祖韦军 潘文杰 张金召 李雨 林叶春 郎胜勇

摘要：【目的】探究耕作深度和翻壓绿肥对植烟土壤微生物功能多样性及酶活性的影响，为烟区培肥改土及保障优质生态烟叶生产提供理论依据。【方法】以旋耕深度（浅耕和深耕）和翻压绿肥（油菜、光叶紫花苕和黑麦草）后的0～20 cm耕层土壤为研究对象，以无绿肥土壤为对照，采用Biolog-Eco技术及化学法研究不同时期土壤微生物功能多样性及与土壤氮素循环相关的主要酶活性，分析微生物功能多样性与酶活性的相关性。【结果】不同耕作深度翻压绿肥后植烟土壤微生物利用碳源的平均颜色变化率（AWCD）随绿肥翻压时间的延长整体上呈降低→升高→降低的变化趋势，且整体上表现为光叶紫花苕>黑麦草>油菜>无绿肥对照，绿肥翻压后30～60 d为土壤微生物利用碳源基质的频繁时期。光叶紫花苕深耕处理对糖类、羧酸类和多聚物类碳源基质利用效率较高，AWCD均值分别为0.67、0.69和0.77，多样性较高且种群相对丰富;无绿肥对照对所有碳源基质利用效率都较低，AWCD均值为0.46，多样性和种群丰富度较低。胺类、多聚物类和氨基酸类碳源是不同耕作深度下翻压绿肥的植烟土壤间差异的敏感碳源。耕作深度和翻压绿肥提高了土壤中与氮素循环相关主要酶的活性，翻压光叶紫花苕处理不同时期土壤谷胺酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶活性均处于最高水平，且土壤酶活性与微生物多样性间存在较好的相关性。【结论】耕作深度和翻压绿肥能有效提高贵州黄壤烟区植烟土壤的微生物多样性及与氮素循环相关主要酶的活性，以深耕优于浅耕，光叶紫花苕深耕处理在提高土壤微生物功能多样性及酶活性方面表现较佳，可作为一种有效耕作与栽培模式在贵州烟区推广利用。

关键词： 绿肥;耕作深度;Biolog;多样性指数;平均颜色变化率（AWCD）;土壤酶活性

中图分类号： S142;S572.061                   文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2020）10-2383-11

Effects of different tillage depths and green manures ploughing on the microbial functional diversity and enzyme activities of tobacco soil

ZU Wei-jun1， PAN Wen-jie1，2， ZHANG Jin-zhao3， LI Yu3， LIN Ye-chun4*，

LANG Sheng-yong5

（1College of Agriculture， Guizhou University， Guiyang  550025， China; 2Guizhou Branch of China National Tobacco Corporation， Guiyang  550003， China; 3Jiangsu China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Nanjing  210019， China; 4Guizhou Academy of Tobacco Science/Upland Flue-cured Tobacco Quality & Ecology Key Laboratory of China Tobacco，

Guiyang  550081， China; 5Guizhou Tobacco Company/Qianxinan Branch， Xingyi， Guizhou  562400， China）

Abstract：【Objective】In this paper， the influences of tillage depths and green manures ploughing on soil enzyme and microbial functional diversity of the tobacco-planted soil was studied，providing a theoretical basis for improving soil fertility and ensuring high-quality ecological tobacco production in Guizhou tobacco areas. 【Method】The tobacco-planted 0-20 cm soil of ploughing three green manure varieties（rape， Vicia villosa and Lolium perenne）by two tillage depths（shallow tillage and deep tillage） was used as the research objects，and the non-green manure soil was used as the control.Biolog technology and chemical methods were used to study the functional diversity of soil microorganisms and the main enzyme activities related to soil nitrogen cycling in different periods， analyzed the correlation between microbial functional diversity and enzyme activities. 【Result】The trend of average well color development（AWCD） of tobacco-planted soil microbe using carbon green manures ploughed by different tillage depths was decreasing→increasing→decreasing， and V. villosa>L. perenne>rape>CK. The 30-60 d was the frequent period for soil microorganisms to use the carbon sources. V. villosa+deep ploughing had high utilization efficiency of saccharides，carboxylic acidand polymer carbon sources，the average values of AWCD were 0.67， 0.69 and 0.77， and the population was rich and diversities were high. The non-green manure control had low utilization efficiency on all carbon sources and population richness and diversities were low， the average value of AWCD was 0.46. The three carbon sources of amines，polymersand amino acids were sensitive carbon sources for the differences in the tobacco planting soil with green manure by different tillage depths. Green manure by different tillage depths increased the main nitrogen cycle related enzyme activities in the soil. The activities of glutamine synthetase， glutamate synthase and glutamate dehydrogenase in the soil were at the highest levels in different periods after V. villosawere ploughed， and there was a better correlation between soil enzyme activity and microbial diversity. 【Conclusion】Tillage depths and green manure ploughing can increasediversity of soil microbial communities， and enzyme activities related to carbon cycling， and the deep tillage mode is better than shallow tillage. The V. villosa+deep ploughinghas fine performance in improving soil  microbe diversity and enzyme activities， which could provide a cultivation and tillage mode for improving soil quality in Guizhou flue-cured tobacco growing regions.

