何光道，赵成国，卢 鑫，张传树，汪炳华，李大肥

生物有机肥对植烟土壤的影响研究进展

何光道1 2，赵成国2，卢 鑫2，张传树2，汪炳华2，李大肥2

（1.湖南农业大学烟草研究院，湖南 长沙 410128；2.云南省烟草公司文山州公司，云南 文山 663000）

有机肥对于植烟土壤改良具有重要意义。目前，有机肥类型较多，理化性质差异也不尽相同，施入到土壤中的效果不一。综述了动物源有机肥和植物源有机肥的主要性质差异，阐述了其对土壤理化性质及微生物活性的影响，旨在为植烟土壤改良提供参考。

生物有机肥；植烟土壤；理化性质；微生物；酶活；综述

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.07.033

土壤是烟草生长的重要媒介，其环境质量与烟叶产量及品质紧密相关［1］。长期以来，传统的烟草种植模式因化肥、农药使用过多，导致植烟土壤板结，土壤性质恶化，烟草生长及烟叶品质严重下降［2］。提高植烟土壤环境质量，在促进烟草生长的同时改善烟叶品质，对于烟草产业可持续发展具有重要意义。

有机肥具有独特的理化及生物学特性［3］，其使用是提高土壤环境质量的一项重要措施。目前，市场上的有机肥类型很多，尽管都含有有机质，但其成分差异较大，微生物的利用程度不同，养分释放速率也不一致［4］，因此施入土壤中的效果也存在差异。另外，不同地区土壤环境差异较大，因此不同地区有机肥的适宜施用类型及用量也有所不同。基于此，笔者综述了目前有机肥的类型及性质差异，阐述了不同类型有机肥施用对土壤理化性质、酶活及微生物群落组成的影响，为区域性植烟土壤有机肥的施用提供参考依据。

1 有机肥分类及主要性质差异

有机肥类型较多，从来源上讲，可以分为动物来源有机肥和植物来源有机肥。总体上来讲，动物来源有机肥肥力小于植物来源有机肥。不同种类动物来源有机肥养分状况不同，猪粪和鸡粪中，N、P含量高，有机质含量低；而在牛粪中，N、P及有机质含量均不丰富。而且动物有机肥中往往含有致病菌，通常需要通过堆肥处理才能够施入土壤。但堆肥过程中，伴随着有机物料快速降解，导致堆肥产品所含有的作物生长所需的营养元素含量较低。若要达到与施用化肥同样的效果，其施用量要高出化肥的很多倍［5］。在堆肥发酵起始时添加无机营养元素，可以提高堆肥产品的养分含量水平。研究表明，通过添加无机养分，堆肥中的主要养分（全N、全P及全K）含量增加明显，其中以有机态N、P、K含量的增加幅度较大。研究表明，无机态养分的有机化对于提高堆肥质量、减少化肥用量和环境污染是切实可行的［6］。

植物来源有机肥通常为植物秸秆及其他部分的混合物，其特征与来源关系密切。研究指出，豆饼类有机肥，N、P及有机养分含量均较高；而在黑麦草、甘薯藤中，N含量中等，有机质含量高；小麦和玉米秸秆的N、P及有机质含量均不丰富［7］。因此，在烟草生产实践中，应根据土壤实际情况合理施用各类有机肥。

2 有机肥对植烟土壤基本理化性质的影响

生物有机肥中含有丰富的有机质及大量微生物活体，直接影响着土壤的保水性、保肥性、缓冲性和通气状况等［8］。微生物分解有机质后形成腐殖质，能够促进土壤团粒结构形成，协调土壤水、肥、气、热之间的矛盾，使土壤容重变小、总孔隙度增大，易于保持水分；同时还能促进作物吸收营养元素，增加养分的有效性［9］，既改善了土壤理化性状，又提高了植烟土壤的整体肥力。

不同有机肥对土壤理化性质的影响有所差别。油菜秸秆可显著提高土壤的速效磷和碱解氮含量；紫云英能促进烟叶吸收N、K；菜枯饼肥能显著提高土壤碱解氮含量［10］。C/N比也会对有机肥的施用效果有所影响。研究表明，以花生壳为原料生产的有机肥，C/ N比高，肥效最好；鸡粪、牛粪的C/N比稍低、肥效次之；但这些有机肥对烟草的生长促进作用均好于C/ N比低的饼肥［11］。研究还表明，经腐熟处理的有机肥其供肥及保肥能力有所增强，在改良酸性土壤、提高土壤缓冲能力等方面具有较好的效果；秸秆还田在提高土壤钾含量、平衡碱解氮含量等方面有重要作用；而猪粪在提高土壤磷含量及其有效性方面效果较好［12］。

