生物炭连续施用对旱地红壤细菌群落结构的影响

来源：中国土壤与肥料杂志2023年第10期北京时间：

作者：林小兵，成艳红，王斌强，何绍浪，黄尚书，周际海，蔡晓斌，黄欠如

单位：(1.江西省红壤研究所，江西省红壤耕地保育重点实验室 / 国家红壤改良工程研究中心 / 农业农村部江西耕地保育科学观测试验站，江西 南昌 331717;2.江西农业大学国土资源与环境学院，江西 南昌 330045;3.安徽师范大学生态与环境学院，安徽 芜湖 241002;4.江西省抚州市水稻原种场，江西 抚州 344106)

摘要：为揭示生物炭对于旱地红壤土壤改良的长期影响，通过连续 8 年的田间小区试验，设置 3 个试验处理:不施生物炭(CK)、750 kg·hm-2 生物炭(C1)和 1500 kg·hm-2 生物炭(C2)。研究了生物炭连续施用对旱地红壤土壤理化性质、细菌群落结构特征的影响，并分析了影响细菌群落结构特征的理化因子。结果表明，变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes)6 个门类是所有处理的优势菌群；与 CK 相比，施用生物炭可以显著提高土壤 pH 0.11 ～ 0.29 个单位、碳氮比 7.85% ～ 8.21% 和有机质 8.70% ～ 11.97%，而显著降低土壤硝态氮含量 10.57% ～ 38.63%。主成分分析表明施用生物炭显著改变了细菌群落结构组成(R=0.52，P=0.02)；在门水平上，与 CK 处理相比，C1 处理放线菌门的相对丰度显著增加 24.73%，C2 处理拟杆菌门的相对丰度显著增加 39.03%，而 C1 处理的绿弯菌门显著低于 CK，降幅为 18.90%。冗余分析表明，土壤硝态氮(R2=0.77，P<0.01)和 pH(R2=0.54，P<0.05)是细菌群落结构变异的主导性环境因子；细菌群落与环境因素相关性表明，优势菌群受土壤 pH、有机质、溶解性有机碳、硝态氮、铵态氮和碳氮比的影响。综上，生物炭施用 8 年后对土壤环境因子有显著的影响，其中某些关键环境因子的改变驱动了土壤细菌群落的生态演替。

关键词：生物炭;连续施用;细菌;群落结构;理化因子

基金资助：基金项目:国家自然科学基金 (42267055)；国家红壤改良工程技术 研 究 中 心 开 放 基 金 (2020NETRCRSI-10)； 博 士 科 研 基 金 项 目 (HRBS03)；江西省重点研发计划项目 (20181BBF68009)。