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长期大量施用化肥导致烤烟质量和产量持续下降问题一直困扰着我国烟草产业的健康发展,本课题通过从实验室模拟试验、长期定位和大田生产三个方面研究分析长期大量施用化肥对植烟土壤活性的影响。实验室模拟试验:用10年植烟休耕土为试验土壤,选用烟草生产中常用的9种化学肥料设置成10个处理,每种肥料设置5个不同施肥量,即试验土钵230盆,处理在人工气候箱内20℃、65%湿度条件下模拟自然施肥管理状态培育,每次施肥间隔4、8、12d分别取样,共获得18批次(4140个)样品。分别测定土壤微生物总活性(土壤呼吸)、土壤微生物功能多样性(酸性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶)、并利用高通量测序方法分析土壤微生物群落结构和群落多样性。长期定位和大田生产:在贵州省烟草科学研究院龙岗和福泉基地进行,分别设计不同施肥措施试验5个处理、不同施肥量试验4个处理,通过对烟草产量、质量、农艺性状、土壤微生物群落等测定分析研究不同施肥措施、施肥量对烤烟生产的影响,研究结果如下:1、实验室模拟试验结果表明:(1)不同化学肥料对土壤呼吸强度影响显著。CO(NH2)2处理对植烟土壤呼吸强度影响明显,并具有很好的规律性,增施50%、增施100%和增施150%的处理>常规施肥处理>减施50%处理,特别是施肥88d时,不同施肥量的CO(NH2)2处理土壤呼吸强度是空白(CK)处理的1.65-3.96倍;K2SO4、KCl、KNO3处理在施肥后20-40d土壤呼吸强度也显著增强;NH4H2PO4处理在施肥后84d 土壤呼吸强度受到抑制,其他处理对土壤呼吸强度影响不显著。(2)不同化学肥料对土壤酶活影响显著。NH4H2PO4对酸性磷酸酶抑制作用明显,碱性肥料对酸性磷酸酶抑制作用依次为CO(NH2)2>烤烟专用复合肥和钙镁磷肥,含硝态氮的肥料和钾肥影响显著,普钙影响不显著。酸性肥料对(普钙和NH4H2PO4)对过氧化氢酶抑制作用显著,碱性肥料(CO(NH2)2、钙镁磷肥)对过氧化氢酶影响不显著,依次为普钙和NH4H2PO4>KNO3和烤烟专用复合肥>钾肥和NH4NO3>CO(NH2)2和钙镁磷肥。60d之后,普钙不同施肥量过氧化氢酶活性依次为:减施50%处理>常规施肥处理和增施50%处理>增施100%处理和增施150%处理。含铵态氮的肥料对脲酶活性具有明显的抑制作用,磷肥能够显著降低土壤脲酶活性,钾肥能够显著促进脲酶活性,整体趋势为:K2SO4>KCl,KNO3对脲酶活性的影响不明显,在64d以后,钙镁磷肥不同施肥量脲酶活性依次为:减施50%处理和常规施肥处理>增施50%处理>增施100%处理和增施150%处理。(3)不同化学肥料对土壤微生物优势种群的影响显著。通过高通量测序分析,植烟土壤中9种优势菌门分别为Actinobacteria(18.52%-84.03%)、Proteobacteria(3.13%-39.49%)、Acidobacteria(2.118%-1 8.89%)、Chloroflexi(2.456%-11.16%)、Firmicutes(CO(NH2)2 处理 20.97%-69.36%,其他 0.17%-4.63%)、Nitrospirae(0.49%-3.85%)、Gemmatimonadetes(0.33%-3.71%)、Bacteroidetes(0.22%-21.29%)、Planctomycete s(0.26%-1.77%),占比在 96.96%-99.17%,其中Actinobacteria(放线菌门)为最大优势菌门。Actinobacteria相对丰度排序为:复合肥>鱗肥>钾肥>氮肥;Proteobacteria相对丰度排序为:钾肥>含铵态氮的肥料>磷肥;Acidobacteria相对丰度排序为:钾肥>含硝态氮的肥料>磷肥>含铵态氮的肥料(除NH4N03);Nitrospira相对丰度排序为:含硝态氮的肥料>钾肥>CO(NH2)2>含磷肥料;Firmicutes相对丰度排序为:含铵态氮的肥料>钾肥>磷肥。(4)模拟施用化肥对土壤细菌群落多样性影响显著。通过高通量测序测定分析,含铵态氮的肥料(NH4H2PO4、烤烟专用复合肥、CO(NH2)2,除NH4N03)对土壤细菌群落多样性抑制作用显著,K2S04、KN03、普钙、NH4N03和钙镁磷肥处理次之,KC1减施50%和增施50%处理影响不显著。同时随着施肥量的增加,化学肥料对土壤细菌多样性的抑制作用在增加,在100d除KC1的减施50%和增施50%处理其他化学肥料及不同施肥量对土壤细菌群落多样性有显著的抑制作用,仅有空白(CK)的56.42%-93.73%。2、大田试验试验结果表明:从不同肥料措施上(龙岗长期定位试验):肥料的均衡全面施用对烤烟的产量、品质及土壤微生物生态和功能多样性都明显好于单质肥料或不均匀配施的肥料处理;从肥料不同用量上(福泉定位试验):基肥增施50%化学肥料处理虽在烟株生长农艺性状上显著优于其他处理,但在烟叶质量、烟叶评吸、微生物群落、土壤酶活性等5个方面并没有表现出明显优势,综合评价常规施肥效果显著。