全 文 ：第 34 卷第 15 期
2014年 8月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.15
Aug.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金(31070545,41301247);国家公益性行业专项(201303095); 浙江省国际合作项目(2013C34G4010015)
收稿日期:2012鄄12鄄13; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄03
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zhekez@ 163.com
DOI: 10.5846 / stxb201212131797
何莉莉,杨慧敏,钟哲科,公丕涛,刘玉学,吕豪豪,杨生茂.生物炭对农田土壤细菌群落多样性影响的 PCR鄄DGGE 分析.生态学报,2014,34(15):
4288鄄4294.
He L L, Yang H M, Zhong Z K, Gong P T, Liu Y X, L俟 H H, Yang S M. PCR鄄DGGE analysis of soil bacterium community diversity in farmland
influenced by biochar.Acta Ecologica Sinica,2014,34(15):4288鄄4294.
生物炭对农田土壤细菌群落多样性影响的
PCR鄄DGGE分析
何莉莉1,杨慧敏1,2,钟哲科1,2,*,公丕涛1,刘玉学2,3,吕豪豪2,3,杨生茂2,3
(1. 国家林业局竹子研究开发中心,杭州摇 310012; 2. 浙江省生物炭工程技术研究中心,杭州摇 310021;
3. 浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,杭州摇 310021)
摘要:为评价生物炭对农田土壤细菌群落多样性的影响,对不同施肥方式农田土壤细菌总 DNA进行提取和 16S rDNA特异性扩
增,运用变性梯度凝胶电泳 DGGE的分子生物学技术,对施肥土壤细菌群落的多样性进行表征。 DGGE 电泳结果表明,不同处
理均可得到 20条以上的电泳条带,说明水稻土土壤细菌群落较丰富。 从泳道条带数量及光密度值方面对细菌群落多样性指标
比较发现,施加生物炭的土壤(T2、T3、T4)细菌丰富度最高,细菌种群较多,其次为秸秆还田处理土壤(T1),而空白对照处理土
壤(CK1)细菌群落丰富度最低,各处理之间的细菌种群均匀度指数差异不显著;对细菌群落的条带信息与土壤理化性质进行相
关性分析得到,细菌群落的结构变化与各土壤理化性质的相关性大小依次为速效钾>总有机碳>有效磷>全氮>pH。
关键词:细菌菌落;多样性;变性梯度凝胶电泳(PCR鄄DGGE);生物炭;秸秆还田
PCR鄄DGGE analysis of soil bacterium community diversity in farmland
influenced by biochar
HE Lili1, YANG Huimin1,2, ZHONG Zheke1,2,*, GONG Pitao1, LIU Yuxue2,3, L譈 Haohao2,3, YANG Shengmao2,3
1 China National Bamboo Research Center, Hangzhou 310012, China
2 Zhejiang Biochar Engineering and Technology ResearchCenter, Hangzhou 310021, China
3 Institute of Environment Resource Soil and Fertilizer, Zhejiang Academy of Agriculture Sciences, Hangzhou 310021, China
Abstract: Biochar is a carbon鄄rich solid material produced from incomplete combustion of biomass. Owning to its unique
properties in soil amendment, mitigation of greenhouse gases and increase of soil carbon stock, it plays a more and more
important role in environmental science. However, until now the impact of biochar application on soil properties has not
been fully understood, and many mechanisms are still unclear. Soil microbe is the significant pusher in the circulation of
chemical substances and its activity is an indicator of soil quality. In recently years, culture鄄independent molecular
techniques including terminal restriction fragment length polymorphism ( T鄄RFLP ), cloning, denaturing gradient gel
electrophoresis (DGGE) have been widely employed to study the diversity of soil microbe.In this study, soils samples were
collected from paddy鄄upland rotation experiment, six treatments were established, including: No fertilizer (CK1), Regular
fertilizing ( chemical NPK, CK2), Straw returning to field + regular fertilizing ( T1), Rice straw biochar + regular
fertilizing (T2), Rice straw biochar + 70% regular fertilizing ( T3), Garbage biochar + regular fertilizing ( T4). The
nutrient indexes of soil, such as total nitrogen ( TN ), available K and available P were measured with standard
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experimental methods. Molecular biology technique of PCR鄄DGGE was used to characterize the diversity of soil bacteria.
