全 文 ：文章编号 :100028551 (2007) 052494204
烟草连作对稻田土壤微生物及酶的影响
胡汝晓1 　赵松义2 　谭周进1 　肖汉乾2 　巢　进3 　屠乃美1 　周清明1
(11 湖南农业大学资源与环境微生物研究所 ,湖南 长沙　410128 ;21 湖南省烟草公司 ,湖南 长沙　410000 ;
31 湖南花垣县烟草公司 ,湖南 怀化　416000)
摘 　要 :对烟草连作不同年限的稻田土壤中微生物的数量、活度及酶活性进行了分析 ,结果表明 :连作年
限与土壤中的好气性细菌、厌气性细菌、放线菌及真菌的数量没有相关性 ,所测不同连作年限的土壤中
微生物的数量也没有明显差异 ,说明烟草连作不会对土壤中主要微生物类群的数量造成明显的影响。
烟草连作 10 年以上的土壤微生物活度有降低趋势 ,明显低于连作 5 年以下的 ,而烟草连作 5 年以下的
土壤微生物活度没有明显差异。烟草连作不同年限的土壤纤维素酶、脲酶、蛋白酶及过氧化氢酶没有明
显差异。
关键词 :连作 ;土壤微生物 ;微生物活度 ;土壤酶
THE EFFECT OF CONTINUOUS TOBACCO CROPPING ON THE MICROBES
AND ENZYME ACTIVITIES IN RICE SOIL
HU Ru2xiao1 　ZHAO Song2yi2 　TAN Zhou2jin1 　XIAO Han2qian2 　CHAO Jin3 　TU Nai2mei1 　ZHOU Qing2ming1
(1. Institute of Resource and Environment Microbiology , Hunan Agricultural University , Changsha , Hunan 　410128 ;
2. Tobacco Company of Hunan Province , Changsha , Hunan 　410000 ; 3. Tobacco Company of Huayuan County , Huaihua , Hunan 　416000)
Abstract :A study on the effect of continuous tobacco cropping on the microbial quantities , activities and enzyme activities in
rice soil was conducted. Results showed that the quantities of aerobic bacteria , anaerobic bacteria , actinomycetes and fungi
were not obviously affected in rice soil by the continuous tobacco cropping. The microbial activities was lower in rice soil over
102year2continuous2tobacco2cropping than under 52year2continuous2tabacco2cropping rice soil , in but the microbial activities
was not obviously different . The activities of urease , protease , cellulase and catalase were not significantly affected by
continuous tobacco cropping.
Key words :continuous cropping ; microbial flora ; microbial activity ; soil enzyme
收稿日期 :2006211212
基金项目 :湖南省烟草总公司课题 (05202) ;“十五”国家科技攻关课题 (2004BA520A01)
作者简介 :胡汝晓 (19822) ,男 ,湖北荆门人 ,硕士研究生 ,研究方向为微生物生物化学。
通讯作者 :谭周进 (19692) ,男 ,湖南涟源人 ,博士 ,副教授 ,主要研究方向为微生物生态学与资源微生物利用。Tel :13974954942 ; E2mail : tanzhjin @
sohu. com
　　我国耕地面积少 ,作物连作现象十分普遍 ,但不断
有连作引起农业减产事例的报道 ,许多研究从不同角
度对作物连作的障碍因素进行了分析[1～4 ] ,多数学者
认为连作引起土壤微生物区系发生了较大的变化。烟
草是重要的经济作物 ,也是一种忌连作的作物。烟草
连作后烟株的长势、烟叶的产量、质量明显下降[5 ] ,同
时还可能增加烟草土传病害 (如烟草黑胫病)和地下害
虫 (地老虎、烟草根结线虫)的危害 ,影响烟株的正常生
长。微生物是土壤物质转化的重要参与者 ,在有机质
的矿化、腐殖质的形成和分解、植物营养的转化、土壤
污染的修复等过程中起着不可替代的作用[6 ] 。微生物
既是土壤有机质和养分转化与循环的动力 ,又是土壤
中植物有效养分的储备库 ,是生物多样性与生态平衡
的一个重要方面 ,土壤微生物的平衡发展也是预防植
物病害发生的基础[7～9 ] 。农业土壤中微生物的数量与
种类受耕作制度、作物种类、作物生育期及施肥技术等
494　 核 农 学 报　2007 ,21 (5) :494～497Journal of Nuclear Agricultural Sciences
因素的影响[10～13 ] 。笔者试图探明烟草连作对稻田土
壤微生物群落及其酶的变化 ,旨在阐明烟草连作对稻
田土壤生态系统的影响情况。
1 　材料与方法
111 　试验材料与设计
试验田为烟草 - 水稻轮作 ,田中连续种烟草的年
数为连作时间 (年) , ,试验土壤的基本特性见表 1 ,田
间试验设置在湖南省嘉禾县的定位试验站内 ,点内设
多个试验处理 ,无重复。每个小区 1010m ×6167m ,小
区间用水泥埂隔开 ,地下埋深 100cm ,高出田面 35cm。
各小区独立 ,不窜灌窜排。
培养基包括 3 种 ,牛肉膏蛋白胨琼脂 ,高泽氏 1 号
琼脂 ,马丁2孟加拉红链霉素琼脂。
表 1 　供试土壤的基本特性
Table 1 　The basic characteristics of the tested soils
土壤编号
soil No.
