全 文 ：书绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量及
供氮能力的影响
李正１，２，刘国顺１，敬海霞１，２，叶协锋１，解昌盛２，向永光２，
张文平３，杨超４，王永１，５，习相银６
（１．河南农业大学 国家烟草栽培生理生化研究基地 烟草行业烟草栽培重点实验室，河南 郑州４５０００２；２．重庆市烟草
公司巫溪分公司，重庆４０５８００；３．重庆市烟草公司武隆分公司，重庆４０８５００；４．重庆市烟草公司，
重庆４０００２３；５．郑州经济技术开发区，河南 郑州４５００１６；６．西南大学，重庆４００７０８）
摘要：通过田间试验，研究绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量碳、氮及土壤供氮能力的影响，为探索发展低碳烟
草农业、构建资源节约型和环境友好型农业，实现烟叶生产的可持续发展和特色烟叶开发提供理论依据。结果表
明，绿肥与化肥配施能明显提高土壤微生物量碳、微生物量氮和土壤的供氮能力。在烟株生长发育过程中，绿肥与
化肥的不同配施比例对土壤微生物量碳、微生物量氮及土壤供氮能力的影响有明显的差异。与对照相比，配施绿
肥的各处理在烟株不同生育时期土壤微生物量碳、微生物量氮和脲酶活性的提高幅度分别为７．０７％～１２３．３２％，
３．２８％～１５７．６９％和３．１３％～５０．００％，土壤全氮和碱解氮含量的最高提高幅度分别为２２．２１％和１５．４２％，绿肥
配施量以１５０００～２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 的综合效果较好。在烟草不同生育时期，土壤微生物量碳和微生物量氮的动态
变化不同，微生物量碳的高峰出现在团棵期和现蕾期，而微生物量氮的高峰出现在团棵期和圆顶期。绿肥与化肥
配施后，绿肥对促进微生物生物量增加和酶活性增强的贡献更大，绿肥矿化释放的氮素可以作为微生物量氮和土
壤氮的重要给源，同时绿肥还具有明显的保存氮素的作用，能够提高土壤的供氮能力，表明配施绿肥后土壤生物过
程活跃，有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需要的营养供应。
关键词：绿肥；化肥；土壤微生物量Ｃ、Ｎ；脲酶活性；土壤氮
中图分类号：Ｓ１４２；Ｓ１５４．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１１）０６０１２６０９
土壤微生物是土壤有机质中最活跃和最易变化的部分，是活的土壤有机质成分，土壤中的细菌、真菌、放线菌
和藻类等不仅参与土壤有机质的分解和矿化，促进土壤养分循环，提高土壤养分的有效性，而且其代谢物也是植
物的营养成分。土壤微生物对土壤有机质的矿化和转化作用是土壤有效氮、磷、钾的重要来源［１，２］。而微生物本
身所含有的碳、氮、磷和硫等，对土壤养分转化及作物吸收具有调节和补偿作用［３］。微生物量碳、氮是土壤碳素和
氮素养分转化和循环研究中的重要参数，它们较为直观的反映了土壤微生物和肥力状况［４］，其作为评价土壤生态
环境质量的重要指标，越来越受到人们的重视［５８］。土壤氮的微生物矿化和固持是同时发生在土壤氮素循环中的
２个重要过程，微生物既是这２个过程的执行者，又是植物营养元素的活性库［９１１］。单施有机肥或单施化肥，都可
以显著提高土壤中全氮及有效氮含量，但有机肥的作用不如化肥来得快［１２，１３］。进行有机肥与化肥配合施用不仅
能快速提高土壤中有效氮含量，而且能长久保存土壤氮素营养［１３，１４］。但土壤微生物活性与施入底物的有效性密
不可分［１５］，微生物对施入氮的固持与释放，主要受施入的碳源和氮源所支配［１６］，进而影响碳源的矿化、溶解及有
机氮的微生物同化［１７］。
近年来，对土壤微生物活性的研究已经成为土壤学界研究的热点，许多学者从不同角度开展了相关领域的研
究工作［１８２１］，但对绿肥及土壤供氮能力方面的研究较少，而且已有的研究主要集中在绿肥对土壤微生物数量及群
落结构、土壤酶活性、土壤理化性质等方面的影响上［２２２４］。绿肥作为一种重要的有机肥料，其在减少氮肥用量、提
高作物产量、培肥土壤地力等方面起到了积极的作用。因此，本试验旨在研究绿肥与化肥配施后植烟土壤微生物
１２６－１３４
２０１１年１２月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２０卷 第６期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
收稿日期：２０１００９３０；改回日期：２０１０１１２９
基金项目：国家烟草专卖局项目（２００８０１００１／２００８０１００２）资助。
作者简介：李正（１９８１），男，河南南阳人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｚｈｅｎｇ３００３＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｇｓｈ１８５１＠１６３．ｃｏｍ
量碳、氮及土壤供氮特性的动态变化，为改良植烟土壤，减少氮肥使用，改善生态环境，发展低碳烟草农业提供理
论依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验设计
试验于２００８－２００９年在重庆市武隆县赵家乡新华村老街自然村进行 （海拔１０３６ｍ，１０７°３３．５８８′Ｅ，
