杜倩，郭凌珂，李冰*，王昌全，周进华，蔡艳，徐传涛，杜宣延，苟小梅

(1.四川中烟工业有限责任公司，四川 成都 610066； 2.四川农业大学 资源学院，四川 成都 611130； 3.四川省烟草公司 泸州市公司，四川 泸州 646000)

烤烟是我国重要的经济作物，土壤微生物作为烟田土壤生态系统的重要组成部分，对土壤中养分元素的循环和土壤矿物的分解具有重要作用[1]。研究表明，土壤微生物能够帮助植物适应养分胁迫，改善其对土壤养分的吸收利用，在土壤碳、氮、磷等循环过程中发挥着重要的间接作用[2]。不同土壤类型的理化性质、物理结构和养分平衡状况均存在差异，会导致土壤微生物群落组成和生理功能有所不同，进而影响烤烟的种植效果[3-4]。不同基因型烤烟或者同一烤烟不同生长时期，其根际土壤的微生物数量和种类都存在很大差异[5]。赵辉等[6]研究表明，不同植烟土壤的优势微生物种群不同，黄棕壤上细菌和解磷菌占优势，而黄红壤上则以解钾菌和氨化细菌数量最多；陈若星等[7]研究发现，紫色土和红壤种植烤烟的效果优于水稻土，烤烟生长规律、根区理化特性因土壤类型不同而存在较大差异；刘晓旭等[8]的研究表明，在连作烟草中，烟草后期生长时根际土壤细菌和真菌数量显著增加。此外，大量研究发现，微生物数量与土壤养分密切相关，土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾对微生物群落结构均有不同程度的影响[3,9-10]。但总的来看，现有研究大多集中于植烟土壤施肥、耕作措施对土壤养分、微生物和烟叶品质的影响上[11-13]，关于不同土壤类型下不同烟草品种根际间微生物变化特征差异的研究较少。为此，特采用小区试验设计，选取泸州市古蔺县观文镇黄色石灰土和在此基础上发育而成的淹育水稻土为试验材料，研究不同烤烟品种(云烟97、NC71、K326)的根际微生物数量和比例变化，挖掘烤烟全生育期内根际微生物变化及其在不同土壤类型中的差异，以期为当地科学种植烤烟提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤：石灰(岩)土(黄色石灰土)，水稻土(发育于黄色石灰土的淹育水稻土)。土壤基本理化性质如下：石灰土，pH值6.7，有机质22.71 g·kg-1，碱解氮123.34 mg·kg-1，速效钾115.74 mg·kg-1，速效磷29.61 mg·kg-1，颗粒组成中砾石(>2 mm)19.5%、砂粒(0.02～2 mm)38.5%、粉粒(0.002～0.02 mm)34.0%，黏粒(<0.002 mm)8.0%；水稻土，pH值6.3，有机质30.33 g·kg-1，碱解氮104.12 mg·kg-1，速效钾163.81 mg·kg-1，速效磷25.11 mg·kg-1，颗粒组成中砂粒55.6%、粉粒35.6%、黏粒8.8%。

供试烤烟：云烟97(当地主栽品种)，NC71(推广品种，易烘烤，适宜性强)，K326(推广种植品种，产量高，适应性强)。

1.2 处理设计

试验区位于四川省泸州市古蔺县观文镇，选取同一地点2种土壤类型(石灰土、水稻土)为试验区，引入3个烤烟品种(云烟97、NC71、K326)，开展大区对比试验，各区面积80 m2，重复3次。各区施肥量和施肥方法均相同。移栽时将烟草专用复合肥(N 10%，P2O515%，K2O 25%)675 kg·hm-2、过磷酸钙(P2O515%)375 kg·hm-2混匀作基肥一次性施入，团棵期追施硝胺磷(N 30%，P2O56%)75 kg·hm-2、硝酸钾(N 13.5%，K2O 44.5%)75 kg·hm-2，旺长期追施氯化钾(K2O 60%)75 kg·hm-2、硫酸钾(K2O 50%)75 kg·hm-2。其他田间管理按当地常规进行。