pH
全氮
total N
(gΠkg) 全磷total P(gΠkg) 全钾total K(gΠkg) 有机质organicmatter (gΠkg) 速效磷available P(mgΠkg) 碱解 Navailable N(mgΠkg) 速效钾available K(mgΠkg) 缓效钾slowlyavailable K(mgΠkg) 容重bulk density(gΠmm3) 最大田间持水量field moisturecapacity( %)
1 7113 11276 01878 10102 53157 33186 18717 20916 43412 019215 45196
2 7140 11569 11122 11115 65195 67160 20812 28913 30811 110140 42127
3 7152 11535 01928 11196 61173 28154 19615 34016 33311 019373 44166
4 7158 21096 01874 10179 78131 18182 24018 16814 16019 017307 48109
5 6193 11629 01958 10132 58198 25161 21312 28017 24313 018685 43157
6 7151 21028 01810 10102 74180 13150 26716 10111 10815 018452 47195
7 6133 11378 01726 8176 58111 14142 14818 18712 17212 019167 44176
8 7154 11656 01871 11114 60144 23122 21919 21314 19019 018667 55164
注 :1 :连作 20 年 ;2 :连作 15 年 ;3 :连作 10 年 ;4 :连作 5 年 ;5 :连作 4 年 ;6 :连作 3 年 ;7 :连作 2 年 ;8 :1 年。下表同。
Note :Soil No. 1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 and 8 mean 20 ,15 ,10 ,5 ,4 ,3 ,2 and 1 year (s) continuous2tobacco2cropping soil , respectively. The same as the following tables.
112 　分析与测定
11211 　微生物区系分析 　2005 年 7 月 1 日对供试土
样用铁钻通过五点取样法取样 ,为避免土壤微生物受
空气的影响 ,去除表层 0～5cm 土壤 ,在 5～15cm 土层
取样进行微生物分析 ,参照文献[14 ]进行。好气性细
菌、放线菌和真菌的计数采用稀释平板计数法 ,厌气性
细菌的计数采用液体石蜡油法 ,各 3 次重复。好气性
和厌气性细菌分别在 36 ℃下、牛肉膏蛋白陈琼脂培养
基中培养 30 与培养 48 h ,放线菌和真菌在 28 ℃～30 ℃
条件下 ,分别于变泽氏 1 号琼脂和马丁 - 孟加拉红链
霉素琼脂培养基中培养 5 d。观察培养结果。
11212 　微生物活度测定 　采用改进的 FDA 法[15 ] ,在
490 nm 波长处进行比色 ,记录 OD 值。各 3 次重复 ,以
隔日 2 次高压湿热灭菌土壤为对照。
11213 　土壤酶活性的测定 　蛋白酶活性测定用比色
法[14 ] ,以 1g 土壤 30 ℃恒温培养 24h 水解生成 1mg 氨
基酸定义为 1 个 U ;纤维素酶活性测定用比色法[14 ] ,以
10g 土壤 3315 ℃恒温培养 72h 水解生成 1mg 葡萄糖定
义为 1 个 U ;脲酶活性测定用比色法[16 ] ,以 5g 土壤
37 ℃恒温培养 24h 水解生成 1mg 氨态氮定义为 1 个
U ;过氧化氢酶活性测定用滴定法[16 ] ,以 1g 土壤 30 ℃
20min 水解 1ml H2O2 定义为 1 个U。各设 3 次重复 ,并
设无基质对照和无土对照。