Key words： green manures; tillage depths; Biolog; diversity index; average well color development（AWCD）; soil enzyme activity

Foundation item： Major Science and Technology Project of Guizhou（QKHZDZXZ〔2014〕6015-3）;Key Science and Technology Project of China National Tobacco Corporation（110201802006）; Science and Technology Project of Guizhou Branch of China National Tobacco Corporation（201706）;Science and Technology Project of Jiangsu China Tobacco Industry Co.， Ltd.（Y040201815）

0 引言

【研究意義】土壤微生物是土壤生态系统中营养物质流动、转化与循环最活跃的组成部分，是表征土壤质量的重要指标（Kowalchuk et al.，2007），也是根际土壤中的主要分解者和调控者（樊晓刚等，2010），其对碳源的代谢特征能反映土壤中参与调控能量和养分循环的微生物数量及其代谢情况的变化（王宁等，2015;曹永昌等，2016）。土壤微生物的分解活动也是土壤酶的主要来源之一，土壤酶及微生物功能多样性对土壤生态系统的稳定性与营养物质的转化及代谢均具有重要作用。贵州烟区由于长期连作，导致土质贫瘠，耕层浅薄，土壤微生物多样性降低，从而影响烤烟产质量（贾志红等，2010）。因此，研究耕作深度与翻压绿肥对植烟土壤微生物功能多样性与酶活性的影响，对烟区土壤培肥改土及提高烤烟产量和质量具有积极意义。【前人研究进展】绿肥作为一种重要的轮作接茬作物，翻压后可提升土壤肥力及微生物活性（王先伟等，2001）。植物、根际土壤微生物及土壤酶活性三者间密切相关（周桔和雷霆，2007），不同施肥与耕作制度和土地利用方式可显著影响土壤微生物群落功能多样性（岳冰冰等，2013;Tosi et al.，2016;李佳等，2019;张明宇等，2020），土壤微生物功能多样性及酶活性已广泛应用于指示土壤质量变化和探究土壤特征的指标（Mganga et al.，2016）。李正等（2011）通过田间试验，研究翻压绿肥对植烟土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性的影响，结果表明，翻压绿肥可有效提高土壤酶活性，同时认为土壤微生物量的峰值与土壤中微生物活性、绿肥腐解规律和土壤矿质营养供应等密切相关。蔡进军等（2016）研究表明，土壤微生物功能多样性随耕作深度增加呈递减趋势。刘勇军等（2018）研究发现，秸秆还田和油菜绿肥翻压处理显著提升了烟草根际脲酶活性，也提高了烟草生育后期根际微生物群落的代谢活性和功能多样性指数，其中对糖类碳源影响最大。张璐等（2019）通过盆栽试验研究认为，有机物料的施用提高了土壤酶活性及微生物碳源利用能力和群落功能多样性，其中，以添加玉米秸秆处理的土壤脲酶和蔗糖酶活性提高幅度最大，并有利于以碳水化合物类、氨基酸类、酚酸类和胺类物质为碳源微生物的生长。Muhammad等（2020）通过田间试验，研究了掺入大麦和光叶紫花苕残留物的绿肥对土壤微生物种类、生物量、酶活性、土壤养分利用率及作物产量的影响，结果表明，与无机肥料相比，在大麦处理中观察到参与碳循环的水解酶活性较高，而在光叶紫花苕处理中参与氮和磷循环的土壤酶活性较高，同时2种绿肥处理土壤真菌和细菌的数量及种类均增加。Rincon-Florez等（2020）研究表明，不同耕作深度影响土壤微生物群落结构和多样性，深耕较常规耕作更有利于土壤微生物群落的改善。【本研究切入点】目前，关于绿肥的试验研究通常仅在部分地区开展，且耕作深度也较单一，筛选出的绿肥品种及种植模式由于土壤、气候等的差异只适合特定地区投入使用，推广范围较窄。贵州黄壤烟区由于长期连作导致土壤退化，而针对该烟区背景条件下耕作深度及翻压绿肥对土壤微生物功能多样性和酶活性影响的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以旋耕深度（浅耕和深耕）和翻压绿肥（油菜、光叶紫花苕和黑麦草）后的0～20 cm耕层土壤为研究对象，以无绿肥土壤为对照，采用Biolog-Eco技术及化学法研究不同时期土壤微生物功能多样性、土壤氮素循环相关酶活性及两者的相关性，分析并比较不同耕作深度结合不同绿肥品种的差异，以期筛选出适合贵州黄壤烟区的最佳绿肥品种及耕作模式，为烟区的培肥改土及保障优质生态烟叶生产提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 研究区概况

