韋俊　楊煥文　徐照麗　鄧小鵬　王戈　白羽祥　呂世?！∽T小兵

摘要：【目的】探討云南不同烤煙套作模式對(duì)烤煙根際土壤細(xì)菌群落特征及烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響，為優(yōu)化當(dāng)?shù)乜緹煼N植模式提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā坎捎脝我蛩仉S機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)烤煙套種白菜（T1）、烤煙套種結(jié)球甘藍(lán)（T2）和烤煙套種豌豆（T3）3個(gè)處理，以烤煙單作為對(duì)照（CK），采用16S rRNA測(cè)序技術(shù)分析不同套作模式烤煙根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性差異，同時(shí)進(jìn)行土壤優(yōu)勢(shì)細(xì)菌與土壤理化性狀的相關(guān)性分析及不同處理的烤煙產(chǎn)質(zhì)量分析?！窘Y(jié)果】16S rRNA測(cè)序結(jié)果表明，套作處理整體可提高烤煙根際土壤細(xì)菌多樣性指數(shù)，Shannon指數(shù)排序?yàn)門(mén)3>T2>T1>CK，Simpson指數(shù)排序?yàn)門(mén)3=T2>T1>CK，Chao1和ACE指數(shù)排序?yàn)門(mén)3>T2>CK>T1。各處理烤煙根際土壤細(xì)菌主要分布在10個(gè)菌門(mén)，其中變形菌門(mén)（Proteobacteria）的豐度最高，占各樣本總有效序列的50%以上。CK處理根際土壤中副球菌屬（Paracocccus）、假單胞菌屬（Pseudomonas）、馬賽菌屬（Massilia）、Psychrobacter屬、短波單胞菌屬（Brevundimonas）和產(chǎn)卟啉桿菌屬（Porphyrobacter）豐度較套作處理顯著提高（P<0.05，下同），而鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）和Haliangium屬豐度顯著降低；烤煙套作處理顯著降低了烤煙根際土壤pH，同時(shí)提高了烤煙根際土壤的主要養(yǎng)分含量。相關(guān)性分析結(jié)果表明，CK處理土壤中豐度較高的假單胞菌屬（Pseudomonas）與土壤總有機(jī)碳含量呈顯著負(fù)相關(guān)，豐度較低的鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）和Haliangium屬與土壤總有機(jī)碳含量呈顯著正相關(guān)。不同套作處理可不同程度地提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量，產(chǎn)值、產(chǎn)量、均價(jià)和上等煙比例排序均為T(mén)3>T2>T1>CK，以T3處理與優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)最接近，化學(xué)成分最協(xié)調(diào)?！窘Y(jié)論】烤煙套種白菜、結(jié)球甘藍(lán)和豌豆較烤煙單作可明顯提高烤煙根際細(xì)菌多樣性，不同程度地降低土壤中潛在致病菌豐度，提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量，其中以套種豌豆的效果最佳。

關(guān)鍵詞： 烤煙；套作；高通量測(cè)序；細(xì)菌；多樣性；產(chǎn)質(zhì)量

中圖分類號(hào)： S572；S154.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2017）04-0601-08

Abstract：【Objective】Effects of different intercropping patterns on rhizosphere soil bacteria colony characteristics and flue-cured tobacco yield and quality were studied in order to provide reference for improving local tobacco planting pattern. 【Method】Single-factor randomized block experiment was adopted and tobacco-Chinese cabbage intercropping（T1）， toba-

cco-common head cabbage intercropping（T2）， tobacco-pea intercropping（T3） were set， and tobacco single planting was taken as control（CK）. Rhizosphere bacteria colony characteristics and diversity index were analyzed by 16S rRNA sequen-

cing. Correlation between dominant bacteria and soil physical and chemical properties， yield and quality of flue-cured tobacco in different treatments were also studied. 【Result】16S rRNA sequencing showed that intercropping could increase diversity indexes of rhizosphere soil bacteria. Shannon index ranking was as follows：T3>T2>T1>CK， Simpson index ranking was： T3=T2>T1>CK， Chaol index and ACE index ranking were the same： T3>T2>CK>T1. Rhizosphere soil bacteria in different treatments fell into ten phyla， and abundance of Proteobacteria was the highest and consisted of over 50% total effective sequences. In CK， abundance of Paracocccus，Pseudomonas，Massilia，Psychrobacter，Brevundimonas and Porphyrobacter in rhizosphere soil significantly increased compared with those in intercropping treatments（P<0.05， the same below）， but abundance of Sphingomonas and Haliangium significantly decreased. Intercropping treatments significantly decreased pH value but increased major nutrient contents of rhizosphere soil. Correlation analysis showed that：in CK， there was significant negative correlation between high-abundance Pseudomonas and total soil organic carbon content， and significant positive correlation between low-abundance Sphingomonas and Haliangium and soil total organic carbon content. Different intercropping treatments could increase tobacco quality to various extents， and the ranks of output value， yield， average price and proportion of first-class tobacco were the same： T3>T2>T1>CK. The tobacco quality in T3 was the closest to high-quality tobacco standard with the most balanced chemical components. 【Conclusion】Tobacco intercropping Chinese cabbage， common head cabbage and pea can obviously increase diversity of rhizosphere soil bacteria， lower abundance of potential pathogenic bacteria in soil to certain extent， and improve tobacco quality. Tobacco-pea intercropping has the optimal effects.

