广西热作所联合南宁师范大学在中科院二区SCI期刊发表生物炭对连作木薯根际土壤的影响研究论文

近日，广西热作所联合南宁师范大学，在国际SCI期刊Agriculture（中科院二区，IF=3.6）发表了题为“Compartment-Specific Responses of Soil Bacteria and Metabolites to Biochar in Rhizosphere and Bulk Soils Under Continuous Cassava Cropping”的研究论文。

图1 论文首页截图

木薯长期连作常导致土壤退化和产量下降，即通常所说的连作障碍（CCOs），这与土壤理化性质和微生物群落的改变密切相关。生物炭作为一种土壤改良剂已被广泛用于改善土壤质量和微生物活性，并被认为是缓解连作障碍的潜在策略。

本研究探讨一次性施用生物炭对根际土壤和非根际土壤中细菌多样性、群落组成及代谢物谱的影响。研究发现，生物炭与根际土壤α多样性增加及β多样性显著变化有关。在非根际土壤中，生物炭增加了绿弯菌门（Chloroflexi）和放线菌门（Actinobacteriota）的相对丰度；而在根际土壤中，蓝藻门（Cyanobacteria）和硝化螺旋菌门（Nitrospirota）则更为丰富。网络分析揭示了生物炭施用后不同生态位（根际/非根际）的差异：与对照组相比，根际土壤中的细菌网络复杂性增加，而非根际土壤中的网络复杂性降低。代谢组学分析在正离子模式和负离子模式下分别鉴定出402种和357种代谢物。在根际土壤中，经生物炭处理的土壤表现出更高相对丰度的生物碱（如葫芦巴碱、小檗碱、长春新碱）和黄酮类化合物（如儿茶素、柚皮苷、芦丁、花旗松素），这些物质通常与植物胁迫响应相关。在非根际土壤中，施用生物炭导致几种人为有机化合物（如邻苯二甲酸单丁酯、对苯二甲酸、对甲苯磺酸）水平降低。这些发现为施用生物炭可导致土壤细菌群落及代谢物谱在不同生态位（根际/非根际）发生特异性变化提供了初步的大田证据。这些变化与土壤质量及养分循环密切相关，表明生物炭在缓解木薯连作导致的土壤退化问题上具有潜在作用。

图2 土壤样品代谢物谱分析

南宁师范大学朱艳梅为该研究的第一作者，广西热作所韦云东、南宁师范大学张建兵为共同通讯作者。

热作所  周时艺供稿/供图

一审一校：付海天

二审二校：刘思朝

三审三校：覃剑峰