周鄭雄，馮 豪，丁繼林，王源哲，李章海，齊永波*

（1貴州省煙草公司遵義市公司，貴州 遵義 563000；2安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，安徽 合肥 230036；3中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)煙草與健康研究中心，安徽 合肥 230052）

0 引言

【研究意義】煙草作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，煙草種植已成為增加煙區(qū)農(nóng)民收入和財(cái)政稅收的重要來(lái)源。近年來(lái)，由于長(zhǎng)期不合理施用化肥及不當(dāng)耕作等原因，造成植煙土壤結(jié)構(gòu)變差，肥力下降，土傳病蟲(chóng)害問(wèn)題日趨嚴(yán)重，選擇適宜的優(yōu)質(zhì)高效肥料是保育和修復(fù)植煙土壤和實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的重要舉措之一（牛桂言等，2017；穆青等，2018）。根際是植物—土壤—微生物相互作用的關(guān)鍵微域，其物理、化學(xué)和生物學(xué)特性對(duì)施肥的響應(yīng)最直接、最強(qiáng)烈，因而普遍受到重視（張福鎖和曹一平，1992）。根際土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性和酶活性常被用來(lái)評(píng)價(jià)施肥對(duì)土壤質(zhì)量的影響（武雪萍等，2005；Caravaca et al.，2006；史普酉等，2020）。因此，研究植煙根際土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性和酶活性對(duì)施肥的響應(yīng)特征，對(duì)新型煙草專(zhuān)用肥的研發(fā)與應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】當(dāng)前新型煙草專(zhuān)用肥料的發(fā)展重點(diǎn)主要包括兩個(gè)方向：一是通過(guò)改變肥料配方和肥料生產(chǎn)工藝，使其更加符合煙草生長(zhǎng)的養(yǎng)分需求，進(jìn)而提高肥料利用率；二是通過(guò)肥料復(fù)配外源功能物質(zhì)（如有益微生物），以兼顧養(yǎng)分供應(yīng)、培肥改土及病蟲(chóng)害防控（趙秉強(qiáng)等，2004；王成己等，2021）。大量研究表明，施用有機(jī)肥及有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施較單施化肥對(duì)植煙土壤有明顯改良作用，主要表現(xiàn)在調(diào)控土壤物理結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分狀況及微生物特性，改善土壤根際微生態(tài)，通過(guò)促進(jìn)煙草根系生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收和增強(qiáng)抗病性，進(jìn)而提高烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)（Chen et al.，2020；余小芬等，2020；馬宜林等，2021）。Zou等（2018）和Chen等（2020）研究指出，對(duì)比煙草單作和僅施化肥，輪作和施用有機(jī)肥處理明顯增加植煙土壤中＞0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體的比例和幾何平均直徑，并可促進(jìn)土壤有機(jī)碳和全氮的累積，具有協(xié)同改善土壤結(jié)構(gòu)和增加土壤肥力的作用。余小芬等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，菜籽油枯有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥可促進(jìn)煙株根系和地上部生長(zhǎng)發(fā)育，有利于煙株對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的吸收利用，可提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。馬宜林等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，羊糞有機(jī)肥與化肥配施能顯著提高土壤蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性，增加土壤速效養(yǎng)分供應(yīng)，有利于煙株根系發(fā)育和地上部分的生長(zhǎng)。此外，生防菌與有機(jī)肥配合施用比單施生防菌能更有效防治煙草土傳病害（Liu et al.，2013；Yuan et al.，2016）。