生物质炭对草坪土壤微生物碳代谢群落结构的影响

马涛 余江敏 王瑾 马小芳 王聪 邓立宝 弓雪 杨经良 杨苛 钟莉传

摘要：【目的】探明不同用量生物質炭对草坪土壤微生物多样性特征的影响，为生物质在草坪土壤中的应用提供理论依据。【方法】以草坪土壤为研究对象，以不施用生物质碳为对照，设8、20、40和200 kg/m2共4个生物质炭用量处理，对照和4个处理分别标记为BC0、BC8、BC20、BC40和BC200。播种5个月后采集0～30 cm土壤，测定土壤有机碳、全氮、水溶性碳和微生物量碳含量及土壤微生物碳代谢群结构，分析不同用量生物质炭对草坪土壤微生物碳代谢群落的影响。【结果】与对照BC0相比，施用生物质炭处理的土壤全氮含量显著增加（P<0.05，下同），BC40和BC200处理的土壤有机碳显著增加，BC200处理的水溶性碳显著增加，而土壤微生物量碳无显著变化（P>0.05）。BC20处理的土壤平均光密度（AWCD）值较对照BC0提高12.4%，BC200处理的AWCD值则较对照降低51.3%。BC20处理增加了生物群落结构AWCD值，利用胺类物质微生物活性显著提高;BC200处理降低了土壤微生物数量，对利用多聚物类物质微生物的负面影响最小。主成分分析结果表明，第一主成分可解释变异的86.06%，主要为代谢吐温40、吐温80、L-丝氨酸、D-半乳糖酸内脂、D，L-α-磷酸甘油和4-羟基苯甲酸等六种碳源物质引起的，能有效区分适量（BC8、BC20、BC40）和过量（BC200）施用生物质炭含量处理的草坪土壤。相关分析结果表明，土壤微生物量碳与i-赤藓糖醇的光密度值呈显著正相关;土壤有机碳和水溶性碳含量与L-精氨酸、L-丝氨酸等多种碳源的光密度值呈显著或极显著（P<0.01）负相关。【结论】适量施用生物质炭可提高草坪土壤的微生物数量和活性。施用生物质炭的草坪土壤利用 L-精氨酸、L-天门冬酰胺的能力较强，但对利用L-苏氨酸、i-赤藓糖醇、D-木糖和2-羟基苯甲酸等碳源基质的利用能力较弱。建议在种植草坪草时，生物质炭的施用量控制在20 kg/m2以内。

关键词： 生物质炭;草坪土壤;土壤微生物;碳代谢群落结构

中图分类号： S154.3                            文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2021）11-2986-08

Effects of biomass carbon on microbial carbon metabolic community structure in turf-grass soil

MA Tao1， YU Jiang-min1， WANG Jin2， MA Xiao-fang3， WANG Cong3， DENG Li-bao4，

GONG Xue5， YANG Jing-liang1， YANG Ke1， ZHONG Li-chuan1*

（1Guangxi Agricultural Vocational and Technical University， Nanning  530007， China; 2Agricultural Resources and Environment Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning  530007， China; 3College of Forestry， Guangxi University， Nanning  530004， China; 4Horticulture Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning  530007， China; 5Corn Research Institute， Guangxi Academy of