2018—2019年在贵州省烟草科学研究院福泉试验基地进行田间试验。试验基地位于贵州省中部（东经107°14′，北纬27°02′），属亚热带季风气候，海拔1020 m、年均气温14 ℃、年均降水量1126.5 mm，土壤类型为黄壤。供试土壤pH 4.85、全氮含量1.90 g/kg、全磷含量1.02 g/kg、全钾含量15.33 g/kg、水解氮含量145.62 mg/kg、有效磷含量45.28 mg/kg、速效钾含量316.79 mg/kg、有机质含量32.85 g/kg。

1. 2 试验材料

供试绿肥品种为黑麦草（禾本科，撒播量30 kg/ha）、光叶紫花苕（豆科，撒播量45 kg/ha）和油菜（十字花科，撒播量15 kg/ha），种子均为市售。供试烤烟品种为云烟87，种子由贵州省烟草科学研究院良种繁育中心提供。

1. 3 试验方法

试验采取双因素多水平随机区组设计，具体方案见表1。

试验设8个大区，大区面积55.0 m×4.5 m，大区间留1.5 m宽过道，四周设保护行。绿肥于2018年11月1日撒播，2019年4月1日翻压，翻压量22500 kg/ha;烤烟于2019年5月1日移栽，纯N施肥量105 kg/ha，N∶P2O5∶K2O =1∶1∶2.5，移栽密度16500株/ha。

分别于翻压绿肥后第7、14、30、60和120 d，每处理选取代表性样点轻轻用取样铲刮去1～2 cm表层土后按S形法采集0～20 cm耕层土壤，并混合成一个土样。土样装入自封袋保存带回实验室后立即分拣出可见动植物残体及石块等，其中第60和120 d的土样分为2份：一份自然风干后过0.25 mm孔筛，用于土壤酶活性测定;另一份将各时期土样充分混匀后于4 ℃保存，用于土壤微生物功能多样性分析。

1. 4 测定项目及方法

采用Biolog-Eco技术进行土壤微生物功能多样性分析（彭艳等，2014）;采用苏州科铭生物技术有限公司酶活试剂盒（微量法）测定土壤酶活性。

1. 5 统计分析

平均颜色变化率（AWCD）、丰富度指数、Shannon-Wiener指数、McIntosh多样性指数、Simpson优势度指数和McIntosh均匀度指数计算参考张金屯（2004）的方法。利用SPSS 23.0对不同处理数据进行LSD差异显著性分析和主成分分析，采用Excel 2017制图。