由此可見(jiàn)，復(fù)合微生物肥集無(wú)機(jī)肥的高效性、有機(jī)肥的長(zhǎng)效性和微生物獨(dú)特的生理調(diào)節(jié)功能于一體，將無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥和微生物菌劑三者的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ)，可用作煙草綠色種植的多功能肥料（李鳴雷等，2008；邵麗等，2012）。與常規(guī)肥料相比，復(fù)合微生物肥更宜于近根施用，從而進(jìn)一步發(fā)揮功能微生物的增效作用和穩(wěn)定性，有利于提高根際效應(yīng)對(duì)根際微生態(tài)環(huán)境和植物生長(zhǎng)發(fā)育的作用強(qiáng)度。根際土壤結(jié)構(gòu)作為根際微生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，對(duì)施肥引起的根際效應(yīng)有明顯響應(yīng)，土壤結(jié)構(gòu)是土壤功能的基礎(chǔ)，良好的土壤結(jié)構(gòu)能有效協(xié)調(diào)水肥氣熱；土壤團(tuán)聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，其組成和穩(wěn)定性對(duì)土壤肥力和植物生長(zhǎng)有重要影響（張福鎖和曹一平，1992；周虎等，2009；Li et al.，2020）。此外，根際土壤酶活性對(duì)施肥引起的根際效應(yīng)具有敏感響應(yīng)，其活性強(qiáng)弱是表征土壤熟化和肥力水平高低的重要指標(biāo)（邵麗等，2012）。【本研究切入點(diǎn)】前人針對(duì)煙草功能肥料或功能微生物的研究多集中于單施和當(dāng)季施用效果，而針對(duì)二者復(fù)配后連續(xù)施用效應(yīng)關(guān)注相對(duì)較少。本項(xiàng)目組前期研發(fā)了有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)工藝（佘文凱等，2019），并篩選出煙草促生菌和煙草青枯病、黑脛病拮抗菌的混合菌劑（唐興貴等，2020；張欣悅等，2020），有必要進(jìn)一步在連作條件下，將有機(jī)肥或有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥與外源功能微生物配伍，研制針對(duì)特定作物的專(zhuān)用復(fù)合微生物肥，并圍繞根際土壤性質(zhì)變化進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】利用本項(xiàng)目組研發(fā)的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)工藝（佘文凱等，2019），將前期針對(duì)煙草促生及土傳病害防控研究篩選的微生物菌劑作為外源功能物質(zhì)（唐興貴等，2020；張欣悅等，2020），與無(wú)機(jī)復(fù)合肥、有機(jī)肥復(fù)配成復(fù)合微生物肥，通過(guò)微區(qū)試驗(yàn)研究復(fù)合微生物肥施用對(duì)植煙根際土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性及關(guān)鍵土壤酶活性的影響，以期為優(yōu)質(zhì)烤煙復(fù)合微生物肥的研制與農(nóng)田應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試無(wú)機(jī)復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=10∶10∶25）、有機(jī)肥（N∶P2O5∶K2O=4.1∶6.8∶3.0）由貴州省遵義市煙草公司提供；微生物菌劑為本項(xiàng)目組篩選的煙草促生菌和煙草青枯病、黑脛病拮抗菌的混合菌劑（唐興貴等，2020；張欣悅等，2020）；復(fù)合微生物肥由無(wú)機(jī)復(fù)合肥、有機(jī)肥和微生物菌劑復(fù)配而成。供試作物為白菜和煙草，品種分別為上海青和云煙87。供試土壤為黃褐土，基本理化性質(zhì)：pH 7.54，有機(jī)質(zhì)10.26 g/kg，堿解氮40.69 mg/kg，有效磷15.65 mg/kg，速效鉀234.0 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2020年3月—2021年8月依托中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)煙草與健康研究中心進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，分別為空白對(duì)照（CK）、無(wú)機(jī)復(fù)合肥（CF）、有機(jī)肥+微生物菌劑（OF）和復(fù)合微生物肥（MF），每處理設(shè)3個(gè)重復(fù)并按照完全隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積為2.13 m×1.26 m，所有處理在等量氮、磷、鉀養(yǎng)分基礎(chǔ)上進(jìn)行，施用量分別為N 105 kg/ha、P2O5105 kg/ha、K2O 262.5 kg/ha，有機(jī)肥不足的部分由化肥提供，全部用作基肥施用。種植制度為白菜—煙草輪作，其中10月—次年1月種植白菜，3—8月種植煙草。

