程尉烜，康業(yè)斌

(河南科技大學(xué) 園藝與植物保護(hù)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023)

煙草作為一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的作物，對(duì)提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入和增加社會(huì)就業(yè)等方面均發(fā)揮了積極的作用[1]。但隨著連作種植，農(nóng)藥和化肥的大量使用，造成了土壤酸化、板結(jié)、肥力下降、土壤團(tuán)聚體被破壞、保水保肥性變差，土壤生態(tài)系統(tǒng)惡化、生物活性降低，農(nóng)藥與有機(jī)污染物殘留等一系列問(wèn)題，尤其是常年連作改變了煙田土壤微生物種群結(jié)構(gòu)，使有益菌減少，土壤酶活性降低[3]。煙田施用生物有機(jī)肥對(duì)促進(jìn)煙株的生長(zhǎng)發(fā)育、提高煙株的抗病性及增加其產(chǎn)質(zhì)量等都有顯著的效果[4]。Abawi等[5]報(bào)道：施用生物有機(jī)肥可以調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)，改善土壤微生物多樣性。施河麗等[6]試驗(yàn)表明：生物有機(jī)肥顯著影響了土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了土壤中有益菌的增殖。宋以玲等[7]認(rèn)為增施生物有機(jī)肥可顯著提高土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性，有利于土壤肥力的提高。易克等[8]研究表明，與對(duì)照相比，施用生物有機(jī)肥均不同程度地促進(jìn)了烤煙生長(zhǎng)，主要表現(xiàn)在促進(jìn)中后期煙株的株高、葉長(zhǎng)和葉寬增長(zhǎng)，改善了烤煙的外觀質(zhì)量。本試驗(yàn)測(cè)定了發(fā)酵生物羊糞及其不同用量對(duì)煙株團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、采收期農(nóng)藝性狀的影響及其根圍土壤微生物數(shù)量和酶活性的變化，為其在洛陽(yáng)煙田的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1.1 試驗(yàn)材料 烤煙品種為中煙101。煙草專(zhuān)用發(fā)酵生物羊糞有機(jī)肥由洛陽(yáng)鑫盈源環(huán)境治理有限公司生產(chǎn)，其中有機(jī)質(zhì)含量≥45%、總氮(N)1.64%、P2O50.46%、K2O 1.70%。添加的煙株根際有益微生物菌群總有效活菌數(shù)(CFU)≥0.2×109CFU/g，菌株由煙草行業(yè)黃淮海煙區(qū)煙草病蟲(chóng)害綠色防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(河南科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室)提供。

1.1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 于2019年3～9月在河南省洛陽(yáng)市宜陽(yáng)縣高村鄉(xiāng)石村進(jìn)行，地理位置為東經(jīng)(E)111°48′11″，北緯(N)34°33′6″，海拔470 m。土壤類(lèi)型為黃壤土，堿解氮含量21 mg/kg、有效磷含量為27.0 mg/kg、速效鉀含量為197 mg/kg。

試驗(yàn)設(shè)處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ及對(duì)照(CK)，每個(gè)處理面積為1380 m2，3次重復(fù)。每677 m2理論施肥量為純氮1.0 kg、有效磷1.5～2.0 kg、有效鉀2.0～3.0 kg。每個(gè)處理使用肥料種類(lèi)與施肥量見(jiàn)表1。

表1 各處理使用肥料種類(lèi)與施用量 kg/hm2

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 采樣方法 每個(gè)重復(fù)兩側(cè)的兩行設(shè)為邊行，剩余行隔行取樣，每行間隔10株掛牌定5株調(diào)查其農(nóng)藝性狀，并采集其臨近株根圍土樣。根圍土壤取樣是先在煙株一側(cè)用鐵鍬鏟去1～5 cm表層土壤，再用土壤取樣器取5～20 cm的土壤，充分混勻后裝袋，并記錄采集時(shí)間、采集地點(diǎn)。