11214 　土壤水分含量测定 　土壤含水量测定在 105 ℃
烘至恒重时进行。
11215 　统计分析方法 　采用 Duncan 新复极差法中的
Standard error of mean (SEM)进行分析。
2 　结果与分析
211 　烟草连作对稻田土壤 4 大类微生物数量的影响
从表 2 可以看出 ,连作年限与土壤中的好气性细
菌、厌气性细菌、放线菌及真菌的数量没有相关性 ,而
且所测不同连作年限的土壤微生物的数量也没有明显
差异 ,说明烟草连作不会对土壤中主要微生物类群的
数量造成明显的影响。从表 1 和表 2 综合来看 ,土壤
中的全氮、全磷、有机质、碱解 N、速效钾等养分的变化
基本上与微生物的变化是一致的 ,说明所测土壤中的
主要微生物类群的数量主要是受土壤肥力变化的影
响 ,而烟草连作并没有对土壤肥力造成明显的影响。
从好气性细菌数量与厌气性细菌数量的变化来看 ,二
者是一致的 ,但好气性细菌数量大致是厌气性细菌数
量的 5～6 倍 ,这是因为稻田土壤中的细菌以兼性好气
性微生物为主 ,这与许多报道是一致的[3 ,6 ,12 ] 。
594　5 期 烟草连作对稻田土壤微生物及酶的影响
表 2 　烟草连作对稻田土壤 4 大类微生物数量的影响
Table 2 　The effect of tobacco continuous cropping on the number of four main groups of microbe in the tested soils
土壤编号
soil No.
好气性细菌
aerobic bacteria
( ×106cfu1g - 1) 厌气性细菌anaerobic bacteria( ×105cfu1g - 1) 放线菌 actinomycetes( ×106cfu1g - 1) 真菌fungi ( ×103cfu1g - 1) 总数total number( ×106cfu1g - 1)
1 3170 ±0126 5161 ±1119 5134 ±0183 5186 ±1127 9161 ±1125
2 1154 ±1112 2102 ±0157 0149 ±0112 2133 ±0165 2123 ±0189
3 1173 ±0183 2164 ±0179 1173 ±0138 4145 ±1103 3173 ±0167
4 3151 ±0191 6143 ±0199 1115 ±0171 8119 ±1156 5131 ±1111
5 4125 ±1114 8175 ±0187 0129 ±0115 3715 ±3179 5145 ±1140
6 1173 ±0175 2137 ±1165 0191 ±0128 2134 ±0168 2188 ±0158
7 1129 ±0166 3112 ±1113 0142 ±0125 1188 ±0166 2102 ±0161
8 1182 ±0125 2179 ±1118 1151 ±0149 2141 ±0162 3161 ±0176
212 　烟草连作对稻田土壤微生物活度及酶活性的影
响
土壤微生物活性显示土壤中物质代谢的旺盛程
度 ,是土壤物理化学特性的综合体现 ,也是土壤肥力的
一个重要指标[17 ] 。从表 3 可以看出 ,烟草连作 10 年以
上的土壤微生物活度有降低趋势 ,且明显低于连作 5
年以下的土壤 ,而烟草连作 5 年以下的土壤微生物活
度没有明显差异 ,可见长期连作会降低土壤微生物活
度。从表 3 还可知 ,不同烟草连作年限的土壤纤维素
酶、脲酶、蛋白酶及过氧化氢酶没有明显差异。结合表
1 和表 3 来看 ,土壤养分与所测几种土壤酶活性的变
化规律基本是一致的 ,说明根据土壤酶的情况能够评
价土壤肥力。
表 3 　烟草连作对稻田土壤微生物活度及酶活性的影响
Table 3 　The effect of tobacco continuous cropping on enzyme activities and microbial activities in soil
土壤编号
soil No.
