生物炭对烤烟成熟期土壤养分及根际细菌群落结构的影响

采用大田小区处理方式,分别设置常规施肥(CK)和750 kg/hm~2生物炭+常规施肥(T)2组试验,探究生物炭对植烟土壤微生物群落和土壤养分的变化规律及其对烟叶质量的影响。结果显示:生物炭可以显著提高土壤pH、速效磷、速效钾和有机碳含量,促进烟株生长发育;与CK相比,生物炭处理后绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和厚壁菌门(Firmicutes)丰度增加,分别提高了1.82%、12.36%和64.55%;放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门(Proteobacteria)丰度分别降低了2.02%和9.00%;聚类和主成分分析结果显示,烤烟根际土壤中优势细菌与土壤pH、速效钾、速效磷和有机碳均存在显著的相关关系,其中厚壁菌门(Firmicutes)、Myxococcota和Desulfobacterota与土壤pH、速效磷、速效钾和有机碳存在显著的正相关关系(P0.05),Bacterdidota与Patescibacteria与土壤pH、速效钾、速效磷和有机碳存在显著负相关关系;生物炭施用通过改善根系周围矿质营养和微生物群落进而提高烟叶质量。生物炭有利于成熟期土壤养分固持及根际促生细菌群落增加。     

连续4年施用生物炭对植烟褐土微生物群落结构的影响

为研究连续多年施用生物炭对褐土土壤细菌、真菌多样性以及群落结构的影响,同时了解其变化与土壤理化性质的关系,设计了3种生物炭用量处理（1.5、15、45 t·hm^-2生物炭,各添加30 kg·hm^-2纯氮）进行定位研究,结果表明：①生物炭均显著提高各处理土壤速效磷、速效钾、有机质、pH和含水率,显著降低了土壤容重。②施用生物炭对细菌、真菌OTU数量和α多样性指数没有显著性影响,但PCA分析结果表明,生物炭处理显著改变了细菌、真菌群落结构。③15 t·hm^-2生物炭处理对细菌、真菌优势菌群相对丰度影响明显,显著提高了变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、子囊菌门的相对丰度, 显著降低了酸杆菌门、拟杆菌门的相对丰度。④细菌、真菌群落与环境因素分析表明,土壤全氮、铵态氮与细菌群落结构具有极显著相关关系（P<0.01）,土壤铵态氮、速效钾、土壤容重与真菌群落结构分布具有显著相关性（P<0.05）。说明连续施用生物炭改变了土壤细、真菌群落结构,其中15 t·hm^-2生物炭处理对土壤优势菌群影响最为显著,同时使用生物炭后土壤理化性质的改变与土壤细、真菌群落分布具有显著相关性,可为生物炭改良褐土微生物多样性以及群落结构提供数据支撑。     

生物炭对旱坡地宿根甘蔗土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

【目的】分析旱坡地宿根甘蔗生长、土壤养分和微生物群落对生物炭的响应,揭示生物炭改良宿根甘蔗土壤的微生态机制,为缓解甘蔗连作障碍、宿根蔗病害及生物炭在甘蔗栽培中的应用提供科学依据。【方法】以旱坡地宿根甘蔗（种植第4年,1年新植3年宿根）为试验材料,设2个处理:不施用生物炭对照（CK）和施用生物炭处理（3 t/ha）,分析生物炭对宿根甘蔗土壤养分、酶活性、微生物多样性和甘蔗生长的影响。【结果】与CK相比,施用生物炭可显著增加土壤碱解氮、速效钾和有机质含量（P<0.05,下同）,显著提高蔗糖酶和酸性磷酸酶活性。施用生物炭还可改变土壤细菌和真菌分类单元（OTUs）总数,对土壤中各优势细菌门、细菌属相对丰度影响不大,但降低了真菌子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）及淀粉藻（Amyloflagellula）和镰刀菌属（Fusarium）相对丰度,增加了接合菌门（Zygomycota）及毛壳菌属（Chaetomium）和被孢霉属（Mortierella）的相对丰度。在甘蔗生长方面,施用生物炭可显著降低甘蔗梢腐病发病率,使甘蔗产量显著提高5.2%。【结论】施用生物炭可改良甘蔗土壤,改变土壤微生物群落结构,增强宿根甘蔗抗梢腐病能力,提高旱坡地宿根甘蔗第4年产量。     