Agricultural Sciences， Nanning  530007， China）

Abstract：【Objective】To explore the effects of different amounts of biochar on the microbial diversity characteristics of turf-grass soil， and to provide a theoretical basis for the application of biomass in turf-grass soil. 【Method】Taking turf-grass soil as the research object and no biochar as the control， four biochar dosage treatments of 8， 20， 40 and 200 kg/m2 were set， control and four treatments were marked as BC0， BC8， BC20， BC40 and BC200. After 5 months of sowing， 0-30 cm soil was collected， the contents of soil organic carbon， total nitrogen， water-soluble carbon， microbial biomass carbon and the structure of soil microbial carbon metabolism group were measured， and the effects of different amounts of biochar on turf-grass soil microbial carbon metabolism community were analyzed. 【Result】Compared with the control BC0， the total nitrogen content of soil treated with biochar increased significantly （P<0.05， the same below）， the soil organic carbon of BC40 and BC200 increased significantly， the water-soluble carbon of BC200 increased significantly， but the soil microbial biochar did not change significantly（P>0.05）. The average well color development （AWCD） of soil treated with BC20 was 12.4% higher than that of the control BC0， and the AWCD value of soil treated with BC200 was 51.3% lower than that of the control. BC20 increased the average optical density of biological community structure， and the microbial activity was significantly improved due to the use of amines; BC200 reduced the number of soil microorgani-sms and had the least negative impact on the use of polymer microorganisms. The results of principal component analysis showed that the first principal component could explain 86.06% of the variation. It was caused by six carbon source substances such as tween 40， tween 80， L-serine， D-galactose acid lipid， D，L-α-glycerophosphateand 4-hydroxybenzoic acid， which could effectively distinguish turf-grass soil treated with appropriate amount （BC8， BC20， BC40） and excessive （BC200） biochar content. The results of correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between soil microbial biochar and the optical density of i-erythritol. The contents of soil organic carbon and water-soluble carbon were significantly or extremely（P<0.01） negatively correlated with the optical density of L-arginine， L-serine and other carbon sources. 【Conclusion】Appropriate application of biochar can improve the number and activity of microorga-nisms in turf-grass soil. The turf-grass soil with biochar has strong ability to utilize L-arginine and L-asparagine， but weak ability to utilize carbon source substrates such as L-threonine， i-erythritol， D-xylose and 2-hydroxybenzoic acid. It is suggested that when planting turf-grass grass， the application amount of biochar should be controlled within 20 kg/m2.

Key words： biochar; turf-grass soil; soil microorganism; community structure of carbon metabolism

Foundation item： Guangxi Natural Science Foundation （2019GXNSFBA245096）; Guangxi University Scientific Research Project（2020KY36014， LX2014590） Scientific Research and Technology Development Project of Guangxi Agricultural Vocational and Technical College （YKJ2025）

0 引言

【研究意义】随着城镇化进程的加快和人们对美好生活环境要求的提高，种植绿化草坪已成为城镇中美化环境的重要方式。由于绿化草坪面临土壤容重较大、肥力水平低、物理结构性差和重金属污染风险大等制约问题，通常难以达到预期的绿化效果（张明等，2019）。生物质炭是生物质在无氧或缺氧条件下高温裂解的固体产物，具有含碳量高、多孔、碱性和吸附力强等特性，可作为土壤调理剂施入土壤，具有增加土壤微生物多样性、改变土壤养分循环及促进作物生长等作用（Harter et al.，2014）。因此，探讨生物质炭对草坪土壤微生物群落的影响，以期利用生物炭改善草坪土壤的生物结构、促进养分循环和利用，进而提高土壤养分含量并减少化肥施用。【前人研究进展】目前，已有较多关于生物质炭对不同类型土壤微生物多样性影响的研究（李艳春等，2018;郑子乔和祝经伦，2019;陆人方等，2020;冯慧琳等，2021）。生物质炭的原料、制备温度、用量等均可影响土壤微生物群落，生物质炭可增加土壤微生物多样性，刺激土壤有益微生物或抑制有害微生物的生长，进而提升土壤地力（Harter et al.，2014;Kolton et al.，2017）。 Jiang等（2016）研究表明，低量生物质炭添加可提高土壤微生物量，对微生物群落组成影响较小。卢伟伟等（2020）研究表明，与制备温度300 ℃相比，500 ℃制备的生物质炭对土壤微生物群落的影响程度更大。也有相关研究对生物质炭改变土壤微生物群落的种类和机理进行探索。Jaiswal等（2014）通过盆栽试验研究发现，桉树和温室废渣生物质炭均能有效抑制黄瓜立枯丝核菌的生长。Van Zwieten等（2015）通过田间和温室试验发现，生物质炭可提高土壤pH，进而提高磷和钼的活性，使菌根侵染率和固氮量增加。李航（2016）研究指出，施用香蕉生物质炭可显著改善土壤理化性质，增加细菌、真菌、丛枝菌根真菌和固氮菌的数量。Gao等（2017）通过田间试验发现，土壤酶活性增加（磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、脱氢酶和脲酶）是生物质炭提高日本南瓜产量的主要原因之一。【本研究切入点】目前，关于生物质炭的研究多集中于大田作物及经济作物等，鲜见有生物质炭对草坪土壤微生物碳代谢多样性的研究报道。【拟解决的关键问题】采用Biolog-ECO微平板法，研究不同生物质炭含量草坪土壤的微生物碳代谢功能群结构，以期探明不同用量生物质炭对草坪土壤微生物多样性特征的影响，为生物质在草坪土壤中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试土壤为沙壤土，土壤 pH 8.4，容重1.33 g/cm3，有机碳12.10 g/kg，全氮0.86 g/kg。