Key words： flue-cured tobacco； intercropping； high throughput sequencing； bacteria； diversity； yield and quality

0 引言

【研究意義】微生物作為土壤的重要組成成分與土壤營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化、土壤肥力及土壤質(zhì)量密切相關(guān)（陽(yáng)顯斌等，2016）。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性在土壤有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)利用及維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性方 面發(fā)揮著重要作用（賈志紅等，2004）?？緹熓窃颇现匾慕?jīng)濟(jì)作物之一，但隨著種煙面積的逐年增加，近年來(lái)糧煙爭(zhēng)地矛盾日益凸顯，加之煙區(qū)連作現(xiàn)象普遍，給植煙土壤的健康及煙葉可持續(xù)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大威脅。間套種栽培模式在我國(guó)有著悠久歷史（吳存浩，1996），其中適宜的套作模式對(duì)緩解用地矛盾、增加土地產(chǎn)出、降低病蟲(chóng)害、維持土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及促進(jìn)土地可持續(xù)利用均具有重要作用。煙/白菜、煙/結(jié)球甘藍(lán)和煙/豌豆是云南煙區(qū)烤煙生產(chǎn)中常見(jiàn)的套作搭配模式。因此，研究這3種套作模式對(duì)煙草根際土壤微生物數(shù)量和多樣性的影響，進(jìn)一步探明不同套作模式烤煙根際微生物結(jié)構(gòu)差異及其與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性，可為今后優(yōu)化烤煙種植模式、促進(jìn)烤煙產(chǎn)質(zhì)量提高提供參考。【前人研究進(jìn)展】近年來(lái)，套作模式的研究正在從宏觀的作物產(chǎn)質(zhì)量和病蟲(chóng)害防治向微觀的土壤微生態(tài)和土壤成分互作方面延伸。套作植物間不僅競(jìng)爭(zhēng)著地上、地下部的生長(zhǎng)空間，還通過(guò)根系向土壤釋放次生代謝物質(zhì)來(lái)影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，從而間接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育和養(yǎng)分吸收。套作可以提高土壤微生物群落多樣性，微生物群落多樣性又與作物生長(zhǎng)發(fā)育息息相關(guān)（Zuo，2004）。李秋紅等（2010）研究了黃瓜套作毛蔥和蒜對(duì)其根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性的影響，結(jié)果表明，套作改變了黃瓜根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的多樣性和優(yōu)勢(shì)菌群結(jié)構(gòu)，并且可提高黃瓜產(chǎn)量。徐強(qiáng)等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，線辣椒套種玉米可顯著提高線辣椒根際土壤微生物群落的種間相遇幾率和Shannon、McIntosh多樣性指數(shù)，且線辣椒的根際土壤微生物多樣性指數(shù)分別與其生物學(xué)產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)。涂勇等（2015）研究指出，烤煙—大豆帶狀套作可顯著增加作物根際土壤的細(xì)菌、放線菌數(shù)量，減少真菌數(shù)量，同時(shí)可提高與土壤氮素代謝相關(guān)的氨化細(xì)菌、硝酸細(xì)菌、亞硝酸細(xì)菌、自生固氮菌等功能性微生物數(shù)量，能降低烤煙主要土傳病害的發(fā)生。陽(yáng)顯斌等（2016）研究指出，煙/蒜套作可提高烤煙根際土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量，降低土壤真菌數(shù)量，在烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的中后期顯著提高烤煙根際土壤解鉀菌和解磷菌含量，從而提高根際可吸收養(yǎng)分，有效改善土壤根際微生態(tài)。張黎杰等（2016）研究表明，西瓜—草菇—辣椒輪作模式可增加土壤中細(xì)菌和放線菌數(shù)量，同時(shí)降低有害病原真菌數(shù)量，改善土壤理化性質(zhì)和恢復(fù)土壤微生物種群數(shù)量，有利于消除土壤連作障礙的影響?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，關(guān)于烤煙套作白菜、豌豆和結(jié)球甘藍(lán)對(duì)烤煙根際細(xì)菌微生物群落的影響及其與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性的研究尚無(wú)報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】基于Illumina MiSeq測(cè)序平臺(tái)（Luo et al.，2012），通過(guò)構(gòu)建16S rDNA基因文庫(kù)（Youssef et al.，2009；Caporaso et al.，2011；Hess et al.，2011），從細(xì)菌豐度差異和群落多樣性方面分析烤煙套作白菜、豌豆和結(jié)球甘藍(lán)的烤煙根際微生物群落優(yōu)劣及其與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系，旨在揭示這3種烤煙套作模式對(duì)烤煙根際土壤質(zhì)量變化影響的內(nèi)部生態(tài)學(xué)機(jī)理，為優(yōu)化烤煙種植模式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用烤煙品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩NK326，采用漂浮育苗方式育苗，烤煙種子由玉溪中煙種子有限責(zé)任公司提供；白菜、結(jié)球甘藍(lán)和豌豆種子由中農(nóng)種子中心提供。

