楊 倩，李登科，王永斌，李宗蘭，李海偉，杜珊珊，沈禹穎

(蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730020)

秸稈生物炭及秸稈對大豆生長及土壤微生物活性的影響

楊 倩，李登科，王永斌，李宗蘭，李海偉，杜珊珊，沈禹穎

(蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730020)

為了明確不同秸稈利用方式對作物生長及土壤微生物的影響，采用盆栽試驗(yàn)，研究秸稈直接添加和秸稈生物炭添加對大豆生長狀況、根際土壤有機(jī)碳及微生物群落功能多樣性的影響.結(jié)果表明:秸稈生物炭添加(MB和WB)能有效提高大豆盛花期地下生物量.秸稈直接添加(M和W)能顯著增加大豆花期根際土壤有機(jī)碳的含量，玉米秸稈直接添加處理(M)下的有機(jī)碳含量最高，為21.15 mg/g.大豆成熟期，秸稈生物炭添加處理(MB和WB)下土壤有機(jī)碳含量較空白處理(CK)顯著增加，玉米秸稈添加處理(M)下根際土壤有機(jī)碳含量顯著高于小麥秸稈添加處理(W).不同秸稈利用方式下大豆根際土壤平均顏色變化率(AWCD)隨時(shí)間延長而增加，MB和WB處理較M和W處理能顯著提高成熟期大豆根際土壤AWCD值.因此，可利用秸稈生物炭添加改善大豆根際土壤微生物活性，提高土壤碳貯量.

作物秸稈；生物炭；大豆生長；土壤有機(jī)碳；土壤微生物

作物秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一種生物質(zhì)資源.中國秸稈資源豐富，約占世界秸稈總量的25%左右[1].但是長期以來秸稈作為一類資源沒有得到充分合理的利用，在我國黃土高原雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，玉米和小麥作為主要的農(nóng)作物，其秸稈常常被丟棄、焚燒，少部分被用來飼喂牲畜，不僅造成資源浪費(fèi)，同時(shí)在焚燒過程中產(chǎn)生的大量CO2和黑炭氣溶膠污染環(huán)境，進(jìn)一步加劇溫室效應(yīng)[2].因此，隨著環(huán)境、能源和糧食危機(jī)的日益加劇，合理利用秸稈資源，建立起可持續(xù)發(fā)展的“循環(huán)農(nóng)業(yè)”系統(tǒng)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題，生物炭作為一種秸稈的多級利用方式也就成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)課題之一.

生物炭(biochar)也稱生物質(zhì)炭，一般是指生物質(zhì)材料(如農(nóng)作物秸桿、木材、動物翼便、污泥、樹葉等)在完全或部分缺氧的條件下，經(jīng)一定溫度熱解產(chǎn)生的一種含炭素的固態(tài)物質(zhì)，通常溫度控制在700℃以下[3].生物炭由于其較強(qiáng)的吸附性、吸濕性、穩(wěn)定性以及碳負(fù)性[4]等，已被廣泛應(yīng)用于污水處理、空氣凈化以及土壤改良等領(lǐng)域.尤其在土壤改良方面，眾多研究發(fā)現(xiàn)生物炭可以有效改善土壤物理結(jié)構(gòu)，增加土壤水分，減少土壤的抗張力強(qiáng)度，有利于植物種子萌發(fā)、根系生長[5].生物炭本身含有一定量的營養(yǎng)元素，其微孔結(jié)構(gòu)能很好的吸附土壤中的礦質(zhì)營養(yǎng)，提高土壤有機(jī)碳累積[6]，減少氮素等營養(yǎng)元素的淋溶損失.生物炭已經(jīng)被證實(shí)能夠改變土壤的微生物數(shù)量及群落結(jié)構(gòu)[7]，其對土壤微生物多樣性的影響與生物炭的特征及土壤的基本性質(zhì)有關(guān)[8].不同用量的生物炭使豌豆根系的固氮量由對照的50%提高到72%，并使作物根部真菌的繁殖能力增強(qiáng)[7].近年來，秸稈廢棄物轉(zhuǎn)化生物炭還田，改良貧瘠土壤質(zhì)量，提高土壤微生物活性的相關(guān)研究已有開展[9].但是，就生物炭對黃土高原土壤微生物群落功能多樣性的影響，并未見廣泛報(bào)道.不同類型生物炭對土壤、植物、微生物的作用差異及其影響土壤碳封存的微生物學(xué)機(jī)制還尚不清楚.