受上游养殖行业的影响，畜禽类有机肥中重金属含量普遍过高，如何去除此类有机肥中的重金属已成为社会普遍关注的问题。研究表明，蚕沙中的重金属远低于猪粪、鸡粪等其他畜禽粪便，在减轻农田土壤重金属污染，提高农产品品质方面明显优于其他畜禽有机肥［13］。有机肥的形状对其降解也有影响，粒状鸡粪比粉状鸡粪更易促进烤烟经济效益和烟叶品质的提高，这可能因为与粉状鸡粪相比，粒状鸡粪施入后土壤微观环境更易于微生物生存，养分释放充足而均匀［14］。

在植物性来源的有机肥中，各种有机肥的降解速率从高到低依次为油籽饼＞苕子＞小麦、油菜秸秆＞玉米秸秆。在秸秆腐解过程中，秸秆中（油菜、苕子、小麦和玉米）的活性有机碳（SOC）及全氮（TN）含量有所增加，活性有机 C/N比下降；而在油籽腐解过程中则表现出相反趋势［15］。不同有机物料在土壤中的降解速率及程度也不同，这与各类秸秆中的化学组成结构直接相关。研究发现，降解速率与全N含量呈极显著正相关，与C/N比呈极显著负相关，而与有机碳含量没有相关性。

然而，在提高土壤肥力方面，并不是所有的肥力指标都有所改善。比如厩肥，其C/N 比值相对较大，可以为土壤微生物提供多碳源，但到了后期，微生物繁殖所需要的N源不足，其矿化作用不会释放氮素，反而会消耗土壤中原有的氮素，使得土壤中植物可吸收利用的氮素减少，不利于烟草生长［16］。腐熟不完全的饼肥有机酸含量高，抑制种子发芽及幼苗生长。在实际生产中，可在移栽前提前施用饼肥，提高微生物活性，使养分供应满足烟株后期生长需求。有机酸能够提高无机养分的有效性，一方面有机酸与矿物中的金属反应或形成复合物，增加土壤矿物表面电荷和表面积比；另一方面，有机酸可以降低土壤pH值，提高土壤缓冲能力，减少土壤对磷的吸附，提高其养分有效性。

3 有机肥对土壤微生物及酶活性的影响

含有大量微生物活体的有机肥施入土壤后，使得土壤中微生物量碳（MBC）、土壤酶活显著增加；微生物能够合成多种生长素、酶和维生素等，从而改善根际营养，并刺激根系生长；同时，还可促进土壤难溶性矿物养分的释放。研究表明，化肥配施有机肥有利于土壤微生物的生长和繁殖，细菌、真菌、放线菌及土壤微生物群落总磷脂脂肪酸（PLFAs）含量均显著提高；其中，以有机肥处理PLFAs含量的提升效果最显著，各处理效果依次为：有机肥＞化肥配施有机肥＞不施肥＞化肥［17］。施用有机肥，植烟土壤微生物多样性、优势度指数及均匀度明显提高，细菌/真菌比值增加，说明肥料的施入，改善了土壤微生物生态环境，丰富了土壤微生物种群。

研究指出，微生物有机肥中的微生物类型包括植物根际促生细菌类、固氮菌类、解磷细菌类、解钾菌类、光合细菌类、菌根菌类等；此外，还有一种绿色木霉，该霉能够较好地促进烟草生长，提高烟叶产量及品质和肥料利用率，还可协调烟株生理代谢平衡等［18］。在生长过程中，绿肥可以通过根系分泌物、根系穿插及细胞脱落等方式提高微生物活性。蚯蚓粪肥除了含有腐植酸和多种中微量元素外，还含有丰富的有益微生物及微生物合成的氨基酸、维生素等成分，具有改良土壤环境、减轻病虫害等效果；有机酸能优化烤烟根际土壤微生态环境，提高土壤解磷微生物及其他微生物的活性，进而活化土壤中的磷元素，有利于土壤有机碳的周转［19］。化肥减量 20% 配施有机肥或生物有机肥处理均能显著提高烤烟根际微生物利用碳底物的能力，其中生物有机肥处理还显著提高了根际微生物利用酚类碳源的能力［20］。

