翻耕深度配施生物有机肥对烤烟根际土壤细菌群落结构及产质量的影响

摘要 为探讨不同翻耕深度配施生物有机肥对烤烟产质量的影响，采用大田试验方式，设置翻耕深度与生物有机肥施用量2个因素，研究不同翻耕深度配施不同量生物有机肥对烤烟根际土壤细菌群落结构、烤烟生长发育、抗病性及产量产值的影响。结果表明，深翻70～80 cm烤烟生育期延长，赤星病发病较重；深翻50～60 cm处理黑胫病、赤星病发病降低，深翻30～40 cm处理黑胫病发病较重。深翻30～40、50～60 cm后并未造成烟株农艺性状改变。A2-2处理提高了烟株根际土壤中的细菌群落多样性和丰富度，Chao1指数与Shannon指数较对照分别提升了13.11%、4.63%。同时，A2-2处理经济性状表现最优，上等烟比例、产值分别达73.04%、56 734.20元/hm2。综合考虑，深翻50～60 cm配施有机肥3 000 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2为宜。

关键词 烤烟；翻耕深度；生物有机肥；细菌群落结构；产质量

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）04-0152-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.04.036

Effects of Tillage Depth Combined with Biological Organic Fertilizer on Bacterial Community Structure in Rhizosphere Soil， Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

SI Jun1， XU Rui2， WU Wen-qi1 et al

（1.China Tobacco Hubei Industrial Co.， Ltd.， Wuhan，Hubei  430040; 2.Xiangyang Branch of Hubei Provincial Tobacco Company， Xiangyang，Hubei  441000）

Abstract In order to explore the effect of different tillage depth combined with biological organic fertilizer on the yield and quality of flue-cured tobacco， the effects of different tillage depth combined with different amount of biological organic fertilizer on bacterial community structure in rhizosphere soil， growth and development， disease resistance and yield of flue-cured tobacco were studied by field experiment. The results showed that the growth of 70-80 cm was prolonged and the incidence rate of brown spot was relatively heavy. The incidence rate of black shank and brown spot disease was reduced by deep turning 50-60 cm， and the incidence rate of black shank disease was higher in deep turning 30-40 cm. The agronomic characters of tobacco plants were normal after 30-40 and 50-60 cm deep turning. A2-2 treatment improved the diversity and richness of bacterial community in tobacco rhizosphere soil. Chao1 index and Shannon index increased by 13.11% and 463% respectively compared with the control. At the same time， the economic characters of A2-2 treatment were the best， and the proportion of top-grade tobacco and average output value per mu reached 73.04% and 56 734.20 yuan/hm2 respectively. Comprehensively considered， it is appropriate to turn 50-60 cm deep and apply 3 000 kg/hm2 organic fertilizer + 750 kg/hm2 fermented cake fertilizer.

Key words Flue-cured tobacco;Tillage depth;Biological organic fertilizer;Bacterial community structure;Production and quality

湖北省襄阳市保康县植烟历史悠久，是湖北中烟重要的烟叶原料基地之一，种植区域以山区、半山区为主，轮作困难，连作现象突出。同时，大部分农户采用小型机械翻耕土壤，土壤耕层厚度变浅。在以上双层因素作用下，土壤理化性状发生变化，耕层结构恶化，土壤板结严重，病原积累，病害增加，从而造成烟株根系发育不良，生长发育失衡，产质量下降［1-5］。深耕是解决耕层变浅的主要措施，深耕可以改善土壤物理性状［6］，促进烤烟根际土壤真菌微生物群落结构的重建［7］，促进根系的生长发育［8］，深耕还可以促进烟株对土壤中养分的吸收和利用［9］，对烟叶农艺性状产生积极影响，在一定程度上提高烟叶经济性状［8-12］。增施生物有机肥是土壤保育的重要措施之一，研究表明，有机肥施用能改善植烟土壤的理化性状［13-14］，改善了植烟土壤的肥力［15］，为烟株生长发育创造良好土壤环境，提高烟株抗病性［16-17］，促进烟株根系及地上部分生长［18-19］，进而改善烟叶的外观质量、内在质量及感官质量，提高中上等烟叶比例，增加经济效益［20-23］。

目前，关于深耕、生物有机肥对植烟土壤及烤烟产质量的影响研究较多，但两者结合施用产生的效果还鲜见报道。因此，笔者基于田间试验，研究不同翻耕深度配施不同量生物有机肥对烤烟根际土壤细菌群落结构和烤烟生长发育及产量产值的影响，从而明确最适宜的组合方式，为高油分烟叶生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验于2020年在襄阳保康麻坪开展，供试品种为K326。试验田块土壤基本情况：海拔1 155 m，pH 6.73，有机质含量18.43 g/kg，碱解氮含量69.72 mg/kg，有效磷含量53.68 mg/kg，速效钾含量348 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设深耕和有机肥施用量2个因素，翻耕深度设置30～40、50～60、70～80 cm 3个水平，有机肥施用量设置施用有机肥2 250 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2、施用有机肥3 000 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2、施用有机肥3 750 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2 3个水平。共9个处理，具体见表1。每个处理面积不少于0.067 hm2，不设重复。试验田四周设置2行保护行。对照为正常耕地深度，正常施肥，其他栽培措施按照当地常规生产技术方案进行操作。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 农艺性状。