生物炭与干旱胁迫对冬小麦根际土壤理化性质及细菌群落的影响

为探究干旱胁迫下外源添加生物炭对小麦生长的影响及其与土壤微生物的关系，本试验对不同生物炭施用量和水分处理下的土壤理化性质、土壤细菌群落组成及多样性进行比较研究，并分析了土壤对细菌群落潜在功能的影响。结果表明，与干旱处理相比，干旱处理下添加生物炭处理的土壤pH提高了1.17，有机质含量增加35.31%，硝态氮含量增加26.18%；变形菌门的相对丰度降低了4.72%，绿弯菌门的相对丰度增加了0.58%；分类单元（Operational Taxonomic Units，OTUs）显著增加422个，Chao1指数显著增加了 12.90%；土壤细菌的纤维素水解和木聚糖分解作用增强。综上，干旱条件下施加生物炭，能够影响土壤微生物从而调控小麦的生长。     

氮磷钾肥不同组合对植烟土壤细菌群落结构的影响

施用氮磷钾肥能提高植烟土壤速效养分含量并影响土壤细菌多样性和群落结构。本研究采用高通量测序和RDA方法研究氮磷钾不同施肥组合对植烟土壤细菌多样性的影响,以期为施用氮磷钾肥调控土壤细菌多样性、改善土壤微环境提供理论依据。结果表明,移栽后30 d,施肥处理显著提高土壤细菌丰富度和多样性。移栽后90 d, NK处理相比于CK显著降低细菌多样性。移栽后30 d,在门水平上,施肥处理提高了放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)等优势菌门的相对丰度,降低变形菌门(Proteobacteria)相对丰度。在属水平上,施肥处理提高罗河杆菌属(Rhodanobacter)、朱氏杆菌属(Chujaibacter)和Granulicella等优势菌属的相对丰度,降低新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium)和马赛菌属(Massilia)相对丰度。RDA分析表明,土壤pH值和速效养分对细菌群落结构组成影响显著,其中pH、碱解氮和速效磷是主要影响因子。关联分析表明,土壤细菌多样性与烟草农艺性状相关指标呈显著或极显著正...     

生物炭与绿肥翻压对柑橘根际细菌群落结构的影响

为探索生物炭与绿肥对土壤微生态环境影响规律,采用大田试验研究了0 kg·棵~(-1)生物炭(CK)、5.0 kg·棵~(-1)生物炭(T1)、5.0 kg·棵~(-1)生物炭+减施10%化肥氮+翻压绿肥(T2)3种不同施肥措施对柑橘根际土壤细菌群落多样性及群落结构的影响。结果表明,生物炭能够提升细菌群落的α多样性和物种群落丰富度,以T2处理细菌群落多样性水平最高,但是提升水平均不显著。生物炭的添加显著增加了土壤绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度,降低了厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度。与CK处理相比,T1处理有6个细菌属的相对丰度与其存在显著差异,而T2处理有12个细菌属的相对丰度与其存在显著差异。与T1处理相比,T2处理显著提升了4个功能细菌属的相对丰度,显著降低了3个功能细菌属的相对丰度。该研究表明,生物炭和绿肥翻压能够提升土壤细菌群落多样性和丰富度,改变根际细菌群落结构,增加功能细菌属丰度,促进了柑橘根际土壤微生态平衡和土壤健康。     

生物炭和微生物肥对水蜜桃产量和品质的影响

以生物炭和微生物肥为材料,研究生物炭不同用量(2、4 kg·m^-2),及其与微生物肥(0.75 kg·m^-2)组配对山地和平地水蜜桃果园土壤全氮、速效氮、速效磷、速效钾、有机质含量,叶片全氮、全磷、全钾含量,及单株坐果数量、单株产量、单果鲜重和果实甜度的影响。结果表明,无论是在山地还是平地果园,与不施用生物炭和微生物肥的对照相比,施用适当量的生物炭和微生物肥可提高土壤有机质含量和水蜜桃叶片中的全磷、全钾含量,促进果树对养分的吸收,提高单株坐果数量、单株产量、单果鲜重、果实甜度。生物炭的施用量并不是越多越好,且微生物肥与生物炭具有协同增效作用。综合来看,在本试验条件下,施用2 kg·m^-2的生物炭和0.75 kg·m^-2的微生物肥的效果最好。     