1. 2 試驗(yàn)方法

大田試驗(yàn)于2015年在云南省楚雄州姚安縣進(jìn)行。采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)烤煙套種白菜（T1）、烤煙套種結(jié)球甘藍(lán)（T2）和烤煙套種豌豆（T3）3個(gè)處理，以烤煙單作為對(duì)照（CK），每處理重復(fù)3次。煙苗于4月20日統(tǒng)一移栽，以純氮120 kg/ha為施肥標(biāo)準(zhǔn)，種植密度16500株/ha，參考優(yōu)質(zhì)烤煙栽培技術(shù)進(jìn)行田間管理。套作作物白菜、結(jié)球甘藍(lán)、豌豆于8月5日（烤煙生長(zhǎng)的中后期）在煙墑中下部移栽，10月20日開(kāi)始采收，12月20日采收完畢，田間管理按作物優(yōu)產(chǎn)田栽培技術(shù)統(tǒng)一進(jìn)行。

1. 3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1. 3. 1 樣品采集

1. 3. 1. 1 煙葉樣品 采收各處理上部成熟煙葉進(jìn)行烘烤，烤后分等級(jí)稱重，選取上部葉片（等級(jí)均為上桔二）粉碎過(guò)篩常溫保存，用于煙葉化學(xué)成分分析。

1. 3. 1. 2 土壤樣品 烤煙和套作作物收獲后用螺旋取土鉆垂直鉆取烤煙根際0～20 cm土壤，將土壤分為兩份，一份避光風(fēng)干至恒重后用于土壤理化性質(zhì)分析，另一份置于-80 ℃冰箱存儲(chǔ)，用于細(xì)菌16S rRNA測(cè)序。

1. 3. 2 土壤細(xì)菌16S rRNA測(cè)序 應(yīng)用CTAB法提取土壤樣本細(xì)菌基因組DNA，用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA濃度與純度，將樣品放入離心管中，無(wú)菌水稀釋樣品至樣品基因組DNA濃度為1 ng/μl。以提取的DNA為模板，根據(jù)細(xì)菌測(cè)序區(qū)域的選擇515F（16S V4區(qū)引物）鑒定細(xì)菌多樣性。使用帶Barcode的特異性引物（New England Biolabs公司的Phusion High-Fidelity PCR Master Mix with GC Buffer）和高效保真酶進(jìn)行PCR。應(yīng)用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物DNA的完整性、純度和片段大小，依據(jù)PCR產(chǎn)物濃度等量混合樣品，充分混勻后使用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物，使用Qiagen公司提供的膠回收試劑盒對(duì)目的條帶產(chǎn)物進(jìn)行回收。

1. 3. 3 土壤細(xì)菌基因組DNA信息分析

1. 3. 3. 1 測(cè)序數(shù)據(jù)處理 首先從Illumina MiSeq測(cè)序平臺(tái)下機(jī)數(shù)據(jù)中分離出樣品數(shù)據(jù)，使用FLASH（Mago and Salzberg，2011）拼接截去Barcode和引物序列后的樣品Reads，得到Raw Tags，Raw Tags經(jīng)過(guò)濾處理（Bokulich et al.，2012）后得到Clean Tags。然后按照Tags質(zhì)量控制流程（Caporaso et al.，2010）通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)Gold Database與UCHIME Algorithm（Edgar et al.，2011）比對(duì)后將Clean Tags進(jìn)行檢測(cè)和去除嵌合體序列（Haas et al.，2011）處理，最終得到Effective Tags。

1. 3. 3. 2 OTU聚類和物種注釋 利用UPARSE對(duì)各處理土壤細(xì)菌樣品的Effective Tags進(jìn)行聚類分析處理，以97%的一致性將序列聚類成為OTUs，選取OTUs的代表性序列進(jìn)行物種注釋，用Mothur方法結(jié)合SILVA（Altschul et al.，1990）SSUrRNA數(shù)據(jù)庫(kù)（Kljalg et al.，2013）進(jìn)行物種注釋分析（設(shè)定閾值為0.8～1.0），獲得分類學(xué)信息并分別在界、門(mén)、綱、目、科、屬、種各個(gè)分類水平統(tǒng)計(jì)樣本的群落組成。使用PyNAST（Yilmaz et al.，2014）結(jié)合Green Gene數(shù)據(jù)庫(kù)中的Core Set數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速多序列比對(duì)，得到所有OTUs代表序列的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。最后以數(shù)據(jù)量最少的樣本為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行均一化處理。

1. 3. 3. 3 樣品多樣性分析 使用Qiime 1.7.0計(jì)算各處理樣本的Observed-species、Goods-coverage、Shannon、Simpson、Chao1和ACE指數(shù)，其中Goods-coverage指數(shù)用于分析測(cè)序深度，Shannon和Simpson指數(shù)用于分析菌群多樣性，Chao和ACE指數(shù)用于分析菌群豐富度。

