施氮量与移栽方式对烤烟根际土壤微环境、微生物群落及叶片品质的影响

《Annals of Microbiology》：Nitrogen application rate and transplanting regime shape rhizosphere soil microenvironment, microbial community and leaf quality of flue?cured tobacco

　　

摘要

贵州省烟草种植区过量施用氮肥已导致土壤肥力下降和叶片品质降低。尽管不同的移栽方式对烟草生长和产量有强烈影响，但氮肥施用速率与移栽方式对根际土壤和烟草品质的交互效应仍研究不足。本研究以烤烟品种云烟87为材料，开展了一项包含三种氮肥施用速率和五种移栽方式的双因素试验。基于高通量测序，我们系统分析了根际土壤理化性质、微生物群落特征及其与烟叶品质的关系。结果表明，氮肥施用速率和移栽方式显著影响土壤理化性质，其中鸭嘴式移栽结合低氮施用维持了最高的土壤有机质和速效钾含量。测序共鉴定出34个细菌门和13个真菌门。变形菌门和子囊菌门分别为优势细菌门和优势真菌门。低氮结合鸭嘴式移栽显著富集了Nitrospira（硝螺菌）和Nitrosomonas（亚硝化单胞菌）等氮循环类群，并改变了Sphingomonas（鞘氨醇单胞菌）、Pseudomonas（假单胞菌）、Botryotrichum（葡萄孢属）和Mortierella（被孢霉）等优势属的相对丰度。LEfSe分析显示，各处理间存在明显的微生物生物标志物差异：Sphingomonas和Sphingomonadaceae（鞘氨醇单胞菌科）在低氮条件下显著富集，而包括 Agaricomycetes（伞菌纲）在内的特定真菌类群则指示某些特定的移栽方式。在N1T3处理下（N1：121.5 kg/hm2；T3：鸭嘴式移栽）烟叶化学成分得到优化，Pearson相关性分析揭示了关键根际微生物、土壤性质与烟草品质指标之间的紧密联系。这些发现表明，121.5 kg/hm2的氮肥施用速率结合鸭嘴式移栽，能够优化根际微生物群落结构、富集氮循环功能菌群、调控关键代谢功能，从而提升烟叶品质。这种减氮策略具有环境可持续性，为绿色可持续烟草栽培提供了科学依据。