漯河烟区烤烟连作障碍因子的研究

摘要

根据河南省漯河市烟草生产实际，在郾城区烤烟科技园区，以烤烟连作土壤为研究对象，豫烟10号为供试材料，研究了连作障碍植烟土壤养分变异情况、连作对烤烟土壤的酶活性、对烤烟品质和烤烟根系微生物的影响；并通过DGGE(变性梯度凝胶电泳)对土壤样品进行细菌和真菌的分析检测，完成根系微生生物多样性的分析。主要研究结果如下：
　　1、供试土壤分别为轮作（前作为玉米）、烤烟连作3年、6年，研究了连作对烤烟土壤的养分变异情况，整体来看，在旺长期和成熟期，土壤的碱解氮和速效钾含量均表现为连作3年大于轮作大于连作6年，可见短期连作能够增加土壤的氮素和钾含量，但从长期连作的趋势来看，会造成土壤氮素和钾素的降低；而在旺长期和成熟期，土壤的速效磷含量则随连作时间延长，土壤磷素逐渐积累。同样在旺长期和成熟期，土壤有机质含量整体表现为轮作大于连作，且随着连作年限的延长，有机质含量表现为下降趋势，可见连作降低了土壤中有机质的含量，肥力下降。
　　2、研究了连作对土壤酶活性的变异情况，本研究结果整体来看，在旺长期和成熟期，土壤蔗糖酶和碱性磷酸酶活性表现为轮作大于连作，说明连作降低了这两种酶活性；而土壤脲酶活性表现为连作3年最大，连作6年活性最低，这可能与短期连作增加氮素积，长期连作降低氮素积累有关；蛋白酶活性在团棵期和旺长期，连作对土壤蛋白酶活性影响并不大。
　　3、分析了烤烟不同种植年限烤后烟样的物理特性、化学成分及中性致香成分，结果表明，连作3年的烤烟由于身份较薄，比较适合作为提高卷烟填充力的配方材料。具体来说：填充值、含梗率为连作3年显著高于轮作，轮作显著高于连作6年，这可能是由于连作3年的烟叶身份较薄，可以由叶片厚度轮作＞连作6年＞连作3年直接说明问题；而抗张力表现为轮作显著大于连作3年和连作6年，连作3年和连作6年之间差异不显著；叶质重表现为连作6年和轮作显著大于连作3年；其余指标三者差异不显著。
　　化学成分方面，整体来看，轮作烤烟的化学成分相较于连作烤烟更加协调，而连作6年稍优于连作3年。具体来看：还原糖、钾含量、总糖、糖碱比、氮碱比、钾氯比、施木克值均表现为轮作显著大于连作3年，且随着连作年限增加，均表现为先减少再增加的趋势。且随着连作年限的增加，蛋白质、烟碱、总氮表现为先增加再减少的趋势；钾含量先减少再增加；氯一直减少的趋势。
　　在中性致香成分方面，苯丙氨酸类代谢产物、棕色化合物反应产物、类西柏烷类均表现为轮作＞连作6年＞连作3年，随连作年限的增加呈现先降低后增加的趋势；类胡萝卜素降解产物、新植二烯表现为连作6年＞连作3年＞轮作，随连作年限的增加，呈现逐渐增加的趋势。从总量（不计新植二烯）来看，轮作＞连作6年＞连作3年。
　　4、烤烟不同连作年限与植烟土壤微生物数量的关系研究，结果表明，细菌数量轮作土壤整体要高于连作土壤，团棵与旺长期连作6年显著大于连作3年，且随着团棵期-旺长期-成熟期，都呈现逐步减少的趋势；真菌数量轮作要少于连作土壤，连作6年在团棵期最大，显著高于轮作和连作3年，旺长期和成熟期连作3年均显著大于轮作和连作6年，且呈逐渐较少的趋势；放线菌数量轮作>连作3年>连作6年，且团棵期>旺长期>成熟期，在团棵期3个处理之间均有显著差异。
　　5、不同连作年限根际细菌多样性分析的研究表明，电泳条带在旺长期（III-V1、III-V2、III-V3）比较多，可见烟草旺长期土壤细菌群落比较丰富。整体来说，轮作、连作3年、连作6年的大田期细菌种群结构差别不大，这点在利用DGGE图谱做相似性分析，得到不同处理细菌群落相似性指数的结果得到验证。可能是由于在同一地区同一土壤质地不同烤烟生长期，豫烟10号土壤轮作、连作3年、连作6年的根际细菌群落比较相似，并且生育期对土壤细菌群落的影响大于连作对土壤细菌群落的影响。通过将土壤理化性质与细菌群落的进行约束性排序RDA分析，结果显示绿弯菌门的暖绳菌科、酸杆菌门、和棒状杆菌科的菌群活动，对土壤的营养代谢有强烈的影响作用。
　　6、不同连作年限根际真菌多样性分析的研究表明，由电泳图以及多样性指数均能得出烤烟在成熟期有较丰富的真菌群落，但各处理的真菌群落差异较大，所以连作改变了烤烟土壤的真菌群落结构，这可能是由于连作土壤根系分泌物增多、土壤养分失衡等因素，导致致病真菌的滋生。RDA物种因子结果显示，烟草靶斑病原、腐霉科、被孢霉科、链格孢属、链壶菌科、生赤壳科、盘菌科、镰刀菌属和炭角菌目均与土壤营养代谢有不同程度的相关性。
　　总的看来，烤烟连作降低了烤烟品质，打破了土壤的养分平衡，降低了土壤的自我修复能力，较大程度改变了土壤真菌群落结构的多样性，但对细菌群落结构的多样性影响较小。本文分析了漯河烟区烤烟连作对土壤、根际微生物及烤烟品质的变异情况，认为轮作能够在一定程度上缓解连作障碍。

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中文摘要

1 文献综述

1.1 连作障碍的概念

1.2 烤烟连作对土壤养分和酶活性的影响

1.3 烤烟连作对烤烟品质的影响

1.4 烤烟连作对根际微生物的影响

1.5 烟草连作的消解技术

1.6 DGGE技术原理与检测土壤微生物方面的应用

2 引言

3 材料与方法

3.1 试验材料与样品采集

3.2 土壤理化性质的测定

3.3 烟叶物理特性测定

3.4 烟叶化学成分测定

3.5 烟叶中性致香成分测定

3.6 土壤微生物数量的测定

3.7 微生物DGGE的分析测试

3.8 统计分析方法

4 结果与分析

4.1 烤烟连作对土壤养分和酶活性的影响

4.2 烤烟连作对烟草品质的影响

4.3 烤烟根际土壤微生物数量的差异比较

4.4 烤烟根际土壤细菌的变化分析

4.5 烤烟根际土壤真菌的变化分析

5 结论与讨论

5.1 关于烤烟连作对土壤理化性质及酶活性的影响

5.2关于烤烟连作对烟叶理化性质及中性致香成分的影响

5.3 关于烤烟连作对根际土壤微生物数量的影响

5.4 关于烤烟连作对根际土壤细菌的影响

5.5 关于烤烟连作对对根际土壤真菌的影响

参考文献

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