土壤微生物群落结构与有机肥的施用种类密切相关。生物有机肥能够显著提高根际土壤细菌的丰富度和优势种的数量，降低根际土壤的真菌/细菌比［21］。氨基酸有机肥和饼肥施用可以明显增加烤烟根际土壤细菌和放线菌的数量，其中氨基酸有机肥比饼肥处理放线菌数量增加了52%，根际土壤有效N、P、K显著提高，同时增强了旺长期土壤养分的供应能力［22］。随着生物有机肥施用量增加，烤烟根际土壤细菌及放线菌数量、微生物碳源利用强度、Shannon指数和 Mc Intosh 指数均呈上升趋势。

生物有机肥可明显改善烤烟根际微生物的群落功能，相对于糖类和酚类，氨基酸类、羧酸类、聚合物类、胺类的代谢对生物有机肥的施入更敏感［23］。研究表明，甲壳素可以增加根际土壤中细菌和放线菌的数量。甲壳素含量在1.17～4.67 g/kg范围内，土壤微生物数量随甲壳素有机肥施用量的增加而增加，但与对照（无甲壳素）相比，甲壳素对根际土壤真菌的生长存在抑制作用［24］。

有机肥对土壤酶活促进效果明显。研究表明，化肥配施有机肥处理下，各级团聚体土壤的蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、脱氢酶等活性明显提高，其中脲酶、蔗糖酶活性与土壤SOC和4种形态氮呈显著正相关关系，蛋白酶和脱氢酶则呈现负相关关系（P＜0.05）［25］。绿肥翻压下土壤脲酶、过氧化氢酶活性有所提高，土壤微生物数量呈增加趋势。蚯蚓粪肥能够提高酸性磷酸酶活性，增强土壤供肥能力［26］。研究还表明，施用生物有机肥可明显增加根际土壤中细菌、放线菌和真菌的数量，提高脲酶、过氧化氢酶等的活性［27-28］。

4 展 望

有机肥能提高植烟土壤肥力，改善植烟土壤环境，但也存在一定的负面影响。目前，有机肥中含有较多抗生素及重金属，施入到土壤中会影响微生物群落结构和烟草品质。如何减少有机肥中抗生素及重金属污染，一方面要从源头上减少这两类物质的使用；另一方面可以通过农艺措施减少其含量或者有效性，缓解其对植烟土壤的负面效应。有机肥养分供给与烟草生长需肥规律不一致将影响其养分吸收及烟草品质的提高，有机肥无机肥配施可以有效解决这个问题，但其用量配比受有机肥种类、土壤类型及性质、气候因素和管理措施等的影响，未来应进一步加强这方面的研究。此外，有机肥来源广泛，由化学结构组成引起的降解性差异与提高土壤肥力效果关系密切，未来可深入研究有机肥化学组成与降解性、土壤肥力间的关系。

［1］ 杨云高，王树林，刘 国，等. 生物有机肥对烤烟产质量及土壤改良的影响［J］. 中国烟草科学，2012，33（4）：70-74.

［2］ 王 军，詹振寿，谢玉华，等. 有机肥料对植烟土壤速效养分含量的影响［J］. 中国烟草科学，2009，30（2）：31-35.

［3］ 刘国顺，彭华伟. 生物有机肥对植烟土壤肥力及烤烟干物质积累的影响［J］. 河南农业科学，2005，（1）：46-48.

［4］ 李 波，魏成熙，文庭池，等. 农业有机废弃物发酵后的有机肥对植烟土壤微生物数量及酶活性的影响［J］. 土壤通报，2012，43（4）：821-825.

［5］ 唐莉娜，张秋芳，陈顺辉. 不同有机肥与化肥配施对植烟土壤微生物群落PLFAs和烤烟品质的影响［J］. 中国烟草学报，2010，16（1）：36-40.

［6］ 郝莘政，李振国，王长虹，等. 堆肥化过程中无机态氮磷钾养分的有机态转化［J］. 黑龙江八一农垦大学学报，2014，26（6）：68-73.

［7］ 张艳艳，苑举民，石 屹，等. 烟草常用有机肥主要成分分析及质量评价研究［J］. 中国农学通报，2012，28（18）：154-159.

［8］ 施河丽，谭 军，王兴斌，等. 烟草秸秆生物有机肥对植烟土壤交换性盐基的影响［J］. 中国烟草科学，2015，36（4）：80-84.

［9］ 许自成，黎妍妍，肖汉乾，等. 湖南烟区土壤交换性钙、镁含量及对烤烟品质的影响［J］. 生态学报，2007，27（11）：4425-4433.

［10］ 寥超林，黄 渤，张鹏博，等. 不同有机肥对土地整理后烟田的培肥效果［J］. 土壤通报，2015，46（6）：1466-1471.