Quantity One Software was used to analyze electrophoretogram. The DGGE fingerprinting profile of bacterial indicated the
composition and distribution of bands of six treatments. The number of DGGE bands of fertilizer treatments (CK2、T1—T4)
was more than CK1忆s. The intensity of some bands (band 3, 4, 5, 6) of biochar treatments (T2—T4) increased and some
specific bands appeared in rice straw biochar + 70% regular fertilizing treatment ( T3), indicating the structure of soil
microbial community had been obviously influenced by the addition of biochar and fertilizer. The similarity of bacterial
community among six treatments was higher than 48.6%, and the results of cluster analysis have shown that the bacterial
community of seven treatments could be divided into four clusters. The bacterial community of Rice straw biochar (T2, T3)
belonged to one cluster, while the bacterial community of Garbage biochar (T4) and Straw returning to soil (T1) were in a
same cluster, and the bacterial community of CK1 and the bacterial community of CK2 belonged to individual cluster.
Shannon diversity indices calculated from DGGE profiles indicated that the abundances of T1, T2, T3 and T4 were much
higher than the abundances of CK1忆s and CK2忆s. Statistics analysis showed that there was positive correlation between
Shannon diversity indices(H) and species richness (S), and the correlation coefficient was 0.939 (P = 0.000 ﹤ 0.01).
Study on correlation between soil nutrients and the diversity of soil microorganisms found that the diversity of soil
microorganisms among the six treatments was closely related to the soil properties. In summary, biochar treatments played an
active role in the development of diversity of bacterial community in the soil, while the straw returning to field treatment
showed less influence on it. Those results provided a scientific basis for field application of biomass.
Key Words: bacterium community; diversity; polymerase chain reaction鄄denaturing gradient gel electrophoresis ( PCR鄄
DGGE); biochar; straw returning to field
摇 摇 近几十年来,土壤生产力的维持和农业增产大
都依赖化学肥料,但长期单一的施用化学肥料带来
了一系列的生态后果,如土壤结构破坏、土壤质量下
降等[1鄄3]。 为此,科学家先后提出了增施有机肥、轮
作、秸秆还田[4鄄8]等一系列措施来应对农业土壤健康