1. 3. 4 土壤理化性質(zhì)測(cè)定 參照Liu（1996）測(cè)定土壤pH及有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷和速效鉀含量。

1. 3. 5 煙葉化學(xué)成分測(cè)定 依照YC/T 159162- 2002采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定煙葉的總糖、還原糖、總氮、煙堿和氯含量，依照YC/T 217-2007應(yīng)用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定煙葉鉀含量。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Exce1 2007和SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析；利用UPARSE和Mothur方法結(jié)合SILVASSUrRNA數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物種注釋分析；使用PyNAST結(jié)合GreenGene數(shù)據(jù)庫(kù)中的Core Set數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速多序列比對(duì)。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同套作模式對(duì)烤煙根際土壤細(xì)菌α多樣性指數(shù)的影響

由表1可知，烤煙根區(qū)的細(xì)菌OTUs數(shù)為2759.33～ 3246.00個(gè)，其中T3處理最高，與其他處理間差異顯著（P<0.05，下同），T1、T2和CK處理間OTUs數(shù)差異未達(dá)顯著水平（P>0.05，下同）。各處理樣本覆蓋率較高，為96.2%～97.1%，說(shuō)明構(gòu)建的文庫(kù)包含樣品中大部分細(xì)菌種類，能較好地反映土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。不同套作模式對(duì)土壤α多樣性指數(shù)的影響存在差異，Shannon指數(shù)排序?yàn)門(mén)3>T2>T1>CK，其中T3與T2處理差異不顯著，但顯著高于T1和CK處理；Simpson指數(shù)大小排序?yàn)門(mén)3=T2>T1>CK，3個(gè)套作處理差異不顯著，但均顯著高于CK，說(shuō)明烤煙套作處理較烤煙單作可提高其根際細(xì)菌的多樣性指數(shù)，其中套種豌豆的提高幅度最大。Chao1和ACE指數(shù)排序均為T(mén)3>T2>CK>T1，說(shuō)明套種結(jié)球甘藍(lán)和豌豆有利于提高烤煙根際土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)，套種白菜則降低了烤煙根際土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)，但套種結(jié)球甘藍(lán)和白菜與烤煙單作間細(xì)菌豐富度指數(shù)差異不顯著。

2. 2 不同套作模式對(duì)烤煙根際土壤細(xì)菌豐度的影響

由圖1可看出，各處理烤煙根際土壤細(xì)菌主要分布在10個(gè)菌門(mén)，包括變形菌門(mén)（Proteobacteria）、擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）、放線菌門(mén)（Actinobacteria）、酸桿菌門(mén)（Acidobacteria）、厚壁菌門(mén)（Firmicutes）、芽單胞菌門(mén)（Gemmatimonadetes）、藍(lán)藻門(mén)（Cyanobacteria）、Saccharibacteria門(mén)、疣微門(mén)（Verrucomicrobia）和浮霉菌門(mén)（Planctomycetes）；其中變形菌門(mén)的豐度最高，占各樣本總有效序列的50%以上。

對(duì)樣本豐度前32的菌屬進(jìn)行方差分析，結(jié)果（表2）發(fā)現(xiàn)，不同套作處理對(duì)烤煙根際土壤細(xì)菌豐度影響差異明顯。CK的副球菌屬（Paracocccus）、馬賽菌屬（Massilia）、Psychrobacter屬、短波單胞菌屬（Brevundimonas）和產(chǎn)卟啉桿菌屬（Porphyrobacter）豐度顯著高于3個(gè)套作處理；假單胞菌屬（Pseudomonas）豐度最高，顯著高于T3處理；鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）和Haliangium屬顯著低于3個(gè)套作處理；鞘氨醇桿菌屬（Sphingobacterium）豐度與其他處理差異不顯著；芽孢桿菌屬（Bacillus）豐度低于3個(gè)套作處理，與T1處理差異顯著；新鞘氨醇桿菌屬（Novosphingobium）和溶桿菌屬（Lysobacter）豐度均低于T1處理，但與T2和T3處理差異不顯著。

2. 3 不同套作處理對(duì)烤煙根際土壤理化性質(zhì)的影響

由表3可知，烤煙套作處理顯著降低了烤煙根際土壤pH，說(shuō)明套種3種作物有效改善了土壤pH，使其更接近于種植烤煙的適宜pH范圍（5.5～6.5），其中以T3處理的改善效果最好；同時(shí)，烤煙套種處理較CK可提高烤煙根區(qū)土壤的總有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷和速效鉀含量，其中3個(gè)套種處理的全氮、速效氮和速效鉀含量均顯著高于CK。

