生物炭基肥料对土壤微生物群落与烟草香气有何影响？刘国顺团队最新成果

近日，河南农业大学烟草学院/河南省生物炭工程技术研究中心刘国顺教授团队的研究成果以“Correlation between soil microbial communities andtobacco aroma in the presence of different fertilizers”为题，在线发表于国际农业工程领域top期刊Industrial Crops and Products（IF=4.58）。论文第一作者为博士生闫伸，通讯作者为刘国顺教授。

生物炭是将农林生物质在无氧或者限氧状态下，经过不高于700℃高温裂解分离出油和可燃气后剩余的富碳固态产物。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，赋予生物炭对水、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。因此，探寻生物炭调控植烟土微生态环境机制对改善土壤质量和提升作物产质量具有重要意义。

本文通过比较施用化肥、生物炭及生物炭基肥后烟草根际土壤微生物菌群结构的变化，探索不同施肥处理对土壤微生物和烟叶香气物质的影响及其作用机制。试验采用盆栽方式，以高通量MiSeq测序和LC-GC-MS为手段，研究了施肥对紫色土土壤微生物群落及烟草品质的影响。

结果表明：与纯施化肥相比，生物炭+化肥（BC）和高碳肥料+化肥（HC）处理均能改善土壤碳氮含量及生物学性质，并分别提高烟叶中性致香物19.38%和28.90%。生物炭和高碳肥料增加了微生物多样性并改变了它们的微生物种群结构分布，包括增加土壤独特功能微生物菌群、提升微生物Chao1指数和Shannon指数。

此外，进一步通过LEfSe差异分析确定了40种受肥料输入影响较大的关键操作分类单元（OTU），这些OTU包括植物生长促生菌（PGPR），如鞘氨醇单胞菌属、假单胞菌属、鞘氨醇菌属、根瘤菌科和微球菌科等。相关分析表明上述微生物可能与土壤和烟叶的质量密切相关。这项研究成果揭示了生物炭及生物炭基肥料的施用增加烟叶中性致香物的机理，为生物炭基肥料在植烟土壤改良和烟叶提质增香提供了理论依据和技术途径。

该研究成果得到国家重点研发计划课题“绿肥高效利用下作物生产化肥减施技术集成与应用（2017YFD020 0808）”的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.112454