发展的问题。 生物炭是作物秸秆等生物质材料在完
全或部分缺氧的情况下经低温热解炭化产生的一类
高度芳香化难熔性固态物质,科学家对巴西亚马逊
河流域黑炭肥土(Terra Preta)的研究发现,生物炭在
保持土壤肥力、维持土壤固碳能力和生态功能等多
方面具有十分重要的作用[9]。 因此,针对当前农业
出现的化肥使用量增加、土壤碳汇降低等问题,利用
生物炭改良土壤的技术研究已愈来愈引起人们的重
视。 刘玉学等[10]发现,竹质生物炭表面富含的含氧
官能团,可以提高土壤阳离子交换量,使其对 NH+4、
NO-3等离子具有较强的吸附能力,进而提高土壤肥
力。 Laird[11]和陈红霞[12鄄15]等研究证实,生物炭在提
高土壤保水和保肥性能的同时,也可以提高土壤碳
汇和降低温室气体排放等。 Feng 等[16]将不同温度
下热解产生的生物炭施加到水稻田中,研究表明生
物炭处理使甲烷氧化菌数量增加,产甲烷菌与甲烷
氧化菌的比例降低。 由于生物炭施入增加了土壤肥
力、改善了土壤质量,其多孔性也为微生物生存提供
了适宜的载体,长期施入对土壤微生物群落结构会
产生一定的影响,具体的影响及影响机制还有待进
一步研究。
土壤细菌约占土壤微生物总量的 70%—90%,
主要包括各种细菌生理菌群如固氮菌、甲烷产生菌 /
氧化菌等,对土壤碳氮元素循环起着重要作用[17]。
传统研究细菌的方法主要是室内平板培养法,但大
多数细菌不可培养致使其存在一定的局限性[18]。
现代分子生物学技术通过直接或间接方法提取土壤
DNA,从基因水平研究土壤微生物的多样性[19鄄20]。
本文通过对比常规施肥,秸秆、生物炭与化肥混施等
不同施肥处理,研究生物炭对水稻田土壤细菌群落
多样性的影响。 运用分子生物学技术 PCR鄄DGGE从
遗传多样性方面对土壤细菌群落多样性进行表征,
旨在揭示生物炭对农田土壤微生物多样性的影响,
为生物炭对土壤质量演变及其生产性能提高等提供
科学依据。
9824摇 15期 摇 摇 摇 何莉莉摇 等:生物炭对农田土壤细菌群落多样性影响的 PCR鄄DGGE分析 摇
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1摇 材料与方法
1.1摇 试验地概况
摇 摇 试验地点位于浙江省海宁市许村镇杨渡村
(120毅24忆23义 E,30毅26忆07义 N),隶属浙江省农业科学
院杨渡试验基地。 属亚热带海洋性季风气候,海拔
3—4 m,年降雨量 1500—1600 mm,蒸发量 1000—
1100 mm,年平均气温 16—17益,无霜期 240—250
d,年日照时数 1900— 2000 h,年太阳辐射量 100—
115 J / cm2。 土壤类型归属水稻土类、黄松田土种。
1.2摇 试验处理
本试验设置 6 个不同的施肥处理,分别是空白
对照(CK1)、常规施肥(CK2)、秸秆还田+常规施肥
(T1)、稻杆炭+常规施肥(T2)、稻杆炭+70%常规施
肥(T3)及垃圾炭+常规施肥(T4)。 种植制度为水
稻鄄油菜轮作,其中,油菜施氮量为 150 kg / hm2,化肥
施用均按照 N 颐P 2O5 颐 K2O = 2颐1颐1.2 实施,氮肥为尿
素,磷肥为普通过磷酸钙,钾肥为氯化钾。 减量施肥
为常规施肥量的 70%。 随机区组设计,每个处理设
置 3个重复,小区面积 94 m2。
试验始于 2011 年 7 月,化肥与秸秆、生物炭一
次性施入,生物炭粒径大小为 1—2 mm。 供试土样
于 2012年 5月 29日第 1轮油菜收割后采集,取 0—
20 cm表层土壤,用四分法混匀样品,取 1 kg 左右带
回实验室。 去杂过 2 mm筛,充分混匀后一份风干供
土壤 pH、全氮、总有机碳、有效磷和速效钾等测定,
另一份鲜样用于土壤 DNA 提取, - 75益冷冻储存
备用。
1.3摇 供试材料
试验所用的秸秆炭及垃圾炭分别由水稻秸秆、
生活垃圾于 600益炭化所得。 秸秆炭、垃圾炭的含碳
量分别为 42.7%、30.3%,比表面积分别为 81.8 m2 /
g、12.9 m2 / g。 各个区组施肥处理及土壤理化性质如
表 1所示。
表 1摇 不同施肥处理土壤理化性质
Table1摇 The physical and chemical properties of soils treated by different fertilizers
处理
Treatments
化肥
Fertilizer
其他
Others /
(kg / hm2)
土壤全氮
Total nitrogen /
(g / kg)
总有机碳
Total Organic
Carbon /
(g / kg)
速效磷
Avail.
phosphorus /
(mg / kg)
速效钾
Avail.
potassium /
(mg / kg)
pH /
(土颐水= 1 颐2.5)
CK1 0 0 0.82 c 10.62c 27.82b 66.97c 6.2b
CK2 RF 0 0.96ab 12.70ab 28.34b 86.37bc 6.02bc