2. 4 不同套作處理烤煙根際土壤細(xì)菌與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果

將土壤理化性質(zhì)與各樣本豐度前32的菌屬進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表4）發(fā)現(xiàn)，土壤pH與寡養(yǎng)單胞菌屬（Stenotrophomonas）呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同）；總有機(jī)碳含量與鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）和Haliangium屬呈顯著正相關(guān)，與假單胞菌屬（Pseudomonas）呈顯著負(fù)相關(guān)；全氮含量與馬賽菌屬（Massilia）、Psychrobacter和Dyadobacter屬呈顯著負(fù)相關(guān)；全鉀含量與Steroidobacter屬和亞硝化螺菌屬（Nitrosospira）呈顯著正相關(guān)，與溶桿菌屬（Lysobacter）呈極顯著正相關(guān)；速效氮含量與Haliangium屬呈顯著正相關(guān)；速效鉀含量與鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）呈顯著正相關(guān)，與馬賽菌屬（Massilia）、金黃桿菌屬（Chryseobacterium）和產(chǎn)卟啉桿菌屬（Porphyrobacter）呈顯著負(fù)相關(guān)。

2. 5 不同套作模式對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

2. 5. 1 經(jīng)濟(jì)性狀 由表5可知，不同套作模式較單作可不同程度地提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量，產(chǎn)值、產(chǎn)量、均價(jià)和上等煙比例排序均為T(mén)3>T2>T1>CK，其中3個(gè)套作處理的產(chǎn)值和均價(jià)均顯著高于CK，T3處理的產(chǎn)量和上等煙比例顯著高于CK。

2. 5. 2 化學(xué)成分 中高海拔煙區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉以總氮含量1.5%～3.5%、煙堿1.5%～3.5%、總糖含量20.0%～28.0%、還原糖含量18.0%～25.0%、鉀含量在2.0%以上、氯含量在1.0%以下、糖堿比10左右、氮堿比1左右、鉀氯比4～10為宜（劉國(guó)順，2003；胡榮海，2007）。由表6可知，T1和T3處理的總糖含量、CK和T3處理的還原糖含量符合優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明T3處理煙葉糖含量較適宜；各處理總氮、煙堿和氯含量均處于適宜范圍內(nèi)，鉀含量均偏低，其中，T3處理的總氮、煙堿和鉀含量最高，氯含量最低。各處理糖堿比均高于優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)；氮堿比均小于1；各處理兩糖差值均高于優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)（2%～5%）；除T處理外，鉀氯比均在適宜范圍內(nèi)。綜合分析各項(xiàng)化學(xué)成分含量及相關(guān)比值，以T3處理與優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)最接近，化學(xué)成分最協(xié)調(diào)。

3 討論

3. 1 套作對(duì)烤煙根際土壤細(xì)菌群落及土壤理化性質(zhì)的影響

套作處理可顯著影響土壤微生物的數(shù)量及多樣性。馮俊喜等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，小麥/烤煙套作處理較烤煙單作可有效提高各取樣時(shí)期的土壤微生物多樣性指數(shù)。徐強(qiáng)等（2013）研究表明，線辣椒與玉米套作可提高線辣椒根際土壤微生物多樣性指數(shù)，從而增強(qiáng)土壤微生物對(duì)單一碳源的利用能力。本研究發(fā)現(xiàn)，烤煙套種白菜、結(jié)球甘藍(lán)和碗豆后，烤煙根際土壤細(xì)菌多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為T(mén)3>T2>T1>CK，且T3處理的Shannon指數(shù)及各套作處理的Simpson指數(shù)顯著高于CK。說(shuō)明烤煙套種處理較烤煙單作可不同程度地提高烤煙根際細(xì)菌多樣性指數(shù)，與馮俊喜等（2011）和徐強(qiáng)等（2013）的研究結(jié)果相似。不同的套作搭配品種對(duì)微生物多樣性的影響效果存在差異，本研究發(fā)現(xiàn)套種豌豆對(duì)烤煙根際細(xì)菌多樣性指數(shù)的提高幅度最大，其原因可能是烤煙與豌豆套作，烤煙吸收土壤中的氮元素從而降低豌豆可吸收養(yǎng)分，氮脅迫條件下促使豌豆形成根瘤，合成氮素，固氮作用有效提高了土壤養(yǎng)分含量，進(jìn)一步優(yōu)化土壤質(zhì)量，從而提高烤煙根際細(xì)菌多樣性。

烤煙栽培模式不同程度地影響著土壤微生物數(shù)量，進(jìn)而影響烤煙的養(yǎng)分吸收和病蟲(chóng)害的發(fā)生。如煙/蒜套作可提高根際土壤細(xì)菌含量，降低真菌數(shù)量，在烤煙生長(zhǎng)的中后期顯著提高根際土壤解鉀菌和解磷菌含量（陽(yáng)顯斌等，2016），而烤煙單作使益生菌豐度降低，潛在的致病菌增加（石秋環(huán)等，2009）。本研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于套作處理，烤煙單作的芽孢桿菌屬豐度最低，假單胞菌豐度最高。芽孢桿菌可通過(guò)同化作用產(chǎn)生抑菌物質(zhì)，進(jìn)而有效抑制有害病原物的生長(zhǎng)，具有很強(qiáng)的抗逆性能和抗菌作用（Elliott et al.，2001），而假單胞菌是能夠寄生于植物的潛在病原菌（Fahlgren et al.，2011）。因此，烤煙套種3種作物不同程度地提高了益生菌的數(shù)量，降低了潛在病原菌的數(shù)量。然而，同種菌屬中不同菌種在功能上并非完全一致，且同種菌種含量不同也可能導(dǎo)致作用效果不同，至于是何種細(xì)菌在一定豐度范圍內(nèi)影響作物生長(zhǎng)有待進(jìn)一步研究。