供试草种为3个草地早熟禾品种（Poa pratensis L.），分别为午夜（Midnight）、解放者（Liberator）和超级哥来德（NuGlade）。3个品种按照1∶1∶1比例混合。

生物质炭购自北京大兴区李家场生物质燃气站，原料为制作蘑菇原料残渣（木屑89%、麦麸10%和石灰1%）、果木和作物秸秆混合物，400～500 ℃下裂解3 h制成，含碳量78.01%、氧元素含量17.85%、钾元素含量4.14%。施用前磨碎过2 mm筛备用。

1. 2 试验方法

采用田间试验，以不施用生物质碳为对照，设4个生物质炭用量处理，生物质炭用量分别为8、20、40和200 kg/m2，对照和处理分别标记为BC0、BC8、BC20、BC40和BC200，每處理3个重复，小区为边长2 m的正方形，面积4 m2，完全随机区组排列，共15个小区。称取所需用量的生物质炭撒施于土壤表层，人工与0～30 cm土层土壤混合均匀后，撒播草种，播种量为15～20 g/m2。5个月后用土钻采集0～30 cm土层土壤，采用五点法取样，采集的土壤样品分成2份，一份风干过筛用于测定有机碳、全氮、水溶性碳和微生物量碳;另一份迅速过2 mm筛，并除去草根、植物残体和蚯蚓等杂质，调节土壤湿度至50%左右的田间持水量，25 ℃密闭容器内培养1周，容器中放入20 mL水和20 mL浓度为1 mol/L的NaOH溶液，以保持湿度和吸收培养期间释放的CO2。预培养的土壤尽快测定微生物碳代谢群落结构，或在5 ℃冷藏。

1. 3 测定项目及方法

1. 3. 1 土壤性质测定 有机碳用外加热重铬酸钾容量法测定，全氮用半微量凯氏定氮法测定，水溶性碳用K2SO4浸提法（1∶2.5 土水比）测定，土壤微生物量碳用氯仿熏蒸浸提法测定（林启美等，1999）。

1. 3. 2 土壤微生物碳代谢群落结构测定 土壤微生物碳代谢群落结构采用Biolog-ECO微平板测定（曹均等，2010），微孔板含有31种不同碳源。称取10.00 g预培养的表层草坪土壤于250 mL三角瓶中，加入90 mL去离子水，4 ℃振荡浸提1 h（180 r/min），静置3 min后吸取2 mL至30 mL试管中，加入18 mL去离子水，充分混和后吸取2 mL至另一试管中再加入18 mL去离子水得到草坪土壤10-3的稀释液，将稀释好的草坪土壤悬液倒入塑料槽中，用8道加样枪吸取150 µL至ECO板的微孔中。25 ℃下培养，每24 h在自动酶标仪（BioTek ELX800，美国）590 µm处读取光密度值，直至光密度值不再变化为止。

采用72 h时的平均光密度（Average well color development，AWCD）进行主成分分析（PCA）和利用碳功能群结构等分析，AWCD用下式计算：

AWCD=∑（C-R）/n

式中，C 为每个孔的吸光值，R为空白空的吸光值，n为平板上的碳源底物数量。

1. 4 统计分析

采用Excel 2007进行数据整理，以SPSS 13.0进行统计分析，采用单因素方差分析（ANOVA）进行显著性检验，Duncan多重比较进行不同处理间均值的显著性差异比较，Pearson’s相关系数法进行相关分析。

2 结果与分析

2. 1 生物质炭对草坪土壤有机碳、全氮、水溶性碳和微生物量碳的影响

由表1可知，草坪土壤的有机碳、全氮、水溶性碳和微生物量碳均随着生物质炭用量的增加而增加。与不施用生物质炭的对照BC0相比，施用生物质炭处理的土壤全氮含量均显著增加（P<0.05，下同）;BC40和BC200处理的土壤有机碳含量显著增加，BC200处理的水溶性碳含量显著增加;施用生物质炭后，各处理间微生物量碳含量差异不显著（P>0.05，下同），但各处理的微生物量碳含量较对照BC0均有提高，BC40和BC200处理的微生物量碳含量达较高值，说明生物质炭的施入对土壤微生物量具有一定的促进作用。