1.3 测定项目

在烤烟移栽后于各生育期(团棵期、旺长期、现蕾期、圆顶期、成熟期)用抖根法采集根际土，多点随机取样，混合均匀，剔除石块与植物残根。一部分土样于4 ℃保存，采用稀释平板计数法分离根际土壤中的细菌(牛肉膏蛋白胨琼脂培养基)、真菌(马丁氏培养基)、放线菌(高氏l号培养基)[14]；另一部分根际土样风干过筛用于测定土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量[15]。

1.4 数据处理

采用Excel 2010进行数据整理，使用SPSS 20.0进行双因素方差分析，对有显著(P<0.05)差异的处理采用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 烤烟根际微生物变化特征

由表1可知，总体来看，水稻土根际细菌、真菌数量高于石灰土。在2类土壤中，烤烟根际细菌、放线菌和真菌的峰值主出现在现蕾期。在石灰土中，K326烤烟根际的放线菌数量随生育期推迟呈先升高后降低的趋势，云烟97、NC71烤烟根际的细菌、真菌数量也随生育期推迟呈先升高后降低的趋势，K326烤烟根际的细菌、放线菌数量在旺长期、现蕾期均显著高于云烟97、NC71，现蕾期时，K326烤烟根际的放线菌数量相较云烟97和NC71分别提高26.19%、26.99%。在水稻土中，NC71的根际细菌数量在旺长期、现蕾期、圆顶期、成熟期均显著高于云烟97、K326。同时NC71的根际放线菌数量在团棵期、成熟期分别是K326的1.52倍和1.64倍。此外，云烟97的根际真菌数量在旺长期显著高于NC71和K326。从微生物数量来看，石灰土中K326优势更突出，而在水稻土中NC71较具优势。

表1 不同烤烟品种根际微生物数量特征

由表2可以看出，总体上，石灰土上放线菌与真菌的比值(A/F)明显高于水稻土。石灰土中，K326根际细菌与真菌的比值(B/F)、A/F在旺长期显著高于云烟97、NC71，之后K326的B/F、A/F均随时间推移而降低，但成熟期时K326的B/F仍显著高于云烟97、NC71。在水稻土中，云烟97、NC71的B/F在烤烟生长初期均呈上升趋势，K326的B/F虽较高但却呈逐渐下降趋势，在圆顶期K326的A/F和B/F均显著高于其他品种，NC71的B/F在现蕾期显著高于K326；旺长期时3个烤烟品种的A/F差异显著，K326最高，NC71次之，云烟97最低，成熟期时NC71的A/F最高，且显著高于云烟97、K326。

表2 不同烤烟品种根际微生物比例特征

双因素方差分析结果显示，土壤类型对烤烟根际细菌、真菌数量、A/F有极显著(P<0.01)影响，烤烟品种对B/F有极显著影响，而土壤类型与烤烟品种的交互作用对烤烟根际微生物数量、A/F、B/F均无显著影响。

2.2 烤烟根际微生物与土壤养分的相关性

由表3可知，石灰土中，烤烟根际微生物数量均与土壤有机质呈极显著正相关关系，根际放线菌、真菌数量均与土壤碱解氮呈显著正相关，B/F与土壤碱解氮呈极显著负相关，A/F与土壤速效磷显著正相关，与土壤速效钾极显著正相关。水稻土中，烤烟根际微生物数量均与土壤速效磷呈极显著正相关，与土壤碱解氮呈显著正相关，根际放线菌、真菌数量与土壤有机质呈显著正相关，根际细菌数量与土壤速效钾呈显著负相关。