生物炭对青枯病烟株的根际土壤微生物群落结构调控机制分析

烟草青枯病是一种细菌性病害,对烟株生长危害严重,为探究烟株发病后土壤微生物群落结构变化及其生物学调控机制,采用大田试验方法,设置ZCTR(常规施肥,健康烟株的根际土壤)、ZCSW(施加1.2 t·hm-2生物炭,健康烟株的根际土壤)、QKTR(常规施肥,青枯病烟株的根际土壤)和QKSW(施加1.2 t·hm-2生物炭,青枯病烟株的根际土壤)4个处理,研究细菌群落结构的差异.结果 表明,生物炭施用后细菌α多样性升高,但差异不显著,细菌群落丰富度和菌群结构均有所改变.相同施肥条件下,青枯病烟株的根际土壤细菌α多样性和群落丰富度均小于健康烟株根际土壤;未添加生物炭的青枯病烟株根际土壤与健康烟株根际土壤相比,芽单胞菌门、酸杆菌门的丰度增加0.26、1.27个百分点,变形菌门、放线菌门的丰度降低1.08、0.14个百分点.施用生物炭后烟株的株高、叶长、叶宽、茎围分别较未添加生物炭处理增加了11.83％、16.88％、6.70％、10.80％,同时降低了烟株的病害指数,施加生物炭处理青枯病的发病率较未施加生物炭处理低9.1个百分点.研究表明,生物炭的施用会缓解青枯病带来的细菌丰富度下降,减少致病性细菌门类的相对丰度,并驱动功能促生性细菌(芽单胞菌门)相对丰度增加,从而降低青枯病发病率.研究初步明确了生物炭对植烟土壤青枯病微生态调控的作用机制.     

长期应用稻鳖共生系统对土壤细菌群落结构及其多样性的影响

【目的】探究长期应用稻鳖共生系统对稻田土壤养分含量、土壤细菌群落结构及其多样性的影响,为阐释稻鳖共生模式对稻田土壤微生物多样性的影响机制提供科学依据。【方法】以2年稻鳖共生田（RT2）、5年稻鳖共生田（RT5）和8年稻鳖共生田（RT8）为研究对象,采集各处理0~10 cm土层土壤样品,测定土壤养分含量,利用Illumina MiSeq高通量测序技术探究土壤细菌群落结构,对比分析不同应用年限稻鳖共生田的土壤养分含量及土壤细菌群落多样性差异。【结果】长期应用稻鳖共生系统明显提高稻田土壤的全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量及土壤pH,5年稻鳖共生田的全磷和速效磷含量显著高于2年稻鳖共生田（P<0.05,下同）,8年稻鳖共生田的土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量显著高于2年稻鳖共生田,有机质、全钾和速效钾含量均以5年稻鳖共生田最高,8年稻鳖共生田最低。Alpha多样性分析结果显示,土壤细菌群落多样性Shannon指数、PD whole tree指数和Chao1指数均表现为RT5处理>RT8处理>RT2处理。各样本检测到的细菌类群隶属于51门136纲192目337科557属和113种。物种群落组成分析表明,变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）是稻鳖共生田土壤细菌的主要优势菌群;不同年限的稻鳖共生田土壤细菌群落结构差异主要表现在物种均匀度上,RT2处理的变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、酸杆菌门、栖热菌门（Deinococcus-Thermus）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）和奇古菌门（Thaumarchaeota）的相对丰度均存在显著差异;RT8处理则仅在变形菌门、拟杆菌门、浮霉菌门和互养菌门（Synergistetes）4种菌种间具有显著差异。【结论】长期应用稻鳖共生系统可在不施用化肥的情况下,维持土壤主要养分含量,增加稻田土壤细菌群落多样性,扩大优势菌群相对丰度,形成更稳定的土壤微环境。     