因此，本研究以盆栽大豆作為研究對象，以黃土高原典型土壤(黑壚土)作為供試土壤，采用溫室可控試驗(yàn)，對施用生物炭后土壤有機(jī)碳、根際微生物群落功能多樣性和大豆生長特性的變化等進(jìn)行研究，試圖探明生物炭對植物生長、土壤有機(jī)碳含量以及微生物活性的影響以及三者之間的關(guān)系，為進(jìn)一步大田試驗(yàn)提供依據(jù)，并為秸稈生物炭在農(nóng)業(yè)特別是在黃土高原地區(qū)的應(yīng)用提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試土壤

供試土壤采用蘭州大學(xué)慶陽黃土高原試驗(yàn)站內(nèi)多年撂荒地，土壤為黑壚土，機(jī)械組成中粉粒含量70%，有機(jī)質(zhì)含量1%左右，土壤全氮含量低于0.1%，pH值為8.0-8.5.

1.1.2 供試作物

供試作物選取隴東黃土高原地區(qū)普遍種植的大豆品種“豐收12號”.

1.1.3 供試秸稈

供試秸稈選取蘭州大學(xué)慶陽黃土高原試驗(yàn)站實(shí)施13年保護(hù)性耕作的玉米-小麥-大豆輪作系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的玉米和小麥秸稈.

1.1.4 生物炭制備

將供試的玉米和小麥秸稈切成2 cm左右的小段，粉碎后過2 mm篩；然后將過篩后的秸稈粉末裝入直徑10 cm的鋁盒中壓實(shí)蓋緊；放入馬弗爐，升溫至450℃，保持5 min；用坩堝鉗取出鋁盒即刻放入真空干燥器中，抽真空防止盒內(nèi)高溫材料與氧氣接觸繼續(xù)燃燒，待鋁盒完全冷卻，倒出生物炭備用.

1.2 盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用土培法，試驗(yàn)所用的PVC花盆，高50 cm，直徑32 cm.每盆裝入10 kg供試土壤.每盆播種處理好的種子10粒，共計(jì)120盆，于蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院環(huán)境可控智能溫室中進(jìn)行25℃恒溫栽培，每日6:00-22:00給予補(bǔ)光.

實(shí)驗(yàn)共設(shè)5個處理，玉米秸稈直接添加(M)；玉米秸稈生物炭添加(MB)；小麥秸稈直接添加(W)；小麥秸稈生物炭添加(WB)；對照(不添加)(CK).每個處理6個重復(fù)，完全隨機(jī)區(qū)組排列.

每盆均施入尿素(100 mg N/kg土)作為底肥，秸稈及生物炭的添加量均為10 g/kg土的比例混入土壤[10].培養(yǎng)期間確保土壤的田間持水量為75%左右，以利于種子整齊健壯出苗，待出苗整齊后進(jìn)行間苗，每盆定苗5株.

1.3 測定指標(biāo)及方法

在大豆盛花期及成熟期進(jìn)行植物樣品采集，分別測量大豆的株高、地上地下生物量、單株結(jié)莢數(shù)、每莢粒數(shù)、單株粒重等.

在大豆盛花期及成熟期通過采用挖掘法和抖根法[11]進(jìn)行根際土樣采集.所有新鮮土樣帶回實(shí)驗(yàn)室后，人工除去植物殘?bào)w、根系.部分土樣在36℃下烘干，用于土壤有機(jī)碳的測定，測定方法為改進(jìn)的Walkley-Black法.其余鮮土保存于4℃冰箱中，于一周內(nèi)用Biolog方法進(jìn)行微生物群落功能多樣性的測定.

1.4 數(shù)據(jù)處理

土壤微生物群落功能多樣性采用平均顏色變化率(average well color development，AWCD)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.

式中，Ci為各反應(yīng)孔在590 nm下的光密度值；R為ECO板對照孔的光密度值；n為培養(yǎng)基碳源種類數(shù).