1.3 樣品采集及測(cè)定方法

分別在白菜、煙草收獲期采集作物根系附近0～20 cm土層土壤，剔除土壤樣品中石塊和植物殘根等雜物，混勻后取500 g土樣裝袋，帶回室內(nèi)置于4 ℃冰箱冷藏保存?zhèn)溆谩?/p>

采用濕篩法進(jìn)行土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成測(cè)定，稱(chēng)取50 g風(fēng)干土樣置于TTF-100型土壤團(tuán)聚體分析儀（浙江省上虞市舜龍實(shí)驗(yàn)器廠）套篩頂部（套篩孔徑自上而下依次為5、2、1、0.5、0.25 mm），先用水緩慢濕潤(rùn)10 min后，以上下振動(dòng)頻率40次/min、振幅4 cm，豎直振蕩20 min。振蕩結(jié)束后收集各級(jí)篩層團(tuán)聚體并分別轉(zhuǎn)移至鋁盒中，60 ℃烘干至恒重，計(jì)算各粒級(jí)團(tuán)聚體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。平均質(zhì)量直徑（MWD）和幾何平均直徑（GMD）是反映團(tuán)聚體大小分布、評(píng)價(jià)團(tuán)聚體穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，計(jì)算公式如下（白怡婧等，2021）：

式中，Xi為任一級(jí)別范圍內(nèi)團(tuán)聚體的平均直徑（mm）；Wi為對(duì)應(yīng)于Xi的團(tuán)聚體百分含量。

土壤脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性測(cè)定分別按照蘇州科銘生物技術(shù)有限公司酶活性測(cè)定試劑盒說(shuō)明書(shū)方法進(jìn)行。脲酶活力單位以每天每克土樣中產(chǎn)生1 μg NH3-N表示，蔗糖酶活力單位以每天每克土樣中產(chǎn)生1 mg還原糖表示，過(guò)氧化氫酶活力單位以每天每克土樣催化1 μmol H2O2降解表示。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel 2016和Origin 2019b進(jìn)行處理和作圖。采用SPSS 19.0進(jìn)行單因素和多因素方差分析，多重比較采用最小顯著差異法（LSD），于P＜0.05水平上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯著性檢驗(yàn)；對(duì)土壤酶活性和水穩(wěn)性團(tuán)聚體指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行Pearson相關(guān)分析；利用R軟件的randomForest包構(gòu)建隨機(jī)森林模型，分析不同粒級(jí)團(tuán)聚體含量對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性（MWD和GMD）的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量及分布的影響

由表1可看出，不同施肥處理土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量分布表現(xiàn)出明顯差異。2020年，與CK相比，白菜季各施肥處理＞0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體累積含量均增加，OF和MF處理分別顯著增加14.6%和13.3%（P＜0.05，下同）；OF處理＞5 mm和2～5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量顯著高于CK和CF處理，MF處理＞5 mm和1～2 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量顯著高于其他3個(gè)處理。而煙草季各施肥處理＞0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體累積含量均減少，OF和MF處理分別顯著減少17.5%和15.5%；OF處理1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量顯著低于CK，MF處理0.5～1 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量顯著低于其他3個(gè)處理，CF處理＞5 mm和2～5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量較CK顯著增加，而1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量顯著減少。2021年，白菜季CF處理＞0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體累積含量顯著低于其他3個(gè)處理，OF和MF處理較CF處理增幅分別為14.0%和13.9%；OF處理1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量顯著高于CF處理，MF處理＞0.25 mm各粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量均顯著高于CF處理。煙草季，OF處理＞0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體累積含量較CF和MF處理分別顯著增加6.8%和14.5%，OF處理＞5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量顯著高于MF處理，使得其＞0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體累積含量顯著高于MF處理。總體而言，連續(xù)種植4季后，各處理＞0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體累積含量較初始土壤明顯增加，生物有機(jī)肥施用促進(jìn)團(tuán)聚體形成的作用相對(duì)優(yōu)于無(wú)機(jī)復(fù)合肥和復(fù)合微生物肥。

表1 不同施肥處理下土壤各粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成Table 1 Composition of soil water-stable aggregates in each size class under different fertilization treatments