2. 2 生物质炭对土壤AWCD值的影响

AWCD值反映土壤微生物总体利用全部31种基质的程度，也是土壤微生物量和微生物活性的指标。AWCD值越大，微生物总体利用全部基质的能力越强，或微生物数量较多、活性较高。从图1中可看出，在培养初期24 h，AWCD值很低，且变化较小，不同处理间无明显差异;随着培养时间的延长，在48～144 h培养期间，AWCD值呈指数增加，且不同处理间差异增大;在培养144 h后，BC20处理的AWCD值达1.27，较对照BC0的AWCD值（1.13）提高12.4%;但生物质炭用量过高的BC200处理，其AWCD值大幅降低，在培养144 h后AWCD值为0.55，较对照BC0处理降低51.3%。

2. 3 生物質炭对不同碳源的利用强度及土壤微生物群落多样性的影响

Biolog-ECO微平板含有31种碳源基质，根据其特性可分为六大类：糖类（7种）、羧酸类（9种）、氨基酸类（6种）、胺类（2种）、多聚物类（4种）和芳香化合物类（3种）（Preston et al.，2002）。其光密度值在一定程度上能反映土壤中代谢六大类碳源物质的微生物多样性。不同生物质炭用量处理下土壤微生物群落对同一类型碳源的利用强度存在明显差异。图2结果显示，BC20处理AWCD值增加主要是由利用胺类物质微生物活性显著提高导致的;BC200处理对利用多聚物类物质微生物的负面影响最小，与对照BC0相比降低不显著，而利用氨基酸、胺类、芳香化合物、糖类和羧酸类微生物活性显著降低，这是BC200降低微生物活性的主要原因;生物质炭施入量低于40 kg/m2时糖类、氨基酸、多聚物和芳香化合物类相对于对照BC0均无显著差异，其中对利用氨基酸碳源微生物的影响最小。

2. 4 土壤微生物碳代谢特征与土壤性质的相关性

由表2可知，土壤微生物量碳与i-赤藓糖醇的AWCD值呈显著正相关;土壤有机碳与L-精氨酸、L-天门冬酰胺、4-羟基苯甲酸、L-丝氨酸、D，L-α-磷酸甘油和腐胺的AWCD值呈极显著负相关（P<0.01，下同），与D-半乳糖酸内脂和土温40的AWCD值呈显著负相关，与肝糖的AWCD值呈显著正相关;土壤水溶性碳含量与L-精氨酸和L-丝氨酸的AWCD值呈极显著负相关，与D-半乳糖酸内脂、L-天门冬酰胺、4-羟基苯甲酸、D，L-α-磷酸甘油和腐胺的AWCD值呈显著负相关。其他碳源物质的AWCD值与土壤有机质、微生物量碳及水溶性碳间的相关性未达显著水平。以上结果表明，土壤微生物总量主要取决于利用i-赤藓糖醇物质的微生物群落数量;同时利用L-精氨酸、L-天门冬酰胺、4-羟基苯甲酸、L-丝氨酸、D，L-α-磷酸甘油和腐胺的微生物群落数量随着土壤有机质含量的增加而降低，而土壤水溶性碳含量的增加也可导致利用L-精氨酸和L-丝氨酸微生物群落数量的降低。

2. 5 生物质炭对土壤微生物碳源利用的主成分分析和载荷因子

主成分分析（PCA）结果（图3）显示，第一主成分（PC1）可解释变异的86.06%，主要是代谢吐温40、吐温80、L-丝氨酸、D-半乳糖酸内脂、D，L-α-磷酸甘油、4-羟基苯甲酸等6种碳源物质引起的（表2），PC1将适量（BC8、BC20、BC40）和过量（BC200）施用生物质炭处理的草坪土壤区分开来。施用适量生物质炭处理（BC8、BC20、BC40）的草坪土壤微生物碳代谢群落与对照（BC0）无显著差异，过量施用生物质炭处理（BC200）的草坪土壤微生物碳代谢群落与对照（BC0）差异显著（图3，各处理相对于BC0之间横坐标距离）。第二主成分（PC2）解释变异的7.92%，不仅将过量施入生物质炭处理（BC200）的草坪土壤区分开来，也将适量施用生物质炭处理（BC40）的草坪土壤与其他处理基本区分开来（图3，各处理相对于BC0之间纵坐标距离）。PC1和PC2累计解释了代谢31种碳源基质变异的93.98%，说明2个主成分是微生物群落碳源基质利用变异的主要来源，可解释变异的大部分信息。