1.2.2 樣品處理 土樣于實(shí)驗(yàn)室陰涼處攤開(kāi)，去除根莖、石塊、蟲(chóng)體，自然風(fēng)干后，用二分法保留剩余樣品，進(jìn)行充分研磨，過(guò)20目篩后放入樣品柜保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 測(cè)定方法 (1)農(nóng)藝性狀調(diào)查：依據(jù)中華人民共和國(guó)煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YC/T 142─2010)，分別在煙草的團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期和采收期對(duì)標(biāo)記過(guò)的煙株進(jìn)行株高、莖圍、葉面積和葉片數(shù)測(cè)量。

(2)土壤微生物的分離及數(shù)量測(cè)定：稀釋涂布平板法[9]。

(3)土壤主要酶活性測(cè)定：土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性的測(cè)定分別采用3,5-二硝基比色法、比色法、磷酸苯二鈉比色法、滴定法[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物羊糞對(duì)煙草農(nóng)藝性狀的影響

利用SPSS軟件對(duì)煙株團(tuán)棵期(移栽后43 d)、旺長(zhǎng)期(移栽后71 d)和采收期(移栽后103 d)農(nóng)藝性狀的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析(α=0.05)和Duncan檢驗(yàn)(表2)。結(jié)果表明：在煙株旺長(zhǎng)期，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ的平均株高較對(duì)照分別較對(duì)照分別增加了18.03%、12.58%、16.93%；莖圍較對(duì)照分別增加了3.46%、2.08%、1.04%；葉片數(shù)較對(duì)照分別增加了4.07%、2.06%、6.54%；處理Ⅰ、處理Ⅱ的葉面積較對(duì)照分別增加了2.45%、2.65%，處理Ⅲ葉面積較對(duì)照減少了1.29%。

表2 煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析

2.2 土壤微生物數(shù)量變化

利用SPSS軟件對(duì)細(xì)菌、真菌和放線菌菌落數(shù)量進(jìn)行單因素方差分析(α=0.05)和Duncan檢驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表3。處理Ⅰ在團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期和采收期的根圍土壤中微生物菌落總量分別為230.96×105、226.11×105、179.22×105CFU/g，顯著高于對(duì)照的184.04×105、171.33×105、106.33×105CFU/g。

表3 生物有機(jī)肥對(duì)土壤微生物菌落數(shù)量的影響 ×105 CFU/g

在煙苗移栽43 d，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ的真菌數(shù)量分別較CK減少48.12%、56.31%、14.68%；細(xì)菌數(shù)量分別較CK增加44.62%、20.43%、106.46%；而處理Ⅰ的放線菌數(shù)量較CK增加了2.85%，處理Ⅱ和處理Ⅲ的放線菌數(shù)量分別較CK減少50.00%和7.14%。

在煙苗移栽71 d，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ的真菌數(shù)量分別較CK增加了47.09%、58.73%、141.27%；細(xì)菌數(shù)量分別較CK增加了42.22%、131.11%、334.44%；而處理Ⅰ和處理Ⅲ的放線菌數(shù)量分別較CK增加了8.96%和58.22%，處理Ⅱ的放線菌數(shù)量較CK減少了35.81%。

在煙苗移栽103 d，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ的真菌數(shù)量分別較CK增加了50.45%、119.82%、230.63%；細(xì)菌數(shù)量分別較CK增加了72.14%、41.76%、74.68%；處理Ⅰ、處理Ⅱ和處理Ⅲ的放線菌數(shù)量分別較CK增加了51.51%、83.48%、202.01%。

2.3 生物羊糞對(duì)土壤酶活性的影響

2.3.1 蔗糖酶活性 煙苗移栽后，蔗糖酶活性在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期各處理之間無(wú)顯著性差異，在采收期，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ分別較CK增加了17.18%、20.71%、26.52%，各處理較CK有差異(圖1)。

圖1 煙草3個(gè)時(shí)期各處理土壤蔗糖酶活性

2.3.2 脲酶活性 煙苗移栽后，脲酶活性在團(tuán)棵期和旺長(zhǎng)期各處理之間無(wú)顯著性差異，在采收期，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ分別較CK增加了14.15%、24.29%、34.43%，處理Ⅰ和處理Ⅱ較CK無(wú)顯著性差異，處理Ⅲ較CK有差異(圖2)。