此外，施肥種類(lèi)、作物類(lèi)型、試驗(yàn)?zāi)晗?、施肥種類(lèi)與作物類(lèi)型及3個(gè)因素間的交互作用對(duì)各粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量存在顯著或極顯著（P＜0.01，下同）影響，而施肥種類(lèi)與試驗(yàn)?zāi)晗薜慕换プ饔脤?duì)2～5 mm、0.25～0.5 mm和＜0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量無(wú)顯著影響（P＞0.05，下同），作物類(lèi)型與試驗(yàn)?zāi)晗薜慕换プ饔脤?duì)2～5 mm和0.5～1 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量無(wú)顯著影響（表2）。

表2 施肥種類(lèi)、作物類(lèi)型、年限及其交互作用對(duì)各粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的影響Table 2 Effects of fertilization types，crop species，year and their interactions on water-stable aggregate content

2.2 不同施肥處理對(duì)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響

MWD和GMD是反映土壤團(tuán)聚體大小分布狀況和評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，MWD和GMD越大表示團(tuán)聚體的平均粒徑團(tuán)聚度越高，穩(wěn)定性越強(qiáng)。由圖1可知，2020年，白菜季各處理MWD和GMD均呈MF＞OF＞CF＞CK變化趨勢(shì)，與CK和CF處理相比，OF和MF處理的MWD和GMD均顯著增加，MF處理MWD和GMD均最大，分別為0.86和0.42 mm，較CK增幅分別為41.1%和27.4%。煙草季施肥處理的MWD和GMD均呈CF＞MF＞OF變化趨勢(shì)；CF處理MWD和GMD均最大，分別為1.22和0.51 mm，較CK增幅分別為30.3%和5.8%；OF處理MWD和GMD均最小，分別為0.90和0.39 mm，較CK分別降低4.8%和17.9%。2021年，白菜季施肥處理MWD和GMD均大于CK，MWD和GMD增幅分別為16.7%～40.5%和1.8%～21.1%，其中MF處理MWD和GMD均最大，分別為1.18和0.69 mm，顯著高于其他3個(gè)處理。煙草季，OF處理MWD和GMD均最大，分別為1.67和0.90 mm，較CF和MF處理，MWD分別顯著增加7.9%和36.1%，GMD分別顯著增加10.5%和32.2%。綜上，連續(xù)施肥種植4季后，土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，然而團(tuán)聚體穩(wěn)定性參數(shù)對(duì)作物類(lèi)型和施肥種類(lèi)的響應(yīng)特征表現(xiàn)出明顯差異，施用復(fù)合微生物肥有利于提高白菜季土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，而施用生物有機(jī)肥有利于提高煙草季土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。

圖1 不同施肥處理下土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的MWD和GMDFig.1 MWD and GMD of soil water-stable aggregates under different fertilization treatments

通過(guò)隨機(jī)森林分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)（圖2），各粒級(jí)團(tuán)聚體含量對(duì)團(tuán)聚體MWD的影響重要性依次為2～5 mm、＞5 mm、0.25～0.5 mm、1～2 mm、0.5～1 mm和＜0.25 mm，均方根誤差增加值（IncMSE）分別為21.9%、18.9%、10.0%、9.6%、8.5%和6.2%；各粒級(jí)團(tuán)聚體含量對(duì)團(tuán)聚體GMD 的影響重要性依次為2～5 mm、＞5 mm、＜0.25 mm、1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm，IncMSE分別為19.2%、16.9%、14.9%、13.5%、7.1%和6.5%。由此可見(jiàn)，2～5 mm和＞5 mm粒級(jí)團(tuán)聚體含量是影響團(tuán)聚體MWD和GMD最主要的因子。

圖2 各粒級(jí)團(tuán)聚體含量對(duì)團(tuán)聚體MWD和GMD的影響Fig.2 Effects of aggregate contents in each size class on MWD and GMD of aggregates

