生物炭对烤烟根际微生物群落多样性与土壤健康有何影响？河南农大刘国顺团队取得新进展

       农田生态系统中氮的循环和平衡过程是影响农业生产力的主要因素之一，如何充分挖掘和利用氮素高效利用途径，实现土壤固碳培肥、提质增效对推动绿色农业可持续发展至关重要。土壤微生物是植物-土壤系统中比较活跃的组成成分，土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性。生物炭具有丰富的含氧官能团如羧基、羟基、醛基等能产生大量的表面负电荷，并与其发达的孔隙结构相互作用，赋予生物炭对土壤、无机离子、极性和非极性化合物很强的吸附性能，其芳香化的结构特征及发达的孔隙结构和巨大的比表面积使其具有高度稳定性和对土壤微生态环境调控能力。

       基于土壤碳氮平衡理论，河南农业大学刘国顺教授团队提供了一种新思路，从土壤-微生物-植物三者关联的视角，探究生物炭与环境因子的相互作用对根际功能微生物群落构建与土壤健康的影响（图1），构建以土壤健康为核心的绿色低碳发展的特色经济作物生产模式。

      鉴于以上思路，研究团队于2018年10月在邵武市沿山镇开展了相关研究，试验共设计6个处理：不施加任何肥料和生物炭（CK1）、不减氮+不施生物炭（CK2）、减氮10%+450 kg/hm²生物炭（T1）、减氮15%+900 kg/hm²生物炭（T2）、减氮20%+ 1350 kg/hm²生物炭（T3）、减氮25%+1800 kg/hm²生物炭（T4）。试验采用田间方式，以高通量MiSeq测序和LC-GC-MS为手段，研究了减氮条件下生物炭对植烟土壤养分、土壤微生物群落及烟株生长的影响。在烟草移栽75天采集土壤样品，测定土壤养分、理化特性及土壤微生物多样性。研究发现施用生物炭显著提高了植物根际土壤有机质、速效磷、速效钾、全氮含量，改善根际区域微生态和营养环境。研究发现施用生物炭增加了微生物多样性并改善了土壤独特功能微生物菌群等类群，进而促进根际激发效应进而提高土壤微生物氮的矿化和氮素利用，进一步印证了生物炭作用下的根际激发效应的假说。该研究为植烟土壤根际微生物群落构建和氮素的高效利用提供了理论参考。

     相关研究结果以“Exogenous application and interaction of biochar with environmental factors for improving functional diversity of rhizosphere’s microbial community and health ”（生物炭与环境因子的相互作用改善根际微生物群落功能多样性与土壤健康）为题发表在国际环境科学领域期刊Chemosphere 上。该研究得到了国家重点研发计划课题（2017YFD0200808）、南平烟草公司重点科技项目（[2017]21）和河南省青年骨干教师（2020GGJS047）等项目的资助。
 

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004565352200203X