 摘要: 为了探讨生物炭施用对土壤理化及生物学特性的影响，在田间条件下研究了不同用量(0、10、20、40t·hm－2 ) 生物炭施用3a后植烟褐土真菌的群落结构特征，并分析了其与土壤环境因子的关系。结果表明，土壤添加生物炭3a后显著提高了土壤pH、含水率、总有机碳(TOC)和总氮(TN) 含量，而降低了土壤容重和溶解性有机碳(DOC)含量。Illumina MiSeq 测序结果表明，生物炭的添加对土壤真菌α多样性影响不大，但能显著改变真菌群落结构．物种注释结果表明，所有样本中真菌优势菌群均为子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)和担子菌门(Basidiomycota)，其相对丰度之和占所有可注释真菌丰度的90%以上。生物炭提高了子囊菌门和担子菌门的相对丰度，降低了接合菌门的相对丰度。在属水平上，生物炭增加了链格孢属(Alternaria)、锥盖伞属(Conocybe)和曲霉属(Aspergillus)真菌的相对丰度，降低了放射毛霉(Actinomucor)和赤霉菌(Gibberella)的相对丰度。冗余分析(ＲDA)及Mantel检验结果说明，土壤DOC、pH和含水率是影响褐土真菌群落结构的主要环境因子。综上，生物炭施用3a后对土壤理化特性有显著的影响，这些环境因子的改变驱动了土壤真菌群落的生态演替。生物炭是由生物质在缺氧或无氧条件下高温裂解产生的固态物质。由于生物炭富含芳香态碳，抗生物降解能力强，在土壤中能存在几百至上千年，因此，将生物质转变为生物炭已成为促进全球碳固定和减缓温室气体排放的重要策略。此外，研究发现土壤中添加生物质炭可以改善土壤质量，如降低土壤容重增加通气性，提高酸化土壤pH，增加土壤有机碳、水分和养分含量，增加土壤阳离子交换量和团聚体数量，吸附土壤污染物等。土壤微生物在土壤养分循环、有机碳的矿化-固定过程中起着关键作用。生物炭由于其特殊的理化特性在调控土壤微生物群落结构和多样性方面发挥着重要作用。 本试验于2013～2015年在山东省临沂市沂水县烟草试验站(E118°63'N35°86')进行。试验地海拔191m，年平均气温14.1℃，降雨量为749mm。土壤类型为褐土，基础理化特性为:有机质13.47g·kg－1，碱解氮57.82mg·kg－1，速效磷23.59 mg·kg－1，速效钾160.36mg·kg－1，pH6.95。生物炭为小麦秸秆在400～500℃条件下低氧、连续炭化30min制得其基本理化性质为:比表面积16.71 m2·g－1容重0.21g·cm－3，pH 9.15，全碳524.10 g·kg－1、全氮2.30g·kg－1。烤烟品种为NC102。     结论：（1）秸秆生物炭添加到褐土中3a 后对土壤真菌群落结构有明显的影响，但对真菌α多样性影响不大。(2)生物炭显著改变了(提高或降低)褐土部分真菌相对丰度，这种改变在真菌门和属分类水平上 均有体现。(3)生物炭添加3a后显著改变了褐土的pH、含水率、容重、TOC、TN、DOC 等理化特性，这些环境因子的变化进一步影响了土壤真菌群落结构， 其中土壤DOC、pH和含水率是主要影响因子。 |
生物炭对褐土理化特性及真菌群落结构的影响
时间：2021-02-18 来源：河南农业大学烟草学院 作者：河南省生物炭工程技术研究中心
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