【目的】针对云南高原酸性红壤区的研究与应用基础薄弱，特别是针对三七连作土壤改良方面的研究与应用相对较少的情况，本研究以连作5年三七种植地为对象，研究生物炭对土壤理化性质、酶活性、细菌群落结构与三七幼苗存活率的影响，为三七连作地土壤改良与连作障碍消减提供试验依据。【方法】三七连作地生物炭施用量为1 kg/m~(2)，以不施炭为对照(CK)，共17组同地对照试验。对各试验小区土壤理化性质与酶活性进行了测定，利用高通量测序技术分析了细菌群落结构，并调查了三七幼苗存活率。【结果】施加生物炭后，三七连作土壤pH与有机质、铵态氮、有效磷含量显著提高(P0.05)；此外，土壤多酚氧化酶、脲酶的活性显著提高(P0.05)。与对照相比较，施用1 kg/m~(2)的稻壳炭使土壤pH均值提高了1.23，有效磷、铵态氮与有机质含量均值分别提高了29.31 mg/kg、2.35 mg/kg与0.98%，脲酶与多酚氧化酶活性分别提高了0.09 mg/g和2.24 mg/g；高通量测序与生信分析表明，试验组与对照组微生物群落具有明显的分化特征，三七连作土壤细菌的优势菌群为Bacteroidetes，Proteobacteria和Firmicutes，在试验组中占比分别为29.97%、28.26%与19.97%，而在对照组中占比分别为31.61%、25.26%与20.16%。试验组三七幼苗存活率平均达62.46%，而对照组三七零星出苗后全部死亡。【结论】施加生物炭可有效改良三七连作土壤，对其连作障碍问题起到一定的消减作用。本研究为三七种植土壤改良与连作障碍消减提供了试验依据。

【目的】研究施用生物炭对烟叶品质、土壤养分和土壤细菌群落结构的影响。【方法】以云烟87为试验材料，大田随机区组试验，设置4个处理（SWT1：常规施肥；SWT2：常规施肥+生物炭1500 kg/hm~(2)；SWT3：常规施肥+生物炭2250 kg/hm~(2)；SWT4：常规施肥+生物炭3000 kg/hm~(2)），测定各处理烤后烟叶化学成分和感官质量，分析成熟期植烟土壤养分和烤烟根际土壤细菌群落结构。【结果】施用生物炭对植烟土壤养分和烤后烟叶化学成分无显著影响；相比SWT1处理，施用生物炭各处理烤后烟叶感官质量显著提高，其中SWT3处理的香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、使用价值和总得分分别提高13.85%、6.56%、10.87%、8.70%、4.62%、12.31%和6.25%，表现最优；相比SWT1处理，随着生物炭施用量的上升，烟株根际土壤细菌丰富度（Chao1指数）、多样性（Shannon指数）、总ASV数（Amplicon sequence variants，扩增子序列变异体）和独有ASV数呈下降趋势，差异细菌数量呈上升趋势；变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等为各处理的优势菌门，门分类水平下，不同处理的群落结构无显著差异；施用生物炭提高了f＿＿Rhizobiaceae、g＿＿Allorhizobium、g＿＿Neorhizobium、g＿＿Pararhizobium、g＿＿Rhizobium等固氮菌以及f＿＿uncultured＿Actinobacterium、f＿＿Burkholderiaceae、f＿＿Pseudomonadaceae、o＿＿Pseudomonadale、g＿＿Pseudomonas、g＿＿Sphingopyxis、g＿＿Dyella、g＿＿Massilia等促生菌的相对丰度，降低了s＿＿unclassified＿Anaerolineaceae、g＿＿unclassified＿Caulobacteraceae等反硝化细菌的相对丰度；ASV分类水平下，AN（碱解氮）含量是影响土壤细菌群落结构变化的最主要土壤因子。【结论】施用生物炭提高了烤后烟叶感官质量，其中2250 kg/hm~(2)的处理表现最优；施用生物炭降低了根际土壤细菌α-多样性，提高了根际土壤固氮菌、促生菌、反硝化细菌等有益菌相对丰度，有利于增加土壤养分，促进植物生长。

