殷全玉， 李想， 王典， 張明月， 王兆雙， 云菲， 王新發(fā)， 劉國(guó)順

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州，450002；2.河南省煙草公司許昌市公司，河南 許昌 461099；3.許昌市煙草公司襄城縣分公司，許昌 襄縣 452670；4.河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司，河南 登封 452470)

過(guò)去的幾十年間，以氮素為主的無(wú)機(jī)肥料被大量施用到耕地上用來(lái)提高作物產(chǎn)量[1]，但是氮肥的過(guò)量施用并不總是能增加作物產(chǎn)量，甚至還會(huì)導(dǎo)致低的養(yǎng)分利用效率，土壤質(zhì)量下降和環(huán)境惡化[2]。發(fā)展集約化農(nóng)業(yè)的重大挑戰(zhàn)是維持土地生產(chǎn)力和阻止土壤退化[3]。目前好的解決措施是在減少化肥施用的同時(shí)投入一定量的有機(jī)物料來(lái)減輕化肥的負(fù)面影響，同時(shí)增加作物產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分[4]。有機(jī)物料雖然可以提高土壤養(yǎng)分，但其長(zhǎng)期效應(yīng)大多較差，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的有機(jī)化合物會(huì)被礦化，只有少量低活性的物質(zhì)會(huì)留存在土壤中[5]。生物炭是生物質(zhì)資源在高溫貧氧條件下熱解制成的富碳產(chǎn)物，和傳統(tǒng)的木炭不同，生物炭的環(huán)境定位是專門(mén)應(yīng)用于土壤的生態(tài)調(diào)理劑[6]。由于可以促進(jìn)環(huán)境碳固存，還可以提高作物產(chǎn)量和減少肥料的使用，因此生物炭被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)全球環(huán)境挑戰(zhàn)的“雙贏”方案[7]。生物炭中的碳以惰性碳為主，不易被微生物降解，可以在土壤中穩(wěn)定存在數(shù)百年[8]。

土壤微生物在養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化、生物防治、碳庫(kù)穩(wěn)定和團(tuán)聚體的形成等方面發(fā)揮重要作用[9]。越來(lái)越多的研究表明，較高的微生物多樣性可以增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)和微生物功能的穩(wěn)定性[10-11]。生物炭疏松多孔的結(jié)構(gòu)可為微生物的生長(zhǎng)提供溫床，其中豐富的碳源、生長(zhǎng)因子和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)有利于土壤微生物的生物量的增加[12]。細(xì)菌繁殖周期短，速度快，數(shù)量最多，能夠快速分解進(jìn)入土壤的物質(zhì)，是土壤生物學(xué)性狀最佳反映者[13]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量關(guān)于生物炭施用后對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)影響的研究，HAN等[14]研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)多年施用生物炭改變了棉田土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，同時(shí)改變了土壤中接近半數(shù)細(xì)菌種類的相對(duì)豐度，這可能有助于改善棉田連作下土壤微生物多樣性降低的問(wèn)題。ZHANG等[15]指出生物炭的施入使土壤微生物的生物量和活性增加，并且在長(zhǎng)期施用條件下微生物群落結(jié)構(gòu)會(huì)不斷得到改善。IMPARATO等[16]研究發(fā)現(xiàn)不同劑量生物炭的施入對(duì)土壤細(xì)菌群落的功能和結(jié)構(gòu)多樣性都存在一定的影響，但這種影響持續(xù)時(shí)間非常短。本研究從連續(xù)4年施用生物炭的田間改良試驗(yàn)中收集了土壤樣品，主要為了探明生物炭長(zhǎng)期施用對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響、研究生物炭長(zhǎng)期施用對(duì)土壤微生物的影響以及土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與土壤環(huán)境因子的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于2015—2018年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)許昌校區(qū)現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)科教園區(qū)進(jìn)行，地理坐標(biāo)為34°16′12″N，112°42′31″E，海拔(72.8±9.8) m，屬暖溫帶季風(fēng)型氣候，年平均氣溫14.3 ℃，平均降水量640.9 mm，平均相對(duì)濕度為83%，無(wú)霜期217 d，日照時(shí)間2 104.4 h。土壤類型為褐土，質(zhì)地屬于砂壤土，基礎(chǔ)肥力見(jiàn)表1。供試生物炭由河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司提供；在350 ℃條件下連續(xù)炭化加工制成的花生殼生物炭，具體理化性質(zhì)如表2所示。供試煙草品種為K 326。