采用最小顯著差異法(LSD)進(jìn)行多重比較(Genstat Discovery Edition 2)，顯著性水平設(shè)定為0.05，用Excel 2010作圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈利用方式對大豆生長的影響

2.1.1 不同秸稈利用方式對花期大豆生長特性的影響

大豆在10月8日播種，于播種后42天達(dá)到盛花期.大豆在花期的生長狀況如表1所示，不同秸稈及秸稈生物炭添加后大豆株高較無添加處理(CK)均有不同程度的提高，其中添加玉米秸稈處理(M)下大豆的株高最高，達(dá)到24.3 cm，是無添加處理(CK)的1.38倍，但各處理間的差異均未達(dá)到顯著性水平(P＞0.05).花期大豆根長表現(xiàn)為無添加處理(CK)最短，玉米秸稈添加處理(M)下最長，但各處理間沒有顯著性差異(P＞0.05).不同秸稈利用方式對花期大豆地上生物量的影響不同，秸稈及生物炭添加能促進(jìn)玉米地上生物量積累，玉米秸稈生物炭添加(MB)后地上生物量較無添加處理(CK)顯著提高96.4%(P＜0.05)，其他處理間無明顯差異.不同處理下大豆地下生物量的變化趨勢與地上生物量基本一致，MB處理下最高，為2.10 g/盆，顯著高于CK處理61.5%(P＜0.05).

表1 不同秸稈利用方式對花期大豆生長特性的影響Table 1 Effect of different utilization of residue on soybean growth characteristics in flowering stage

2.1.2 不同秸稈利用方式對成熟期大豆生長特性的影響

大豆于播種后84天達(dá)到成熟期.不同秸稈利用方式對成熟期大豆生長狀況的影響有所不同，如表2所示.大豆成熟期株高表現(xiàn)為M處理最高，顯著高于其他各處理，是CK處理的1.31倍(P＜0.05).大豆成熟期根長依次表現(xiàn)為W＞W(wǎng)B＞M＞MB＞CK，但未達(dá)到顯著性水平(P＞0.05).大豆成熟期地上、地下生物量均表現(xiàn)為在WB處理下最高，分別比CK處理顯著提高了29.0%和29.1%(P＜0.05).不同秸稈利用方式對大豆單株結(jié)莢數(shù)及每莢粒數(shù)沒有顯著影響，但是不同處理下單株粒重的變化趨勢與地上生物量一致，也表現(xiàn)為WB處理顯著高于CK和M處理，分別提高了25.0%和43.8%(P＜0.05)，其他各處理間沒有顯著性差異.

2.2 不同秸稈利用方式對大豆根際土壤有機(jī)碳的影響

大豆花期根際土壤有機(jī)碳含量如圖1所示，不同處理下有機(jī)碳由高到低依次表現(xiàn)為:M＞W(wǎng)＞MB＞W(wǎng)B＞CK.無添加處理(CK)下土壤有機(jī)碳含量顯著低于兩個秸稈添加處理，分別比M及W處理顯著降低10.5%和7.8%(P＜0.05).兩個秸稈生物炭添加處理土壤有機(jī)碳含量雖較無添加處理(CK)略有升高，但均未達(dá)到顯著性水平.玉米秸稈添加處理(M)和小麥秸稈添加處理(W)下根際土壤有機(jī)碳含量顯著高于施用小麥秸稈生物炭處理(WB)，分別提高了11.8%和8.6%(P＜0.05).總體表明，直接施用秸稈對大豆花期根際土壤有機(jī)碳含量的提升效果更明顯，尤其是玉米秸稈的施用.

表2 不同秸稈利用方式對大豆成熟期生長特性的影響Table 2 Effect of different utilization of residue on soybean growth characteristics in maturity stage

圖1 不同秸稈利用方式對大豆花期根際土壤有機(jī)碳的影響Fig.1 Effect of different utilization of residue on the rhizosphere soil organic carbon in soybean flowering stage

如圖2所示，大豆成熟期根際土壤有機(jī)碳含量在不同處理下有所不同，仍表現(xiàn)為無添加處理(CK)最低，為18.98 mg/g.大豆成熟期不同秸稈利用方式對根際土壤有機(jī)碳的影響與大豆花期相比存在差異，主要表現(xiàn)為成熟期施用秸稈生物炭后土壤有機(jī)碳含量顯著增加，小麥生物炭處理(WB)下土壤有機(jī)碳含量高達(dá)21.90 mg/g.MB和WB處理下土壤有機(jī)碳含量較CK處理顯著增加了10.6%和15.3%(P＜0.05).同時(shí)M處理下土壤有機(jī)碳含量在大豆成熟期顯著高于W處理，是其的1.22倍.小麥秸稈添加較無添加處理土壤有機(jī)碳含量沒有顯著差異(P＞0.05).