T1 RF RS16.7 1.04a 12.44b 33.42b 86.94abc 5.87c
T2 RF RSC16.7 0.95ab 12.31b 39.78a 110.42a 5.95bc
T3 70%RF RSC16.7 0.96ab 13.75a 33.14b 103.33ab 6.03bc
T4 RF SC22.2 0.86bc 11.58bc 31.46b 84.90bc 6.52a
摇 摇 表中同列不同小写字母表示 5%水平的差异性显著; 空白对照 (CK1);常规施肥(CK2);秸秆还田+常规施肥 ( T1);稻杆炭+常规施肥
(T2);稻杆炭+70%常规施肥(T3);垃圾炭+常规施肥(T4);常规施肥(RF);稻杆 (RS);稻杆炭 (RSC)
Figure with the same small letter is not significant difference at 5% level; Control blank (CK1), Regular fertilizing (CK2) / RF, Straw returning +
regular fertilizing (T1), Rice stem carbon+ regular fertilizing (T2), Rice stem carbon+70% regular fertilizing (T3), Garbage carbon+ regular fertilizing
(T4), Rice stem(RS), Rice stem carbon(RSC)
1.4摇 土壤 DNA提取及聚合酶链式反应(PCR)
采用上海生工生物工程公司提供的试剂盒
(Ezup柱式基因组 DNA 抽提试剂盒)提取土壤总
DNA。 PCR 引物为细菌通用引物 338FC鄄GC(引物
1: 5忆鄄CGCCCGCCGCGCGCGGCGG鄄 GCGGGGCGGGG
GCACGGGGGGCCTACGGGAGGCAGCAG鄄3忆)和 518R
(引物 2:5忆鄄ATTA鄄 CCGCGGCTGCTGG鄄3忆),均由上海
生工生物工程公司提供。
50 滋L PCR 反应体系: Premix Taq 酶 25滋L;引
物 1 / 1 滋L、引物 2 / 1 滋L;模板 1 滋L,最后加灭菌水至
50 滋L。 PCR反应条件:94益预变性 2 min;35个循环
为 94益变性 30 s,55益退火 30 s,72益延伸 30 s;最后
补充 72益延伸 7min;扩增后的 PCR 产物用 1%琼脂
糖凝胶电泳检测。
1.5摇 变性梯度凝胶电泳(DGGE)
(1)聚丙烯酰胺凝胶浓度是 8%,变性梯度从上
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到下是 35%—55%,上样量为 45 滋L。 运行条件为:
1伊TAE电泳缓冲液,60益电泳条件下,85 V,16 h。 电
泳完毕后,用 SYBR GREEN避光染色 30 min,再用去
离子水漂洗。 染色后的凝胶用 Bio鄄RAD 的 GeDoc鄄
2000凝胶成像系统拍照;用 Quantity One 分析软件
分析样品电泳条带的数量、亮度峰值及平均光密度
值。 各泳道图谱的相似性通过计算戴斯系数比较得
出,通过非加权配对算数平均法 UPGMA 对各泳道
进行聚类分析。 戴斯系数:
Cs= 2j / (a+b)
式中,j是 a、b共有的条带数,a、b 是各自的条带数,c
的范围是从 0(没有共同条带)到 1(所有条带都相
同)。
(2)微生物遗传多样性指数计算方法:
Shannon鄄Weaver Index指数:
H =- 移 Si = 1P i log2P i
均匀度指数:摇 E = H / lns
式中,P i = ni / N,ni为 DGGE 图谱中第 i 条带的峰密
度,N为全部条带峰密度的总和,s 为个体所有的条
带数,H为 Shannon鄄Weaver Index指数。
2摇 结果与分析
2.1摇 DGGE分析 16S rDNA V3区片段的 PCR产物
细菌 PCR产物的 DGGE 谱图(图 1a)可直观的
反映各处理对应的条带数目及迁移距离等信息,从
中得出不同处理均可分离得到 20 条以上的电泳条
带,且多数条带为不同处理间所共有的,但不同处理
之间 PCR 产物的条带数及亮度存在一定的差异。
运用 Quantity One软件对图谱进行基本的背景排除,
然后经泳道识别、条带识别和配对等步骤,可得到泳
道间的对比分析结果图 1b(Quantity One软件能识别
肉眼无法分清和区分的条带,实图 1a 与电泳比较图
1b编号不一致)。 未施肥处理 CK1 与其他施肥处理
相比较,其条带数较少且亮度较浅,未施肥处理 CK1
的 1—3号泳道条带位置及亮度几乎无差异,重复性
较好;各施肥处理之间共有条带数较多但亮度差异
明显,且各处理的 3个样品条带位置几乎一致,只是
个别条带亮度一致性较差。 如泳道 4 的编号 1 条带
与泳道 5、6 的 1 号条带亮度差异较大,但泳道 5 号
和 6号的优势菌群相似性较高。