表2 供試生物炭理化性質(zhì)Table 2 Physical and chemical properties of biochar tested

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)處理：不施生物炭和化肥的休耕處理(FL)；施用化肥(CK)；化肥+1.5 t·hm-2生物炭(B1.5)；化肥+15 t·hm-2生物炭(B15)。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)置5次重復(fù)。試驗(yàn)用到的化肥分別是硝酸銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀，每個(gè)施肥處理的氮素用量是30 kg·hm-2，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1∶3，根據(jù)當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣，70%的化肥于整地后移栽前條施，30%的化肥于移栽時(shí)穴施。每年3月中旬將生物炭撒施入土壤中，然后用旋耕機(jī)將生物炭與0～20 cm耕作層攪拌混合。種植體系為一年一茬，4月下旬起壟條施化肥，5月初移栽，試驗(yàn)持續(xù)4 a。試驗(yàn)周圍設(shè)置保護(hù)行，除生物炭用量外其他試驗(yàn)因素和管理措施均保持一致。

于2018 年8月中旬在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)采用5點(diǎn)取樣法取采集土壤樣品。每個(gè)處理采集5個(gè)重復(fù)混合樣，共計(jì)20個(gè)樣品。首先將新鮮土樣過(guò)2 mm篩網(wǎng)去除作物殘?bào)w和碎石雜塊，而后分為3個(gè)部分：一部分直接測(cè)定土壤含水率；一部分裝入無(wú)菌離心管，用冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室，置于-80 ℃冰箱內(nèi)保存，用于提取土壤DNA和后續(xù)的生物信息學(xué)分析；另一份樣品在室內(nèi)晾干、過(guò)篩、分裝，用于土壤其他各種常規(guī)理化特性的測(cè)定。

土壤各種速效養(yǎng)分、pH值、含水率、容重的測(cè)量依據(jù)常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，總碳和總氮采用碳氮元素分析儀(Vario MAX CN，Elementar，德國(guó))測(cè)定，有機(jī)碳采用TOC 分析儀(Vario TOC，Elementar，德國(guó))測(cè)定，土壤團(tuán)聚體采用干篩法和濕篩法分別測(cè)定了≥5 mm，2～5 mm，1～2 mm，0.5～1 mm，0.25～0.5 mm 和<0.25 mm等不同粒級(jí)的團(tuán)聚體組成。并在此基礎(chǔ)上計(jì)算了>0.25 mm機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體(DR0.25)含量，水穩(wěn)定性團(tuán)聚體(WR0.25)含量和團(tuán)聚體平均質(zhì)量直徑(MWD，mm)。

1.4 土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的測(cè)定

1.4.1 土壤總DNA提取及PCR擴(kuò)增 利用E.Z.N.A. Soil DNA Kit試劑盒(OMEGA公司，美國(guó))提取土壤樣品的基因組DNA，利用1%瓊脂糖凝膠電泳和NanoDrop 2000(Thermo Scientific 公司，美國(guó))分光光度儀檢測(cè)提取的DNA含量和純度，檢測(cè)合格后，采用引物515F(5′-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA- 3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)對(duì)細(xì)菌總DNA的V4區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，PCR 反應(yīng)體系30 μL：Phusion Master Mix(2×)，15 μL，引物(2 μmol·L-1)，3 μL，模板DNA(1 ng·μL-1)，10 μL ，H2O，2 μL。擴(kuò)增條件：95 ℃預(yù)變性5 min；30 個(gè)循環(huán)包括(95 ℃，30 s；55 ℃，30 s；72 ℃，60 s)；72 ℃延伸10 min。

