《生物炭对土壤酶活和细菌群落的影响及其作用机制》入选中国知网（2011-2022年）高影响力论文

      近日，中国知网《学术精要数据库》（https://xsjy.cnki.net）发布2011年—2022年高影响力论文，分别按照被引频次、下载频次、PCSI指数（论文引证标准化指数）遴选出学科排名前1％的论文，即高被引论文、高下载论文与高PCSI论文。生物炭中心科研人员论文《生物炭对土壤酶活和细菌群落的影响及其作用机制》（发表于《环境科学》2021年1期），入选了中国知网高影响力论文遴选出学科排名前1％的论文，即高被引论文、高下载论文与高PCSI论文，并收到了中国知网颁发的证书。

一 研究背景

生物炭在应对农业发展、环境污染、气候变化和能源危机等方面具有重要的潜力。生物炭施用的土壤修复方式能够影响土壤肥力变化的发展方向与程度，而以土壤酶活及土壤微生物特征为代表的土壤生物学肥力又是揭示土壤变化规律和演变趋势的重要指标。目前的研究多聚焦于生物炭对土壤酶活和微生物多样性的影响等方面，但对于土壤酶活与细菌门类的相关关系及其作用机制研究鲜见报道。基于此，本研究通过田间试验，分析了不同生物炭添加量对土壤酶活、土壤细菌群落多样性、细菌门类的影响及其三者之间的相关性，以探索施用生物炭后驱动土壤微生态变化的机制，以期为土壤保育和根际微生物定向调控提供科学依据。

二 材料与方法

本试验于2019年2~10月于福建省南平市邵武市沿山镇进行，该烟区为烟稻轮作，土壤类型为水稻土，其基本理化性质(0~20 cm表层土壤)为：pH值6.29、有机质18.67 g·kg^-1、速效磷21.34 mg·kg^-1、速效钾123.56 mg·kg^-1和全氮0.19 g·kg^-1。供试烤烟品种为K326，由福建省南平市邵武市公司提供。试验生物炭为花生壳原料，由河南省生物炭工程技术研究中心提供。生产工艺条件如下：在380~400℃条件下低氧、连续炭化20 min制得，粉碎后过10目筛，其基本理化性质为：比表面积16.71 m²·g^-1、容重0.21 g·cm^-3、pH 8.65、全碳524.10 g·kg^-1和全氮2.30 g·kg^-1。本试验共设5个不同生物炭施用水平：0（CK2）、0.6（T1）、0.9（T2）、1.2（T3）、1.5（T4）t·hm^-2和1个完全空白对照（CK1：不施任何肥料和生物炭），每个处理设3次重复，随机区组排列。每个处理均常规施肥：其中烟草专用肥525 kg·hm^-2、芝麻饼肥675 kg·hm^-2、钙镁磷肥459 kg·hm^-2、氢氧化镁187.5 kg·hm^-2、硝酸钾345 kg·hm^-2和硫酸钾300 kg·hm^-2，氮磷钾比例为1:0.78:2.87。起垄前，所有物料于起垄前1d条施，施用生物炭后，将其他物料混匀后撒施于生物炭上。植烟行距1.2 m，株距0.5 m，试验地四周设保护行，田间栽培管理按当地优质烟叶生产技术规范进行。

四 小结

生物炭能够显著提高4种土壤酶活及土壤养分，且高添加量生物炭的作用大于低添加量生物炭。土壤养分及理化性质的改变，促进了根际土壤细菌群落的变化。生物炭作用过程中发现土壤碳氮比是影响土壤酶活性的关键因子之一，土壤酶活与芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）存在极显著正相关，与放线菌门（Actinobacteria）存在极显著负相关关系（P<0.01），CAT是影响细菌群落结构的关键因子。可见生物炭在调控土壤微生态方面具有重要的生态学意义，可在一定程度上增加细菌多样性及改变菌群结构。综合以上研究结果，施用1.2 t·hm^-2的生物炭为较适宜的添加量。

上图：南平邵武土壤碳氮调节技术转化核心示范区

                                                                                                                                 （编辑/刘福童 刘粉玲）