微生物活度
microbial activities(OD490nm)
脲酶
urease (U)
纤维素酶
cellulase (U)
蛋白酶
protease (U)
过氧化氢酶
catalase (U)
1 01171 ±01013 11127 ±01433 25180 ±4121 12104 ±1190 11120 ±01210
2 01147 ±01056 11668 ±01221 18135 ±2167 12176 ±1181 11123 ±01541
3 01158 ±01023 11160 ±01451 12190 ±2118 12126 ±0199 11092 ±01189
4 01263 ±01076 11563 ±01612 83185 ±6192 13153 ±0187 11005 ±01098
5 01187 ±01041 11423 ±01627 19135 ±5181 11178 ±1113 11080 ±01234
6 01340 ±01029 11967 ±01113 19135 ±3150 15105 ±2132 11010 ±01245
7 01248 ±01078 01931 ±01068 12190 ±4119 12155 ±2111 11050 ±01079
8 01204 ±01012 11029 ±01109 19135 ±3176 14100 ±1178 11013 ±01141
3 　讨论与结论
本试验表明 ,烟草连作对所测 4 类主要土壤微生
物的数量没有造成明显的影响 ,即使连作 10 年以上 ,
也没有对微生物数量造成影响 ,说明稻田土壤生态系
统中微生物的数量不会因为作物的影响而改变 ,而主
要是受养分条件及理化因素的作用。但有研究表明 ,
烟草长期连作 ,由于其根系对根圈土壤微生物的影响 ,
可能会导致土壤微生物种类 (多样性) 的改变 ,虽然这
种改变对土壤微生物的数量不会造成影响 ,但是 ,对于
微生物在土壤物质转化中的强弱将产生一定的影
响[18 ] 。并且 ,烟草连作还有可能导致病原菌在土壤中
富集 ,为有害微生物提供有利的栖息场所 ,造成土传病
害的发生。
土壤酶主要来自微生物细胞 ,但也可以来自动植
物残体[6 ] ,土壤酶的活性与土壤健康及土壤养分转化
等有很大的关系。长期连作对土壤中脲酶、纤维素酶、
过氧化氢酶活性及蛋白酶活性没有造成明显的影响 ,
但是 ,烟草连作使植株生育受到明显抑制 ,土壤微生物
主要类群的多样性有可能发生规律性变化 ,这就必然
导致主要土壤酶活性的定向改变 ,例如水解酶总活性
的改变 ,这种改变将导致土壤生态系统中物质转化受
到影响。
由于有机质转化所需能量的 90 %以上来自微生
物的分解作用 ,因此 ,土壤微生物活度总量是土壤 —植
694 核　农　学　报 21 卷
物体系中有机质转化的较好指标[19 ] 。从本研究结果
来看 ,烟草长期连作可能降低稻田土壤的微生物活度 ,
也就是说 ,烟草长期连作会减缓土壤中有机物质等的
水解 ,减慢物质循环 ,对稻田土壤的肥力及进一步熟化
将造成影响 ,从而在一定程度上影响可耕性。
本研究土壤微生物与酶活性的分析表明 ,为了维
持稻田土壤微生物多样性的平衡 ,减少植物病害的发
生 ,提高土壤肥力 ,稻田中最好不要长期连作烟草 ,并
且连作年限在 5 年以下较好。
参考文献 :
[ 1 ] 　封海胜 ,张恩苏 ,万书波 ,等. 花生连作对土壤及根际微生物区系
的影响. 山东农业科学 ,1993 ,1 :13～15
[ 2 ] 　高子勤 ,张 香. 连作障碍与根际微生态研究. 应用生态学报 ,
1998 ,19 (5) :549～554
[ 3 ] 　李仲强 ,谭周进 ,夏海鳌 ,等. 耕作制度对土壤微生物区系的影
响. 湖南农业科学 ,2001 ,2 :24～25
[ 4 ] 　孙秀山 ,封海胜 ,万书波 ,等. 连作花生田主要微生物类群与土壤
酶活性变化及其交互作用. 作物学报. 2001 , (9) :617～621
[ 5 ] 　晋艳 ,杨宇虹 ,段玉琪 ,等. 烤烟连作对烟叶产量和质量的影响研
究初报. 烟草科技 ,2002 , (1) :41～45
[ 6 ] 　李阜棣. 土壤微生物学. 北京 :中国农业出版社 ,1995