从AWCD值来看（表3），不同生物质炭用量的土壤利用L-精氨酸、L-天门冬酰胺的能力较强，其AWCD值在1.000以上;而利用L-苏氨酸、i-赤藓糖醇、D-木糖、2-羟基苯甲酸4种基质的能力较弱，其光密度值均小于0.030，特别是对芳香类的2-羟基苯甲酸基本无利用能力。

主成分分析中的载荷因子可反映不同草坪土壤碳代谢的差异，绝对值越大表明该基质的影响越大。表3显示，不同生物质炭含量的草坪土壤微生物代谢基质可分为2个主成分，PC1荷载在0.200以上的有13种基质，荷载在0.25以上的有5种基质，其中多聚物占2种;PC2荷载在0.25以上的基质有5种。说明供试的大部分草坪土壤微生物碳代谢功能群结构差异主要体现在PC1荷载因子高的基质上，特别是多聚物中的吐温40和吐温80，但一些草坪土壤微生物碳代谢功能群结构的差异也反映在利用PC2荷载因子较高的基质上。

3 討论

不同生物质炭用量可显著影响土壤微生物碳代谢群落结构。光密度值指示微生物利用基质的能力，反应微生物数量与活性。本研究发现，BC8和BC20处理可提高土壤AWCD值，BC20的AWCD值最高，比对照BC0提高12.4%，但生物质炭用量更高的BC200处理，AWCD值大幅降低，培养结束时较对照BC0处理降低51.3%。一方面原因可能是由于高量施用生物质炭加入灰分过多，导致土壤pH过高，从而降低了微生物活性;且大量加入生物质炭后土壤过于疏松，导致水热变化快，也不利于微生物的生长;此外，生物质炭所蕴含的芳香族等有害物质也可能对土壤微生物存在抑制作用（姬强等，2019）。不同生物质炭用量显著影响草坪土壤微生物对碳源的利用能力及多样性。本研究中，施入低量生物质炭的BC8和BC20处理提高了土壤微生物对碳源的利用能力和多样性，但生物质炭用量过多的BC200处理显著减低了微生物的利用能力和多样性BC8和BC20处理提高草坪土壤微生物数量和活性，可能是由于生物质炭中含有微量的可利用有机碳，可作为微生物生长繁殖的基质。Luo等（2013）研究表明，生物质炭的多孔结构和表面特性，可为微生物生存提供附着位点和较大空间;此外，生物质炭能调节土壤酸碱度，提供矿质元素，改善土壤微环境，从而有利于微生物生长繁殖（何绪生等，2011）。这些均与本研究中低量施入生物质炭提高微生物数量和活性的结果一致。

本研究的相关分析结果表明，土壤有机碳和水溶性碳与部分碳源的AWCD值存在显著或极显著相关性，而土壤微生物量碳仅与i-赤藓糖醇的AWCD值呈显著正相关，与其他碳源的AWCD均无显著相关性。说明Biolog-ECO微平板的AWCD值仅可指示土壤中极少部分微生物及其活性。土壤有机质、全氮、碱解氮等基础理化性质（彭芳芳等，2013），以及土壤重金属含量（王秀丽等，2002）可能是引起光密度值与土壤微生物量碳不相关的原因。此外，本研究中土壤有机碳和全氮含量仅为1.21%和0.86 g/kg，表明土壤养分贫瘠，也可能影响微生物的数量和活性。

