生物炭的合理應(yīng)用對于改善土壤健康至關(guān)重要，已發(fā)現(xiàn)將生物炭與有機(jī)或無機(jī)肥料配施可以減緩無機(jī)氮的快速礦化并提高氮利用效率，尤其在沙壤土中*更加顯著。盡管已有大量研究探討生物炭與肥料結(jié)合對沙壤土理化性質(zhì)改良的影響，但其對土壤微食物網(wǎng)的復(fù)雜生物學(xué)效應(yīng)仍知之甚少。

該研究在沙壤土小麥種植系統(tǒng)中進(jìn)行田間試驗(yàn)，設(shè)置了四種處理：單施無機(jī)肥（IF）、單施有機(jī)肥（OF）、生物炭配施無機(jī)施肥（B + IF）和生物炭配施有機(jī)肥（B + OF）。旨在闡明生物炭誘導(dǎo)的非生物因子和植物根系變化對土壤微食物網(wǎng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，生物炭對土壤微食物網(wǎng)的影響因施肥環(huán)境而異。在無機(jī)肥條件下，生物炭顯著增加了總微生物和總線蟲的豐度，但降低了雜食/捕食線蟲的生物量。而生物炭與有機(jī)肥結(jié)合則對總微生物豐度及生物量、總線蟲和雜食/捕食線蟲的生物量產(chǎn)生了積極影響。

       結(jié)構(gòu)方程模型分析表明，生物炭配施無機(jī)肥通過直接效應(yīng)影響微生物和線蟲豐度，并通過降低NH??-N和DOC含量間接影響微生物生物量。生物炭的直接影響主要源于其固有特性，如大孔隙率和高吸附能力，這些特性改善了土壤結(jié)構(gòu)，為土壤微生物和線蟲創(chuàng)造了良好的棲息地。生物炭的大孔隙通常直徑為10至30μm，適合容納0.3至3μm的*。這些土壤孔隙不僅促進(jìn)了微生物的生長，還為線蟲的運(yùn)動和捕食提供了支持，從而增加了微生物和線蟲的豐度。

圖2 在無機(jī)施肥 （A） 和有機(jī)肥料 （B） 條件下生物炭添加對土壤微食物網(wǎng)的直接和間接影響

相比之下，在生物炭配施有機(jī)肥中，根系生物量的增加和土壤 pH 值的降低是微生物豐度變化的*直接驅(qū)動因素。根系生物量的顯著增加可能導(dǎo)致可溶性物質(zhì)釋放量的增加，增強(qiáng)微生物的利用效率，并提高微生物豐度。同時(shí)，pH值的降低使堿性沙壤土為微生物群落創(chuàng)造了更有利的環(huán)境。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了生物炭的環(huán)境依賴性，其對土壤微食物網(wǎng)中的調(diào)控途徑取決于所用肥料的類型和土壤環(huán)境的相關(guān)變化，以及植物與微生物間的相互作用。

研究成果以“Synergistic application of biochar with organic fertilizer positively impacts the soil micro-food web in sandy loam soils”為題，發(fā)表在土壤與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊European Journal of Soil Biology上，由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所黑土有機(jī)碳與保護(hù)性耕作學(xué)科組張士秀研究員和河南大學(xué)生物多樣性與生態(tài)保護(hù)學(xué)科組趙燦燦副教授等共同完成。研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA28020401）、國家自然科學(xué)基金（32371737,32130066）、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新青促會項(xiàng)目（2021228）和中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所青年科學(xué)家小組項(xiàng)目（2022QNXZ04）等項(xiàng)目的支持。

論文信息即鏈接如下：

Zhuang W,Zhao C,Zhang Y et al. Synergistic application of biochar with organic fertilizer positively impacts the soil micro-food web in sandy loam soils. European Journal of Soil Biology,2024,123：103680 https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2024.103680.