２９°１６．５９３′Ｎ），供试绿肥品种为黑麦草（犔狅犾犻狌犿），翻压时测定鲜草含水率为８７．３８％，干草含碳量为３８．２６％，含
氮量为１．０３％，Ｃ／Ｎ为３７．１４。供试土壤类型为水稻土，土壤基础肥力为有机质２４．１９ｇ／ｋｇ，碱解氮１２４．６３
ｍｇ／ｋｇ，速效磷２１．８８ｍｇ／ｋｇ，速效钾１５０．７８ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ５．４３。烤烟品种为云烟８７，大田行距１．２ｍ，株距０．５５
ｍ，密度１５０００株／ｈｍ２，移栽时间为５月５日。常规施肥措施为基肥使用烤烟专用复合肥６００ｋｇ／ｈｍ２（氮磷钾比
例为１．０∶１．５∶２．５），过磷酸钙７５ｋｇ／ｈｍ２，追肥使用硝酸钾１５０ｋｇ／ｈｍ２。在翻压绿肥的基础上，设置４个不同
绿肥翻压量，同时减少氮肥用量的处理，分别为Ｔ１（翻压绿肥７５００ｋｇ／ｈｍ２，不减少氮肥用量）、Ｔ２（翻压绿肥
１５０００ｋｇ／ｈｍ２，每ｈｍ２ 减少纯氮７．５ｋｇ）、Ｔ３（翻压绿肥２２５００ｋｇ／ｈｍ２，每ｈｍ２ 减少纯氮１１．２５ｋｇ）、Ｔ４（翻压绿
肥３００００ｋｇ／ｈｍ２，每ｈｍ２ 减少纯氮１５ｋｇ），其中各处理减少的氮肥量为纯氮所相当的烤烟专用复合肥量，其他
施肥措施不变，以不翻压绿肥只种植烤烟的空白地为ＣＫ（对照），常规施肥。每个处理小区面积为３３４ｍ２，重复３
次。绿肥在９月中旬播种，采用条播方式，播种量为４５ｋｇ／ｈｍ２，在烤烟移栽前２０ｄ左右翻压。
１．２ 测定项目与方法
每个处理分别于移栽后１０ｄ（移栽初期），３０ｄ（团棵期），４５ｄ（旺长期），６０ｄ（现蕾期），７５ｄ（圆顶期），９０ｄ（成
熟期）随机选取烟垄上２株烟正中位置（距烟株２７．５ｃｍ处）０～２０ｃｍ土层，采集５个土样，混匀，测定土壤微生
物量碳和微生物量氮，土壤脲酶活性，土壤全氮和碱解氮含量。
土壤微生物量碳、微生物量氮的测定采用氯仿熏蒸法［２５］，土壤脲酶采用比色法［２６］，土壤全氮采用半微量凯氏
定氮法［２５］，土壤碱解氮采用碱解扩散法［２５］。
１．３ 统计分析
测定结果采用ＤＰＳ６．５５和Ｅｘｃｅｌ２００３进行分析。
２ 结果与分析
２．１ 绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量的影响
２．１．１ 绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量碳的影响 土壤微生物量碳对土壤条件的变化非常敏感，是土壤有
机碳的灵敏指示因子，能在检测到土壤总碳量变化之前反映土壤有机质的变化［２７］。配施绿肥的各处理土壤微生
物量碳均明显高于单施化肥的处理（图１），与对照相比，各处理提高幅度达７．０７％～１２３．３２％，这说明配施绿肥
后促进了土壤微生物的大量繁殖。但土壤微生物量碳并没有完全随着绿肥配施量的增加而增加，在６０ｄ以前，
绿肥量较大的Ｔ４处理微生物量碳较低，绿肥量较小的Ｔ１处理则较高，Ｔ２和Ｔ３处理在烟株整个生育期内均保
持相对较高水平。这可能与禾本科绿肥Ｃ／Ｎ较高，腐解过程需要微生物吸收土壤中的氮素来降低Ｃ／Ｎ［２１］有关，
而在此过程存在烟株和微生物争夺氮源的矛盾［２８］，不同处理由于绿肥与化肥配比不同，Ｔ１处理氮素充足，绿肥
腐解迅速，养分释放较快，而Ｔ４处理虽然有机物充足，但氮源不足，绿肥腐解较慢，养分释放也慢。从烟株整个
生育期的动态变化来看，所有处理微生物量碳均在３０和６０ｄ出现峰值。在６０ｄ以后对照逐渐降低，而配施绿肥
的各处理先降低，在７５ｄ以后都略有回升。这说明配施绿肥后增强了土壤的保肥性。
２．１．２ 绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量氮的影响 微生物量氮是土壤氮素的重要储备库［２９］，对土壤有机
质含量，氮、磷、钾、硫等养分的供给及有机无机养分转化起重要作用［３０］。配施绿肥的各处理明显提高了土壤微
生物氮含量（图２），与对照相比，提高幅度达３．２８％～１５７．６９％，说明配施绿肥后微生物数量的增加促进了土壤
中氮素的转化。对照的微生物量氮始终低于配施绿肥的各处理，Ｔ１处理在烟株生长过程中变化幅度最大，移栽
后４５ｄ含量较低，３０和７５ｄ则在所有处理中最高，Ｔ２、Ｔ３处理整体变化幅度较小，相对含量较高，Ｔ４处理在４５
ｄ以前含量较高，以后则明显低于Ｔ２、Ｔ３。从烟株生育期的动态变化来看，所有处理均表现出相似的规律性，在
３０和７５ｄ出现峰值，在４５ｄ出现谷值，７５ｄ以后明显降低。由于土壤微生物量氮的多少决定于土壤中微生物的
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数量，同时与土壤全氮、土壤碱解氮含量呈显著或极显著的正相关关系［３１］，配施绿肥的各处理因为增加了有机物
质的投入，为微生物生存提供了碳源，均明显提高了土壤微生物量氮。从Ｔ１处理和对照的差异可以看出，在施
入等量化肥的情况下，施入绿肥对微生物量氮具有明显的提升作用；但是在氮肥施入不足的情况下，微生物量氮
并没有随着绿肥施用量的增加而增加（Ｔ４处理在３０ｄ以后微生物量氮较低），这说明化肥与绿肥的配施比例对
微生物量氮具有重要的影响。
图１ 绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量碳的影响