图 1摇 16S rDNA V3区扩增片段 DGGE分析结果(a)及电泳比较图(b)
Fig.1摇 DGGE profile of amplified 16S rDNA fragments from soil samples (a) and land compare (b)
1—3空白对照 (CK1) Control Blank(CK1);4—6常规施肥 (CK2) Regular fertilizing (CK2);7—9秸秆还田+常规施肥(T1) Straw returning to
field + regular fertilizing (T1);10—12稻杆炭+常规施肥(T2) Rice stem carbon+ regular fertilizing (T2);13—15 稻杆炭+70%常规施肥(T3)
Rice stem carbon+70% regular fertilizing (T3);16—18垃圾炭+常规施肥(T4) Garbage carbon+ regular fertilizing (T4)
摇 摇 仔细观察图 1a可以发现,条带编号 3、4、5、6 所
代表的菌群是各处理所共有的优势菌群。 与未施肥
处理相比,施肥处理不同程度的增加了优势菌群代
表的条带亮度,如 T3处理的 4 号条带亮度比其他处
理亮度明显增加。 秸秆还田(T1)处理中编号为 1 的
条带亮度较生物炭处理(T2—T4)处理中编号为 1的
条带亮度亮,可能是由于秸秆富含易分解利用的碳
源,从而促进了该菌群的活动。 生物炭处理明显增
1924摇 15期 摇 摇 摇 何莉莉摇 等:生物炭对农田土壤细菌群落多样性影响的 PCR鄄DGGE分析 摇
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加了各条带的亮度,且出现了特征菌群,如条带编号
7。 条带编号 2 是 T3 处理的特征菌群,说明施加生
物炭与常规施肥相比,改变了土壤细菌群落的结构,
提高了细菌群落的多样性。 常规施肥与不施肥相比
改变了细菌群落的丰度,但对其群落结构影响不大。
2.2摇 不同施肥处理的土壤细菌群落多样性分析
运用 Quantity One软件对 DGGE 图谱做相似性
分析,得到不同处理微生物群落相似性指数(表 2)。
分析各处理间的相似性矩阵可以发现,不同处理之
间的相似性都高于 48.6%。 其中,常规施肥 CK2 与
空白对照 CK1 的相似性为 61.6%;秸秆还田、稻杆
炭、垃圾炭处理的施肥方式( T1—T4)与空白对照
CK1的相似性分别为 59.2%、56.2%、48.6%、58.1%,
与常规施肥的相似性分别为 67.7%、62.2%、57.7%、
62.7%。 王奇赞等[21]认为,不同处理之间相似性高
于 60%,说明处理之间有很好的相似性。 本研究中
秸秆还田、稻杆炭、垃圾炭处理与空白对照 CK1、稻
杆炭减量 T3 处理与常规施肥的相似性质都低于
60%,这表明施入外源物质可能改变了土壤细菌群
落结构,而单施化肥对土壤细菌群落影响不大。 利
用相似性矩阵,通过 UPGMA (The Unweighted Pair
Group Method with Arithmetic Averages)进行聚类分
析(图 2)进一步发现:所有处理土壤的微生物群落
可分成 4类,空白对照单独分为 1 类,且明显区别于
其他处理;施肥处理中,施加稻杆炭的两个处理距离
较近聚为 1 类,垃圾炭与秸秆还田处理聚为 1 类。
原因可能是不同施肥处理改变了土壤微生物的生存
环境并影响了相互之间的适应性。
表 2摇 不同处理微生物群落相似性指数
Table 2 摇 Similarity coefficient of microbial populations under
different treatments
处理
Treatments CK1 CK2 T1 T2 T3 T4
CK1 100.0
CK2 61.6 100.0
T1 59.2 67.7 100.0
T2 56.2 62.2 63.4 100.0
T3 48.6 57.7 60.1 70.1 100.0
T4 58.1 62.7 71.7 71.3 67.6 100.0
Shannon鄄Weaver指数为一个可以直观的反映细
菌群落遗传多样性的指标,主要包括两个成分:细菌
种数和细菌种间的均匀度(E);细菌群落 DNA 的丰
图 2摇 不同处理 DGGE谱图的聚类分析
Fig.2摇 Clustering analysis of DGGE band profiles on soils
富度(S)可以用细菌种数即电泳条带的数量表征。
不同处理间细菌群落的丰富度与 Shannon鄄Weaver
Index指数见图 3。 由图可知,空白对照 CK1 的微生
物丰度及 Shannon鄄Weaver Index指数最低,这与刘恩
科等[22]的研究结果类似,长期不施肥而种植作物的
土壤可见条带数比化肥与厩肥配施的土壤条带数少
32%。 秸杆还田、稻杆炭、垃圾炭施肥处理的土壤微
