【论文精选】河南农业大学王富磊,任天宝,等:不同海拔下生物炭对烟株根际土壤理化特性及其细菌群落结构的影响

海拔是烤烟种植区域选择的最重要影响因素之一。海拔是引起土壤微生物群落特征变化的主要环境驱动因素。因此，研究不同海拔下植烟土壤微生物群落对于精准调控土壤微生态，指导高原烟区优质烟叶绿色生产具有重要意义。

生物炭是一种富碳的黑色固体产物，主要由农林废弃物在高温低氧环境中裂解而成，对土壤有机质提升、土壤碳氮比调节有着积极的作用。在农田生态系统中添加生物炭是一种改善土壤健康和调控土壤微生物稳态平衡的有效措施。

位于云贵高原东北部的遵义烟区是全国重要的烤烟产区。然而，遵义烟区常年种植单一品种，造成烟株抗病性降低，土壤肥力退化，以及土壤微生物群落失衡的问题日益凸显。因此，深入研究不同海拔下添加生物炭对遵义烟区植烟土壤根际微生物群落以及与土壤肥力的影响，以期为解决遵义烟区土壤肥力退化和植烟土壤微生物群落失衡提供实践和理论支撑。

本试验在遵义烟区进行，选择900 和1 200 m海拔进行试验，土壤类型均为黄棕壤，供试烤烟品种为'云烟87'。生物炭由花生壳为原料制备。采用双因素试验设计，包括海拔（900和1 200 m）和施肥处理（常规施肥和生物炭添加）处理，共4个处理，分别为900 m海拔常规施肥（LCK）、900 m海拔900 kg·hm^-2生物炭（LT）、1 200 m海拔常规施肥（HCK）、1 200 m海拔900 kg·hm^-2生物炭（HT）。

根据5点取样法选择具有代表性的根际土壤。测定土壤理化指标和酶活性，包括土壤pH值，以及蔗糖酶、土壤磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性。采集土壤样品抽提土壤DNA。DNA片段一端与碱基互补配对固定在芯片上合成目标待测DNA片段，得到DNA簇。加入改造后的DNA聚合酶和4种荧光标记后的dNTP，合成碱基。统计每次收集到的荧光信号强度，获取DNA片段丰度信息，从而测定土壤微生物多样性。

结果表明，施加生物炭后，900 和1 200 m 两个海拔的土壤有机质质量分数分别增加了10.23%和9.84%，碱解氮质量分数分别增加了19.83%和12.19%，微生物量碳质量分数增加了81.04%和21.44%。

在不同海拔下，生物炭对土壤中的细菌群落结构产生不同程度的影响，变形菌门的相对丰度显著下降，然而疣微菌门和蓝细菌门的相对丰度显著升高。在900 m的较低海拔地区，其相对丰度呈下降趋势。拟杆菌门和放线菌门的相对丰度在1 200 m地区较CK有降低的趋势，反之，在900 m处有上升的趋势。在1 200 m的较高海拔地区，酸杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门的相对丰度与CK相比呈升高的趋势。

这表明，生物炭能够显著改善土壤细菌群落结构，尤其是改变1 200 m海拔下功能微生物群落，并增加土壤微生物量碳。本研究为西南烟区不同海拔下植烟土壤微生态环境调控和土壤改良提供理论依据。