犉犻犵．１ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犵狉犲犲狀犿犪狀狌狉犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犮狅犿犫犻狀犲犱狑犻狋犺
犮犺犲犿犻犮犪犾犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狅狀犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犆
图２ 绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量氮的影响
犉犻犵．２ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犵狉犲犲狀犿犪狀狌狉犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犮狅犿犫犻狀犲犱狑犻狋犺
犮犺犲犿犻犮犪犾犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狅狀犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犖
２．１．３ 绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量Ｃ／Ｎ的影响 由于微生物的Ｃ／Ｎ较低，在土壤中分解速度比土壤
有机质快，对土壤有机质的分解及养分的转化循环等有重要的作用［２５］。微生物Ｃ／Ｎ的平均值Ｔ１处理高于对照
（表１），其余处理均低于对照。从烟株生育期的动态变化来看，所有处理微生物Ｃ／Ｎ在４５～６０ｄ时较高，说明此
时期土壤养分充足，微生物分解较慢，利于土壤养分的转化保存，Ｔ２、Ｔ３处理在烟株生育期内Ｃ／Ｎ变化趋势较
缓，说明微生物的合成与分解速度不致于过缓或过急，土壤养分的转化、循环、保存及绿肥后效作用发挥较好，Ｔ１
处理在不同生育期内Ｃ／Ｎ变化幅度较大，说明微生物分解过于剧烈，利于土壤养分的释放，但不利于养分的保
存。Ｔ４处理和对照动态变化幅度较接近，说明单施化肥或过量施用绿肥都不利于土壤微生物活性的发挥。
表１ 绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量犆／犖的影响
犜犪犫犾犲１ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犵狉犲犲狀犿犪狀狌狉犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犮狅犿犫犻狀犲犱狑犻狋犺犮犺犲犿犻犮犪犾犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狅狀犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犆／犖
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
移栽后天数Ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ（ｄ）
１０ ３０ ４５ ６０ ７５ ９０
平均值
Ｍｅａｎ
ＣＫ ４．４６ｂ ４．８２ａ １０．５３ｂ ７．０３ａ ３．２０ａ ２．９９ｂ ５．５０５
Ｔ１ ６．７１ａ ３．１１ｂｃ １５．５６ａ ６．４９ａ １．８２ｂ ４．３８ａ ６．３４６
Ｔ２ ３．６４ｂｃ ３．７２ｂ ４．５０ｃ ５．１７ｂ ２．９０ａ ４．７０ａ ４．１０５
Ｔ３ ３．３６ｃ ３．１２ｂｃ ７．６４ｂｃ ６．００ａｂ ３．００ａ ３．８９ａｂ ４．５０３
Ｔ４ ３．０７ｃ ３．０５ｃ １１．２１ｂ ７．０３ａ ３．０５ａ ４．２２ａ ５．２７３
注：同列中不同字母表示差异显著（犘＜０．０５）。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ５％ｌｅｖｅｌｓ．
２．２ 绿肥与化肥配施对植烟土壤脲酶活性的影响
土壤脲酶直接参与土壤中含氮有机化合物的转化，其活性高低在一定程度上反应了土壤供氮水平状况［２６］。
由于土壤中存在着能生成脲酶的微生物，因此，往土壤中添加促进微生物活动的有机物质能使土壤中的脲酶活性
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增强［３２］。配施绿肥的各处理土壤脲酶活性均明显高于对照（图３），与对照相比，提高幅度达３．１３％～５０．００％。
Ｔ１处理在前期脲酶活性较高，但４５ｄ以后低于其他配施绿肥的处理；Ｔ２、Ｔ３处理在烟株整个生育期脲酶活性均
较高，但 Ｔ３处理在３０ｄ前脲酶活性略低，Ｔ４处理在４５ｄ前明显低于其他配施绿肥的处理，但是在４５ｄ后则高
于Ｔ１处理。这可能与绿肥带入土壤大量的酶，同时也增加了底物有关［３３］。移栽初期烟株需氮较少，氮素供应充
足，绿肥腐解迅速，养分释放较快，但Ｔ１处理配施绿肥量较少，保肥性能较差，后期进入雨季，大部分速效养分被
雨水冲刷流失；Ｔ２、Ｔ３处理绿肥配施量较大，同时氮肥施用量适中，因此，绿肥既能快速腐解，后期雨季又能较多
的保存土壤养分；而Ｔ４处理氮肥量较少，绿肥量较大，腐解过程中绿肥残留量大，绿肥后效较长。从烟株生育期
