解磷细菌肥对烤烟磷素吸收和磷肥利用率的影响

来源：核心期刊咨询网时间：2021-02-23 10:5512

摘要：摘 要：为探究解磷细菌肥对烤烟磷素吸收和磷肥利用率的影响，以云烟87为供试品种，设置解磷细菌肥(0、75 kg/hm2)与磷肥(0、1250 kg/hm2)的双因素随机区组试验，分析了烤烟根际土壤有效磷、微生物、根系活力、干物质积累量和各器官磷素吸收的变化。结果表明，

　　摘 要：为探究解磷细菌肥对烤烟磷素吸收和磷肥利用率的影响，以云烟87为供试品种，设置解磷细菌肥(0、75 kg/hm2)与磷肥(0、1250 kg/hm2)的双因素随机区组试验，分析了烤烟根际土壤有效磷、微生物、根系活力、干物质积累量和各器官磷素吸收的变化。结果表明，解磷细菌肥配施磷肥可极显著提高烤烟根际土壤有效磷含量，显著提高烤烟根际土壤可培养细菌数量，提高烤烟根际土壤微生物AWCD，极显著提高土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类碳源的利用能力，改变微生物群落碳源代谢特征;显著提高了烤烟根系活力，促进了干物质量积累和磷素吸收，磷肥利用率显著提高了4.89%。

　　关键词：烤烟;解磷细菌;有效磷;微生物;磷肥利用率

　　磷是烤烟生长发育过程中所必需的营养元素，烤烟生长中各种有机物的运输和糖类物质的合成及光合作用等生命活动均与磷素息息相关[1-2]，适量的磷素营养能促进烤烟良好品质的形成，有利于烤烟产量和产值的提高[3]。土壤磷是供给烤烟磷素吸收的主要来源。在近30年内大量磷肥的投入虽有利于提高土壤磷素含量，但大部分磷易被转化成难溶状态而固定在土壤中[4]，导致磷肥利用率低，同时也造成土壤磷素盈余，浪费磷矿资源，并且出现了土壤磷素流失带来的水体富营养化等环境问题[5]。

　　解磷细菌肥是一种微生物有机肥，其作用机理是解磷微生物通过生长代谢分泌的酶类，如磷酸酶、植酸酶和核酸酶等，水解土壤中被固定的磷，并转化为可溶性磷酸盐供植物吸收利用[6]。当前湘西植烟土壤磷素养分含量过高[7]，而磷肥利用率低，施用解磷细菌肥有利于高效利用土壤磷素、提高磷肥利用率以缓解磷矿资源的日益匮乏[8]。本试验拟研究解磷细菌肥对湘西植烟土壤有效磷、微生物数量和功能多样性的改变及其对烤烟根系、干物质量和磷素吸收利用的影响，旨在提高湘西植烟土壤有效磷含量，改善烤烟根际土壤微生态环境，进而提高烤烟对磷素的吸收利用，为烤烟减肥增效及优质烟叶的生产提供理论依据。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验地点与材料

　　试验于2017年3—8月在湖南省湘西州花垣县开展，其地貌类型以山地为主，土壤类型以水稻土、红壤、黃壤和石灰土为主，属亚热带季风山地湿润气候区，光照充足，雨水充沛。年平均气温16.0 ℃，年平均降雨量1363.8 mm，年平均无霜期279 d，全年日照时数1219.2 h。

　　试验地土壤类型为壤土，前茬作物为紫云英，肥力情况为：pH=7.17，有机质20.07 g/kg，碱解氮153.13 mg/kg，有效磷10.09 mg/kg，速效钾188.59 mg/kg。

　　供试品种为云烟87，供试解磷细菌肥、基肥、追肥和提苗肥等由湖南金叶众望科技股份有限公司提供。解磷细菌肥养分含量(质量分数)：菌剂≥2%，硝态氮≥35%，有机质≥15%、七水硫酸镁3%、一水硫酸锰1.5%，pH 5.65。

　　1.2 试验设计

　　试验采用双因素随机区组设计，设置不施解磷细菌肥+不施磷肥(CK)，施解磷细菌肥+不施磷肥(J)，不施解磷细菌肥+施磷肥(P)，施解磷细菌肥+施磷肥(J+P)共4个处理，3次重复，小区面积为58.8 m2，行株距为1.20 m×0.50 m。试验所用磷肥为钙镁磷肥(含磷量12%)，用量为当地常规用量1250 kg/hm2，解磷细菌肥用量为75 kg/hm2，两种肥料均作基肥一次性条施施入。氮肥为硝酸铵钙(含氮量15%)，用量750 kg/hm2;钾肥为硫酸钾(含钾量50%)，用量641.25 kg/hm2;氮钾两种肥料60%作基肥，40%作追肥。于2017年4月26日移栽，追肥于移栽后20 d一次性兑水穴施。其他栽培管理措施同湘西优质烤烟生产技术规程。

