根施生物炭对设施连作土壤氮素转化及黄瓜幼苗根系氮代谢的影响

作     者：杨雪 曹霞 白冰 袁艳娜 张宁 谢洋 武春成 YANG Xue;CAO Xia;BAI Bing;YUAN Yanna;ZHANG Ning;XIE Yang;WU Chuncheng

作者机构：河北科技师范学院园艺科技学院/河北省特色园艺种质挖掘与创新利用重点实验室河北秦皇岛066004 

出 版 物：《应用生态学报》 (Chinese Journal of Applied Ecology)

年 卷 期：2024年第35卷第3期

页      面：713-720页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：河北省重点研发计划项目(21326901D) 河北科技师范学院省属高校基本科研业务费专项(2021JK14) 秦皇岛市现代农业产业技术体系旱黄瓜创新团队项目资助 

主　　题：设施连作土壤 生物炭 氮素循环 土壤微生物 宏基因组 

摘      要：设施连作土壤普遍存在由于氮素过量积累导致的土壤障碍问题。本研究以不添加生物炭作为对照,以添加5%的生物炭(质量比)为处理,采用盆栽方式分析了生物炭对土壤微生物群落结构、氮循环功能基因丰度以及黄瓜幼苗根系生长和氮素代谢相关基因表达的影响,以期探明外源添加生物炭对设施连作土壤氮素转化的调控作用。结果表明:与对照相比,设施连作土壤添加生物炭处理后显著提高了黄瓜幼苗的株高、根系干重、总根长、根表面积和根体积;改善了根区环境,诱导黄瓜通过上调植物氮代谢相关基因的表达促进了黄瓜根系对氮素的吸收。施入生物炭显著提高了土壤微生物生物量氮、硝态氮和亚硝态氮含量,显著提高了土壤中变形菌门和蓝细菌门以及鞘脂单胞菌(土壤固氮菌)等氮代谢相关菌群丰度;增加了土壤硝化、氮同化还原功能基因丰度;增强了参与氮代谢的羟胺脱氢酶、硝基单加氧酶和碳酸酐酶活性。综上,根施生物炭改善了设施连作土壤理化性质和微生物生态系统,通过促进硝化作用和氮同化作用来调节土壤的氮循环过程,提高了植株对土壤氮素的吸收能力,最终促进了黄瓜植株生长。