烟秆生物炭还田对植烟黄棕壤养分、细菌群落结构与功能的影响

作者：戴华鑫; 梁太波; 李彩斌; 罗贞宝; 关罗浩; 钟帅; 翟振; 边文杰; 黄卫; 张艳玲^*

来源：南方农业学报, 2023, 54(02): 476-487.

• 生物炭
• 植烟黄棕壤
• 土壤养分
• 细菌群落
• 功能预测

【目的】明确烟秆生物炭对植烟黄棕壤养分、细菌群落结构与功能的影响，为提高烟秆的资源化利用提供理论依据。【方法】基于大田试验，比较不同用量烟秆生物炭（0、5、15、20和40 t/ha）施用4年后烟田土壤养分指标及细菌丰度变化；采用16S rDNA序列高通量测序技术和PICRUSt基因预测方法，分析耕层土壤细菌群落结构、多样性及代谢功能变化。【结果】随着生物炭施用量的增加，土壤pH、有机质、总氮、有效磷、速效钾含量及细菌丰度呈增加趋势。主坐标分析（PCoA）和聚类分析结果表明，施用生物炭改变了细菌群落组成。生物炭用量在15 t/ha时，土壤细菌OTU丰富度及Alpha多样性指数最高；在门水平上，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）相对丰度较低，而芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）相对丰度较高；在属水平上，芽单胞菌属（Gemmatimonas）、黄色土源菌属（Flavisolibacter）和Roseiflexus相对丰度较高。冗余分析（RDA）结果表明，生物炭用量与土壤拟杆菌门显著正相关（P<0.05，下同），与酸杆菌门显著负相关。PICRUSt功能预测表明，施用生物炭增加了与土壤碳代谢相关的细菌基因丰度。【结论】贵州植烟黄棕壤施用烟秆生物炭后，土壤养分、烤烟农艺性状和经济性状指标均有提升，土壤细菌群落丰富度及多样性显著提高，土壤细菌碳代谢能力增强，对改善烟田土壤微生态具有积极作用。以15 t/ha烟秆生物炭作用效果较好，可在生产上推广应用。

• 单位
  中国烟草总公司郑州烟草研究院; 广东中烟工业有限责任公司; 贵州省烟草公司毕节市公司; 安徽中烟工业有限责任公司