铁氧化物影响下生物质炭对土壤细菌群落结构的影响

为探究铁氧化物影响下不同制备方式获得的秸秆生物质炭(水热炭、裂解炭)对土壤细菌群落结构及组成的影响,以北方棕壤土为研究对象,分别添加铁氧化物、玉米秸秆及其制备产生的水热炭、裂解炭,进行为期120 d的室内培养试验.采用高通量测序技术,通过测定不同处理下土壤细菌16S rDNA V3～V4区序列,分析生物质炭及其与铁氧化物交互施用对土壤细菌群落结构的影响.结果表明:施用裂解炭对细菌丰度(Chao1指数)和多样性(Shannon指数)无明显影响,对细菌群落结构的影响也较小;单独施用水热炭和玉米秸秆均显著降低了细菌的丰度和多样性(P0.05),改变了土壤细菌群落结构,其中,施用水热炭后,土壤中变形菌门和放线菌门的相对丰度显著提高,而绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度显著下降,表明水热炭对土壤细菌产生一定的负面影响;相较于单独施用水热炭,铁氧化物与水热炭的混施则显著提高了细菌的丰度和多样性,利于绿弯菌门的生长,但显著降低了变形菌门的相对丰度,在一定程度上改良了土壤环境.因此,在施用水热炭的同时,建议添加铁氧化物以抵消水热炭对土壤理化性质的不利影响.冗余分析和相关性分析结果表明,NH~+_4-N含量是影响细菌群落丰度和多样性的主要因素,其他土壤理化性质也与细菌优势菌群之间具有显著相关性.     

新疆连作棉田施用生物炭对土壤养分及微生物群落多样性的影响

【目的】研究生物炭处理对新疆连作棉田土壤养分和微生物多样性的影响,为农业废弃物的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】在大田覆膜滴灌栽培条件下,测定土壤养分含量,并采用常规培养法,结合Biolog微平板技术对连作棉田根际和非根际土壤可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行分析,研究施用生物炭对新疆石河子垦区灰漠土和风沙土土壤养分和微生物多样性的影响。灰漠土试验分别设生物炭+常规NPK施肥（BC+CK）和常规NPK施肥（CK）两种,生物炭施用量22.5 t·hm^-2;风沙土设低量生物炭+常规NPK施肥（BC1+CK）、高量生物炭+常规NPK施肥（BC2+CK）和常规NPK施肥（CK）3种,低量生物炭施用量22.5 t·hm^-2,高量生物炭施用量45 t·hm^-2。【结果】施用生物炭对新疆连作棉田根际和非根际土壤pH和养分有一定的影响。和常规施肥相比,灰漠土pH降低或差异不显著,风沙土则显著升高。有机质含量两组灰漠土根际土壤分别增加36.1%和7.9%,非根际土壤分别增加32.8%和15.4%;风沙土低量生物炭和高量生物炭根际土壤分别增加63.6%和295.1%,非根际土壤分别增加93.5%和108.8%。灰漠土其余养分含量规律不明显,风沙土速效磷和速效钾含量有增加趋势,速效氮含量降低。施用生物炭对新疆连作棉田根际土壤细菌和真菌数量有提升作用,风沙土作用效果好于灰漠土。两组灰漠土根际土壤细菌数量分别提高2.2%和72.1%,真菌数量分别提高80.0%和83.3%;风沙土低量和高量生物炭处理细菌数量分别提高16.1%和35.7%,真菌数量均提高了300.0%。同时施用生物炭提高了灰漠土根际和非根际土壤纤维素分解菌和自生固氮菌的数量,但亚硝化细菌数量有降低趋势;风沙土根际和非根际土壤5类生理菌群的数量均显著提高。土壤微生物群落碳源利用表明,施用生物炭土壤微生物活性差异不显著或显著提升,但风沙土根际土壤微生物的作用效果好于非根际土壤;根际土壤Shannon指数有升高趋势。【结论】总体而言,施用生物炭能提高新疆灰漠土和风沙土连作棉田根际土壤养分和微生物多样性,且风沙土的改良效果好于灰漠土。     

施用改良剂对植烟土壤养分含量和酶活性的影响

采用大田试验，分别于烟苗移栽后25、50、75 d测定土壤主要养分含量，研究施用氰氨化钙、生物炭和微生物肥+饼肥3种土壤改良剂对植烟土壤养分和酶活性的影响。结果表明：施用生物炭和微生物肥+饼肥的土壤速效钾较对照分别提高31.80%和12.52%，施用氰氨化钙的土壤速效磷和碱解氮含量分别降低7.30%和2.01%；烟苗移栽后75 d，施用改良剂土壤过氧化氢酶活性和脲酶活性较对照分别提高11.79%~15.38%、19.10%~25.14%，施用氰氨化钙的最高，生物炭的最低；施用改良剂土壤的中性磷酸酶较对照提高6.96%~14.96%，施用微生物肥+饼肥的最高，施用氰氨化钙的最低。从综合效果来看，施用生物炭改良剂效果最好。     