間套作模式可顯著影響土壤的養(yǎng)分含量。如禾本科與豆科作物間作可提高豆科作物固氮能力，有效增加土壤的氮素營(yíng)養(yǎng)（Cong et al.，2015）；花生/玉米（Inal et al.，2007）、青蔥/黃瓜（Xiao et al.，2013）間作可顯著提高土壤中的速效鉀含量與植株中的鉀含量；煙/蒜套作可提高成熟期烤煙下部葉和中部葉根際土壤的有效磷含量（唐彪等，2015）。本研究發(fā)現(xiàn)，烤煙套種白菜、結(jié)球甘藍(lán)和豌豆均可降低烤煙根際土壤pH，使土壤酸堿度趨近適宜范圍，同時(shí)提高烤煙根際的全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀及總有機(jī)碳的含量。經(jīng)相關(guān)分析可知，土壤pH和主要養(yǎng)分含量與不同菌屬豐度的相關(guān)性差異明顯，其中潛在致病菌假單胞菌屬與總有機(jī)碳含量呈顯著負(fù)相關(guān)，而單作處理的假單胞菌屬豐度均高于套作處理，可能是套作處理尤其是套種豌豆處理較烤煙單作的總養(yǎng)分含量較高的原因之一。

3. 2 套作對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響

套作處理可影響烤煙的產(chǎn)質(zhì)量。付利波等（2005）研究表明，煙田套種白菜和馬鈴薯可使煙葉產(chǎn)值比烤煙單作處理提高13.73%～33.20%。時(shí)安東等（2011）研究表明，烤煙套種紅薯、花生可使煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值連續(xù)6年顯著高于烤煙單作，同時(shí)煙葉化學(xué)成分含量適中，比例更協(xié)調(diào)。本研究發(fā)現(xiàn)，不同套作模式較單作可不同程度地提高烤煙的產(chǎn)質(zhì)量，產(chǎn)值、產(chǎn)量、均價(jià)和上等煙比例排序均為T(mén)3>T2>T1>CK，其中3個(gè)套作處理的產(chǎn)值和均價(jià)均顯著高于CK，T3處理的產(chǎn)量和上等煙比例顯著高于CK；同時(shí)綜合分析各項(xiàng)化學(xué)成分含量及相關(guān)比值，以T3處理與優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)最接近，化學(xué)成分最協(xié)調(diào)。說(shuō)明套作處理可提高煙葉品質(zhì)，尤其以套作豌豆對(duì)烤煙品質(zhì)的改善作用最明顯。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，烤煙套種白菜、結(jié)球甘藍(lán)和豌豆較烤煙單作可明顯提高烤煙根際細(xì)菌多樣性，不同程度地降低土壤中潛在致病菌豐度，提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量，其中以套種豌豆的效果最佳。

參考文獻(xiàn)：

馮俊喜，王樹(shù)聲，石屹，張繼光，鄭林林，李湘?zhèn)ィ鷳c輝，王浩浩. 2011. 山東煙區(qū)不同種植模式土壤微生物群落特征研究[J]. 中國(guó)煙草科學(xué)，32（2）：38-42.

Feng J X，Wang S S，Shi Y，Zhang J G，Zheng L L，Li X W，Hu Q H，Wang H H. 2011. Characteristics of soil microbial community under different cropping systems in flue-cured tobacco growing areas of Shandong province[J]. Chinese Journal of Tobacco Science，32（2）：38-42.

付利波，王毅，楊躍，瞿興，左天龍，耿明建，蘇帆，洪麗芳. 2005. 利用煙田套作調(diào)控高肥力土壤烤煙生產(chǎn)[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，11（1）：128-132.

Fu L B，Wang Y，Yang Y，Qu X，Zuo T L，Geng M J，Su F，Hong L F. 2005. Regulating the growth of flue-cured tobacco by interplanting in fertility soil[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science，11（1）：128-132.

賈志紅，楊珍平，張永清，苗果園. 2004. 麥田土壤微生物三大種群數(shù)量的研究[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，24（3）：53-56.

Jia Z H，Yang Z P，Zhang Y Q，Miao G Y. 2004. Study on quantity of three main colony of soil microbe in wheat farmland[J]. Journal of Triticeae Crops，24（3）：53-56.

胡榮海. 2007. 云南煙草栽培學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社.

Hu R H. 2007. Yunnan Tobacco Cultivation[M]. Beijing：Science Press.

李秋紅，吳鳳芝，景芳毅. 2010. 套作對(duì)黃瓜根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的多樣性影響[J]. 土壤通報(bào)，41（1）：47-52.