生物丰富度高于常规施肥 CK2 与空白对照处理
CK1,约是空白对照处理下的两倍;秸杆还田施肥处
理的土壤微生物丰富度低于生物炭处理;生物炭施
肥处理中,稻杆炭处理的土壤微生物 Shannon鄄
Weaver Index指数略高于垃圾炭处理,这可能由于本
试验所用的稻杆炭比表面积比垃圾炭比表面积高约
5倍,生物炭大的比表面积及多孔性可为土壤微生物
提供适宜的生存环境。 统计分析表明微生物多样性
指数与丰富度极相关,相关系数为 0.939(P = 0.000<
0.01),不同处理的均匀度指数分别为 1. 37、1. 35、
1郾 36、1.33、1.35、1.38(P>0.05),差异性不显著。
图 3摇 不同处理细菌群落的丰富度与 Shannon鄄Weaver Index
指数
Fig.3摇 Microbial species richness and Shannon鄄Weaver Index of
different treatments
2924 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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2.3摇 土壤细菌群落与环境因子的相关性分析
用 DGGE谱图所得到的细菌群落的条带信息与
土壤理化性质进行相关性分析,如表 3。 细菌群落的
结构变化与各理化性质的相关性顺序依次为速效钾
>总有机碳>有效磷>全氮>pH。 细菌群落的结构变
化与土壤速效钾养分含量相关性最大,与总有机碳
含量相关性其次。 可能原因有与南方酸性土壤有
关,其地处湿热地带、高温多雨、土壤的分解与矿化
过程较快,土壤元素的迁移及淋溶较强,尤其是钾的
流失量较大,土壤含钾量低,而植物秸秆等富含钾元
素,回归到土壤改善了土壤质量,促进土壤微生物的
生长;矿质元素是构成微生物细胞结构、调节细胞渗
透压等微生物生命活动不可缺少的物质。 秸秆还田
将收割所带走的有机物质及营养元素返还土壤,增
加土壤总有机碳,减少土壤侵蚀,提高了土壤质量,
为微生物的生长提高适宜的环境。 生物炭比表面积
大,丰富的孔隙及适宜的 pH为微生物的生长提供适
宜的生长环境。 从表看出,土壤酸碱度与微生物群
落结构相关性较小,这可能是由于各处理的土壤 pH
值处于 5.8—6.6 之间,差异性很小且处于微生物生
长所需的酸碱度范围内,对其结构影响不大。
表 3摇 土壤细菌群落与土壤养分之间的相关性指数
Table 3摇 Correlation analysis between soil properties and bacterial community structure
项目
Items
全氮
Total nitrogen /
(g / Kg)
总有机碳
Total organic carbon /
(g / kg)
有效磷
Avail. phosphorus /
(g / Kg)
速效钾
Avail. potassium /
(g / Kg)
pH
相关性 Relations 0.274 0.629 0.501 0.684 0.165
P 0.600 0.181 0.311 0.134 0.755
3摇 结论与讨论
PCR鄄DGGE技术利用变性梯度分离细菌群落
16S rDNA V3片段 PCR产物,从而得出数目不等、位
置各异的电泳条带。 本研究中,6种不同的处理均可
分离得到 20条以上的电泳条带,说明水稻田土壤细
菌群落较为丰富。 大部分条带为共有条带,表明了
这一部分条带所代表的土壤细菌种类和数量较稳
定,基本上不受施肥管理措施的影响,但也有一部分
条带受施肥处理的影响增加或缺失,生物炭处理明
显增加了各条带的亮度,且出现了特征菌群。
由戴斯系数计算出的 6 个处理间的相似性系数
发现,秸秆还田、生物炭施肥处理与空白对照 CK1、
稻杆炭减量 T3 处理和常规施肥的相似性均较低。
土壤养分含量和碳源供给是影响微生物群落的主要
因素[23],秸杆还田带入大量的无机营养元素和有机
物,短期内会促进分解纤维素的微生物群落的生长;
生物炭含有的一些低分子易分解有机化合物可以作
为微生物的碳源,有利于提高微生物的生物量和活
性,且其吸附能力强、孔隙率高,适合作为微生物和
养分的载体。 本试验施肥处理配施的秸杆和生物炭
改变了土壤微生物生存的根际微域环境,从而影响
了微生物的组成及其活性。
对 DGGE谱图信息进行统计分析发现:生物炭
处理的施肥方式的细菌丰富度指数及 Shannon鄄
Weaver Index指数最高,约是未施肥处理的 2 倍;土
壤细菌群落结构变化与土壤速效养分、总有机碳含
量有较大的相关性。 研究表明,将生物炭施加到土
壤对土壤的物理[24]、化学及生物特性[25]能产生积极
的影响,从而改善了土壤质量为微生物提供了适宜
的生存环境。 生物炭在土壤中稳定性高、分解速度
慢,从长期效应来说,生物炭配施化肥更有利于提高
土壤微生物群落多样性[26鄄27]。
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