1.4.2 建庫(kù)測(cè)序及序列處理 PCR擴(kuò)增產(chǎn)物純化后，將所有重復(fù)樣品等比例混合，利用北京諾禾致源科技有限公司Illumina-MiSeq測(cè)序平臺(tái)完成測(cè)序，并對(duì)原始下機(jī)序列進(jìn)行質(zhì)控。采用 USEARCH (version 7.1)軟件將所有序列進(jìn)行操作分類單元(OTU)的劃分與聚類，在每組OTU中選擇豐度最高的序列作為該組OTU 的代表序列。所有代表序列采用 RDP Classifier 分別從門(mén)和屬水平上進(jìn)行物種注釋(分類閾值>0.8)[17]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Mothur 軟件分別計(jì)算樣本 Shannon 指數(shù)、Chao1 指數(shù)及測(cè)序覆蓋度[18]。土壤理化指標(biāo)，細(xì)菌群落 alpha多樣性及不同分類水平上物種相對(duì)豐度的差異采用SPSS 軟件Duncan’s多重比較進(jìn)行單因素方差分析(P<0.05)。采用 SPSS 軟件分析環(huán)境因子與菌群相對(duì)豐度的Pearson相關(guān)系數(shù)。樣本間群落組成差異采用主成分分析(PCA)非度量多維尺度排序分析(NMDS)。環(huán)境因子對(duì)樣本間細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)差異的影響采用冗余排序分析(RDA)。PCA、NMDS和RDA的可視化采用R軟件(version 3.3.1)的“vegan”包繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物炭對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表3可知，與只施化肥相比，施用生物炭顯著提高了土壤pH值、含水率、有機(jī)質(zhì)、碳氮比(P<0.05)。土壤容重隨著生物炭用量的增加而顯著降低(P<0.05)。隨著生物炭用量的增加，土壤速效鉀先顯著升高(P<0.05)后降低。與只施化肥相比，施用生物炭處理的MWD顯著高于對(duì)照(P<0.05)，B1.5處理的DR0.25和WR0.25均顯著高于其他處理，B15處理的DR0.25和WR0.25與CK間無(wú)顯著性差異。相較于休耕處理，單施化肥與施用化肥+生物炭均可以顯著提升土壤含水率、容重、有機(jī)質(zhì)和團(tuán)聚體指標(biāo)(P<0.05)，對(duì)于pH值、碳氮比和速效鉀的影響不大。

表3 生物炭對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

土壤pH值和碳氮比呈顯著正相關(guān)(r=0.84，P<0.01)，均與土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.85，P<0.01；r=-0.79，P<0.01)(表4)，這與4種不同施肥制度下的土壤容重差異一致。土壤含水率與MWD及DR0.25呈顯著正相關(guān)(r=0.78，P<0.01；r=0.7，P<0.01)，與WR0.25之間沒(méi)有顯著相關(guān)性，含水率和團(tuán)聚體指標(biāo)(MWD、WR0.25和DR0.25)在4種施肥制度下表現(xiàn)出不同的模式，這與生物炭的施用有關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)與含水率和團(tuán)聚體指標(biāo)(MWD、DR0.25和WR0.25)呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。土壤速效鉀與WR0.25呈顯著正相關(guān)(r=0.6，P<0.01)。

表4 土壤理化特性間的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果Table 4 Pearson correlation analysis results of soil physical and chemical properties

測(cè)序樣本經(jīng)聚類劃分為5 050個(gè)OTU，歸類于46個(gè)門(mén)，52個(gè)綱，114個(gè)目，201個(gè)科，429個(gè)屬。所有樣本共得到1 398 630條有效序列，單樣本平均序列數(shù)為69 932條。按照97%的序列相似度對(duì)序列聚類，獲得的樣本平均OTU數(shù)目為4 063，B1.5處理OTU數(shù)目顯著高于其余處理(P<0.05)。Chao1 指數(shù)和Shannon 指數(shù)常用來(lái)評(píng)價(jià)細(xì)菌群落alpha多樣性。B1.5和B15處理的Chao1指數(shù)顯著高于FL和CK處理，B15處理的Shannon 指數(shù)顯著高于其余處理(P<0.05)。樣品測(cè)序覆蓋度為97.74%～98.86%，可以較好地反映樣品序列的真實(shí)情況，滿足后續(xù)的一系列分析(表5)。

表5 基于V4區(qū)的細(xì)菌群落測(cè)序數(shù)據(jù)和alpha多樣性Table 5 Based on bacterial community sequencing data and alpha diversity in V4 region

2.3 生物炭對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響

2.3.1 生物炭對(duì)土壤細(xì)菌門(mén)水平上物種相對(duì)豐度的影響 物種注釋結(jié)果表明，各樣本中門(mén)水平上細(xì)菌菌群主要?dú)w類為6個(gè)菌門(mén)：變形菌門(mén)(Proteobacteria)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)、放線菌門(mén)(Actinobacteria)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)、綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)和芽單胞菌門(mén)(Gemmatimonadetes)，這些優(yōu)勢(shì)菌門(mén)在所有可注釋菌所占的比例分別為27.98%、21.73%、13.21%、11.4%、6.76%和6.13%，相對(duì)豐度總和占可注釋菌的比例為87.21%(圖1)。