2 结果与分析

2. 1 土壤微生物利用碳源的特征

2. 1. 1 AWCD 由图1可知，不同处理间AWCD变幅为0.06～0.81，随着绿肥翻压时间的延长，AWCD整体上表现为降低→升高→降低的变化趋势，翻压绿肥后第30和60 d为土壤微生物利用碳源的频繁时期，此时各处理间对碳源的利用能力最强，AWCD均值分别為0.71和0.72。与无绿肥对照（AWCD均值为0.48）相比，HQ、HS和GS处理各时期对碳源的利用能力均处于较高水平，AWCD均值分别为0.68、0.67和0.66，整体上表现为光叶紫花苕>黑麦草>油菜>无绿肥对照。

2. 1. 2 土壤微生物利用不同种类碳源的特征 由图2可知，不同处理对六大类碳源利用能力存在一定差异。与无绿肥对照相比，翻压绿肥后的AWCD均有所增大，表现为光叶紫花苕>黑麦草>油菜>无绿肥对照，无绿肥对照与翻压油菜处理不同时期内的AWCD变化幅度较大，后期对土壤微生物碳源利用能力较弱，而翻压光叶紫花苕与黑麦草各时期的AWCD均处于较高水平，土壤微生物对碳源利用能力较强。HQ处理对氨基酸类、羧酸类和酚酸类基质的利用效率较高;HS处理对糖类、羧酸类和胺类碳源基质利用效率较高;GS处理对糖类、羧酸类和多聚物类碳源基质的利用效率明显较高，AWCD均值分别为0.67、0.69和0.77，种群相对丰富;GQ处理对糖类和氨基酸类碳源基质利用效率略高;YQ和YS处理对糖类、氨基酸类和羧酸类的碳源基质利用效率较低;CKQ和CKS处理对所有碳源基质的利用效率均最低，AWCD均值为0.46，种群丰富度低。总体来看，不同处理对碳源的利用能力呈现出深耕略大于浅耕，以翻压光叶紫花苕和黑麦草处理效果较佳。

2. 2 土壤微生物多样性分析结果

由表2可知，在微生物丰富度指数方面，不同处理在翻压绿肥后第7 d时，各翻压绿肥处理均高于无绿肥对照;第14 d时，除YQ与无绿肥对照无显著差异外（P>0.05，下同），其他翻压绿肥处理均显著高于CKS（P<0.05，下同）;第30 d时，各处理间无显著差异;第60 d时，HS处理的丰富度指数较低，为30.00，其次是GS和CKQ处理，均为30.67，其余各处理间无显著差异，均为31.00;第120 d时，CKQ处理的丰富度指数最低，为13.00，其次是GQ处理，为17.67，其余各处理间无显著差异。在Shannon-Wiener指数方面，不同处理在翻压绿肥后第7和120 d时，翻压绿肥处理均高于无绿肥对照，且YQ、YS 和GS处理较高;第14 d时，GQ、GS和HS处理相对较高;第30和60 d时，CKQ处理高于其余处理。在McIntosh多样性指数方面，不同处理在翻压绿肥后第7 d时，除YS处理外，其他翻压绿肥处理均高于无绿肥对照;第14和120 d时，GS处理明显高于其他处理;第30和60 d时，分别是YS和GQ处理相对较高。在土壤微生物Simpson优势度指数方面，翻压绿肥后第7和14 d不同处理无显著差异，均为0.93;第30 d时HS处理较高，为0.94;第60和120 d时，分别以CKS和CKQ处理的优势度指数最高，对应为0.94和0.95。在McIntosh均匀度指数方面，翻压绿肥后第7 d时表现为翻压绿肥处理均高于无绿肥对照，且GS、HQ和HS处理较高;第14 d时，除CKQ和YQ处理较低外，其余处理无显著差异;第30和60 d时，各处理间的均匀度指数无显著差异;第120 d时，除CKQ和GQ处理较低外，其余处理间也无显著差异。

