不同施肥措施对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响

      河南是我国典型的浓香型烟叶产区，由于过度依赖化肥和长年连作导致土壤结构破坏严重，酸化，碳氮比失调，作物品质下降，因此烟田土壤改良势在必行。增施有机物料是植烟土壤改良中的一种重要途径，有研究表明添加作物秸秆、生物炭、有机肥能显著增加土壤养分含量，改善土壤微生物特性，提高烟株生长质量。刘华山等在河南周口研究表明，无机肥配施饼肥显著增加土壤脲酶、过氧化氢酶活性，并提升烟叶质量。薄国栋等研究发现秸秆还田能提高植烟土壤蔗糖酶、脲酶活性，增加土壤细菌群落的丰度，并增加烟叶产量。张继旭等在湖北恩施研究发现，添加生物炭促进烟株根系发育，并明显提升土壤酶活性。 
       目前大量研究表明，无机肥配施有机物料能改善土壤理化性质，提高土壤生物活性，但关于连续添加不同有机物料对连作植烟土壤生物学特性的影响以及将土壤生物学性质与土壤养分结合分析的研究较少。本研究以豫中植烟土壤为对象，通过连续2年盆栽试验，明确不同施肥措施对土壤速效养分、生物学特性的影响，并分析两者之间的关系，为烟田土壤改良，实现土壤可持续利用提供参考。 

 讨    论 
      土壤速效养分是土壤肥力最直观的反映。本研究显示，2018 年随生育期推进，土壤碱解氮含量呈增加趋势，这可能是由于2017年有机物料中未分解的部分和 2018 年施入的有机物料养分释放造成。配施有机物料处理速效磷含量显著高于单施化肥处理，与郭丽等研究结果一致，一方面增施的有机物料本身含有磷素，另一方面有机物料可减少土壤对磷的固定，使土壤速效磷含量保持较高水平。季璇等研究表明，长期配施有机物料可持续提升土壤供钾能力，这与本试验研究结果相吻合。生物炭对土壤速效钾含量提升最明显，一方面其具有相对高比例的游离态钾，另一方面能够改善阳离子交换量而提高土壤速效钾含量。此外生物炭较强的吸附性还可以降低土壤钾离子的淋失损失。通过相关性分析得出，土壤中可培养细菌数量、MBC、速效钾含量三者间显著相关，这可能由于有机物料通过增加土壤有机碳促进解钾类细菌繁殖，进而提高土壤速效钾含量。 
      土壤微生物、植物的分泌物及其残体是土壤酶的主要来源，土壤酶活性能灵敏地反映不同管理措施对土壤肥力的影响。本研究表明，添加3种有机物料均不同程度提高了土壤酶活性，其中秸秆还田对蔗糖酶活性提升最明显。这可能是由于秸秆易分解，且在分解过程中能吸附水分，从而提高微生物数量，进而提高蔗糖酶活性。芝麻饼肥对脲酶活性提升最明显，这主要是由于饼肥富含蛋白质等有机物，并且矿化后能提升土壤碱解氮含量，从而提高脲酶活性。生物炭对土壤酶活性的影响没有明显规律。这可能是由于一方面生物炭含有的少量易被利用的养分能够促进酶活性提高；另一方面生物炭能通过吸附酶基质而抑制酶促反应的进行，从而降低酶活性。 
      土壤微生物生物量碳氮与土壤养分密切相关。两年试验结果均表明增施有机物料显著增加土壤微生物生物量碳、氮含量。有机物料不仅可为土壤微生物生长提供碳源、氮源和其他养分，而且能改变土壤水分、温度和透气性，改善微生物生存环境，从而促进微生物量碳氮的积累。研究表明秸秆对微生物量碳提升显著，生物炭对微生物量氮提升显著。这与秸秆更利于高含碳量的真菌、放线菌繁殖，生物炭更利于低含碳量的细菌繁殖的试验结果相吻合。 
       微生物数量变化与土壤物质转化过程密切相关，本试验结果表明可培养细菌数量远高于真菌、放线菌，这与细菌是农田生态系统的主导菌类的研究相一致。试验中，芝麻饼肥 C/N 低，具有易降解的特点，能较快提供富营养环境，使菌群快速增长。添加秸秆为微生物提供了碳水化合物、氨基酸和多聚物等必需物，对纤维素利用菌等菌群生长促进效果明显。生物炭由于极高的含碳量显著改变土壤碳氮比，而巨大的比表面积和疏松多孔的结构为微生物生存提供生长空间和附着位点，利于微生物栖息。相关性分析结果表明，过氧化氢酶与真菌数量极显著相关，这主要是由于参与氧化分解过程的过氧化氢酶大量存在于真菌中。 
 结    论 
       两年试验中，添加腐熟秸秆对 MBC、蔗糖酶、真菌和放线菌数量提升明显，添加芝麻饼肥对碱解氮、速效磷、蔗糖酶和脲酶活性提升明显，添加生物炭对土壤速效钾、MBN、脲酶、过氧化氢酶、细菌提升显著。在烟草生产中采用无机肥配施腐熟小麦秸秆、芝麻饼肥和生物质炭均能不同程度提高土壤生物学特性和土壤速效养分的含量，进而提升土壤综合质量。今后还需通过田间试验进一步研究不同施肥措施对土壤生物学特性和养分的长期影响。