羊粪和生物质炭调控玉米根际土壤酶活性空间分布和微生物群落结构

来源：植物营养与肥料学报杂志2026年第7期北京时间：

作者：方慧璇, 杨光亚, 陈俊辉, 王嘉林, 周燕, 秦华, 马晓敏

摘要：目的探究羊粪和生物质炭添加驱动玉米根际酶活性及其空间分布特征的机制，为有机肥高效施用提供理论依据。方法本研究采用根箱玉米培养试验，设置不施肥(CK)、羊粪单施(SM)、生物质炭单施(BC)、生物质炭羊粪配施(SM+BC) 4个处理。在玉米生长6周后收获。利用原位土壤酶谱技术与高通量测序技术，系统解析玉米根际土壤理化性质、微生物群落组成及酶活性空间格局。结果1)与对照相比，SM与SM+BC处理显著提高了土壤pH、全氮、碱解氮、有效磷、全磷含量，促进玉米地上部和根系生长；而BC处理显著提高了土壤pH、全磷、碳氮比，但对植株生长无显著促进作用。2) SM与SM+BC处理显著提高了根际碱性磷酸酶(ALP)、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)和 β-葡萄糖苷酶(BG)等碳、氮、磷循环相关酶活性，增幅分别为200.8%～589.0%和146.7%～400.8%，扩大了酶活热点面积并延展其根际范围，而 BC 处理对水解酶活性无显著影响。3)羊粪添加富集了Proteobacteria、Bacteroidota、Actinobacteriota、Firmicutes等富养化细菌及Ascomycota等真菌类群，抑制了Acidobacteriota等寡养化类群。结构方程模型进一步表明，外源有机物主要通过改善土壤化学环境并调节植株性状和细菌群落结构，从而协同驱动影响根际酶活性及其空间分布。结论施用羊粪可显著提高根际土壤pH及氮、磷等养分含量，富集Proteobacteria、Bacteroidota、Actinobacteriota、Firmicutes等富养化细菌及Ascomycota等真菌类群，抑制Acidobacteriota等寡养化类群，增强BG、NAG、ALP等碳、氮、磷循环相关酶的活性，扩大酶活热点面积并拓展根际范围，从而极大促进玉米地上部与根系生长。而生物质炭直接提升养分的效果不及羊粪，对根际微生物及氮磷代谢酶活性的影响较小，未能显著促进玉米生长。羊粪与生物质炭对根际土壤理化性质和生物学性质的长期影响仍需进一步试验验证。

关键词：原位土壤酶谱技术, 羊粪, 生物质炭, 玉米, 酶活性空间分布