添加生物质炭可提高根际土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物类碳源的利用能力（胡瑞文等，2018;周凤，2018），但当生物炭用量过多时，会降低土壤微生物对酚酸类碳源的利用能力，而对碳水化合物类、氨基酸类和胺类碳源无显著影响（胡瑞文等，2018）。本研究发现，BC20处理AWCD值增加主要是由利用胺类物质微生物活性显著提高导致的，BC20处理还提高了利用糖类、多聚物类和氨基酸类微生物的活性;BC200处理降低土壤微生物数量主要是由降低利用胺类和羧酸类微生物活性引起的，而对利用多聚物类碳源微生物的负面影响最小。上述结果与胡瑞文等（2018）、周凤（2018）的研究结果相似，但本研究中BC20处理降低了土壤微生物羧酸类碳源利用能力，与二者研究得出施入生物质炭还可提高根际土壤微生物羧酸类碳源利用能力的结果不一致，可能是由生物质炭的种类和施入对象不同造成的。本研究的微生物碳主要来自蘑菇残渣（主要成分为木屑和麦麸）、果木和作物秸秆混合物，施用对象为草坪土壤;而二者研究中的生物质炭分别来自废弃果树枝条和稻壳，施用在塿土和烤烟土壤上，不同的生物质炭种类和土壤生态环境造成了不同的土壤微生物类群。

在主成分分析中，提取的主成分反映变量的信息。在生物质炭对烤烟根际微生物主成分的影响中，PC1和PC2分别可解释所有变量的41.60%和37.13%，2 个主成分累积方差贡献率为78.73%（胡瑞文等，2018）;在重金属镉胁迫下生物质炭对土壤微生物的影响中，PC1和 PC2分别占微生物群落碳源利用率总变异的 63.19%和 22.47%，2个主成分的累积方差贡献率为85.66%（张秀等，2016）。而本研究中，仅PC1就可解释86.06%的变异，已超过以上2个研究中PC1和PC2的累计方差贡献率。说明施用不同用量生物质炭草坪土壤的微生物碳代谢特征更相似，这可能与供试土壤长期单一种植作物导致微生物种类降低有关。

4 结论

适量施用生物质炭可提高草坪土壤的微生物数量和活性。施入生物质炭的草坪土壤利用L-精氨酸和L-天门冬酰胺的能力较强，而对L-苏氨酸、i-赤藓糖醇、D-木糖和2-羟基苯甲酸等碳源基质的利用能力较弱。建议在种植草坪草时，生物质炭用量控制在20 kg/m2以内。

参考文献：

曹均，吴姬，赵小蓉，李贵桐，孙明德，曹庆昌，林启美. 2010. 北京9个典型板栗园土壤碳代谢微生物多样性特征[J]. 生态学报，20（2）：527-532. [Cao J，Wu J，Zhao X R，Li G T，Sun M D，Cao Q C，Lin Q M. 2010. Carbon catabolic diversity characters of 9 chestnut soils in Beijing[J]. Acta Ecological Sinica，20（2）：527-532.]

冯慧琳，周旋，任天宝，倪国荣，刘福童，董春华，刘国顺. 2021. 生物炭与绿肥翻压对柑橘根际细菌群落结构的影响[J]. 河南农业大学学报，55（3）：514-522. [Feng H L，Zhou X，Ren T B，Ni G R，Liu F T，Dong C H，Liu G S. 2021. Effects of biochar and green manure on bacterial community structure in Citrus rhizosphere soil[J]. Journal of Henan Agricultural University，55（3）：514-522.] doi：10.16445/j.cnki.1000-2340.20210506.001.

何绪生，耿增超，佘雕，张保健，高海英. 2011. 生物炭生产与农用的意义及国内外动态[J]. 农业工程学报，27（2）：1-7. [ He X S，Geng Z C，She D，Zhang B J，Gao H Y. 2011. Implications of production and agricultural utilization of biochar and its international dynamic[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，27（2）：1-7.] doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.02.001.

胡瑞文，刘勇军，周清明，刘智炫，黎娟，邵岩，刘卉. 2018. 生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响[J]. 中国农业科技导报，20（9）：55-62. [Hu R W，Liu Y J，Zhou Q M，Liu Z X，Li J，Shao Y，Liu H. 2018. Effects of bio-carbon on the carbon metabolism of rhizosphere soil microbial communities in flue-cured tobacco[J]. Journal of Agricultural Science and Technology，20（9）：55-62.] doi：10.13304/j.nykjdb.2018.0061.

姬强，马媛媛，刘永刚，王锐，孙权. 2019. 秸秆生物质炭對土壤结构体与活性碳分布、转化酶动力学参数及小麦生长的影响[J]. 生态学报，39（12）：4366-4375. [Ji Q，Ma Y Y，Liu Y G，Wang R，Sun Q. 2019. Effects of biochar application on the distribution of soil aggregates and active organic carbon，kinetic parameters of soil invertase，and wheat growth[J]. Acta Ecologica Sinic，39（12）：4366-4375.] doi：10.5846/stxb201804220913.

