烤烟属于双子叶植物纲(Dicotyledoneae)管花目(Tubiflorae)茄科(Solanaceae)烟草属(Nicotiana)植物。烤烟(Flue-Cured Tobacco)是我国的重要经济作物,在西南地区广泛种植,其面积占全国的70%以上,连作现象十分普遍。烤烟长期连作产生了一系列的生产问题,如抑制生长,有害物质逐年积累,病虫害严重发生,烟叶产量品质量降低等。另外,连作还可能造成土壤养分失调,抑制土壤生物化学过程。因此,长期连作的多重负面叠加效应严重影响烤烟生产的可持续发展。目前,有关连作烟地土壤养分的研究很多,但土壤生物和生物化学,包括微生物种群、结构、作用,以及土壤酶等方面的研究较少,而土壤微生物和土壤酶与土壤养分转化和供应密切相关。因此,研究不同区域和不同土壤中的微生物和土壤酶活性十分重要。试验选择西南地区广泛分布、典型、且具有代表性的植烟土壤为对象,通过盆栽试验、田间试验和长期定位试验研究了连作烟地中的土壤微生物数量、群落、结构、土壤酶活性、以及与土壤养分有效性的关系等。目的是从土壤微生物、生物化学、土壤养分有效供应等角度探索烤烟连作的障碍因子,为烤烟的养分资源管理、连作障碍科学诊断、烟区生态环境保护提供理论参考。试验结果如下:1盆栽试验1.1连作严重抑制烟株生长,随着连作年限的增加,抑制效应显著增强。连作产生的抑制效应因土壤类型不同而异,第四纪黄壤大于灰岩黄壤,说明灰岩黄壤比第四纪黄壤适宜连作,符合生产实际情况。1.2连作烟地中,细菌数量最多,其次是放线菌和真菌。细菌出现先减、后增、再减的趋势。若连作季数相同,灰岩黄壤中的细菌数量显著高于第四纪黄壤。灰岩黄壤中放线菌因烤烟连作而急剧下降至稳定水平,而第四纪黄壤的放线菌变化趋势则类似细菌;连作对土壤真菌的影响不大,其数量比较稳定。由此可见,土壤适宜连作的程度不同,连作对土壤微生物的影响也不一样。1.3烤烟连作使土壤pH值降低,灰岩黄壤和第四纪黄壤两种植烟土壤发生不同程度的酸化现象,灰岩黄壤pH值受连作的影响尤为显著。同一种植年限,第四纪黄壤pH值均显著低于灰岩黄壤。1.4烤烟连作之后,土壤中的铵态氮和硝态氮含量总体上呈增加趋势。若连作年限相同,第四纪黄壤的铵态氮含量一般高于灰岩黄壤;硝态氮含量则相反,灰岩黄壤显著高于第四纪黄壤。1.5在灰岩黄壤中,连作使土壤氨化强度呈不断增加的趋势;硝化强度从连作第4季开始显著下降至基本稳定状态。但是,在第四纪黄壤中,氨化和硝化强度变化不大,且显著低于与灰岩黄壤。说明在比较适宜连作的土壤中,尽管硝化和氨化强度变幅很大,但总体上高于不宜连作的土壤,有益于土壤的氮素供应。1.6在连作条件下,酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶的酶活性总体呈下降趋势,多年连作后均处于较低水平;相反,过氧化氢酶活性则随连作年限的延长呈逐渐增加的趋势,表明土壤氧化过程增强。此外,灰岩黄壤中土壤酶活性的一般变幅小于第四纪黄壤,说明适宜烤烟连作的土壤中,有关生化反应比较稳定,适宜烤烟连作。2定位试验2.1连作总体上提高植烟土壤中的酸性磷酸酶活性,尤以施用农家肥和不施肥的处理最显著,显著高于纯施化肥和有机复合肥的处理。2.2如果连作年限相同,施用农家肥的土壤脲酶活性最高;过氧化氢酶和蔗糖酶活性一般也高于不施肥、纯施化肥和有机复合肥的处理。看来在连作条件下,施用有机肥对于土壤生物化学过程是有益的。3田间试验3.1在云南烟区的植烟土壤中,除酸性磷酸酶随连作年限的增加酶活性稍有降低之外,过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性均有增加的趋势。在不同类型的土壤中,酸性磷酸酶和脲酶的活性均较强,表明在烤烟连作的土壤中,氮、磷养分转化还是比较活跃的。3.2在重庆烟区的植烟土壤中,若烤烟连作大于10年,土壤脲酶和酸性磷酸酶活性显著降低,说明连作的土壤中,氮、磷养分的转化受到抑制,养分有效性可能降低。3.3在贵州烟区的植烟土壤中,随着植烟连作年限的增加,土壤酶活性有降低的趋势。黄壤的酸性磷酸酶和蔗糖酶活性较高,黑土、灰土的脲酶和过氧化氢酶活性较高。3.4比较云、贵、渝三地土壤酶的平均活性可见,云南烟区的土壤酶活性高于贵州和重庆。在贵州烟区和重庆烟区的土壤中,若连作年限小于5年和大于10年时,脲酶和过氧化氢酶活性贵州烟区＞重庆烟区,酸性磷酸酶和蔗糖酶活性重庆烟区＞贵州烟区;但连作年限为5～10年时,脲酶和蔗糖酶活性重庆烟区＞贵州烟区,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性贵州烟区＞重庆烟区。