的动态变化来看，所有处理酶活性呈有规律的变化，前期酶活性较低，在４５ｄ时达到高峰，随后逐渐降低，６０ｄ以
后又有所回升，７５ｄ以后缓慢下降。这可能是烟株旺长期以前，土壤酶主要来源于微生物和绿肥分解释放，而进
入旺长期以后，地上和地下部分生长旺盛，土壤酶还可能大部分来源于烟株根系分泌物，因此，旺长期酶活性最
强。脲酶活性的变化反映出绿肥对植烟土壤氮素转化、积累、供应与土壤产生的保肥能力之间的协调性。
２．３ 绿肥与化肥配施对植烟土壤氮含量的影响
２．３．１ 绿肥与化肥配施对植烟土壤全氮含量的影响 在烟株生长过程中，不同处理土壤全氮含量有较大的差异
（图４），对照土壤全氮含量在移栽初期较高，但随着烟株的生长呈下降趋势，而且在４５ｄ以后均低于配施绿肥的
处理，这是因为对照只有化肥的施用，在前期烟株吸氮量较少，土壤全氮含量较高，但随着烟株的生长，吸氮量进
一步增加，土壤氮量减少，后期由于雨水冲刷流失，总氮量降低比较明显；绿肥与化肥配施的各处理，土壤全氮含
量在烟株生长过程中呈有规律的变化，前期土壤全氮含量均较低，随着烟株的生长，在４５ｄ左右土壤全氮含量达
最高，随后土壤全氮含量逐渐下降，但降幅较缓，这是因为配施绿肥后，促进了微生物的大量繁殖，前期施入土壤
的氮素一部分被烟株吸收利用，一部分被微生物固定，但前期烟株利用较少，全氮含量降低较少，随后由于追肥的
施入，增加了土壤中氮的含量，再加上绿肥腐解释放，土壤全氮含量在４５ｄ左右达最高。进入旺长期，烟株对氮
素的需求量较大，土壤全氮含量逐渐减少，但是由于绿肥的施入，对土壤氮素起到了一定的保存作用，因此，配施
绿肥的各处理土壤全氮含量在后期均高于对照。另外，绿肥对土壤氮素还具有明显的补充作用，与对照相比，全
氮含量最高提高幅度达２２．２１％，但只有Ｔ２处理土壤全氮在烟株各生育时期始终高于对照；Ｔ３在４５ｄ左右为
土壤提供了较高的氮素营养，但在４５ｄ前后均较低；Ｔ１处理虽然施入了与对照等量的氮化肥，但由于投入绿肥
较少，对氮素的保存作用不明显；Ｔ４处理虽然投入了较多的绿肥，但是由于化肥用量较少，化肥的肥效和绿肥的
后效作用发挥均不明显。因此，合适的绿肥和化肥配施比例，对提高土壤氮素供应能力具有重要意义。
２．３．２ 绿肥与化肥配施对植烟土壤碱解氮含量的影响 土壤碱解氮是植物直接吸收利用的氮素形态，可以反映
土壤近期内氮素供应状况［２５］。所有处理碱解氮含量的动态变化规律基本一致（图５），分别在１０，４５，７５ｄ出现峰
值，前期土壤中施入了化肥作基肥，而此时期烟株对氮素的吸收量较少，因此碱解氮含量高；伴随着绿肥养分的释
放，刺激了微生物活性，微生物对土壤氮素固定和烟株生长吸氮的交叉作用，微生物量氮增加，土壤有效氮素在团
棵期减少，由于追肥的施入和微生物量氮的释放，在旺长期土壤有效氮素增加；现蕾以后，高温高湿促使土壤中绿
肥残留物进一步分解释放氮素，因此，碱解氮在圆顶时略有升高。Ｔ１、Ｔ２在全生育期碱解氮含量均高于对照和
其他处理（图５），Ｔ３、Ｔ４在４５ｄ前低于对照，４５ｄ以后均高于对照，与对照相比，配施绿肥的各处理碱解氮含量
最高提幅达１５．４２％。这说明单施化肥能在短期内促进土壤有效氮量增加，但由于抑制了微生物活性，微生物量
氮增加有限，因而，在烟株生长过程中没有足够的微生物量氮转化成土壤有效态氮被烟株吸收利用，绿肥与化肥
配施的处理土壤的有效态氮处于较高水平，这主要是因为有机物质的投入促进了微生物的活动，而施入氮（包括
化肥氮和有机肥氮）被固持在微生物体内，从而避免了烟株生长过程中过多的有效氮存在于土壤中而流失，当土
壤中没有更多的能源物质来维持微生物的生命活动时，大量的微生物相继死亡，被固持在这些微生物体内氮素释
放出来供烟株吸收利用［３４］。由于作物和土壤微生物对土壤氮素存在竞争关系，在氮素胁迫条件下，竞争作用突
出，其竞争强度取决于氮源和能源的供应强度以及土壤氮素转化过程。当土壤中微生物的碳源（能源）物质与氮
源物质充足时，微生物对氮素的竞争能力较强，作物的竞争能力较弱，随着土壤氮素转化过程的改变，作物的竞争
能力逐渐增强，并显著超过微生物，微生物量氮减少［３２］。因此，配施绿肥后，在土壤中增加了碳源，刺激了微生物
９２１第２０卷第６期 草业学报２０１１年
的活性，但由于不同处理配施比例不同，对土壤氮素的转化、保存能力也不同，Ｔ１、Ｔ２施入土壤的氮化肥较多，绿
肥相对较少，碱解氮含量在烟株全生育期均较高；而Ｔ３、Ｔ４施入的绿肥量大，氮化肥不足，但碱解氮含量在后期
仍明显高于对照，说明在缺乏外源无机氮的情况下，绿肥的投入能够促进土壤原有氮的矿化。
图３ 绿肥与化肥配施对植烟土壤脲酶活性的影响
犉犻犵．３ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犵狉犲犲狀犿犪狀狌狉犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犮狅犿犫犻狀犲犱狑犻狋犺
犮犺犲犿犻犮犪犾犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狅狀狊狅犻犾狌狉犲犪狊犲犪犮狋犻狏犻狋狔
图４ 绿肥与化肥配施对植烟土壤全氮含量的影响
犉犻犵．４ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犵狉犲犲狀犿犪狀狌狉犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犮狅犿犫犻狀犲犱狑犻狋犺