圖2 煙草3個(gè)時(shí)期各處理土壤脲酶活性

2.3.3 磷酸酶活性 煙苗移栽后，磷酸酶在旺長(zhǎng)期和采收期各處理之間無(wú)顯著性差異，磷酸酶呈旺長(zhǎng)期增加，采收期減少的趨勢(shì)。在團(tuán)棵期，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ分別較CK增加了20.08%、29.39%、37.69%。處理Ⅱ、處理Ⅲ較CK有差異，處理Ⅲ較處理Ⅰ有差異(圖3)。

圖3 煙草3個(gè)時(shí)期各處理土壤磷酸酶活性

2.3.4 過(guò)氧化氫酶活性 煙苗移栽后，過(guò)氧化氫酶在旺長(zhǎng)期各處理之間無(wú)顯著性差異，在煙草生育期呈增加的趨勢(shì)。在團(tuán)棵期，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ分別較CK增加了9.49%、19.64%、27.21%，處理Ⅱ、處理Ⅲ分別較CK有差異，處理Ⅲ較處理Ⅰ有差異。在采收期，處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ分別較CK增加了6.46%、12.64%、19.20%，處理Ⅱ、處理Ⅲ較CK有差異，處理Ⅲ較處理Ⅰ有差異(圖4)。

圖4 煙草3個(gè)時(shí)期各處理土壤過(guò)氧化氫酶活性

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

研究結(jié)果表明，每667 m2煙田施用生物羊糞200 kg、一體肥20 kg、硫酸鉀10 kg、硝酸鉀4 kg，在旺長(zhǎng)期煙株的平均株高、莖圍、葉片數(shù)、葉面積較對(duì)照分別增加了18.03%、3.46%、4.07%、2.45%；根圍土壤中微生物菌落總量較CK增加了46.92×105CFU/g；細(xì)菌與放線菌菌落數(shù)分別較對(duì)照增加46.11×105、2.22×105CFU/g；脲酶、磷酸酶與過(guò)氧化氫酶分別較對(duì)照增加了12.45%、11.04%與3.95%；蔗糖酶較CK減少了3.31%。

3.2 討論

配施生物有機(jī)肥可有效促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育，提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)。曾強(qiáng)等[11]研究表明，施用土壤調(diào)理劑和生物有機(jī)肥在前期可以促進(jìn)煙根和煙莖的生長(zhǎng)，使煙株株高、葉片數(shù)、莖圍等均有所增加，后期能促進(jìn)煙葉生長(zhǎng)，從而增加了烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)。

土壤微生物是提高土壤肥力的不可或缺的活性有機(jī)體，在轉(zhuǎn)化土壤有機(jī)質(zhì)方面起到了極為重要的作用。土壤微生物數(shù)量的增多可促進(jìn)土壤有機(jī)物質(zhì)的分解和對(duì)養(yǎng)分的固定，對(duì)于提高土壤養(yǎng)分的利用率和有效性起到了明顯的作用[12]。生物有機(jī)肥本身富含多種微生物，使用后可以增加土壤微生物的種群和數(shù)量[13-16]。本研究結(jié)果表明，煙田施用生物羊糞能夠明顯增加煙株根圍土壤微生物的群體數(shù)量，尤其是細(xì)菌、放線菌的菌落數(shù)量。

土壤酶是土壤中活躍的有機(jī)成分之一，在土壤養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程中起著重要作用[17]，土壤生態(tài)系統(tǒng)改良通常都伴隨著土壤酶活性的提高[18]。蔗糖酶是評(píng)價(jià)土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化強(qiáng)度的酶[19]脲酶活性表征土壤氮素情況[20]，磷酸酶活性代表土壤中磷素的轉(zhuǎn)化活性與強(qiáng)度，過(guò)氧化氫酶活性代表土壤微生物學(xué)過(guò)程的強(qiáng)度，可以表征土壤總的生物學(xué)活性和肥力狀況[21]。研究結(jié)果表明，施入生物羊糞有機(jī)肥后，在采收期煙草根圍土壤中蔗糖酶和旺長(zhǎng)期的脲酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶的活性均有提高，這與宋以玲[7]和孫家駿[22]等的研究結(jié)果相一致。而使用生物羊糞后對(duì)烤煙產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，有待于進(jìn)一步研究。