高碳基肥配施菌剂对植烟土壤化学性质及微生物的影响

2018年,在湖南省郴州市桂阳烟区,设置5种施肥处理:CK(常规施肥)、T1(常规+高碳基肥料)、T2(常规+高碳基肥料+枯草芽孢杆菌)、T3(常规+高碳基肥料+哈茨木霉)、T4(常规+高碳基肥料+枯草芽孢杆菌+哈茨木霉),测定植烟土壤全碳、全氮、速效磷、速效钾含量,使用高通量技术分析土壤微生物多样性及群落结构特征,探究高碳基肥料配施微生物菌剂对植烟土壤化学性质和微生物群落的影响。结果表明:1)与CK相比,T2、T3、T4的土壤全氮含量分别提高20%、28%、28%,均与CK存在显著差异,施高碳基肥料处理的土壤硝态氮含量分别提高48.70%、49.90%、89.18%、111.72%,均与CK存在显著差异;2)与CK相比,各处理细菌OTU数量分别降低8.17%、10.03%、17.40%、14.04%,其中T3、T4与CK间存在显著差异,T2和T3间细菌Chao1、ACE指数均存在显著差异,T1和T2间真菌Shannon、Simpson指数存在显著差异;3)与CK相比,T1对各优势菌门相对丰度的影响不显著,T2、T3的放线菌门相对丰度分别提高79.86%、41.88%,T3的硝化螺旋菌门相对丰度降低29.31%;T2的壶菌门相对丰度提高107.31%,T4的担子菌门相对丰度提高86.86%,均与CK差异显著,各处理对土壤微生物群落结构的影响不稳定,对细菌、真菌的影响效果不相同;4)相关性分析表明,土壤优势菌群相对丰度与全氮、铵态氮、速效钾含量呈显著相关,说明高碳基肥对土壤化学性质的改变影响了土壤优势菌群的丰度。     

玉米秸秆生物炭对天人菊土壤理化性质及根际土壤真菌群落结构的影响

【目的】明确玉米秸秆生物炭对天人菊土壤养分含量、酶活性和根际真菌群落等环境因子变化规律的影响及其作用机制,为提高玉米秸秆的资源化利用提供理论依据。【方法】在盆栽天人菊土壤中分别施入20、40、60和80 g/kg的玉米秸秆生物炭,以不添加玉米秸秆生物炭处理为对照（CK）,于盛花期测定各处理天人菊根际土壤的速效养分（速效磷、速效钾、碱解氮和有机质）含量及过氧化氢酶（CAT）和脲酶活性,采用高通量测序技术测定根际土壤真菌群落多样性,并分析玉米秸秆生物炭作用下天人菊根际土壤理化性质与土壤真菌群落结构间的相关性。【结果】与CK相比,土壤中施入20～60 g/kg玉米秸秆生物炭可显著提高天人菊根际土壤速效磷含量（P<0.05,下同）,极显著提高速效钾、碱解氮和有机质含量（P<0.01,下同）;在土壤酶活性方面,土壤中施入20～80 g/kg玉米秸秆生物炭对CAT活性无显著影响（P>0.05,下同）,施入40 g/kg玉米秸秆生物炭极显著提高脲酶活性,但施入量达80 g/kg时极显著降低脲酶活性。即玉米秸秆生物炭能有效改变天人菊根际土壤理化性质,且以施入40 g/kg的效果最佳。施入玉米秸秆生物炭能调控天人菊根际土壤的真菌群落结构,也是以施入40 g/kg的真菌物种相对丰度较高,生物炭作用效果最明显。在门分类水平上,各玉米秸秆生物炭处理天人菊根际土壤真菌群落结构中以子囊菌门（Ascomycota）为绝对优势菌门,其次是担子菌门（Basidiomycota）、接合菌门（Zygomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）和球囊菌门（Glomeromycota）;在科分类水平上,优势菌科为子囊菌门的6个科［毛壳菌科（Chaetomiaceae）、小囊菌科（Microascaceae）、丛赤壳科（Nectriaceae）、毛球壳科（Lasiosphaeriaceae）、子囊菌科（Ascomycoceae）和毛孢壳科（Coniochaetaceae）］及接合菌门的被孢霉科（Mortierellaceae）,且毛壳菌科、小囊菌科、从赤壳科、子囊菌科、被孢霉科及毛孢壳科等6个根际土壤优势菌科均表现为各玉米秸秆生物炭处理的相对丰度明显高于CK。天人菊根际土壤理化特性指标与子囊菌门和接合菌门及子囊菌科、被孢霉科和毛孢壳科的相对丰度密切相关。【结论】玉米秸秆生物炭可活化天人菊根际土壤理化性质及酶活性,改变土壤真菌群落结构,进而提高土壤肥力,其中以施入40 g/kg玉米秸秆生物炭的作用效果最佳,可在生产上推广应用。     