犮犺犲犿犻犮犪犾犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狅狀狊狅犻犾狋狅狋犪犾狀犻狋狉狅犵犲狀
图５ 绿肥与化肥配施对植烟土壤碱解氮含量的影响
犉犻犵．５ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犵狉犲犲狀犿犪狀狌狉犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犮狅犿犫犻狀犲犱狑犻狋犺
犮犺犲犿犻犮犪犾犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狅狀狊狅犻犾犪犽犪犾狔狋犻犮狀犻狋狉狅犵犲狀
２．４ 土壤微生物量碳与土壤氮供应能力指标的相关性
土壤微生物量碳能在很大程度上反映土壤微生物
数量，是评价土壤微生物数量和活性的重要指标之
一［３５］。微生物量碳与氮在６０ｄ时呈极显著正相关（表
２），在９０ｄ时呈显著正相关，与土壤脲酶活性在全生
育期均呈显著或极显著正相关，与土壤全氮含量在３０
ｄ以后的各生育时期呈显著或极显著正相关，与土壤
碱解氮含量在７５ｄ呈显著正相关。这说明配施绿肥
促进土壤微生物数量增加的同时，促进了土壤脲酶活
性的增强，而微生物数量的增加和脲酶活性的增强对
土壤氮素的固定、转化、保存和释放又具有重要意义，
因为配施绿肥为土壤提供了大量的营养物质，土壤生
物过程十分活跃，烟株旺盛生长的根系分泌物、微生
物、绿肥都可能是土壤脲酶的重要来源［３０］，而脲酶活
性的增强能促进土壤氮素的转化，提高土壤氮素供应水平。
表２ 土壤微生物量碳与土壤氮供应能力指标的相关性
犜犪犫犾犲２ 犜犺犲犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犆犪狀犱狋犺犲狅狋犺犲狉犳犲狉狋犻犾犻狋狔狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊
相关指标
Ｒｅｌａｔｅｄｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ
移栽后天数Ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ（ｄ）
１０ ３０ ４５ ６０ ７５ ９０
微生物量氮 ＭｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＮ ０．３０ ０．７５ ０．４９ ０．９３ ０．６１ ０．９０
脲酶活性Ｕｒｅａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙ ０．８９ ０．９３ ０．９５ ０．９７ ０．９７ ０．９８
全氮Ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ ０．０４ ０．５１ ０．８３ ０．９７ ０．９７ ０．９３
碱解氮Ａｋａｌｙｔｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎ ０．３３ ０．６１ ０．５２ ０．５９ ０．８４ ０．８０
注：表示犘＜０．０５水平显著相关，表示犘＜０．０１水平显著相关。
Ｎｏｔｅ：ｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｔ犘＜０．０５ｌｅｖｅｌ，ｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｔ犘＜０．０１ｌｅｖｅｌ．
０３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
３ 结论与讨论
前人研究表明，不同培肥措施均能提高土壤微生物量和酶活性［２４，３６３８］，但施肥对微生物量的影响与施肥量、
肥料类型和肥料配比有关。一些研究认为，单施化肥或化肥与有机肥配合施用都可提高土壤微生物量碳、微生物
量氮［３１，３９］含量，这是因为施肥后植物生长加快，根系生物量及根系分泌物增加，可促进土壤微生物生长，从而普
遍提高土壤微生物量。而曹志平等［４０］和路磊等［３６］研究表明，单施化肥抑制了土壤微生物的活性，降低了土壤微
生物量，因为化肥对微生物有直接的毒害作用，同时，长期施用化肥使土壤板结，ｐＨ 值下降，通气性差，微生物活
性减弱。也有研究表明，短期施用无机氮肥对土壤酶活性和微生物量只产生有限的影响，但长期施用无机氮肥可
减少土壤微生物的活性［４１］。
本研究结果表明，绿肥与化肥配施能明显提高土壤微生物量碳和微生物量氮，这是因为配施绿肥的所有处理
都增加了输入系统的碳量，而碳经常是微生物繁殖的限制因子［４２］，绿肥腐解过程需要大量微生物的参与，同时为
微生物的生长提供碳源和氮源，促进微生物的大量繁殖，木质素含量高的禾本科绿肥，其有机物矿化比较缓慢，养
分后效较长，为微生物的繁殖提供了有利条件，配施绿肥的各处理微生物数量明显增加，微生物数量的增加促进
了土壤中有效养分的转化保存，从而减少了雨季有效态养分的淋溶。由于土壤微生物量氮与施入土壤的有机碳
源的种类和数量有关［４３］，所以施入绿肥为土壤补充了有机质，提高了土壤Ｃ／Ｎ，进而增强了对氮的固持能力，微
生物还可以对土壤中过量的氮素进行固定，形成微生物量氮，提高土壤的氮素供应能力。同时土壤水分与微生物
量密切相关，且在一定范围内土壤微生物量随着含水量的增加而增加［４４］，绿肥具有很强的防止水分蒸腾和持水