①生育期记载内容。按YC/T 142—2010

方法调查移栽时间、现蕾时间、打顶时间、第一炕烟采收时间、最后一次采收结束时间。②按GB/T 23222—2008方法调查病害发生情况。

③平顶期农艺性状调查。各处理随机选取10株有代表性的烟株，按YC/T 142—2010方法，统计株高、节距、茎围、腰叶叶长、腰叶叶宽等指标。

1.3.2 根际土壤细菌群落。

取不同处理根际土，检测土壤细菌群落，评价深翻配施有机肥后土壤微生物多样性变化。

1.3.3 经济性状。

常规烘烤后按GB 2635—92标准进行分级，统计包括产量、产值、均价、上等烟比例等指标。

1.4 数据分析

利用Excel 2010和SPSS 19.0软件进行描述性统计分析。

2 结果与分析

2.1 深翻配施有机肥对烤烟生育期的影响

由表2可知，不同处理在现蕾期、平顶期、始采期、终采期上略有差异，生育期可以分为两类，A3-1、A3-2、A3-3属于较长生育期类为155～157 d，其他处理及对照属于较短生育期类为137～142 d。生育期的长短与烟株田间长势息息相关。

2.2 深翻配施有机肥对烤烟农艺性状的影响

由表3可知，在翻耕深度为30～40 cm时，各处理之间及对照在农艺性状上无明显差异，可能由于翻耕深度较浅，土壤营养未明显降低，通过增施有机肥后均可以满足烟株的生长发育。同时考虑到生产投入成本，所以翻耕30～40 cm时配施有机肥2 250 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2整体效果较好。在翻耕深度为50～60 cm时，A2-2、A2-3处理各农艺性状明显高于A2-1，且与对照差别不大，同时考虑生产投入成本，翻耕50～60 cm时配施有机肥3 000 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2整体效果较好。在翻耕70～80 cm时，各处理农艺性状无明显差异，但株高、节距、茎围、腰叶叶长、腰叶叶宽均明显低于对照。其原因是翻耕深度较深，下部养分含量低的土壤翻至上层，虽增施有机肥，仍未有效改善土壤养分。因此，在翻耕70～80 cm时配施有机肥3 750 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2整体效果较好。

2.3 深翻配施有机肥对植烟土壤细菌群落的影响

2.3.1 深翻配施有机肥对植烟土壤中细菌群落OTUs数的影响。

样品统一抽齐后检测到的OTUs 总数为17 221，从图1可以看出，所有样本中共有的OTUs 总数为443。对照土壤中所特有的OTUs 总数为3 520；A2-2、A2-3处理土壤中所特有的OTUs 总数最高，分别为3 955、3 902；A1-1处理土壤中所特有的OTUs总数最低为2 890；其他处理土壤中所特有的OTUs总数与对照相比差异不大。说明深翻50～60 cm配施有机肥提高了烟株根际土壤中的细菌群落多样性。

2.3.2 深翻配施有机肥对植烟土壤中细菌群落α多样性的影响。

Simpson 指数和Shannon 指数用来评价细菌群落的多样性，Chao1指数用来反映细菌群落的丰富度，Coverage 指数反映细菌群落覆盖度。由表4可知，Chao1指数A2-2、A2-3处理分别为5 395.534 6、5 379.971 7，显著高于对照，较对照分别提升了13.11%、12.78%，其他处理与对照未达显著差异；Shannon指数仅A2-2处理与对照达显著差异，较对照提升了4.63%，其他处理与对照均未达显著差异。Simpson指数各处理与对照之间均未达显著差异。由此可知，合适的翻耕深度配施有机肥可提高根际土壤中细菌群落多样性和丰富度，翻耕50～60 cm配施有机肥3 000 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2效果最显著。

2.4 深翻配施有机肥对烤烟经济性状的影响

由表5可知，A1（深翻30～40 cm）、A3（深翻70～80 cm）处理经济性状低于对照。原因是A1（深翻30～40 cm）翻耕深度较浅，根茎病害发生较重，后期抢采，上部叶烘烤质量较差；A3（深翻70～80 cm）翻耕深度过深，底层养分含量低的土壤翻至上层，肥效发挥较慢，烟株存在晚发现象，后期贪青晚熟，烘烤质量较差。A2（深翻50～60 cm）整体效果较好，其中A2-2（深翻50～60 cm配施有机肥3 000 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2）、A2-3（深翻50～60 cm配施有机肥3 750 kg/hm2+发酵饼肥750 kg/hm2）经济性状高于对照。