圖2 不同秸稈利用方式對大豆成熟期根際土壤有機(jī)碳的影響Fig.2 Effect of different utilization of residue on the rhizosphere soil organic carbon in soybean maturity stage

2.3 不同秸稈利用方式對大豆根際土壤微生物群落功能多樣性的影響

由圖3可見，大豆花期不同秸稈利用方式下根際土壤前24 h AWCD值較低，表明碳源基本未被利用，48 h后各處理間AWCD值的差異隨培養(yǎng)時(shí)間的延長而增大，微生物碳源利用量均呈逐漸增加的趨勢.大豆花期根際土壤微生物利用單一碳源能力的大小順序?yàn)?W＞M＞W(wǎng)B＞MB＞CK，在240 h下各處理的AWCD值達(dá)到峰值，玉米秸稈添加處理(M)最高，為1.74，是無添加處理(CK)的1.57倍(P＜0.05).小麥秸稈添加處理(W)下AWCD值是無添加處理(CK)的1.56倍(P＜0.05)，但兩種秸稈對AWCD值的影響沒有顯著差異.兩種秸稈生物炭添加(MB和WB)后AWCD值分別較CK處理顯著提高了33.3%和36.4%(P＜0.05).

圖3 不同秸稈利用方式下大豆花期根際土壤AWCD值的變化規(guī)律Fig.3 Effect of different utilization of residue on the AWCD variation trends in soybean flowering stage

從圖4可知，不同秸稈利用方式下大豆成熟期根際土壤AWCD值變化趨勢與大豆花期一致，隨時(shí)間延長而增加，在培養(yǎng)24 h內(nèi)無明顯變化，48 h后表現(xiàn)出快速增長的趨勢，240 h達(dá)到峰值，與無添加處理(CK)相比，其他4個處理(M、MB、W、WB)下大豆根際土壤AWCD值顯著增加.與花期土壤AWCD值表現(xiàn)不同，兩個秸稈生物炭添加處理(MB和WB)的AWCD值顯著高于兩個秸稈直接添加的處理(M和W).MB和WB處理下AWCD值較CK處理分別顯著提高了29.0%和26.6%(P＜0.05)，而M和W處理較CK處理僅顯著提高了19.4%和14.5%(P＜0.05).說明施用秸稈和秸稈生物炭對大豆根際土壤微生物碳源利用能力顯著提升，且秸稈生物炭作用效果好于秸稈直接添加.

圖4 不同秸稈利用方式下大豆成熟期根際土壤AWCD值的變化規(guī)律Fig.4 Effect of different utilization of residue on the AWCD variation trends in soybean maturity stage

