生物质炭对稻田土壤团聚体稳定性和微生物群落的影响

摘要

土壤团聚体决定着土壤功能与质量,受土壤生物与非生物因素的共同作用.本文从非生物和生物学角度解析生物质炭施用对土壤团聚体稳定性的长期影响.以句容和南京两个独立施用生物质炭3年或5年后的稻田麦季土壤为研究对象,选取常规施肥(CK)和常规施肥+生物质炭(AB)处理,利用湿筛法获得不同粒级土壤团聚体,并测定其中有机碳(SOC)、全氮、全磷含量,同时采用定量PCR技术测定土壤微生物(细菌、真菌、丛枝菌根真菌、古细菌和放线菌)丰度.结果表明:句容和南京土壤AB处理生物质炭原位老化后,土壤pH、田间持水量和大团聚体比例(R>0.25)显著增加,平均重量直径和几何平均直径表现出增加趋势(P>0.05);土壤团聚体养分含量(SOC、全磷)和土壤微生物丰度发生显著变化.与对照处理相比,句容和南京老化生物质炭处理的土壤大团聚体比例分别显著增加93.0％和61.5％,0.002～0.053 mm和<0.002 mm粒级团聚体均呈减少趋势;句容和南京土壤AB处理全土SOC含量分别显著增加26.3％和26.9％,大团聚体中SOC含量分别显著增加72.4％和52.3％,微团聚体中SOC含量分别显著增加20.8％和30.0％,全土真菌丰度显著增加;南京土壤全磷含量显著增加25.4％,丛枝菌根真菌和古细菌丰度也呈增加趋势(P>0.05).由相关性分析可知,土壤团聚体平均重量直径与大团聚体比例、SOC含量、真菌和丛枝菌根真菌丰度极显著正相关(P<0.01),与全磷含量和古细菌丰度显著正相关,相关系数分别为0.641和0.646.综上所述:生物质炭可以改善土壤pH、田间持水量等理化性质,增加稻-麦轮作麦季土壤0.25～2 mm大团聚体比例和碳、磷含量,增加土壤真菌、丛枝菌根真菌和古细菌丰度,提高土壤团聚体稳定性,具有持续性.