李航. 2016. 香蕉假茎生物炭对香蕉苗生长及根际微生物的影响[D]. 泉州：华侨大学. [Li H. 2016. Effect of banana caulo biochar on growth of banana seedling and microbial communities of banana seedling rhizosphere[D]. Quanzhou：Huaqiao University.]

李艳春，李兆伟，林伟伟，蒋宇航，翁伯琦，林文雄. 2018. 施用生物质炭和羊粪对宿根连作茶园根际土壤微生物的影响[J]. 应用生态学报，29（4）：1273-1282. [Li Y C，Li Z W，Lin W W，Jiang Y H，Weng B Q，Lin W X. 2018. Effects of biochar and sheep manure on rhizospheric soil microbial community in continuous ratooning tea orchards [J]. Chinese Journal of Applied Ecology，29（4）：1273-1282.] doi：10.13287/j.1001-9332.201804.036.

林启美， 吴玉光， 刘焕龙. 1999. 熏蒸法测定土壤微生物量碳的改进[J]. 生态学杂志，18（2）：63-66. [Lin Q M，Wu Y G，Liu H L. 1999. Improvement of fumigation method for measuring soil microbial biomass carbon[J]. Chinese Journal of Ecology，18（2）：63-66.]. doi：10.13292/j.1000-4890.1999.0029.

卢伟伟，耿慧丽，张伊蕊，阮宏华. 2020. 生物质炭对杨树人工林土壤微生物群落的影响[J]. 南京林业大学学报（自然科学版），44（4）：143-150. [Lu W W，Geng H L，Zhang Y R，Ruan H H. 2020. Effects of biochars pyrolyzed at different temperatures on soil micro‑bial community in a poplar plantation in coastal eastern China[J]. Journal of Nanjing Forestry University（Natural Sciences Edition），44（4）：143-150.] doi：10.3969/j.issn.1000-2006.201911014.

陆人方，葛晓改，王灵玲，周本智，杨振亚，王小明. 2020. 生物质炭添加对马尾松和杉木根系及土壤微生物结构的影响[J]. 生态环境学报，29（11）：2153-2162. [Lu R F，Ge X G，Wang L L，Zhou B Z，Yang Z Y，Wang X M. 2020. Effect of biochar addition on root and soil microbial community of Pinus massoniana and Cunninghamia lanceolata[J]. Ecology and Environmental Sciences，29（11）：2153-2162.] doi： 10.16258/j.cnki.1674-5906.2020.11.002.

彭芳芳，罗学刚，王丽超，赵鲁雪. 2013. 铀尾矿周边污染土壤微生物群落结构与功能研究[J]. 农业环境科学学报，32（11）：2192-2198. [Peng F F， Luo X G，Wang L C，Zhao L X. 2013. Microbial community structure and function in soils around uranium tailings[J]. Journal of Agro-Environment Science，32（11）：2192-2198.] doi：10.11654/jaes.2013.11.013.

王秀麗，徐建民，谢正苗，姚槐应，石伟勇. 2002. 重金属铜和锌污染对土壤环境质量生物学指标的影响[J]. 杭州：浙江大学学报（农业与生命科学版），28（2）：190-194. [Wang X L，Xu J M，Xie Z M，Yao H Y，Shi W Y. 2002. Effects of Cu and Zn contamination on soil biological indicators of environmental quality[J]. Hangzhou：Journal of Zhejiang University（Agriculture & Life Science），28（2）：190-194.] doi：10.3321/j.issn：1008-9209.2002.02.017.

张明，潘国林，张宗应，周静波. 2019. 我国部分城市绿地土壤肥力质量分析与评价[J]. 内蒙古农业大学学报（自然科学版），40（3）：46-51. [Zhang M，Pan G L，Zhang Z Y，Zhou J B. 2019. Soil fertility quality analysis and evaluation in some urban green space of China[J]. Journal of Inner Mongolia Agricultural University（Natural Science Edition），40（3）：46-51.] doi：10.16853/j.cnki.1009-3575. 2019.03.008.