短期生物炭添加对不同类型土壤细菌和氨氧化微生物的影响

【目的】氨氧化作用是硝化作用的第一步,也是硝化作用的限速步骤,是全球氮循环的关键环节。本试验旨在研究在我国不同类型土壤中添加花生壳生物炭对细菌和氨氧化作用的影响,为生物炭的推广使用提供理论依据。【方法】试验以黄棕壤、潮土、黑土为供试土壤,通过短期培养试验,利用16SrRNA测序研究生物炭对不同类型土壤氨氧化微生物、细菌群落结构以及相关酶基因表达量的影响。每种土壤设置4个处理：CK（不施用化肥和生物炭）,F（单施化肥）,C（单施2%花生壳生物炭）,FC（施用化肥+2%花生壳生物炭）。【结果】施用生物炭后（C、FC）酸性土壤pH显著提高了0.5—1.0个单位,但碱性土壤pH显著降低了0.5—0.6个单位;单施生物炭（C）造成黄棕壤的微生物丰富度和多样性显著提高,潮土在单施生物炭（C）时仅显著提高了土壤的微生物多样性指数,在黑土中施用生物炭和化肥都未显著改变土壤微生物的丰富度和多样性;在3种土壤中氨氧化细菌的丰度皆高于氨氧化古菌,测得的氨氧化细菌的OTU丰度约为氨氧化古菌的8.1倍;生物炭和化肥并未显著改变奇古菌门中的OTU丰度,却对β和γ变形菌中的OTU丰度产生了显著性影响;3种土壤的氨氧化细菌都以β变形菌为主,约占60%;另外,生物炭的施用（C、FC）在PC1（40.4%）上显著改变了黄棕壤的微生物群落结构,在PC1（42.3%）和PC2（21.3%）上都显著改变了潮土的微生物群落结构;施用生物炭后（C、FC）,短期内潮土中氨合成相关酶基因表达量显著降低14.7%—39.9%,氨氧化古菌丰度在单一施炭（C）和化肥与生物炭同施（FC）时分别降低了70.5%和48.7%。【结论】施用生物炭后,短期内显著改变了黄棕壤和潮土的微生物群落结构,并明显抑制了潮土的氨氧化作用。     

生物炭对不同氮水平下植烟土壤碳氮转化的影响

[目的]通过大田试验,探索不同氮水平下配施生物炭对植烟土壤碳氮转化及养分含量的影响,筛选最佳氮肥施用量。[方法]试验设5个处理：在磷肥和钾肥施用量相同的基础上,除对照处理不施生物炭与氮肥外,其余4个处理皆添加1600 kg/hm2的生物炭,施氮量分别为0 kg/hm2(N0),37.5 kg/hm2(N1),52.5 kg/hm2(N2),67.5 kg/hm2(N3),研究生物炭与氮肥交互对植烟土壤碳氮转化相关酶活性及活性养分含量的变化特征。[结果]结果表明,植烟土壤在生物炭的改良作用下施用不同量的氮肥可以显著提高土壤脲酶与蔗糖酶的活性;对土壤碱解氮含量也有显著提高作用,其中N3处理土壤碱解氮含量最高为261.86 mg/kg;但对土壤速效磷含量影响不显著;施氮量在烤烟移栽后60天时提高了土壤速效钾含量,且速效钾含量随施氮量的增加呈先上升后降低的趋势。生物炭配施氮肥提高了土壤微生物量碳与微生物熵,N3和N2处理最大值分别达到355.00 mg/kg和3.01%。[结论]综上所述,在豫中烟区生物炭配施氮肥量67.5 kg/hm2措施下最有利于提高土壤养分。     