2. 3 土壤微生物利用的主要碳源基质分析结果

根据不同时期各处理土壤96 h不同碳源吸光值进行主成分分析。从31个碳源基质变量中提取2个主成分因子，从图3-A可知，绿肥翻压后第7 d，第一和第二主成分（PC1和PC2）的方差贡献率分别为68.25%和12.26%，累计可解释所有变量的80.51%，可认为前2个主成分能表征原来31个变量的特征，CKQ、CKS、YQ和HS位于第1象限，综合得分较高;YS、GS、HQ和GQ位于第2象限，综合得分次之。从图3-B可知，绿肥翻压后第14 d，PC1和PC2方差贡献率分别为70.32%和10.01%，累计可解释所有变量的80.33%，YQ、CKQ、YS和GQ位于第1象限，综合得分较高;HS、CKS、HQ和GS位于第2象限，综合得分次之。从图3-C可知，绿肥翻压后第30 d，PC1和PC2方差贡献率分别为79.05%和6.78%，累计可解释所有变量的85.83%，CKS、YS和HQ位于第1象限，综合得分较高;GS、CKQ、YQ、HS和GQ位于第2象限，综合得分次之。从图3-D可知，绿肥翻压后第60 d，PC1和PC2方差贡献率分别为73.36%和8.95%，累计可解释所有变量的82.31%，GS、GQ和YQ位于第1象限，综合得分较高;CKS、CKQ、HQ、HS和YS位于第2象限，综合得分次之。从图3-E可知，绿肥翻压后第120 d，PC1和PC2方差贡献率分别为69.50%和11.46%，累计可解释所有变量的80.96%，CKQ、CKS和HQ位于第1象限，综合得分较高;YS、HS、GQ、YQ和GS位于第2象限，综合得分次之。综上所述，不同耕作深度翻压绿肥的土壤样品在PC空间轴坐标的差异与聚集在该PC轴上碳源的利用能力相关联，明显影响植烟土壤的微生物群落组成，绿肥翻压后60 d为微生物利用碳源的频繁时期，此时以翻压豆科绿肥光叶紫花苕综合得分最高。

糖类、多聚物类、羧酸类、氨基酸类等六大碳源类型已被认为是土壤微生物代谢的敏感碳源（石贤辉，2012;范瑞英等，2013;吴则焰等，2013）。从表3中可看出，各类碳源不同时期内均有较高载荷。绿肥翻压后第7 d，酚酸类和胺类碳源在PC1上载荷高的多于PC2，糖类、氨基酸类和多聚物类碳源则相反，表明此时酚酸类和胺类碳源是不同处理间差异的敏感碳源;绿肥翻压后第14 d，胺类碳源在PC1上载荷高的多于PC2，糖类、羧酸类、多聚物类和酚酸类碳源则相反，表明此时胺类碳源是不同处理间差异的敏感碳源;绿肥翻压后第30 d，糖类和多聚物类碳源在PC1上载荷高的多于PC2，氨基酸类碳源则相反，表明此时糖类和多聚物类碳源是不同处理间差异的敏感碳源;绿肥翻压后第60 d，羧酸类碳源在PC1上载荷高的多于PC2，多聚物类碳源则相反，表明此时羧酸类碳源是不同处理间差异的敏感碳源;绿肥翻压后第120 d，氨基酸类、多聚物类和胺类碳源在PC1上载荷高的多于PC2，糖类和酚酸类碳源则相反，表明此时氨基酸类、多聚物类和胺类碳源是不同处理间差异的敏感碳源。综合来看，胺类、多聚物类和氨基酸类3种碳源是不同耕作深度下翻压绿肥植烟土壤间差异的敏感碳源。

2. 4 土壤酶活性分析结果

由表4可知，在翻压绿肥后第60和120 d，不同处理土壤酶活性有一定差异。谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合成酶和硝酸还原酶活性整体上表现为第60 d高于第120 d，其中谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶活性以翻压光叶紫花苕处理相对较高;硝酸还原酶活性在第60 d时表现为黑麦草>油菜>光叶紫花苕>无绿肥对照，第120 d时表现为光叶紫花苕>油菜>黑麦草>无绿肥对照;脲酶活性无绿肥对照表现为第120 d高于60 d，翻压绿肥处理均表现为第60 d高于第120 d，第60 d时表现为黑麦草>油菜>光叶紫花苕>无绿肥对照，第120 d时表现为黑麦草>光叶紫花苕>油菜>无绿肥对照;其余3种酶活性总体上表现为第120 d略高于第60 d。不同酶活性总体上表现为翻压绿肥处理高于无绿肥对照。