　　1.3 测定项目及方法

　　在烤烟移栽后30、60和90 d使用抖根法采集根际土壤样品，每小区按五点取样法取样，编号装袋放入冰盒立即带回实验室–80 ℃冰箱保存，用于测定有效磷、可培养细菌数量和微生物功能多样性。并于移栽后60 d采集土样后，收集各小区鲜烟株样品，将其根系洗净，立即测定根系活力。于移栽后90 d采集鲜烟株样品杀青后测定干物质量和全磷含量。

　　1.3.1 土壤可培养细菌数量的测定 参考文献[9]将提取并稀释后的菌液均匀涂抹于LB培养基上，在28 ℃恒温培养箱中倒置培养2～3 d，取出平板计菌落数。

　　1.3.2 土壤微生物功能多样性的测定 采用Biolog-ECO技术[10]测定土壤微生物功能多样性，其平均颜色变化率公式为：

　　式中Ci表示第i个非对照孔的吸光值(590 nm处吸光值与750 nm处吸光值的差值)，R表示对照孔的吸光值。

　　1.3.3 烤烟根系活力的测定 采用TTC法[11]测定烤烟根系活力。

　　1.3.4 土壤有效磷和烤烟全磷的测定及磷肥利用率的计算 采用NaHCO3浸提钼锑抗比色法测定土壤有效磷;H2SO4-H2O2消化，钼锑抗比色法测定杀青植株全磷含量。

　　磷肥利用率(%)=(施肥处理植株吸磷量-不施肥处理植株吸磷量)/施磷量×100

　　1.4 数据处理

　　采用SPSS 24软件对数据进行Duncan多重比较，磷肥利用率比较采用独立样本t检验，不同指标间采用Pearson相关分析。EXCEL软件作图。

　　2 结 果

　　2.1 不同时期根际土壤有效磷动态变化

　　从图1可知，各处理土壤有效磷含量在烤烟移栽后60 d达到最高，表现为J+P>P>J>CK(p<0.01)，在烤烟移栽后90 d最低，表现为J+P和P处理极显著高于J和CK处理。磷肥施用量相同时，解磷细菌肥(J)的施用在烤烟移栽后30和60 d可极显著提高土壤有效磷含量，而在烤烟移栽后90 d对土壤有效磷含量无显著影响。

　　2.2 不同时期根际土壤可培养细菌数量

　　从表1可知，各处理土壤可培养细菌数量在烤烟移栽后30 d以CK处理最小，且显著低于其余处理;而在烤烟移栽后60 d，土壤可培养细菌数量以J+P处理最大，且显著大于J处理(p<0.05)，极显著大于P和CK处理(p<0.01)，各处理土壤可培养细菌数量排列为：J+P>J>P>CK(p<0.05);烤煙移栽后90 d土壤可培养细菌数量表现为J+P和J处理均显著大于P和CK处理，而J+P与J处理、P与CK处理无显著差异，表明在烤烟移栽后90 d，磷肥的施用不再影响土壤可培养细菌的数量。

　　从烤烟不同的时期来看，各处理土壤可培养细菌数量均在移栽后60 d达到最大，移栽后90 d次之，移栽后30 d最小。根据这一变化特征，选择在烤烟移栽后60 d测定土壤微生物功能多样性。

　　2.3 烤烟移栽后60 d根际土壤微生物功能多样性

　　2.3.1 土壤微生物AWCD值 AWCD即平均颜色变化率，指通过Biolog ECO板上每个孔的颜色变化来反映土壤微生物的代谢活性。从图2可看出，随着培养时间的增加，4个处理的AWCD值逐渐变大，J+P和J处理在培养24 h至96 h间，其土壤微生物的代谢活性增长最快，而P和CK处理土壤微生物代谢活性增长最快的时段为培养48 h至120 h。不同处理AWCD值变化趋势总体表现为J+P>J>P>CK。

　　2.3.2 土壤微生物碳源利用能力 将各处理土壤微生物培养120 h的颜色变化率作为对碳源的利用能力，并对Biolog-ECO板上的31种碳源划分为6类[12]，分别为：碳水化合物(10种)、氨基酸(6种)、羧酸类(7种)、多聚物(4种)、胺类(2种)和酚酸类(2种)，结果如表2所示。解磷细菌肥能极显著提高土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类碳源的利用能力(p<0.01)，且磷肥配施解磷细菌肥的处理(J+P)，其土壤微生物对碳水化合物类碳源的利用能力极显著高于单独施用解磷细菌肥的处理(J);对于羧酸类和多聚物碳源，J+P处理极显著高于P和J处理，与CK处理无显著差异，而对于酚酸类碳源，J+P处理极显著高于P、J和CK处理。

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