综合应用生物炭、粪肥和无机肥料，能够在退化的亚热带土壤中维持由微生物介导的氮供应和植物营养

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Integrated Biochar, Manure, and Inorganic Fertilizers Sustain Microbial-Mediated Nitrogen Supply and Plant Nutrition in a Degraded Subtropical Soil

研究不同整合营养管理策略对退化土壤氮素供应及微生物群落的影响，发现生物炭+堆肥+化肥（BMF）通过缓释氮和增强酶活性显著提升氮有效性，微生物协同作用是关键机制。

　　

摘要

综合养分管理（INM）可以减少过量使用氮肥所带来的负面环境影响，并恢复退化土壤的生产力。然而，目前尚不清楚INM策略如何在不同时间段内维持氮素供应以促进植物生长和营养的机制。我们研究了在不同INM策略下，土壤中无机氮、溶解有机氮、氨基酸氮、氮循环酶活性以及Nageia nagi植物的生长和营养状况变化的调控机制。所评估的处理方法包括对照组、无机肥料（F）、生物炭（B）、粪肥（M）、生物炭+粪肥（BM）、生物炭+肥料（BF）、粪肥+肥料（MF）和生物炭+粪肥+肥料（BMF）。我们还利用下一代测序技术来探究微生物在持续氮素供应中的调控机制。与其他处理方法相比，BMF处理方法能够维持更高的有机氮和无机氮供应水平。这部分得益于保留氮的缓慢释放以及土壤化学性质的改善，从而提高了植物的营养和生长。与F处理相比，M、BM、BF、MF和BMF处理方法分别使硝酸盐氮增加了47.7%、78.9%、40.7%和167.4%，铵态氮增加了28.8%、34.6%、22.1%和67.8%。这些较高的无机氮水平与蛋白酶和尿素酶活性的增强密切相关。BMF处理方法提高了氨基酸的生物可利用性，为植物提供了额外的氮源。BMF处理中氮循环相关细菌的优势进一步支持了氮素的持续供应。值得注意的是，生物炭和粪肥各自刺激了不同的微生物群落，它们在BMF处理中的共同作用形成了一个协同且具有韧性的氮循环网络，维持了氮的矿化和供应。我们的研究结果揭示了微生物介导作用（以及保留氮的缓慢释放）在促进INM下长期氮素供应中的关键作用，强调了采用微生物刺激策略来提高退化土壤中氮素可用性的必要性。