2.3 不同施肥處理對(duì)土壤酶活性的影響

土壤酶活性是土壤肥力的重要指標(biāo)，不同施肥處理對(duì)白菜季和煙草季土壤脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性的影響如圖3所示。2020年，與CK相比，白菜季OF和MF處理土壤脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性顯著提高，CF處理土壤蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性顯著提高；OF處理土壤脲酶和蔗糖酶活性較CF處理分別顯著提高45.0%和54.5%，MF處理土壤脲酶和蔗糖酶活性較CF處理分別提高53.9%和2.6%，各施肥處理土壤過(guò)氧化氫酶活性無(wú)明顯差異。煙草季OF處理土壤脲酶活性顯著高于CK和CF處理，MF處理土壤蔗糖酶活性顯著高于CK，而各施肥處理土壤蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性無(wú)明顯差異。2021年，白菜季CF處理土壤脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性均顯著低于CK，OF處理土壤蔗糖酶活性顯著低于其他3個(gè)處理，而MF處理土壤脲酶和蔗糖酶活性顯著高于其他3個(gè)處理。煙草季，OF和MF處理土壤脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性均顯著高于CF處理，增幅分別為11.9%～18.4%、62.7%～129.1%和6.7%～6.8%。從第1季到第4季，施肥處理土壤脲酶和蔗糖酶活性整體呈上升趨勢(shì)，而土壤過(guò)氧化氫酶活性呈先升后降趨勢(shì)，且同一季，施用復(fù)合微生物土壤脲酶和蔗糖酶活性均高于不施肥和施用無(wú)機(jī)復(fù)合肥，連續(xù)施肥種植4季后，與施用無(wú)機(jī)復(fù)合肥相比，施用生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物肥的3種土壤酶均表現(xiàn)出較高活性。

圖3 不同施肥處理下土壤脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性Fig.3 Soil urease，sucrase and peroxidase activity under different fertilization treatments

此外，施肥種類(lèi)、作物類(lèi)型、試驗(yàn)?zāi)晗藜捌浣换プ饔脤?duì)土壤脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性存在顯著或極顯著影響（表3）。

表3 施肥種類(lèi)、作物類(lèi)型、年限及其交互作用對(duì)土壤酶活性的影響Table 3 Effects of fertilization types，crop species，year and their interactions on soil enzyme activity

2.4 土壤酶活性和水穩(wěn)性團(tuán)聚體指標(biāo)的相關(guān)分析

土壤團(tuán)聚體是影響土壤酶活性的重要因素。3種土壤酶活性與水穩(wěn)性團(tuán)聚體各粒級(jí)含量、MWD和GMD的Pearson相關(guān)分析表明（圖4），土壤脲酶活性與2～5 mm和1～2 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量呈極顯著正相關(guān)，而與＜0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；土壤蔗糖酶活性與＞5 mm和2～5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量呈極顯著正相關(guān)，與1～2 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量呈顯著正相關(guān)，而與0.5～1 mm和＜0.25 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量呈顯著負(fù)相關(guān)；土壤過(guò)氧化氫酶活性與1～2 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量呈顯著正相關(guān)，而與0.25～0.5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量呈顯著負(fù)相關(guān)。此外，3種土壤酶活性與MWD和GMD均呈正相關(guān)關(guān)系，且土壤脲酶和蔗糖酶活性與MWD和GMD相關(guān)性達(dá)極顯著水平。

圖4 土壤酶活性與水穩(wěn)性團(tuán)聚體指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)熱圖Fig.4 Correlation analysis between soil enzyme activity and water-stable aggregate indexes