3 討論

不同處理下的秸稈添加均有利于大豆生長，尤其表現(xiàn)在秸稈生物炭能顯著促進(jìn)大豆植株地上及地下生物量的積累，這與Chan等向蘿卜施用以農(nóng)業(yè)殘余物為原料制得的生物炭所得的結(jié)果一致[12].但是本研究發(fā)現(xiàn)在大豆花期，玉米秸稈生物炭能顯著增加大豆地上及地下生物量，而在大豆成熟期生物量的顯著增加主要出現(xiàn)在施用小麥秸稈生物炭的處理，這與不同生物炭自身理化性質(zhì)以及分解和養(yǎng)分釋放過程的不同有關(guān)，例如不同秸稈生物炭在分解過程中C/N的變化導(dǎo)致植物可吸收氮含量的降低，具體原因還需要進(jìn)一步深入的研究.土壤有機(jī)碳含量是土壤微生物、水分、溫度、土壤質(zhì)地等各種因素綜合影響下有機(jī)碳輸入與輸出之間動態(tài)平衡的結(jié)果[13].目前的研究普遍認(rèn)為秸稈中富含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，其還田后通過微生物的發(fā)酵、腐解過程能顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量[14-15]，這與本研究不同秸稈利用方式下根際土壤有機(jī)碳含量的結(jié)果一致.但是在大豆不同生育期土壤有機(jī)碳對不同秸稈利用方式的響應(yīng)差異明顯，在大豆花期，秸稈直接添加后土壤有機(jī)碳明顯高于秸稈生物炭添加的處理；而在大豆成熟期，生物炭添加后的土壤有機(jī)碳迅速增加，顯著高于秸稈直接添加的土壤，這可能與生物炭相比秸稈分解速度較慢，且施用于土壤表層有關(guān)，因此根際土壤有機(jī)質(zhì)含量增加在大豆生長后期表現(xiàn)更為明顯.這同時(shí)也證明秸稈生物炭相對穩(wěn)定，能持續(xù)、有效的增加土壤有機(jī)碳含量，可以作為固碳減排和提升土壤碳庫的有效途徑[16].土壤微生物群落多樣性反映了微生物群落總體的動態(tài)變化，而研究土壤微生物對不同碳源利用能力的差異，可深入了解微生物群落的功能群組成.以BIOLOG微孔板碳源利用為基礎(chǔ)的定量分析為描述微生物群落功能多樣性提供了一種更為簡單和快速的方法[17].平均顏色變化率(AWCD)是反映微生物活性和功能多樣性的一個最為重要的指標(biāo)[18].微生物活性增加能促進(jìn)生物炭在土壤中的氧化降解，有利于土壤團(tuán)聚體的形成，從而有效改善微生物生活的微環(huán)境，進(jìn)一步增加微生物活性[19]，這與本研究得到的結(jié)果一致.且不同秸稈利用方式對微生物群落功能多樣性的影響與土壤有機(jī)碳含量的表現(xiàn)一致，也表現(xiàn)出明顯的時(shí)間差異，這是由于秸稈能在短時(shí)間內(nèi)迅速釋放營養(yǎng)物質(zhì)，而當(dāng)其制備成生物炭后，可在土壤中保持?jǐn)?shù)百年至數(shù)千年，緩慢釋放營養(yǎng)物質(zhì)[20]有關(guān).但是秸稈及秸稈生物炭和作物及土壤環(huán)境間的相互影響是復(fù)雜的、多方面的，其機(jī)理還有待于進(jìn)一步長期的研究.

4 結(jié)論

不同秸稈及秸稈生物炭添加對不同時(shí)期盆栽大豆生長的影響有所不同.施加秸稈生物炭和秸稈直接添加均可顯著提高大豆不同生育期內(nèi)根際土壤有機(jī)碳含量及微生物群落功能多樣性.不同生育期，根際土壤有機(jī)碳含量及微生物群落功能多樣性對不同秸稈利用方式的響應(yīng)明顯不同，花期秸稈直接添加對根際土壤有機(jī)碳含量及微生物群落功能多樣性的提升效果優(yōu)于秸稈生物炭添加處理，而成熟期施用秸稈生物炭的處理有機(jī)碳含量及微生物群落功能多樣性顯著高于其他處理.說明生物炭較秸稈具有更高的穩(wěn)定性，有利于土壤有機(jī)碳積累.

[1]LAL R.World crop residues production and implications of its use as a biofuel[J].Environment International，2005，31(4):575-584.

[2]許黎，王亞強(qiáng)，羅勇，等.黑炭氣溶膠的氣候效應(yīng)和拓展的研究領(lǐng)域[J].氣候變化研究進(jìn)展，2007，3(6):328-333.

[3]LEHMANN J，SOHI S.Comment on“Fire-derived charcoal causes loss of forest humus”[J].Science，2008，321:1295.

[4]GLASER B，PARR M，BRAUN C，et al.Biochar is carbon negative[J]. Nature Geoscience，2009，2(1):2-2.

[5]WANARNOCK D D，LEHMANN J，KUYPER T W，et al.Mycorrhizal responses to biochar in soil-concepts and mechanisms[J].Plant and Soil，2007，300(1-2):9-20.

[6]WARDLED A，NILSSON M C，ZACKRISSON O.fire-derived charcoal causes loss of forest humus[J].Science，2008，320(5876):629.

[7]LEHMANN J，ELLENBERGER C，HOFFMANN C.Morpho-functional studies regarding the fertility prognosis of mares suffering from equine endometrosis[J].Theriogenology，2011，76(7):1326-1336.

