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生物炭影響黑土農田土壤微生物群落結構研究獲進展

東北地理與農業生態研究所

中國科學院-葉瑞優

2017/4/1

中國科學院東北地理與農業生態研究所農田分子生態學科組于2012年建立了一個秸稈生物炭施用長期觀測研究平臺。生物炭按耕層土壤品質的0%、2%、4%和8%一次性混合施入土壤，大豆和玉米輪作種植，監測生物炭對土壤理化性質和土壤微生物的影響。項目組於2014年分4次採集耕層土壤樣品，解析土壤理化指標和土壤細菌與真菌群落變化情況。研究結果發現，生物炭施用3年後仍然對土壤理化指標產生明顯影響，表現為增加土壤全碳和全氮含量、增加土壤含水量、提高土壤pH值、降低土壤容重等。採用即時螢光定量PCR和Illumina Miseq測序技術對土壤細菌群落研究發現，添加生物炭增加了土壤細菌豐度，在門、屬和OTU等分類水準上均改變了細菌群落組成；發現施用生物炭增加了一些功能細菌的相對豐度，如芽孢桿菌屬（Bacillus）和土微菌屬（Pedomicrobium）等，而降低了慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）相對豐度；CCA分析表明，土壤細菌群落結構變化與土壤pH、全碳、全氮和全鉀含量緊密相關。在土壤真菌群落結構研究方面，發現生物炭施用也增加了土壤真菌豐度，在屬和OTU水準上改變了真菌群落結構，但在門水準上沒有顯著影響；值得注意的是，生物炭施用降低了鐮刀菌屬（Fusarium）和黑粉菌屬（Ustilago）OTUs的相對豐度，說明施用生物炭有抑制有害植物病原菌生長繁殖的作用。CCA分析表明，土壤真菌群落結構變化與土壤理化指標，如土壤pH、含水量、TC、TN、TK和AK等密切相關。 　　相關研究結果近期發表在《土壤生物學與生物化學》（Soil Biology and Biochemistry）和《應用土壤生態學》（Applied Soil Ecology）上。東北地理所博士研究生姚欽為第一作者，研究員王光華為通信作者。該項研究得到了中科院戰略性先導科技專項（B類）（XDB15010103）和黑龍江省傑出青年科學基金（JC201116）的聯合資助。

生物炭

http://www.cas.cn/syky/201703/t20170331_4595865.shtml