2. 5 土壤酶活性与微生物功能多样性的相关性

将不同耕作深度下翻压绿肥后第60和120 d的植烟土壤酶活性与微生物多样性进行相关分析。由表5可知，绿肥翻压后第60 d，各土壤酶活性间均呈现正相关，除谷氨酰胺合成酶与谷氨酸脱氢酶，蔗糖酶与谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合成酶、硝酸还原酶、酸性磷酸酶的相关性未达显著水平外，其余各酶活性间均呈显著或极显著（P<0.01，下同）相关;土壤酶活性与微生物功能多样性间除谷氨酸脱氢酶与Simpson优势度指数呈显著负相关外，其余酶活性与微生物功能多样性指标间的相关性均未达显著水平;AWCD、丰富度指数和McIntosh多样性指数三者间呈显著或極显著正相关，Shannon-Wiener指数与Simpson优势度指数呈极显著负相关。由表6可知，绿肥翻压后第120 d，除酸性磷酸酶与谷氨酸合成酶、硝酸还原酶、蔗糖酶呈负相关外，其余各酶活性间均呈正相关;谷氨酰胺合成酶与谷氨酸脱氢酶、脲酶、蔗糖酶、AWCD、丰富度指数、McIntosh多样性指数、McIntosh均匀度指数间均表现出显著正相关;谷氨酸脱氢酶与谷氨酸合成酶、硝酸还原酶和脲酶活性呈极显著正相关;谷氨酸合成酶与硝酸还原酶呈极显著正相关;硝酸还原酶与AWCD呈显著正相关;酸性磷酸酶与Shannon-Wiener指数呈显著正相关，与Simpson优势度指数呈极显著负相关;脲酶活性除与Simpson优势度指数的正相关不显著外，与其余各指标间均呈显著或极显著正相关;AWCD与丰富度指数、McIntosh多样性指数、McIntosh均匀度指数呈极显著正相关;丰富度指数、Shannon-Wiener指数与McIntosh多样性指数、McIntosh均匀度指数呈极显著正相关;McIntosh多样性指数与McIntosh均匀度指数呈极显著正相关。由此可见，土壤酶活性与微生物多样性间存在一定的相互作用和影响。

3 讨论

3. 1 不同耕作深度翻压绿肥对土壤微生物功能多样性的影响

不同耕作及栽培措施对土壤微生物利用碳源基质的能力影响显著（曹慧芳等，2018）。本研究结果表明，随绿肥翻压时间的延长，不同处理的AWCD总体上呈降低→升高→降低的变化趋势，且以翻压光叶紫花苕和黑麦草的效果较好，翻压绿肥后第30～60 d为土壤微生物利用碳源基质的频繁时期，说明此时绿肥腐解较完全，释放养分较多，微生物活动频繁，在此期间内，微生物主要对胺类、多聚物类和氨基酸类碳源基质的利用较明显，土壤微生物对碳源的偏好利用可能与不同烟株根系与微生物之间的协同作用有关。此外，微生物McIntosh多样性指数、丰富度指数、Simpson优势度指数和McIntosh均匀度在不同时期均存在一定差异，Simpson优势度指数与McIntosh均匀度指数呈负相关，光叶紫花苕深耕对糖类、羧酸类、多聚物类碳源基质利用效率较高，种群相对丰富，无绿肥对照对所有碳源基质的利用效率均较低，种群丰富度低，与向凯旋等（2019）的研究结果一致，可能是因为耕作深度与不同绿肥品种间的供肥特性、土壤水分特征等差异影响了土壤微生物生物量的变化，改变了土壤微生物的多样性及酶活性（罗希茜等，2009;张璐等，2019）。

通过主成分分析发现，与无绿肥对照相比，翻压光叶紫花苕与黑麦草绿肥相对来说均表现出较好的效果。不同土地利用方式利用碳源多少不同，在特征碳源选择方面可根据不同测试要求进行选择（蔡进军等，2016）。翻压绿肥能提高土壤微生物群落碳代谢强度、丰富度及多样性，耕作深度与绿肥品种的不同明显影响了植烟土壤微生物群落特征。本研究在进行主成分分析时，提取的2个主成分因子中，PC1的方差累计贡献率均大于PC2，然而不同处理间在PC2上的分布差异大于PC1，可能与绿肥翻压后植烟土壤中微生物丰富度较好，养分含量较高，导致微生物对各碳源的利用效率皆处于较高水平而未表现出明显差异有关。在PC2上，载荷<0.18或> -0.18的碳源明显多于PC1，植烟土壤微生物对各大类碳源的偏好利用效率也不同，从而导致各处理间在PC2轴上的分布差异较明显。分析结果表明，绿肥翻压后不同时期各处理均处于PC1正端，且无绿肥对照与各翻压绿肥处理差异明显，尤以深耕模式下翻压光叶紫花苕处理与其余各处理间的差异最明显。此外，本研究发现绿肥翻压后第30～60 d是土壤微生物利用碳源的敏感时期，该时期内各处理土壤对碳源利用效率均较高，翻压后第60 d，光叶紫花苕浅耕处理AWCD明显高于其他处理，其原因可能与豆科绿肥腐解较完全和根瘤具有固氮作用，导致土壤养分含量较高和微生物群落结构发生变化有关。