【目的】探究马铃薯茎叶还田对土壤理化性质和细菌群落结构的影响。【方法】基于土壤理化分析和Illumina高通量测序技术，对比分析马铃薯茎叶还田（处理组R）与不还田（处理组NR）土壤理化指标和细菌群落结构的差异。【结果】与处理CK相比，马铃薯茎叶还田提高了土壤pH值及有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量，其中速效钾含量增幅最大，达42.36～141.53 mg/kg。马铃薯茎叶还田显著影响土壤细菌群落结构，在第45、90 天时，还田处理土壤中12个细菌类群丰度显著提高，且还田处理较不还田处理土壤细菌群落的物种多样性显著提高。各处理土壤细菌群落的种间互作关系主要发生在酸杆菌门、放线菌门（Actinobacteriota）和变形菌门，且马铃薯茎叶还田处理较不还田处理，土壤细菌群落种间互作强度显著提高。相关性分析表明，Latescibacterota、脱硫菌门（Desulfobacterota）与有效磷含量呈极显著负相关，与碱解氮、有机质含量呈显著正相关；粘球菌门（Myxococcota）、Bdellovibrionota、髌骨菌门（Patescibacteria）、肠杆菌门（Entotheonellaeota）、芽单胞菌门（Gemmatimonadota）、硝化螺旋菌门（Nitrospirota）、变形菌门（Proteobacteria）与速效钾含量呈显著正相关。【结论】马铃薯茎叶还田处理可以提高土壤养分含量、显著提高土壤细菌群落的物种多样性及群落物种互作强度，土壤速效钾、有效磷、碱解氮及有机质含量等理化指标与土壤细菌群落物种组成存在显著的相关关系。

为探讨连续施用生物炭及生物炭不同用量对土壤肥力及氮肥利用率的影响,在沈阳农业大学后山棕壤新型肥料试验基地(始建于2013年)布置生物炭用量定位试验,设置4个生物炭用量梯度0,1.5,3,6 t·hm-2,研究不同用量生物炭对棕壤理化性质、玉米产量及氮肥利用率的影响。结果表明:生物炭对玉米苗期土壤含水量的影响不大,随着生育期的推进,逐渐表现出其保水性能;添加生物炭可以降低土壤容重,不同用量生物炭处理的土壤容重较NPK处理平均降低了6.04%,且容重随施炭量的增加而降低;施用生物炭可以提高土壤pH值、有机质和

生物炭性质虽然稳定,却也并非一成不变,其理化性质会随着时间推移而发生缓慢变化,进而对其功能产生影响。为明确陈化对生物炭理化性质的影响,探明生物炭陈化机制。以稻壳生物炭为试验材料,利用PVC圆柱,在人工气候箱中通过25个周期冻融循环(30℃/10d,-25℃/10d)和淋溶模拟生物炭陈化过程,分析生物炭表观结构、元素组成、氧化程度、吸附能力、pH值、碳酸盐含量等理化性质变化。结果表明:陈化处理破坏稻壳生物炭的表观结构、增加表面孔隙且随处理周期延长破坏程度加剧。C元素含量和C/H比值在25个周期中没有显著变化

2015—2017年,通过田间定位试验,在等量氮、磷、钾施用水平下,研究不同用量(0、900、1 200、1 500kg/hm2)钢渣对大豆产量及其构成,土壤的容重、总孔隙度、pH、CEC、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硅和重金属含量的影响。结果表明:与常规施肥相比,增施钢渣有利于提高大豆产量,3年产量平均增长7.89%,且钢渣用量1 200 kg/hm2的处理的增产效果最好;显著提高红壤旱地土壤总孔隙度、pH、CEC和碱解氮、有效磷、速效钾、有效硅含量;土壤和大豆籽粒中重金属Hg、Pb、Cr、Cd、As含量均未超出土壤环境质量标准(GB 15618—1995)和国家食品卫生标准(GB 2762—2012)。

【目的】采集杉木人工林土壤,通过室内土壤培养实验,研究添加不同制备原料和制备温度的生物炭对土壤细菌群落结构及多样性的影响,为改善南方酸性红壤及合理应用生物炭提供科学依据。【方法】原土添加3%的300℃杉叶炭(BL300)、600℃杉叶炭(BL600)、300℃木屑炭(BW300)及600℃木屑炭(BW600),与对照土壤进行对比,进行培养实验80天,运用高通量测序技术对PCR所扩增16S rDNA序列的V3+V4区域进行测定。【结果】OTU韦恩图分析表明,添加BL300的土壤细菌较对照丰度提高,其他生物炭处理丰度减小;通过PCoA分析和Beta多样性分析及UPGMA聚类分析得出,添加杉叶炭后土壤细菌群落结构及多样性与对照土壤的差异显著,其中BL600与对照差异最大,添加木屑炭结果与对照较相似;添加生物炭对不同物种水平上的土壤细菌结构和功能产生一定影响,其中杉叶炭处理影响十分显著,使土壤优势菌丰度变化较大,木屑炭处理对优势菌的影响相对较小。【结论】添加BL300生物炭提高了土壤细菌的丰度,而添加其他生物炭降低了细菌丰度;不同制备原料和温度对生物炭存在影响,由于木屑炭可利用氮素不足,杉叶生物炭对土壤细菌结构和多样性的影响比木屑生物炭更显著,高温炭灰分含量较多,因此对细菌多样性的影响大于低温炭;不同的土壤细菌种群生活习性与功能不同,对生物炭组分利用程度也不同,添加生物炭能够改变土壤中优势种群的相对丰度和土壤细菌群落的整体功能。

