生物炭对红壤区林地土壤性质及细菌群落的影响

　　

摘要： 农林废弃物数量丰富且易于收集,是制备生物炭的理想原料。本研究以红壤区林地土壤为对象,利用桉树树枝、樟树树枝及番石榴果枝制备生物炭,设置4个添加量:0(CK)、0.5%(w/w)、2%和4%,通过室内短期培养试验(56 d),探究添加生物炭后土壤理化性质的动态变化,并结合高通量测序分析细菌群落多样性,以揭示生物炭-土壤-微生物互作机制。结果表明: 1)与CK相比,生物炭处理的土壤pH值提高了0.25～1.69;有机碳、有效磷、速效钾和硝态氮含量分别显著提高了19.2%～323.5%、31.8%～69.8%、10.3%～448.7%和46.9%～118.2%。2)与CK相比,添加4%番石榴生物炭的土壤脲酶活性显著提升108.5%,添加4%桉树生物炭、4%樟树生物炭的土壤蔗糖酶和纤维素酶活性分别显著提升26.8%～43.0%和8.6%～8.9%。3)高通量测序结果显示,与CK相比,添加1%番石榴生物炭、1%樟树生物炭和4%桉树生物炭提升了土壤细菌群落多样性,Shannon指数、Simpson指数和Chao1指数均显著提高。土壤中优势细菌门类主要为变形菌门、黏菌门,其相对丰度占比分别为23.1%～31.4%和11.7%～23.3%。冗余分析表明,速效钾、pH值、碱解氮、有机碳及蔗糖酶是影响细菌群落的主要环境因子,生物炭通过改变土壤理化特性间接影响土壤细菌群落组成和丰度。综上,3种生物炭可有效改善红壤区林地土壤质量并提升细菌群落多样性,其中4%添加量效果最佳。