[ 7 ] 　Moony J H , Cushman E , Medina O E , et al . Functional Role of
Biodiversity.John Wiley & Sons ,Ltd ,1996
[ 8 ] 　王连君 ,谷思玉. 烤烟连作对土壤养分的影响. 烟草科技. 2004 ,9 :
40～42
[ 9 ] 　贾新民 ,于泉林 ,郑玉龙 ,等. 大豆连作土壤酶与土壤微生物指标
的研究. 中南林学院报 ,1995 ,10 :31～32
[10 ] 　罗安程 , Subedi T B ,章永松 ,等. 有机肥对水稻根际土壤中微生
物和酶活性的影响. 植物营养与肥料学报 ,1995 ,5 (4) :321～327
[11 ] 　徐阳春 ,沈其荣 ,冉 炜. 长期免耕与施用有机肥对土壤微生物碳、
氮、磷含量的影响. 土壤学报 , 2002 ,39 (1) :89～95
[12 ] 　李　倩 ,谭周进 ,屠乃美 ,等. 少免耕对晚稻土微生物区系及活度
的动态影响. 湖南农业大学学报 ,2005 ,31 (4) :415～417
[13 ] 　谭周进 ,冯跃华 ,张扬珠 ,等. 稻作制有机肥对红壤性水稻土微生
物区系与酶活性的影响. 中国生态农业学报 ,2004 ,12 (2) :121～
123
[14 ] 　李阜棣 ,喻子牛 ,何绍江. 农业微生物学实验技术. 北京 :中国农
业出版社 ,1996 ,36 ,305～308
[15 ] 　Schnurer J , Rosswall T. Fluorescein diacetate hydrolysis as a measure of
total microbial activity in soil and litter. Applied and Environment
Microbiology ,1982 ,43 :1256～1261
[16 ] 　周礼恺. 土壤酶学. 北京 :科学出版社 ,1987
[17 ] 　朱海平 ,姚槐应 ,张勇勇 ,等. 不同培肥管理措施对土壤微生物生
态特征的影响. 土壤通报 ,2003 ,34 (2) :140～142
[18 ] 　贺学礼 ,王东雪 ,赵丽莉. AM真菌和施氮量对烟叶生长和部分矿
质元素含量的影响. 2006 ,20 (2) :154～158
[ 19 ] 　Heal O W , Madean S F. Comparative productivity in ecosystem2
secondary productivity. van dobben W H , Melonnell P H L. Unifying
Concepts in Ecology. Hague : The Hague Holland Press House , 1975 ,
89～108
欢迎订阅 2008 年《农业质量标准》
　　主管　中华人民共和国农业部 　　主办 　中国农业科学院
协办　农业部农产品质量安全中心 　承办 　中国农科院农业质量标准与检测技术研究所
主要栏目 :本刊特稿 ;本刊专访、专家点评、专题论坛、政策法规、农产品质量安全、农业标准化、无公害食品行
动、标准制定与实施、质量认证与管理、质量监督与检验、检验检测体系建设、农业标准公告、研究与探讨、质检中
心之窗、名企名品、市场信息与动态、海外博览、编读园地、广告信息等。
读者对象 :与农产品质量安全和农业质量标准有关的各级农业行政管理、科研教学、检验检测、技术推广、生
产企业等部门的有关人员。
本刊为双月刊 ,逢双月 10 日出版。大 16 开本 ,彩色四封 ,56 页。全国各地邮局 (所)均可订阅 ,也可直接到本
刊编辑部办理订阅手续。邮发代号 :822223 ,每册定价 :6180 元 ,全年共 40180 元。
通讯地址 :北京中关村南大街 12 号中国农科院质量标准所 　邮政编码 :100081
联系电话/ 传真 : (010) 62138026 　　E2mail :aqs @caas. net . cn
欢迎各界朋友赐教 ,赐稿 ,订阅和刊登广告。
794Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2007 ,21 (5) :494～497