［11］ 杨柳青，杨 超，白百一，等. 不同碳氮比有机肥对烤烟生长和土壤肥力的影响［J］. 西南大学学报，2011，33（7）：87-92.

［12］ 李军营，邓小鹏，杨 坤，等. 施用有机肥对植烟土壤理化性质的影响［J］. 中国土壤与肥料，2012，（3）：12-16.

［13］ 罗 珍，张宇亭，申 鸿，等. 蚕沙发酵有机肥对烟草生长及其品质的影响［J］. 蚕业科学，2011，37（4）：775-779.

［14］ 潘 峰，王峰吉，高文霞，等. 鸡粪有机肥对烤烟产量、质量的影响［J］. 江西农业学报，2008，20（5）：6-8.

［15］ Lu Y，Zheng B，Duan Z Y，et al. Decomposition of different organic materials and variation of active orgnaic carbon and nitrogen contents in tobacco-planted soil［J］. Agricultural Science and Technology，2015，18 （1）：107-111.

［16］ 孙 燕，高焕梅，和林涛. 土壤有机质及有机肥对烟草品质的影响［J］. 安徽农业科学，2007，35（20）：6160-6161.

［17］ 罗世琼，杨雪鸥，林俊青. 施肥对烤烟土壤微生物群落结构多样性及蔗糖酶活性的影响［J］. 贵州农业科学，2013，41（7）：124-128.

［18］ 汤海雄，龚鹏博. 生物有机肥在烟草生产上的应用现状及发展趋势［J］. 广东农业科学，2010，（2）：86-88.

［19］ 何孝兵，扬 亮，丁 伟，等. 有机酸对烟草生长发育的影响［J］.植物医生，2014，27（6）：48-50.

［20］ 张云伟，徐 智，汤 利，等. 不同有机肥对烤烟根际土壤微生物的影响［J］. 应用生态学报，2013，24（9）：2551-2556.

［21］ 张书乐，刘 星，邱慧珍，等. 微生物有机肥对陇东烤烟的根际营养调控及其生物效应［J］. 甘肃农业大学学报，2015，50（3）：119-125.

［22］ 韩小斌，杨 超，许安定，等. 氨基酸有机肥对植烟土壤及烤烟生长的影响［J］. 西南大学学报，2014，36（8）：6-11.

［23］ 张云伟，徐 智，汤 利，等. 生物有机肥对烤烟黑胫病及根际微生物代谢功能多样性的影响［J］. 中国烟草学报，2014，20（5）：59-65.

［24］ 董俊霞，魏成熙，王晓峰，等. 甲壳素有机肥对烤烟根际土壤微生物数量的影响［J］. 贵州农业科学，2010，38（2）：109-111.

［25］ 罗世琼，杨宇虹，晋 艳，等. 长期培肥对烤烟-小麦轮作红壤各级团聚体氮及其酶活性的影响［J］. 水土保持学报，2012，26（4）：127-132.

［26］ 朱金峰，贾 健，王蒙蒙，等. 绿肥掩青对烤烟土壤及烟叶致香成分的影响［J］. 现代农业科技，2015，19：11-13.

［27］ 李 姣，刘国顺，高 琴，等. 根际土壤微生物及土壤酶活性的影响［J］. 河南农业大学学报，2013，47（2）：132-137.

［28］ 王飞祥，冯大兰，黄建国. 有机肥与化肥配施对云南旱烟地和田烟地土壤酶活性的影响［J］. 贵州农业科学，2011，39（6）：114-118.

（责任编辑：成 平）

Progress on Effect of Organic Fertilizer on Toboaaco-Planted Soil Quality

HE Guang-dao，ZHAO Cheng-guo，LU xin，ZHANG Chuan-shu，WANG Bing-hua，LI Da-fei
（1. Tobacco Research Institute， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC；2. Tobacco company in Wenshan state， Wenshan 663000， PRC）

Application of organic fertilizer is markedly important for tobacco-planted soil quality. As so far， there are many kinds of organic fertilizers， and the physio-chemical properties are different， leading to the distinguishing on soil properties. The organic fertilizer types and corresponding properties have been summarized， and their effects on soil changes and microorganism activities have been elaborated as well.

organic fertilizer； tobacco-planted soil； quality； microorganism； enzyme activity

S141

A

1006-060X（2016）07-0124-03

2016-04-08

云南省烟草专卖局（公司）科技项目 （2014YN33）

何光道（1981-），男，云南文山州人，助理农艺师，主要从事烤烟栽培技术研究。

李大肥