Li Q H，Wu F Z，Jing F Y. 2010. T-RFLP analysis of effects of intercropping on in cucumber rhizosphere soil bacterial community structure diversity[J]. Chinese Journal of Soil Science，41（1）：47-52.

劉國(guó)順. 2003. 煙草栽培學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.

Liu G S. 2003. Tobacco Cultivation[M]. Beijing：China Agriculture Press.

時(shí)安東，李建偉，袁玲. 2011. 輪間作系統(tǒng)對(duì)烤煙產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤養(yǎng)分的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，17（2）：411-418.

Shi A D，Li J W，Yuan L. 2011. Effects of rotation and intercropping systems on yield，quality of flue-cured tobacco and soil nutrients[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science，17（2）：411-418.

石秋環(huán)，焦楓，耿偉，李群平，時(shí)向東. 2009. 烤煙連作土壤環(huán)境中的障礙因子研究綜述[J]. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，15（6）：81-84.

Shi Q H，Jiao F，Geng W，Li Q P，Shi X D. 2009. An overview on research into factors hindering continuous cropping in flue-cured tobacco[J]. Acta Tabacaria Sinica，15（6）：81-84.

唐彪，張錫洲，陽(yáng)顯斌. 2015. 煙蒜輪作與套作對(duì)烤煙產(chǎn)量及根際土壤磷組分的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，26（7）：1977-1984.

Tang B，Zhang X Z，Yang X B. 2015. Effects of tobacco garlic crop rotation and intercropping on tobacco yield and rhizosphere soil phosphorus fractions[J]. Chinese Journal of A-

pplied Ecology，26（7）：1977-1984.

涂勇，楊文鈺，劉衛(wèi)國(guó)，雍太文，江連強(qiáng)，王小春. 2015. 大豆與烤煙不同套作年限對(duì)根際土壤微生物數(shù)量的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，41（5）：733-742.

Tu Y，Yang W Y，Liu W G，Yong T W，Jiang L Q，Wang X C. 2015. Effects of relay strip intercropping years between flue-cured tobacco and soybean on rhizospheric microbes quantities[J]. Acta Agronomica Sinica，41（5）：733-742.

吳存浩. 1996. 中國(guó)農(nóng)業(yè)史[M]. 北京：警官教育出版社.

Wu C H. 1996. Agricultural History of China[M]. Beijing：Police Education Press.

徐強(qiáng)，劉艷君，陶鴻. 2013. 間套作玉米對(duì)線辣椒根際土壤微生物生態(tài)特征的影響[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，21（9）：1078-1087.

Xu Q，Liu Y J，Tao H. 2013. Effects of relay intercropping maize on rhizosphere soil microbial ecological characteristics in capsicum fields[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture，21（9）：1078-1087.

陽(yáng)顯斌，李廷軒，張錫洲，陳代榮，梁永江，張長(zhǎng)華. 2016. 煙蒜輪作與套作對(duì)土壤微生物類群數(shù)量的影響[J]. 土壤，48（4）：698-704.

Yang X B，Li T X，Zhang X Z，Chen D R，Liang Y J，Zhang C H. 2016. Effects of tobacco garlic crop rotation and tobacco garlic crop intercropping on soil microbial groups in tobacco fields[J]. Soil，48（4）：698-704.

張黎杰，周玲玲，姜若勇，田福發(fā)，劉金兵. 2016. 大棚西瓜—草菇—辣椒輪作對(duì)解除設(shè)施西瓜連作障礙的效果[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，28（4）：11-14.

Zhang L J，Zhou L L，Jiang R Y，Tian F F，Liu J B. 2016. Effect of watre melon-straw mushroom-pepper rotation on relie-

ving continuous cropping obstacle of watermelon in greenhouse[J]. Acta Agriculturae Jiangxi，28（4）：11-14.

Altschul S F，Gish W，Miller W，Myers E W，Lipman D J. 1990. Basic local alignment search tool[J]. Journal of Molecular Biology，215（3）：403-410.

Bokulich N A，Subramanian S，F(xiàn)aith J J，Gevers D，Gordon J I，Knight R，Mill D A，Caporaso J G. 2012. Quality-filtering vastly improves diversity estimates from lllumina amplicon sequencing[J]. Nature Methods，10（1）：57-59.

Caporaso J G，Lauber C L，Walters W A，Berg-Lyons D，Lozupone C A，Turnbaugh P J，F(xiàn)ierer N，Knight R. 2011. Global pa-

tterns of 16S rRNA diversity at a depth of millions of sequences per sample[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，108（S1）：4516-4522.

Caporaso J G，Kuczynski J，Stombaugh J，Bittinger K，Bushman F D，Costello E K， Fierer N，Pe■a A G，Goodrich J K，Gordon J I，Huttley G A，Kelley S T，Knights D，Koenig J E，Ley R E，Lozupone C A，McDonald D，Muegge B D，Pirrung M， Reeder J，Sevinsky J R，Turnbaugh P J，Walters W A，Widmann J，Yatsunenko T，Zaneveld J，Knight R. 2010. QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data[J]. Nature Methods，7（5）：335-336.