3 討論

耕作和施肥是影響土壤團(tuán)聚體形成和穩(wěn)定性的重要因素，長(zhǎng)期單作和過(guò)量施用化肥會(huì)降低植煙土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體穩(wěn)定性，而植煙土壤輪作和施用有機(jī)肥有利于改善土壤理化性質(zhì)（Chen et al.，2020）。本研究中，連續(xù)施肥種植4季后，＞0.25 mm粒級(jí)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量明顯增強(qiáng)，然而團(tuán)聚體穩(wěn)定性參數(shù)（MWD和GMD）對(duì)作物類(lèi)型和施肥種類(lèi)的響應(yīng)特征表現(xiàn)出明顯差異，施用復(fù)合微生物肥有利于提高白菜季土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，而施用生物有機(jī)肥有利于提高煙草季土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響因素復(fù)雜多樣，需綜合考慮以下幾個(gè)方面：（1）土壤膠結(jié)物質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量，如腐殖化有機(jī)質(zhì)和多價(jià)金屬離子復(fù)合體提供永久的黏結(jié)力、真菌菌絲和根系提供短期黏結(jié)力、土壤微生物和根系分泌的多糖提供臨時(shí)黏結(jié)力（王清奎和汪思龍，2005；周虎等，2009）。本研究中，生物有機(jī)肥或復(fù)合微生物肥施用進(jìn)入土壤的有機(jī)碳可作為膠結(jié)物質(zhì)，促進(jìn)團(tuán)聚體的形成并提高其穩(wěn)定性（竇森等，2011），然而不同施肥處理土壤團(tuán)聚體含量和穩(wěn)定性存在差異，尤其是連續(xù)種植4季后，生物有機(jī)肥處理與復(fù)合微生物肥處理＞5 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量、團(tuán)聚體穩(wěn)定性參數(shù)（MWD和GMD）差異顯著。相關(guān)研究表明，施入有機(jī)肥后其分解殘?bào)w激發(fā)微生物活性，有利于菌絲的生長(zhǎng)和多糖的形成，這些物質(zhì)通過(guò)物理和化學(xué)作用膠結(jié)土壤顆粒形成大團(tuán)聚體（Whalen et al.，2003；趙紅等，2011）。Whalen等（2003）分析不同用量有機(jī)肥連續(xù)施用2年對(duì)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體形成與穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥施用有利于水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成，其中＞4 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加最明顯，且隨有機(jī)肥施用量的增加而增加，第2年有機(jī)肥處理土壤中具有更多的＞4 mm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體和更大的MWD。生物有機(jī)肥處理有機(jī)肥輸入量遠(yuǎn)高于復(fù)合微生物肥處理，將影響土壤有機(jī)質(zhì)含量及有機(jī)膠結(jié)物質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量變化，可能是導(dǎo)致這2個(gè)處理土壤團(tuán)聚體數(shù)量和穩(wěn)定性差異的重要原因。（2）根際效應(yīng)，根際是植物—土壤—微生物相互作用的主要場(chǎng)所，植物根系通過(guò)機(jī)械纏繞、根土粘附和根系生化作用（養(yǎng)分吸收、分泌物釋放等），導(dǎo)致根際土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的變化，從而影響土壤團(tuán)聚化過(guò)程（苑亞茹等，2012；李娜等，2013；Li et al.，2020）。然而，由于根系的特征、根系分泌物類(lèi)型和功能的不同，不同植物根系對(duì)土壤團(tuán)聚化的作用不同（Chan and Heenan，1999；Bodner et al.，2014；Li et al.，2020）。苑亞茹等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，玉米、小麥和大豆3種作物根際土壤團(tuán)聚體在組成上并無(wú)顯著差異，而玉米根際土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性顯著高于小麥和大豆。本研究中，與白菜根系相比，煙草根系更發(fā)達(dá)，且分布深度和寬度均較大，根系的機(jī)械纏繞固定作用、有效根密度、釋放的分泌物不同，導(dǎo)致根際效應(yīng)的差異，最終表現(xiàn)出施用復(fù)合微生物肥對(duì)煙草季土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性提升效果不及白菜季。因此，需要基于植煙土壤根際效應(yīng)和煙草根系形態(tài)特征，進(jìn)一步研究土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對(duì)不同有機(jī)無(wú)機(jī)配比的復(fù)合微生物肥施用的響應(yīng)特征，為研制更有效的煙草專(zhuān)用復(fù)合微生物肥提供參考依據(jù)。

