后期氮供應(yīng)，抵御烤煙對(duì)氮素奢侈吸收。

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The Effect of Organic Fertilizers of Different w(C)/w(N) on Soil C, N Transformation and Soil Enzyme Activities in Rhizosphere of Flue-cured Tobacco

WANG Jun1, DING Xiaodong2,3, ZHANG Shirong2, ZHAN Zhenshou3, CHENG Weixian4, GUO Junjie4, WEI Bin4, ZHEN Fengxia4
1. Nanxiong Tobacco Science Institute of Guangdong (Guangdong Tobacco Technology Center), Shaoguan 512400, China; 2. College of Resources and Environmental Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China; 3. Guangdong Institute of Eco-Environment and Soil Sciences, Guangzhou 510650, China; 4. Guangdong Meizhou Tobacco Co. Ltd., Meizhou 514011, China

The problem of the deficiency of the aroma quality and the aroma of tobacco in Southern China is the result of the imbalance of soil carbon and nitrogen. The effects of w(C)/w(N) of organic fertilizer on the soil carbon and nitrogen conversion and soil enzyme activities in different stages of flue-cured tobacco were studied, and the regulation mechanism of different w(C)/w(N) of organic fertilizer on the soil nutrient conversion was studied. A field experiment was conducted to study the effect of the different C/N ratio on the soil C and N characteristics in flue-cured tobacco. Four differentlevels of the w(C)/w(N) (w(C)/w(N)=15, 25, 36 and 52) were designed with peanut cake and the pig manure, to see the change of the soil Nmin, water soluble C, microbial transformation of C, N and the enzyme activity in rhizosphere soil. The results showed that, compared with control, the application of the organic fertilizer significantly increased the soil microbial biomass C and N. The microbial biomass N of the w(C)/w(N)=25 and the w(C)/w(N)=36 treatment was significantly higher than that of the w(C)/w(N)=15and the w(C)/w(N)=52 treatment during the prosperous to the maturity stage, which showed that w(C)/w(N)=25-36 could increase the nitrogen fixing and decreased the nitrogen supply in the later stage of the tobacco growth. The soil enzyme activity in w(C)/w(N)=25 and w(C)/w(N)= 36 treatment was reduced with the plant growth and development, which was still higher than other treatments during the rosette stage and the vigorous growing period; the soil urease activity of w(C)/w(N)=25 and 36 treatment was higher during the rosette stage, and the soil nitrogen transformation was more active, then it was gradually decreased, which was in accordance with the demand of flue cured tobacco growth; The soil catalase activity of w(C)/w(N)=25 and w(C)/w(N)=36 treatment was enhanced during the rosette and the budding stage, which was higher than that of the other treatments during the budding and mature stage. The organic fertilizer could increase the soil Nmin content during the rosette mature stage, and w(C)/w(N)=25-36 treatment increased the N uptake and accumulation at the early growth stage, and significantly decreased that in the later growth stage, which was satisfied with the demand of the N absorption for the tobacco.

organic fertilizer; enzyme activity; microbial biomass C and nitrogen; NO3--N and NH4+-N

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.08.004

S153；X171.1

A

1674-5906（2015）08-1280-07

王軍，丁效東，張士榮，詹振壽，陳偉賢，郭俊杰，魏彬，鄭鳳霞. 不同碳氮比有機(jī)肥對(duì)沙泥田烤煙根際土壤碳氮轉(zhuǎn)化及酶活性的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(8): 1280-1286.

WANG Jun, DING Xiaodong, ZHANG Shirong, ZHAN Zhenshou, CHEN Weixian, GUO Junjie, WEI Bin, ZHENG Fengxia. The Effect of Organic Fertilizers of Different w(C)/w(N) on Soil C, N Transformation and Soil Enzyme Activities in Rhizosphere of Flue-cured Tobacco [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(8): 1280-1286.

廣東省中國(guó)科學(xué)院全面戰(zhàn)略合作項(xiàng)目（2011B090300100）；廣東省煙草專賣局科技項(xiàng)目“改善梅州砂泥田烤煙香氣品質(zhì)的優(yōu)化施肥技術(shù)研究”，“廣東植煙土壤時(shí)空演變特征研究（201303）”，“提高煙葉田間耐熟性綜合生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)與示范（201306）”

王軍（1975年生），男，高級(jí)農(nóng)藝師，博士，主要從事烤煙栽培與營(yíng)養(yǎng)方面的研究。E-mail: wangjun4170@126.com *通信作者。E-mail: xiaodongding2004@163.com

2015-04-07