不同配方基肥对植烟土壤微生物及烟叶品质的影响

中图分类号：S143 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2025）06-0036-09

引用格式：，等.不同配方基肥对植烟土壤微生物及烟叶品质的影响[J].湖南农业科学，2025（6）：36-44

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.006.007

Effects of Different Base Fertilizers on Microbial Community Structure of Tobacco-Planting Soil and Quality ofFlue-Cured Tobacco

GUO Ting¹，LI Si-jun¹，PEI Long²，GUO Wei³，LI Xiao-hui4， ZHANG Sheng5，FAN Shi-jun’，PENG Si-wen （1.ChenzhouBranchofHunanTobaccoCompany，Chenzhou430oo，RC;2.CangdeBranchofHunanTobaccoCompanyCngde 415009，PRC;3.HengyangBranchofHunanTobaccoCompanyHengyang41Ooo，RC;4.YongzhouBranchofHunanobacco Company，Yongzho4250o，C; 5.XiangxiBranchofHnanTbacoCopanyJshou467oo，RC;6.Hnandemyf Agricultural Sciences，Changsha，PRC）

Abstract：Thisstudyaimstoreveal theefectsofapplyingbasefertilizeronsoilmicrobialcommunitystructureandtobaoqualt. Thefield experiment wasconducted withthetobaco variety'Yunyan 87'.Ablock design wasadopted tocompare themicrobial communitystructureandmetabolitesin therhizospheresoiloftobaccoatthe maturitystagebetweenthefertilizationtreatments of currentlyusedbase fertilizerandnewbase fertilizer.Inadition，the mainchemicalcomponentsofcured tobaccoleavs were determined.Theresultsshowed tattheabundanceofbeneficialmicrorganisms wasincreasedbythenewbasefertilizertreatment. Particularly， the T2 treatment （N 9.21% P₂O₅ （204号 15.25% ， K₂O （204号 7.53% ）significantly increased the fungal diversity. This treatment increasedtheabundanceoffungalphylasuchasBasidiomycotaandChytridiomycotaandsignificantlyenhancedtheabundanceof bacterialgenerasuchasRodanobacterandphngobum.Furthemore，theTtreatmentisedthevelsofmetabolitessuchaspids organicacidsorganicoxygen-containgompounds，andpolyketides.Indion，tistreatmentdemonstratedthebestpfoance incoordinatigchemicalcomponentsandimprovngthequalityoftobacco.Insummary，theaplcationof tenewbasefertlerNo. 2wasmorecodcivetoeicroeoloicalregulatiooftetbacoplatingsoladteimprovemetoftobaccoqualityinesdea Key words：fertilization;base fertilizer; microbial communitystructure; bacterial community; tobacco quality

湖南是我国典型浓香型烟叶的重要产区。近年来，湖南烟区烟叶生产呈现土地利用高度集约化的特点，农户片面追求产量，长期过量施用化肥，导致植烟土壤质量和结构逐步下降[1-3]，养分均衡供应能力减弱，土壤微环境恶化，微生物种群和功能多样性衰减[4d。这些问题造成烟叶品质下降、内在化学成分欠协调，严重制约了浓香型烟叶优质生产的可持续发展[7-9]。因此，优化施肥策略，改善土壤微生物群落结构，改良植烟土壤微环境，对推动湖南烟区烟叶生产高质量发展具有重要意义。

烟草专用配方基肥以优质有机肥和无机肥为原料，添加氨基酸、腐殖酸和活性剂等，根据烤烟的营养特点和需肥规律，经特殊工艺加工而成。该肥料具有养分释放、改良土壤、增产稳质等特点[9-10]，已在我国烟区得到广泛应用。研究表明，烟草专用配方基肥能有效提高烟叶产量[11-13]和肥料利用率[14]、降低生产成本[15]，同时改善株高、茎围等农艺性状[16-17]，延长烟草生育期，对提升烟叶品质和经济效益具有积极作用[18-19]

然而，湖南烟区当前主要使用的仍是20世纪初研发的有机无机活性专用基肥。随着现代肥料工艺的不断进步，以及植烟土壤和产地环境的变化，现有专用基肥亟待升级换代。针对该问题，本研究通过优化有机物料配方、调整营养元素配比、增加与复配增益微生物等措施，研制新型烟草专用配方基肥，探究新型烟草专用配方基肥对烟草根际土壤微生物群落结构及烟叶化学品质的影响，旨在为调控植烟土壤微生态、改善烟叶品质提供科学支撑，并优化基肥施用技术。