[8]RONDON M，LEHMANN J，RAMíREZ J，et al.Biological nitrogen fixation by common beans(Phaseolus vulgaris L.)increases with biochar additions[J].Biology and Fertility of Soils，2007，43:699-708.

[9]顏永毫，鄭紀(jì)勇，張興昌，等.生物炭添加對黃土高原典型土壤田間持水量的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2013，27(4):120-124.

[10]李明，李忠佩，劉明，等.不同秸稈生物炭對紅壤性水稻土養(yǎng)分及微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，48(7):1361-1369.

[11]MARSCHNER P，NEUMANN G，KANLA A，et al.Spatial and temporal dynamics of the microbial community structure in the rhizosphere of cluster roots of white lupin(Lupinus albus L.)[J].Plant and Soil，2002，246:167-174.

[12]CHAN K Y，VANZWIETEN L，MESZAROS I，et al.Agronomic values of greenwaste biochar as a soil amendment[J].Australian Journal of Soil Research，2007，45:629-634.

[13]韓瑋，申雙和，謝祖彬，等.生物炭及秸稈對水稻土各密度組分有機(jī)碳及微生物的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36(18).

[14]劉定輝，蒲波，陳尚洪，等.秸稈還田循環(huán)利用對土壤碳庫的影響研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，21(5):1316-1319.

[15]孫星，劉勤，王德建，等.長期秸稈還田對剖面土壤肥力質(zhì)量的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，16(3):587-592.

[16]Lehmann J，Gaunt J，Rondon M.Bio-char sequestration in terrestrial ecosystems-a review.Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change，2006，11:395-419.

[17]PRESTON M J，BODDY L，RANDERSON P F.Analysis of microbial community functional diversity using sole-carbon source utilization profiles-a critique[J].FEMS Microbiolog Ecology，2002，42:1-14.

[18]劉愛民，黃為一.銅尾礦復(fù)墾后土壤微生物活性及其群落功能多樣性研究[J].生態(tài)環(huán)境，2005，14(6):876-879.

[19]劉祥宏.生物炭在黃土高原典型土壤中的改良作用[D].北京:中國科學(xué)院研究生院，2013.

[20]VAN ZWIETEN L，KIMBER S，MORRIS S，et al.Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility[J].Plant Soil，2010，327(1/2):235-246.

(責(zé)任編輯:李建忠，付強(qiáng)，張陽，羅敏；英文編輯:周序林，鄭玉才)

Effect of different utilization of residue on soybean growth and soil microbial activity

YANG Qian，LI Deng-ke，WANG Yong-bin，LI Zong-lan，LI Hai-wei，SHEN Yu-ying
(State Key Laboratory of Agro-ecosystems，College of Pastoral and Agricultural Science and Technology，Lanzhou University，Lanzhou 730020，P.R.C.)

Potting experiment was conducted to study the influence of different residue utilization on soybean growth，rhizosphere soil organic carbon and soil microbial community functional diversity.The results showed that in the flowering stage，the under ground biomass of soybean were increased significantly under residue biochar adding treatment(MB and WB).Soil organic carbon was significantly increased under residue adding treatment(M，W).The organic carbon content of maize residue added treatment(M)was the highest，21.15 mg/g.While in maturity stage，the soil organic carbon of residue biochar adding treatment (MB，WB)was significantly increased compared to CK treatment.And the soil organic carbon of maize residue adding treatment (M)was higher than that of wheat residue adding treatment(W).The average well color development(AWCD)was increased with time，which was of no significant difference within 24h among five treatments.The AWCD value of residue biochar adding treatment(MB，WB)was significantly improved compared to residue adding treatment(M，W)in amturity stage.Therefore，residue biochar adding can improve soybean rhizosphere organic carbon and soil microbial activity.

residue；biochar；soybean growth；soil organic carbon；soil microorganism

S181；S812.29

A

2095-4271(2016)06-0591-07

10.11920/xnmdzk.2016.06.001

2016-09-26

楊倩(1985－)，女，漢族，甘肅蘭州市人，實(shí)驗(yàn)師，博士.研究方向:草－田系統(tǒng)功能.E-mail:yangqian08＠lzu.edu.cn

沈禹穎(1965－)，女，漢族，上海人，教授.研究方向:草地－作物系統(tǒng).E-mail:yy.shen＠lzu.edu.cn

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(lzujbky－2014－196)