的能力，使得土壤水分含量尽可能增大，防止土壤氮素的挥发，从而使土壤微生物量氮也随之增加。
曹志平等［４０］认为有机物投入的强度对微生物生物量有较大的影响，随着有机物的投入，微生物量增加，而且
有机物质投入的越多，微生物量增加的越多。韩晓日等［２８］研究表明，施入的有机肥对土壤微生物量氮贡献大，化
肥对土壤微生物量氮的贡献较小，土壤氮仍是构成微生物量氮的主要来源。本研究发现，绿肥作为一种重要的有
机肥，和化肥配合施用还田时，不同配施比例对微生物量碳、微生物量氮的影响具有明显的差异。Ｔ１处理在常规
施肥的基础上配施绿肥，明显提高了土壤微生物量碳和微生物量氮，尤其微生物量氮在烟株生育期内的变化幅度
较为明显，但是随着绿肥量的增加和化肥量的减少，微生物量碳和微生物量氮的变化出现了较大的差异，Ｔ２和
Ｔ３处理在烟株各生育时期始终能保持较高的水平，随着绿肥量增加和化肥量减少的幅度进一步加大，Ｔ４处理微
生物量碳和微生物量氮表现出减少的趋势，这说明合适的绿肥与化肥配比对微生物量碳和微生物量氮具有明显
的提升作用，单施化肥或限制化肥用量的前提下增加绿肥施用量，都会对微生物量的增加产生抑制作用。
武雪萍等［３７］研究芝麻（犛犲狊犪犿狌犿犻狀犱犻犮狌犿）饼肥时发现，在烟草不同生育期，根际土壤微生物碳、氮含量的动
态变化不同，根际土壤微生物碳含量的峰值出现在现蕾期，微生物氮含量的峰值出现在团棵期。本研究结果表
明，翻压绿肥后微生物碳、氮含量的动态变化均呈双峰曲线，微生物碳含量的高峰出现在团棵期和现蕾期，而微生
物氮含量的高峰出现在团棵期和圆顶期。这种差异可能是腐熟的饼肥Ｃ／Ｎ低，较易分解，而禾本科绿肥Ｃ／Ｎ高，
分解过程相对较长，从移栽到团棵，绿肥腐解迅速［４５］，为土壤微生物提供了有机碳源，促进了微生物的大量繁殖，
同时由于化肥的施用，在移栽初期土壤中氮含量较高，其中一部分被微生物固定，使土壤微生物氮大量增加。随
着烟草的生长，土壤中氮素被大量消耗，土壤微生物氮逐渐降低，表明一部分微生物氮又被释放出来，以供烟草生
长发育需要［３７］，从旺长期到圆顶期，由于当地处于多雨季节，高温高湿促使土壤中残存的有机物料进一步分解，
微生物数量增加，同时有机物料分解使土壤中氮含量增加，多余的氮素再次被微生物固定，因此，微生物碳含量在
６０ｄ左右达到第２个高峰，而微生物氮含量在７５ｄ左右达到第２个高峰。成熟期微生物碳、氮含量明显降低，但
翻压绿肥的各处理微生物量碳比圆顶期略有回升，说明翻压绿肥后，土壤产生了一定的保肥性，而微生物氮量的
变化则反映出土壤微生物氮在协调土壤氮素供应以及烟株对氮素吸收方面的重要作用。
土壤微生物活性与土壤酶活性密切相关［２６］。酶作为土壤的组成部分，其活性的大小可较敏感的反映土壤中
生化反应的方向和强度［２６，３２］。而土壤脲酶直接参与土壤中含氮有机化合物的转化，其活性高低在一定程度上反
应了土壤供氮水平状况［２６］，由本试验可以看出，配施绿肥的各处理土壤脲酶活性均明显高于对照，而且脲酶活性
在旺长期最强，现蕾期降低，圆顶期又略有增强。这可能是由于土壤酶主要来源于土壤微生物的活动、植物根系
１３１第２０卷第６期 草业学报２０１１年
分泌物和动植物残体腐解过程中释放的酶［２６］，而配施绿肥为土壤提供了大量的有机物质，一方面绿肥腐解可以
释放酶，另一方面绿肥为微生物提供了营养，促进了微生物的活动，微生物也可以产生酶，同时绿肥的施入不仅减
少了土壤有效态养分的淋失，而且为烟株生长提供了大量的营养，烟株旺盛生长的根系分泌物同样可以为土壤提
供大量的酶，烟株生长过程中的一些脱落物进入土壤，腐解过程也可以产生土壤酶，这些综合因素的作用促进了
配施绿肥的各处理土壤脲酶活性明显增强，并且在旺长期出现峰值，脲酶活性的增强促进了土壤中氮素的转化，
保证了烟株正常生长所需要的氮素供应。
本研究结果还可以看出，施用化肥或者施用绿肥均能明显提高土壤的全氮和碱解氮含量，在旺长期以前，对
照的全氮和碱解氮含量相对较高，旺长期以后对照明显低于其他处理，说明化肥在短期内快速补充土壤氮素效应
明显，尤其对碱解氮的补充更明显［４６］，而绿肥对土壤长期内氮素供应效应较明显，同时使用绿肥可以减少氮素的
淋溶，对土壤氮素的保存具有明显的效应，绿肥与化肥的不同配施比例对土壤氮素供应也有重要的影响，化肥量
过多，绿肥量过少，能够在前期明显提高土壤的氮素供应，但后期不利于土壤氮素的保存，氮素量过少，绿肥量过
多，虽然在后期能够较好的保存土壤氮素，但是前期土壤氮素供应不足，而且整个生育期内绿肥中的养分不能充
分的发挥作用。
微生物量碳可反映土壤有效养分状况和生物活性，能在很大程度上反映土壤微生物数量［３５］，本试验通过微
生物量碳和土壤氮供应指标的相关分析可知，绿肥与化肥配施对土壤氮素供应能力具有重要影响，虽然微生物量
碳与氮只在６０和９０ｄ时显著相关，但是量氮在烟株各生育时期均增加，这可能是由于前期基肥和追肥氮素的施
入，多余的化肥氮素被固定的结果。量碳与脲酶活性在整个生育期均显著相关，说明尽管土壤酶主要来源于土壤
微生物的活动、植物根系分泌物和动植物残体腐解过程中释放的酶［２６］，但配施绿肥后土壤微生物是脲酶的主要
来源。量碳与土壤全氮在团棵期以后均显著相关，与碱解氮只在７５ｄ时显著相关，说明施用绿肥后微生物数量
的增加对后期土壤氮素的保存具有重要的意义。
总体来看，配施绿肥后土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤脲酶活性及土壤氮含量的动态变化反映出绿肥与