3. 2 不同耕作深度翻压绿肥对土壤酶活性的影响

土壤酶主要来源于植物和微生物的分泌与释放活动，土壤酶活性是微生物活性和土壤质量的重要指标（史冬燕和王宜磊，2013）。本研究结果表明，土壤脲酶于翻压绿肥后第60 d时总体上表现为黑麦草>油菜>光叶紫花苕>无绿肥对照，第120 d时黑麦草>光叶紫花苕>油菜>无绿肥对照，但脲酶活性与土壤中氮的供给与利用情况相关（谢莉，2010;陈浩等，2019），烟叶成熟期脲酶代谢旺盛，持续为烟叶提供氮素营养，容易造成烟叶贪青晚熟，不利于烟叶成熟落黄（李姣，2013）。硝酸还原酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性与无绿肥对照相比均有所提高，磷酸酶对土壤酸碱度的适应性较强，在pH 4～9的范围内均能测得酸性、中性、碱性3种磷酸酶的活性，本研究中供试土壤pH为4.60～5.09，土壤偏酸性，酸性磷酸酶在土壤中占据主要地位，说明翻压绿肥后能有效催化有机磷化合物水解，供给烤烟可直接吸收利用的有效磷，降低氮素的损失和提高微生物活性，从而达到提高肥效、增强土壤肥力、改良土壤和改善烤烟营养环境的目的。谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶是土壤中参与氨同化、调控与氮素转化的关键酶，翻压光叶紫花苕处理不同时期的谷氨酸类酶的活性均处于最高水平，且表现出深耕>浅耕的趋势，说明光叶紫花苕深耕后能显著提升土壤的氨同化作用及有机氮化合物的形成。不同耕作方式翻压绿肥对土壤酶活性影响明显，可能与翻压绿肥后土壤养分含量高，尤其是豆科绿肥根瘤具有固氮作用有关。

3. 3 不同耕作深度翻压绿肥对土壤酶活性与微生物功能多样性间相关性的影响

本研究表明，绿肥翻压后第60和120 d时土壤酶活性与微生物功能多样性间均存在一定相关性，各酶活性间正相关性较显著，表现为第60 d>第120 d，微生物功能多样性表现为第120 d>第60 d;说明绿肥翻压前期对土壤酶活性影响较大，后期则对土壤微生物影响较大，可能是翻压前期由于绿肥的逐渐腐解，土壤酶活性受到影响，而当绿肥腐解完全后，其腐解的一些产物为微生物提供了良好的生长环境，从而使微生物的活动更加频繁，微生物的功能多样性也呈现明显差异。总之，耕作深度与绿肥翻压对土壤酶和微生物活动影响较显著，但其相关性还需进一步探究。

4 结论

耕作深度和翻压绿肥能有效提高贵州黄壤烟区植烟土壤的微生物多样性及与氮素循环相关的主要酶活性，土壤微生物碳源利用能力表现为深耕>浅耕，光叶紫花苕>黑麦草>油菜>无绿肥对照。胺类、多聚物类、氨基酸类碳源是微生物利用率最高的碳源，也是不同耕作深度下翻压绿肥植烟土壤间差异的敏感碳源。翻压后30～60 d为微生物利用碳源的频繁时期，其中光叶紫花苕深耕处理提高土壤微生物功能多样性及酶活性方面表现较佳，可作为一种有效耕作与栽培模式在贵州烟区推广利用。

参考文献：

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（責任编辑 王 晖）