【目的】淡水资源不足是限制干旱区农业可持续发展的重要因素，咸水灌溉在缓解淡水资源短缺、维持作物生长的同时，也加剧了土壤次生盐渍化的风险，合理利用咸水资源、改善土壤性质、提高作物产量是干旱区农业可持续发展的重要目标。【方法】试验设置灌溉水盐度和有机物料两个因素，灌溉水盐度(电导率，ECw)设2个水平，为0.35 d S/m (淡水)和8.04 d S/m (咸水)，分别用FW和SW表示；每个灌溉水盐度处理下分别设置对照、棉花秸秆和棉花秸秆生物炭3个处理，分别以CK、ST和BC来表示。【结果】与淡水灌溉相比，咸水灌溉增加土壤容重、含水量、盐分、总碳、全氮、速效磷含量和土壤脲酶活性，但土壤pH值、速效钾、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、芳基硫酸酯酶活性、土壤呼吸及棉花株高、生物量、氮素吸收和产量均呈降低趋势。生物炭和秸秆施用降低土壤容重，但增加土壤pH、总有机碳、全氮、速效磷和速效钾；淡水灌溉下土壤盐分差异不显著，但咸水灌溉下土壤盐分显著降低。与CK处理相比，BC和ST处理显著增加土壤蔗糖酶活性，总体上蔗糖酶活性分别较CK处理高38.65%和35.89%；ST处理显著增加碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性，总体上碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性分别较CK处理高35.90%和65.01%；土壤脲酶活性与3种酶活性呈相反趋势，尤其是在SW条件下，BC处理和ST处理较CK分别降低20.51%和2.91%。生物炭和秸秆施用也显著提高土壤基础呼吸，BC和ST处理的土壤基础呼吸分别较CK增加24.88%和27.03%。BC处理和ST处理均显著提高棉花株高、生物量、氮素吸收和产量，总体上，生物炭和秸秆施用后的棉花产量较对照提高9.09%和5.66%。【结论】生物炭和秸秆的施用改善土壤理化条件，增加土壤养分，促进了棉花对养分的吸收，提高棉花产量。

以东台杨树人工林为研究对象,开展野外试验,设置了4个水平生物炭处理:低施用量(40 t·hm~(-2))、中施用量(80 t·hm~(-2))、高施用量(120 t·hm~(-2))及对照(0 t·hm~(-2)),对土壤蛋白酶、脲酶和蔗糖酶的活性进行一年的动态测定;同时测定了土壤理化指标,以分析土壤酶活性的变化及与理化性质间的相关性.结果表明:施用生物炭可以提高土壤pH值、全碳、有机碳及NH~+_4含量,降低土壤容重和含水率;中、高生物炭施用量提高了土壤全氮、NO~-_3含量,低施用量则反之.3个水平的施用量都降低了土壤蛋白酶和脲酶的活性;低施用量下蔗糖酶的活性降低,但是中、高施用量下蔗糖酶的活性升高.总体来说,施用生物炭会降低土壤酶指标,并且随着施用量的升高,土壤酶指数逐渐降低.

为明确微生物菌剂对设施废弃秸秆参与原位堆肥的影响，以辣椒秸秆为研究对象，利用实验室常规化学分析方法，测定堆肥理化性质，并通过16srDNA高通量测序技术分析堆肥过程细菌群落。结果表明：外源微生物菌剂可显著提高堆肥期间土壤温度，提高电导率值，促进总氮的固定，有效减少堆肥中期氮素损失。不同发酵时期细菌优势菌种不同，变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）和异常球菌-栖热菌门（Deinococcus-Thermus）是辣椒秸秆原位堆肥过程在门水平优势细菌。克雷伯氏菌属（Klebsiella），芽孢杆菌属（Bacillus），不动杆菌属（Acinetobacter）和假单孢菌属（Pseudomonas）是属水平优势细菌。微生物菌剂对细菌群落结构的影响主要体现在堆肥升温期和降温期。添加300kg/hm2微生物菌剂处理堆肥最高温度比对照提高1.95℃，和堆肥前相比，电导率提高了1.37ms/cm，总氮提高了24.1%，优势菌群变形菌和厚壁门在所有组内变化最显著。综上，300kg/hm2微生物菌剂为辣椒秸秆原位堆肥最适添加量，研究结果为茄果类秸秆还田堆肥技术提供依据。

通过盆栽试验研究了不同比例城市污泥堆肥对土壤理化性质及白三叶生长的影响。结果表明:施加城市污泥堆肥土壤的pH值相对稳定,比不施肥土壤的变化小,城市污泥堆肥有一定的缓冲作用;施肥土壤的有机质含量比不施肥增加了76.69%～204.80%,施肥土壤的总磷含量比不施肥土壤略有升高,施肥质量分数分别为5%、10%、15%和20%时,土壤中无机氮含量分别是不施肥土壤中的5.6、10.0、5.1和4.5倍,施肥质量分数为10%时,无机氮含量最大,表明城市污泥堆肥土地利用可以提高土壤养分含量;种植白三叶的土壤中施加污泥堆肥后,白三叶地上部分及根的干质量比不施肥分别增加了82.42%～229.95%和10.2...