张秀，尚艺婕，夏运生，赵青青，史静. 2016. 外加镉处理下生物质炭对土壤微生物碳代谢功能多样性的影响[J]. 农业环境科学学报，35（7）：1308-1313. [Zhang X，Shang Y J，Xia Y S，Zhao Q Q，Shi J. 2016. Effects of biochar on carbon metabolic capacity and functional diversity of soil microbial communities under Cd contamination[J]. Journal of Agro-Environment Science，35（7）：1308-1313.] doi：10.11654/jaes.2016.07.012.

郑子乔，祝经伦. 2019. 生物质炭对小麦根区土壤养分和微生物特征的影响[J]. 水土保持研究，26（3）：35-41. [Zheng Z Q，Zhu J L. 2019. Effect of biochar on soil and microbial characteristics in root zone of wheat[J]. Research of Soil and Water Conservation，26（3）：35-41.]

周凤. 2018. 生物质炭添加量对塿土微生物功能多样性及CH4、N2O排放的影响[D]. 杨凌：西北农林科技大学. [Zhou F. 2018. Effects of biochar addition on microbial functional diversity and CH4，N2O emissions in Lou soil [D]. Yangling：Northwest A & F University.]

Gao S，Hoffman-Krull K，DeLuca T H. 2017. Soil biochemical properties and crop productivity following application of locally produced biochar at organic farms on Waldron Island，WA[J]. Biogeochemistry， 136：31-46. doi：10.1007/ s10533-017-0379-9.

Harter J，Krause H M，Schuettler S，Ruser R，Fromme M，Scholten T，Kappler A，Behrens S. 2014. Linking N2O emissions from biochar-amended soil to the structure and function of the N-cycling microbial community[J]. The ISME Journal，8：660-674. doi：10.1038/ismej.2013.160.

Jaiswal A K，Elad Y，Graber E R，Frenkel O. 2014. Rhizoctonia solani suppression and plant growth promotion in cucumber as affected by biochar pyrolysis temperature，feedstock and concentration[J]. Soil Biology and Biochemistry，69：110-118. doi：10.1016/j.soilbio.2013.10.051.

Jiang X Y，Denef K，Stewart C E，Cotrufo M F. 2016. Controls and dynamicsof biochar decomposition and soil microbial abundance，composition，and carbon use efficiency during long-term biochar-amended soil incubations[J]. Bio-logy and Fertility Soils，52（1）：1-14. doi： 10.1007/s00374- 015-1047-7.

Kolton M，Graber E R，Tsehansky L，Elad Y，Cytryn E. 2017. Biochar-stimulated plant performance isstrongly linked to microbial diversity and metabolic potential in the rhizosphere[J]. New Phytologist，213（3）：1393-1404. doi：10.1111/nph.14253.

Luo Y，Durenkamp M，Nobili D M，Lin Q，Devonshire B J，Brookes P C. 2013. Microbial biomass growth，following incorporation of biochars produced at 350 ℃ or 700 ℃，in a silty-clay loam soil of high and low pH[J]. Soil Biology and Biochemistry，57（2）：513-523. doi：10.1016/j.soilbio.2012.10.033.

Preston M J，Boddy L，Randerson P F. 2002. Analysis of microbial community functional diversity using sole-carbon-source utilisation profiles-a critique[J]. FEMS Microbio-logy Ecology，42（1）：1-14. doi：10.1016/S0168-6496（02）00324-0.

Van Zwieten L，Rose T，Herridge D，Kimber S，Rust J，Cowie A，Morris S. 2015. Enhanced biological N2 fixation and yield of faba bean （Vicia faba L.）in an acid soil following biochar addition：Dissection of causal mechanisms[J]. Plant and Soil，395：7-20. doi：10.1007/s11104-015-2427-3.

收稿日期：2021-08-17

基金项目：广西自然科学基金项目（2019GXNSFBA245096）;广西高校科研项目（2020KY36014，LX2014590）;广西农业职业技术大学科学研究与技术开发计划项目（YKJ2025）

通讯作者：钟莉传（1975-），https：//orcid.org/0000-0003-4283-1059，副教授，主要从事土壤肥料及农产品质量安全教学及研究工作，E-mail：403645699@qq.com

第一作者：马涛（1984-），https：//orcid.org/0000-0002-2946-2984，博士，副教授，主要從事土壤修复和土壤微生物研究工作，E-mail： 379639080@qq.com