圖1 所有樣本中細(xì)菌門(mén)水平上的物種相對(duì)豐度

不同優(yōu)勢(shì)菌門(mén)細(xì)菌相對(duì)豐度在4種不同的施肥方式間存在差異。變形菌門(mén)在FL處理中相對(duì)豐度較低，在CK處理中相對(duì)豐度較高，土壤中施用化肥和生物炭對(duì)變形菌門(mén)的相對(duì)豐度無(wú)明顯影響。施肥處理的酸桿菌門(mén)相對(duì)豐度顯著低于休耕處理(P<0.05)，只施化肥和化肥+生物炭處理的酸桿菌門(mén)差別不大。放線菌門(mén)和芽單胞菌門(mén)在施肥處理的相對(duì)豐度顯著低于FL處理(P<0.05)。擬桿菌門(mén)在CK和B1.5處理中相對(duì)豐度較高，B15處理和FL處理中較低。綠彎菌門(mén)在B15處理的相對(duì)豐度最高，在CK處理相對(duì)最低，F(xiàn)L和B1.5處理的相對(duì)豐度顯著高于CK(P<0.05)(圖2)。

注：誤差線為標(biāo)準(zhǔn)誤差，誤差線上的的不同字母表示不同處理之間的顯著性差異(P<0.05)。Note: The error line is the standard error, and the different letters on the error line indicate the significant difference between different treatments (P<0.05).圖2 不同處理組門(mén)水平上優(yōu)勢(shì)細(xì)菌相對(duì)豐度Fig.2 Relative abundance of dominant bacteria at phylum level in different treatment groups

2.3.2 生物炭對(duì)土壤細(xì)菌屬水平上物種相對(duì)豐度的影響 土壤細(xì)菌屬水平上的物種注釋結(jié)果顯示，鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)在不同處理的相對(duì)豐度最高，在4個(gè)處理的平均豐度為2.91%～5.28%(表6)。相對(duì)豐度大于1%的菌屬為細(xì)菌菌群里的優(yōu)勢(shì)菌屬。不同處理土壤中unidentified_Acidobacteria、芽孢桿菌屬(Bacillus)、Dongia的相對(duì)豐度差異不大。FL處理的優(yōu)勢(shì)菌屬相對(duì)豐度整體高于施肥處理。與CK相比，生物炭的施用對(duì)土壤中馬賽菌屬(Massilia)、 Bryobacter和Haliangium的相對(duì)豐度影響不大。隨著生物炭施用量的增加，黃桿菌屬(Flavisolibacter)和溶桿菌屬(Lysobacter)的相對(duì)豐度均表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。此外，節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)的相對(duì)豐度在生物炭施用量為15 t·hm-2時(shí)顯著增加(P<0.05)。

表6 不同處理屬水平上優(yōu)勢(shì)細(xì)菌相對(duì)豐度

2.3.3 細(xì)菌群落相似性排序分析 為比較不同處理間土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的差異，采用基于Weighted Unifrac 距離的主成分分析(PCA)和非度量多維尺度分析(NMDS)來(lái)解釋土壤細(xì)菌群落的beta多樣性(圖3)。PCA排序分析表明，施肥處理和休耕處理的土壤樣品細(xì)菌組成存在顯著差異，CK和B1.5處理的樣本點(diǎn)分布重合度較高，B15處理的樣本點(diǎn)分布和態(tài)勢(shì)與CK較為接近，表明隨著氮肥或生物炭向土壤中的添加，細(xì)菌群落呈現(xiàn)出顯著的變化，在施用化肥的基礎(chǔ)上添加少量生物炭(1.5 t·hm-2)，細(xì)菌群落未發(fā)生明顯的變化，施加大量的生物炭(15 t·hm-2)則會(huì)使細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)向休耕土壤的方向發(fā)展。NMDS排序分析也獲得了相似的結(jié)果。

圖3 基于Weighted Unifrac距離的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析

2.3.4 土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的相關(guān)性 由圖4可知，RDA分析的前兩個(gè)排序軸的解釋率分別為74.74%和19.16%，所選的9個(gè)環(huán)境因子一共解釋了93.9%的排序特征值，對(duì)土壤細(xì)菌多樣性變化具有顯著影響。其中每個(gè)處理的樣本點(diǎn)相對(duì)地聚集在一起，F(xiàn)L和B15處理子樣本點(diǎn)相對(duì)組間距離較近，主要分布在RDA1負(fù)半軸方向上，CK和B1.5處理子樣本點(diǎn)分布的離散性更大，在RDA1正半軸方向上分布(圖4)。此外，Mantel 檢驗(yàn)結(jié)果表明，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與土壤環(huán)境因子密切相關(guān)，其中DR0.25(r=0.610 1，P=0.004)、MWD(r=0.554 1，P=0.003)、AK(r=0.532 7，P=0.0351)、WR0.25(r=0.463 8，P=0.031 4)和SBD(r= 0.443 2，P=0.006)對(duì)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)影響最大(表7)。