烟草根黑腐病不同发病程度与土壤养分及微生物群落的关系

【目的】分析烟草根黑腐病发病程度对土壤养分及微生物群落结构的影响,探究不同病害发生条件下土壤环境、微生物群落间的关系,为烟草根黑腐病防控提供理论依据。【方法】以贵州省安顺烟区为调查区域,收集烟草根黑腐病不同发病程度(0、1、3、5级)烟株根际土壤,测定土壤理化性质;采用16S rDNA和ITS基因测序技术进行分析,探讨不同发病程度下烟株根际土壤养分、细菌及真菌群落结构差异。【结果】与正常土壤相比,随着病害程度的加重,土壤细菌群落的均匀度和丰富度降低,而真菌群落的均匀度和丰富度升高。与正常土壤相比,发病土壤中细菌群落鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Candidatus_Udaeobacter、苔藓杆菌属(Bryobacter)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)相对丰度下降,而芽孢杆菌(Bacillus)丰度上升;同时真菌群落镰刀菌属(Fusarium)、柱孢属(Cylindrocarpon)、毛霉属(Mucor)丰度下降,而Nicotiana、茎点霉属(Setophorna)、亡革菌属(Thanatephorus)、锥毛壳属(Coniochaeta)、织球壳菌属(Plectosphaerella)和四枝孢属(Tetracladium)丰度上升。指示物种分析结果表明,芽单胞菌属、织球壳菌属和四枝孢属可能是不同发病程度土壤细菌、真菌群落属水平差异的主要物种。冗余分析(RDA)和方差分解分析(VPA)结果表明,土壤铵态氮(NH-N)和有机质(SOM)是细菌、真菌群落结构发生变化的主要驱动因子。【结论】根际土壤中细菌芽单胞菌属丰度的下降和真菌四枝孢属丰度的上升是烟草根黑腐病严重发生的关键微生物因素,提高土壤SOM和NH-N含量能有效降低烟草根黑腐病发病程度。     

棉秆炭配施生物有机肥对连作棉花根际土壤微生态和棉花生长的影响

为了研究棉秆炭配施生物有机肥对棉花连作障碍的防控效果,采用盆栽试验,以连作棉田土壤为试验材料,设计连作土壤(CK)、连作土壤+棉秆炭(T1)、连作土壤+生物有机肥(T2)、连作土壤+棉秆炭+生物有机肥(T3)共4个处理。采用常规方法、Biolog微平板和高通量测序技术,分析不同处理对连作棉花根际土壤养分、微生物数量、功能多样性和病原真菌数量、棉花长势和与抗病性相关的叶片防御性保护酶活性的影响。结果表明:棉秆炭、生物有机肥以及二者配施可显著提高连作棉花根际土壤养分含量和可培养微生物数量,以二者配施(T3处理)的提升效果最好。与CK处理相比,T3处理土壤有机质、速效磷和速效钾含量分别显著提高46.09%、19.71%和144.75%;细菌、放线菌和真菌数量分别显著提高62.32%、63.46%和11.74%。Biolog微生物碳源利用试验表明,T3处理并没有显著增加Biolog微平板上碳源的利用,但提高了土壤微生物多样性,且不同处理间有较明显差异,糖类和氨基酸类是决定主成分分异的主要碳源。高通量测序结果表明,T3处理显著降低了Fusarium病原真菌的数量。棉秆炭、生物有机肥以及二者配施对棉花生长均起促进作用,以T3处理的效果最好,棉花的株高、茎粗、根长分别比CK处理显著增加18.24%、13.89%和14.53%,叶片多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)活性分别显著提高116.28%和182.55%。综上,与对照、单施棉秆炭或生物有机肥相比,棉秆炭与生物有机肥配合施用改善了连作棉花根际土壤微生态环境,促进棉花生长,同时提高棉花的防御酶活性,能更好防控棉花连作障碍。结果为棉秆科学高效利用和棉花产业健康可持续发展提供理论依据。