表3 微生物数量与土壤养分的相关性

3 讨论

烤烟根际微生物动态变化可以指示根系环境与土壤养分的耦合状况[16-17]。本研究显示，土壤类型对烤烟根际微生物群落有显著影响。石灰土中烤烟根际放线菌数量较水稻土高，且以K326根际放线菌数量最高，这可能与K326根际分泌物的种类有关。吴林坤等[18]研究表明，烤烟根系分泌物决定了根际微生物的种类、数量和分布特征，能对根际微生物群落结构进行有选择的塑造。桑正林等[19]通过探究不同抗性烤烟品种根系分泌物的差异发现，K326根系主要分泌木糖、半乳糖等多糖，根际真菌数量较少。张鸿雁[20]、Zhang等[21]研究表明，B/F、A/F可用于评估土壤微生物群落对碳、氮动态和环境变化的响应，表征土壤环境的健康程度。本试验条件下，石灰土中K326的B/F值、A/F值在全生育期内始终维持在较高水平，故此认为石灰土上烤烟K326的根际微生物群落环境最优。

水稻土中烤烟根际细菌、真菌数量高于石灰土，这可能与该区水稻土调整成烟区之前，水稻残茬长期还田有关[18]。水稻残茬、秸秆等能提供丰富的碳源，可供应真菌所需的基质纤维素，同时能显著增加土壤微生物中细菌、真菌的比例[19]。李鹏等[22]研究表明，水稻秸秆还田显著增加了土壤真菌群体数量和多样性指数，而植物病原菌多为真菌，因此，在淹育水稻土中种植烤烟对品种的抗逆性要求更高。K326在淹育水稻土中根际微生物的敏感性下降，而云烟97与NC71则显著提升，尤其是云烟97、NC71的放线菌数量，在团棵期、旺长期较石灰土明显增多，这是烤烟自身抗逆性的体现。研究表明，从现蕾期至成熟期，烤烟生长进入衰败阶段，根系分泌作用减弱，有害代谢物质开始累积，根系环境变差，烤烟根际放线菌数量迅速下降，烤烟易感病[23-24]。本试验中，NC71在烤烟生长后期仍保持高水平的根际细菌、放线菌数量，且成熟期时B/F、A/F显著高于云烟97、K326。由此判断，在水稻土中烤烟NC71的优势更明显。

烤烟根际微生物数量与根际土壤养分关系因土壤类型不同而存在差异，这可能与限制微生物生长的土壤因子有关。石灰土砾石多、孔隙度大、通气好，有助于提高根际微生物对养分的利用转化效率[25]。石灰土中的碱解氮和速效磷含量均高于水稻土，但微生物利用速效养分均需要以有机质中的碳素为能源，然而石灰土中有机质含量低，抑制了微生物对速效养分的竞争利用，因而与根际微生物数量表现出极显著正相关。水稻土长期积水、少翻耕，土壤空气交流少，氮素生物转化效率较低，且还存在一定的磷流失风险[26]，低转化效率的氮、磷可能限制根际微生物生长。因此，在本试验条件下，在石灰土上种植烤烟应注意增施有机肥，提高微生物对养分的利用转化效率；而在水稻上土种植烤烟应以提高氮、磷转化利用效率为主，适当翻耕晒田改善其通气性，促进烤烟根系生长。

4 小结

黄色石灰土中烤烟根际放线菌数量较多，在此基础上发育而成的淹育水稻土中烤烟根际细菌、真菌较多。黄色石灰土中K326根际细菌、放线菌数量较云烟97、NC71有明显优势，且其B/F值、A/F值在旺长期显著高于云烟97、NC71；淹育水稻土中NC71根际细菌数量高于云烟97、K326，放线菌数量在成熟期显著高于云烟97、K326，且其B/F值在现蕾期显著高于K326，A/F值在成熟期显著高于云烟97、NC71。因此，黄色石灰土和淹育水稻土两个植烟土壤中，分别具有优势的烤烟品种为K326、NC71。

黄色石灰土中烤烟根际微生物数量与土壤有机质密切相关，而在其基础上发育而成的淹育水稻土中烤烟根际微生物数量与土壤碱解氮、速效磷显著正相关。因此，在黄色石灰土上种植烤烟应注意增施有机肥，在淹育水稻土上种植烤烟可适当翻耕晒田，提高氮、磷的生物利用效率。