Cong W F，Hoffland E，Li L，Six J，Sun J H，Bao X G，Zhang F S，van der Werf W. 2015. Intercropping enhances soil carbon and nitrogen[J]. Global Change Biology，21（4）：1715-1726.

Edgar R C，Haas B J，Clemente J C，Quince C，Knight R. 2011. UCHIME improves sensitivity and speed of chimera detection[J]. Bioinformatics，27（16）：2194-2200.

Elliott M L，Des J E A，Batson W E Jr，Caceres J，Brannen P M，Howell C R，Benson D M，Conway K E，Rothrock C S，Schneider R W，Ownley B H，Canaday C H，Keinath A P，Huber D M，Sumner D R，Motsenbocker C E，Thaxton P M，Cubeta M A，Adams P D，Backman P A，F(xiàn)ajardo J，Newman M A，Pereira R M. 2001. Viability and stability of biological control agents on cotton and snap bean seeds[J]. Pest Mana-

gement Science，57（8）：695-706.

Fahlgren C，Bratbak G，Sandaa R A，Thyrhaug R，Zweifel U L. 2011. Diversity of airborne bacteria in samples collected using different devices for aerosol collection[J]. Aerobiologia，27（2）：107-120.

Haas B J，Gevers D，Earl A M，F(xiàn)eldgarden M，Ward D V，Giannoukos G，Ciulla D，Tabbaa D，Highlander S K，Sodergren E，Methé B，DeSantis T Z，the Human Microbiome Consortium，Petrosino J F，Knight R，Birren B W. 2011. Chimeric 16S rRNA sequence formation and detection in Sanger and 454-pyrosequenced PCR amplicons[J]. Genome Research，21（3）：494-504.

Hess M，Sczyrba A，Egan R，Kim T W，Chokhawala H，Schroth G，Luo S，Clark D S，Chen F，Zhang T，Mackie R I，Pennacchio L A，Tringe S G，Visel A，Woyke T，Wang Z，Rubin E M. 2011. Metagenomic discovery of biomass-degrading genes and genomes from cow rumen[J]. Science，331（6016）：463-467.

Inal A， Gunes A， Zhang F， Cakmak I. 2007. Peanut/maize intercropping induced changes in rhizosphere and nutrient concentrations in shoots[J]. Plant Physiology & Bioche-

mistry，45（5）：350-356.

K■ljalg U，Nilsson R H，Abarenkov K，Tedersoo L，Taylor A F，Bahram M，Bates S T，Bruns T D，Bengtsson-Palme J，Callaghan T M，Douglas B，Drenkhan T，Eberhardt U，Due■as M， Grebenc T，Griffith G W，Hartmann M，Kirk P M，Kohout P， Larsson E，Lindahl B D，Lücking R，Martín M P，Matheny P B， Nguyen N H，Niskanen T，Oja J，Peay K G，Peintner U， Peterson M，P■ldmaa K，Saag L，Saar I，Schü■ler A，Scott J A，Senés C，Smith M E，Suija A，Taylor D L，Telleria M T，Weiss M，Larsson K H. 2013. Towards a unified paradigm for sequence-based identification of fungi[J]. Molecular Ecology，22（21）：5271-5277.

Liu G S. 1996. Standard Method of Observation and Analysis of the Chinese Ecosystem Research Network-Analysis of the Soil Physicochemical Characteristics and Delineation of the Soil Profiles[M]. Beijing：Standard Press.

Luo C，Tsementzi D，Kyrpides N，Read T，Konstantinidis K T. 2012. Direct comparisons of lllumina vs. Roche 454 sequen-

cing technologies on the same microbial community DNA sample[J]. Plos One，7（2）：e30087.

Mago■ T，Salzberg S L. 2011. FLASH：Fast length adjustment of short reads to improve genome assemblies[J]. Bioinformatis，27（21）：2957-2963.

Xiao X，Cheng Z，Meng H，Liu L，Li H，Dong Y. 2013. Intercropping of green garlic（Allium sativum L.）induces nutrient concentration changes in the soil and plants in continuously cropped cucumber（Cucumis sativus L.）in a plastic tunnel[J]. Plos One，8（4）：e62173.

Yilmaz P，Parfrey L W，Yarza P，Gerken J，Pruesse E，Quast C，Schweer T， Peplies J， Ludwig W， Gl■ckner F O. 2014. The SILVA and “All-species Living Tree Project（LTP）” taxonomic frameworks[J]. Nucleic Acids Research，42（Database issue）：643-648.

Youssef N，Sheik C S，Krumholz L R，Najar F Z，Roe B A，Elshahed M S. 2009. Comparison of species richness estimates obtained using nearly complete fragments and simulated pyrosequencing-generated fragments in 16S rRNA gene-based environmental surveys[J]. Applied & Environmental Microbiology，75（16）：5227-5236.

Zuo Y M. 2004. The mechanisms of root exudates of maize in improvement of iron nutrition of peanut in peanut/maize intercropping system by 14C tracer technique[J]. Acta Agriculturae Nucleatae Sinica，18（1）：43-46.

（責(zé)任編輯 王 暉）