在高肥力植烟土壤上研究施用C/N高的小麦秸秆对土壤理化性状的影响。结果表明 :在烟株上、中、下部叶成熟期等 3个生育期 ,不同施氮水平下加秸秆处理可明显提高土壤 0 .2 5～ 10mm水稳性团粒数量 ,降低小于 0 .2 5mm小团粒数量 ,显著增加土壤水分含量 ,提高土壤 pH。同时 ,施用秸秆可显著降低烟株不同成熟期土壤中NH4 N和NO3 N含量 ,还使土壤有效钾明显上升 ,土壤P、Ca、Mg明显下降 ,S及B、Cu、Zn、Fe、Mn等元素有升高趋势。可见 ,高肥力植烟土壤上施用C/N比高的秸秆可以调控土壤养分供应 ,改善土壤理化性质。

为揭示南方马铃薯连作障碍产生的机理,以金湘为材料,研究马铃薯连作对南方土壤理化性质、微生物数量、酶活性的影响。结果表明:新开垦土壤种植的马铃薯产量为43.69 t/hm~2,未见块茎发生疮痂病,连作土壤马铃薯产量显著降低,为25.63 t/hm~2,疮痂病薯率显著增加,为6.7%;种植1季春马铃薯后,连作土壤和新开垦土壤pH均降低,有效磷、全磷、全氮、碱解氮、速效钾和有机质含量增加,土壤放射菌总数降低,细菌总数和真菌总数均增加,土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、磷酸酶活性、脲酶活性增加,转化酶活性降低;与新开垦土壤和第1季土壤相比,连作土壤的pH值及全氮、有机质含量显著降低,碱解氮含量降低,全磷、有效磷和速效钾含量显著增加;连作土壤的细菌总数和放射菌总数减少,真菌总数增加,真菌总数与细菌总数的比值显著增加;连作土壤的过氧化氢酶活性、转化酶活性和蔗糖酶活性增加,脲酶活性和磷酸酶活性降低。

以已进行３年的甘蔗磷石膏定位试验为背景，研究了３年里红壤上施用磷石膏对土壤理化性质和重金属累积的影响。结果表明：与对照（仅施用氮磷钾）比较，施用磷石膏后土壤ｐ Ｈ值、土壤总孔隙度明显下降，容重提高；土壤速效磷、有效硫、有效硅、Ｃａ～（２＋）、ａｌ～（３＋）含量显著增加；有效氮、钾有所提高；施用ｐＧ后，土壤盐基饱和度不同程度降低，降幅为１．１７％～２．９８％，平均降幅２．４１％；而交换性钙、交换性总酸、交换性铝、阳离子交换量含量不同程度的增加。与对照比较，交换性钙、阳离子交换量分别增加４５．５７％和３９．９２％，交换性总酸和交换性铝分别增加１．７４和２．８４倍；土壤残留砷、镉、铬、汞、铅低于国家．．．

为探究草炭、蚯蚓粪分别与生物炭混合后在不同茬口中基质特性变化和影响细菌群落结构、代谢变化的驱动因素，为生物炭在无土栽培方面的利用提供理论依据。以黄瓜为研究对象，设计草炭、草炭+生物炭、蚯蚓粪和蚯蚓粪+生物炭4个处理，连续两茬栽培黄瓜，利用单因素、多因素方差分析和冗余分析等方法，探究蚯蚓粪和草炭分别与生物炭混合后基质养分变化及细菌群落结构变化的作用机制。结果表明：1）秋茬中，相较蚯蚓粪和草炭，草炭+生物炭和蚯蚓粪+生物炭处理黄瓜单果质量显著增加。2）秋茬及春茬中，蚯蚓粪+生物炭处理容重较蚯蚓粪处理降低；相较草炭和蚯蚓粪，草炭+生物炭和蚯蚓粪+生物炭处理全氮、有机质含量增加。3）秋茬中，相较草炭，草炭+生物炭处理细菌群落多样性、丰富度和均匀度均增加；不同处理显著影响细菌群落代谢功能；不同基质和不同茬口对基质养分及细菌群落组成多样性存在显著互作效应。4）细菌门水平与基质环境因子间的冗余分析发现，基质中的有机质含量、全氮水平和容重情况是细菌群落结构和多样性变化的关键驱动因素。综上，将草炭和蚯蚓粪分别与生物炭混合可提升基质养分和增加草炭细菌群落丰度及多样性。