化肥不同配施比例对土壤氮素供应能力的重要影响。在适量减少氮化肥施用量的前提下，绿肥配施量在１５０００
～２２５００ｋｇ／ｈｍ２ 的综合效果较好，而绿肥配施量过多或过少都会影响土壤的氮素供应状况。绿肥能够固氮、吸
碳，改善生态环境，种植绿肥与现代社会倡导的“低碳经济”是和谐统一的。因此，通过研究绿肥与化肥配施对植
烟土壤微生物量及土壤供氮能力的影响，阐明土壤的生化变化过程和氮素营养在烟草生长期间的供应状况，进而
研究绿肥在现代烟草农业中的重要作用，可为修复植烟土壤，改良土壤生态环境，探索发展低碳烟草农业、构建资
源节约型和环境友好型农业，实现烟叶生产的可持续发展和特色烟叶开发提供理论依据。
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犈犳犳犲犮狋狊狅犳犵狉犲犲狀犿犪狀狌狉犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犮狅犿犫犻狀犲犱狑犻狋犺犮犺犲犿犻犮犪犾犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狅狀犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犆，犖犪狀犱
狀犻狋狉狅犵犲狀狊狌狆狆犾狔犻狀犵犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狋狅犫犪犮犮狅狆犾犪狀狋犻狀犵狊狅犻犾狊
ＬＩＺｈｅｎｇ１，２，ＬＩＵＧｕｏｓｈｕｎ１，ＪＩＮＧＨａｉｘｉａ１，２，ＹＥＸｉｅｆｅｎｇ１，ＸＩＥＣｈａｎｇｓｈｅｎｇ２，ＸＩＡＮＧＹｏｎｇｇｕａｎｇ２，
ＺＨＡＮＧＷｅｎｐｉｎｇ３，ＹＡＮＧＣｈａｏ４，ＷＡＮＧＹｏｎｇ１，５，ＸＩＸｉａｎｇｙｉｎ６
（１．ＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮａｔｉｏｎａｌＴｏｂａｃｃｏＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈ
ＣｅｎｔｒｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＴｏｂａｃｃｏＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｏｆＴｏｂａｃｃｏＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ；
２．ＷｕｘｉＴｏｂａｃｃｏＣｏｍｐａｎｙｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０５８００，Ｃｈｉｎａ；３．ＷｕｌｏｎｇＴｏｂａｃｃｏ
ＣｏｍｐａｎｙｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０８５００，Ｃｈｉｎａ；４．ＴｏｂａｃｃｏＣｏｍｐａｎｙｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇ，
Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００２３，Ｃｈｉｎａ；５．ＥｃｏｎｏｍｉｃａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ＺｏｎｅｏｆＺｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１６，Ｃｈｉｎａ；６．Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７０８，ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｏｎｍｉ
ｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣ，Ｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｐｐｌｙｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｏｂａｃｃｏｐｌａｎｔｉｎｇｓｏｉｌｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅａ
ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｔｏｓｔｕｄｙｌｏｗｃａｒｂｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄｔｏｂｕｉｌｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｖｉｎｇ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｉｅｎｄｌｙａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
ａｎｄｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｏｂａｃｃｏａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｏｂａｃｃｏｌｅａｖｅｓｗｉｔｈ
ｓｐｅｃｉｆｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉ
ｏｍａｓｓＣ，Ｎａｎｄｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｐｐｌｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｗｅｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓ．Ｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓ，
ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣ，Ｎａｎｄｓｏｉｌｕｒｅａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ７．０７％－１２３．３２％，３．２８％－１５７．６９％ａｎｄ
３．１３％－５０．００％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｂｙｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｏｉｌｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄａｌｋａｌｙｔｉｃ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２２．２１％ａｎｄ１５．４２％．ＴｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣａｎｄＮｗｅｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔｄｉｆ
ｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓ．ＭｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣｐｅａｋｅｄａｔｔｈｅｒｏｓｅｔｔｅｓｔａｇｅａｎｄｔｈｅｂｕｄｄｉｎｇｓｔａｇｅ，ｗｈｉｌｅｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＮｐｅａｋｅｄａｔｔｈｅｒｏｓｅｔｔｅｓｔａｇｅａｎｄｔｈｅｔｏｐｐｉｎｇｓｔａｇｅ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅｔｏｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｂｉｏｍａｓｓＣ，Ｎａｎｄｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．Ｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅｗａｓａｍａｉｎｒｅ
ｓｏｕｒｃｅｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＮａｎｄｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅａｌｓｏｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔ
ｒｏｌｅｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｔｈｅａｂｏｖｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｅｄｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅ
ａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｓｍｓ，ｆａｖｏｕｒｉｎｇｔｈｅｔｕｒｎｏｖｅｒｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｉｎｔｈｅｓｏｉｌａｎｄｔｈｅｐｒｏｖｉｓｉｏｎｏｆｎｕｔｒｉｔｉｏｎｔｏ
ｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｔｏｂａｃｃｏ＇ｓｎｏｒｍａｌｇｒｏｗｔｈ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅ；ｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ；ｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓＣａｎｄＮ；ｕｒｅａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙ；ｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎ
４３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６