土壤酶促作用在土壤物質(zhì)和能量循環(huán)及轉(zhuǎn)化過(guò)程中扮演重要角色，土壤酶活性被認(rèn)為是土壤肥力和土壤質(zhì)量的重要生物學(xué)指標(biāo)，其中脲酶與氮的轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，蔗糖酶與碳循環(huán)存在密切聯(lián)系，過(guò)氧化氫酶有利于防止H2O2積累對(duì)生物體的毒害作用，常被用作敏感的關(guān)鍵土壤酶學(xué)指標(biāo)，以反映土壤的健康狀況（武雪萍等，2005；張美存等，2017）。本研究中，連續(xù)種植4季，施肥處理土壤脲酶和蔗糖酶活性呈上升趨勢(shì)，而土壤過(guò)氧化氫酶活性呈先升后降趨勢(shì)，且同一季，施用復(fù)合微生物土壤脲酶和蔗糖酶活性均高于不施肥和施用無(wú)機(jī)復(fù)合肥，連續(xù)施肥種植4季后，與施用無(wú)機(jī)復(fù)合肥相比，施用生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物肥的3種土壤酶均表現(xiàn)出較高活性。這與其他有關(guān)微生物菌劑、生物有機(jī)肥或生物有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥施用對(duì)土壤酶活性影響的研究報(bào)道一致（邵麗等，2012；曲成闖等，2019；姜永雷等，2022；張德楠等，2022）。姜永雷等（2022）研究發(fā)現(xiàn)不同連作年限植煙土壤胞外酶活性在施用微生物菌劑后均得到不同程度改善；邵麗等（2012）在等養(yǎng)分量條件下施用無(wú)機(jī)肥、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥、生物復(fù)混肥后發(fā)現(xiàn)土壤脲酶、蔗糖酶活性均以生物復(fù)混肥處理最高。其原因可能是由于生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物肥施用較無(wú)機(jī)肥具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是營(yíng)養(yǎng)元素齊全，且含有豐富的有機(jī)質(zhì)和多種功能菌，能提供更多、更豐富的酶促基質(zhì)（武雪萍等，2005）；二是可改善土壤團(tuán)聚體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，為土壤微生物提供良好的微生態(tài)環(huán)境，刺激相關(guān)微生物大量繁殖和代謝水平提高（王清奎和汪思龍等，2005；萬(wàn)忠梅和吳景貴，2005；李娜等，2013）；三是可促進(jìn)根系生理代謝，根分泌物為根際微生物提供更多營(yíng)養(yǎng)和能源物質(zhì)，從而提高根際微生物的數(shù)量和活性（張福鎖和曹一平，1992）。然而，連續(xù)種植多季后，土壤過(guò)氧化氫酶活性下降可能是由于作物對(duì)某些元素的選擇性吸收，尤其是與酶活性關(guān)系密切的微量元素，造成土壤養(yǎng)分不平衡（張福鎖和曹一平，1992）；此外，根系分泌的有機(jī)酸、酚類(lèi)等物質(zhì)及土壤有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程中的中間產(chǎn)物，隨種植年限的增加逐漸積累，進(jìn)而影響土壤微生物的數(shù)量、種群多樣性、代謝活動(dòng)及作物自身的生長(zhǎng)發(fā)育（張福鎖和曹一平，1992；曲成闖等，2019）。還有研究表明，土壤酶活性在植物與土傳病原菌相互作用中也扮演重要角色（盧維宏等，2020）。史普酉等（2020）通過(guò)調(diào)查不同煙區(qū)未植煙土壤、健康煙株土壤與發(fā)病煙株土壤脲酶、酸性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶與蔗糖酶活性發(fā)現(xiàn)，發(fā)病煙株根際土壤酶活性均低于未植煙土壤與健康煙株土壤，且酶活性隨發(fā)病程度增加均呈下降趨勢(shì)。本研究未對(duì)比分析健康煙株與發(fā)病煙株根際土壤酶活性的變化情況，有關(guān)土壤酶活性變化對(duì)復(fù)合微生物肥長(zhǎng)期施用的響應(yīng)特征及其與煙株生長(zhǎng)及抗病性之間的關(guān)系還有待深入研究。

4 結(jié)論

與施用無(wú)機(jī)復(fù)合肥相比，施用生物有機(jī)肥對(duì)植煙根際土壤團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定及土壤脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性有協(xié)同改善效應(yīng)；施用復(fù)合微生物肥對(duì)植煙根際土壤團(tuán)聚體形成和穩(wěn)定性的改善作用不明顯，而對(duì)土壤酶活性有明顯促進(jìn)效應(yīng)。因此，為使煙草專(zhuān)用復(fù)合微生物肥發(fā)揮保育與修復(fù)植煙土壤最大潛力，需注重優(yōu)化有機(jī)肥、無(wú)機(jī)肥、功能微生物配置，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步結(jié)合田間試驗(yàn)摸索適宜用量，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)烤煙可持續(xù)發(fā)展的目的。