1 材料与方法

1.1 试验材料和设计

试验于2022年3月至9月在湖南省市桂阳县和湘西土家族苗族自治州花垣县烟区开展，供试烤烟品种为云烟87，供试肥料由湖南金叶肥料有限责任公司生产。采用大田随机区组设计，共设置4个处理，分别为：CK，现用配方基肥；T1，升级配方基肥1号；T2，升级配方基肥2号；T3，升级配方基肥3号，各处理供试肥料的主要养分特征如表1所示。每个小区植烟111株，每株施肥量 45.0g ，小区面积 66.7m² ，株行距 45cm×125cm ，并设置保护行；每个处理重复3次，共设12个小区。移栽前在垄上穴施基肥，烟苗于2022年3月17日移栽，浇足定根水，其他田间管理措施按照当地常规标准执行。

1.2 测定项目及方法

1.2.1土壤样品采集烟苗移栽60d后，每小区选取长势均匀的烟株5株，将 0～40cm 耕层根系挖出，运用抖落法收集附在根系表面的根际土壤，均匀混合密封后，置于 -80^∘C 保存，以备后续提取烟草根际土壤DNA。

1.2.2土壤DNA提取与高通量测序土壤样品的DNA采用E.Z.N.A.soilDNAkit试剂盒提取。采用16SrRNA基因分析鉴定细菌物种，测序引物为338F（ 5^′ -ACTCCTACGGGAGGCAGCAG- -3^′ ）和806R（ GACTACHVGGGTWTCTAAT- -3^′ ），测序区域为V3-V4区[20];采用内部转录间隔（ITS）序列分析鉴定真菌物种，引物为ITS1F（ 5^′. -CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA -3^′ ）/ITS2R（ 5^′. -GCTGCGTTCTTCATCGATGC- -3^′ ），测序区域为ITS1区[21]。PCR扩增、PCR产物纯化、目标片段回收等相关步骤参考Luo等[22]的报道。纯化的扩增产物按等分子量汇集，使用Illumina MiSeq sequencing测序平台进行配对端测序。1.2.3群落多样性分析使用Fastp0.19.6对原始测序数据进行质量控制，以 97% 的序列相似度将有效序列聚类到具有生物学意义的操作分类单元（OTUs）中。聚类后，利用QIIME软件将序列与Silva和Unite数据库比对，统计各样本在各分类学水平的群落物种组成，采用Mothur软件计算每组样品的物种丰富度（Chaol指数）和群落均匀度（Shannon指数），根据统计结果用OriginPro2016绘制门和属水平丰度图。1.2.4烟草根际土壤微生物代谢物组成分析采用液相色谱－质谱联用技术（LC-MS）方法检测烟草根际土壤的微生物代谢物组成，土壤样品经甲醇／水（体积比 8：2 ）提取代谢物，提取液经离心、过滤后，使用Agilent1290InfinityII液相色谱系统结合Q-ExactiveOrbitrap质谱仪进行分析。相似度分析采用主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA），使用SIMCA14.1软件进行统计分析。1.2.5烤后烟叶化学品质分析烟苗移栽90d后，每个处理挑选10株生长整齐一致有代表性的烟株收集烟叶进行烘烤。由于不同区域的土壤养分、微生物群落及环境因子对烟叶化学成分有显著影响，为了确保试验结果与特定烟区的生产实际相符，参考王彦亭等[23]的中国烟草种植区划，测定中部烟叶C3F等级的烟碱、总氮、总糖、还原糖、总钾、氯离子等含量。

1.3 数据处理与分析

采用SPSS22.0进行数据处理与统计分析，结果以均值 ± 标准差表示；采用单因素方差分析（one-wayANOVA）比较不同处理间差异，用Duncan多重比较法检验差异显著性（ P<0.05 ）。

2 结果与分析

2.1不同配方基肥对烟草根际土壤细菌群落结构的影响

2.1.1细菌群落组成采用338F和806R引物扩增土壤DNA样品中细菌16SrRNA基因V3-V4高变区，经IlluminaMiSeq双端测序及质控过滤，获得12534433条高质量序列。每个样本平均扩增到313361条序列。原始序列比对注释后获得40个门、119个纲、366个目、804个科、1780个属和2572种微生物。细菌群落结构的相似性分析（PCoA）结果如图1所示，桂阳县和花垣县的土壤细菌群落结构有显著差异，两主成分轴解释了总体差异的 68.33% ；2个试验点的T1＼～T3处理土壤中细菌群落结构与各自对照（CK）有明显差异；其中，花垣县各处理土壤细菌群落结构的差异性较大，两主成分轴解释了总体差异的 48.05% ；桂阳县各处理土壤细菌群落结构的差异性较小，两主成分轴解释了总体差异的 34.66%