注：pH：pH值；C/N：碳氮比；SBD：容重；WC：含水率；MWD：平均質(zhì)量直徑；WR0.25：水穩(wěn)定性團(tuán)聚體；DR0.25：機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體；OM：有機(jī)質(zhì)；AK：速效鉀。

表7 細(xì)菌群落組成與土壤環(huán)境因子之間相關(guān)性的Mantel檢驗(yàn)

細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬和土壤理化性質(zhì)的相關(guān)分析顯示，溶桿菌屬(Lysobacter)與C/N顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。Haliangium與SBD、WR0.25和DR0.25顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。黃桿菌屬(Flavisolibacter)與C/N顯著正相關(guān)(P<0.05)，與含水率和平均重量直徑MWD顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。Dongia與WR0.25顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)與pH顯著正相關(guān)(P<0.05)，與SBD顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。unidentified_Acidobacteria與WR0.25顯著正相關(guān)(P<0.05)。鞘氨醇單胞菌(Sphingomonas)與SBD、含水率、WR0.25、DR0.25和有機(jī)質(zhì)均顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)(表8)。

表8 細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬相對(duì)豐度與土壤理化指標(biāo)的相關(guān)性Table 8 Correlation between relative abundance of dominant bacterial genera and soil physical and chemical indexes

3 結(jié)論與討論

生物炭通過(guò)與土壤顆粒發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化而實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤養(yǎng)分的長(zhǎng)期影響[19]，主要表現(xiàn)在土壤pH值、含水率、孔隙度和陽(yáng)離子交換量(CEC)的改善與土壤肥力的提升[20-21]。生物炭的添加可以增加土壤總碳，并且對(duì)碳庫(kù)的固持能力可以維持3年以上[22]?？紤]到生物炭自身的含氮量極低，因此生物炭對(duì)土壤中有效氮的影響可以忽略不計(jì)。這里觀察到生物炭對(duì)土壤碳氮比的增強(qiáng)效應(yīng)主要是通過(guò)增加含碳量實(shí)現(xiàn)的。盡管生物炭中的惰性碳在其碳庫(kù)固持量占了較大比重，但是在這一過(guò)程中微生物量碳也有增加[22]。本研究中生物炭的添加增加了土壤pH，這可能是生物炭大多呈堿性，且灰分含量較高，可以有效地降低土壤交換性H+含量[23]。土壤團(tuán)聚體的特殊形態(tài)和層次結(jié)構(gòu)是存儲(chǔ)和維持有機(jī)質(zhì)的良好載體[24]。大型團(tuán)聚體是由土壤的富碳有機(jī)物形成的，大型團(tuán)聚體塑造的過(guò)程也誘導(dǎo)形成了微型團(tuán)聚體[25]。添加生物炭是增加有機(jī)質(zhì)的有效方式，微生物的降解會(huì)消耗有機(jī)物，生物炭的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可以在一定程度上扭轉(zhuǎn)土壤有機(jī)質(zhì)的退化[3,26]。加入生物炭的土壤含有較多數(shù)量的穩(wěn)定團(tuán)聚體，包括機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體(DR)和水穩(wěn)定性團(tuán)聚體(WR)，這可能是原生質(zhì)體和細(xì)胞壁物質(zhì)會(huì)在生物炭的生產(chǎn)過(guò)程被徹底分解，增加了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給[27]。生物炭施入土壤后可以降低土壤容重，增強(qiáng)土壤孔隙通透性并改善微生態(tài)環(huán)境，這是由于生物炭是有低密度的顆粒物組成的[28]。

土壤微生態(tài)環(huán)境與微生物的生長(zhǎng)關(guān)系密切，土壤水分，孔隙度和養(yǎng)分狀況都會(huì)對(duì)土壤細(xì)菌群落造成影響。生物炭能夠通過(guò)改變土壤的物理化學(xué)特性，從而影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能[34]。本研究發(fā)現(xiàn)各級(jí)土壤團(tuán)聚體指標(biāo)是影響細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的重要環(huán)境因子，有研究發(fā)現(xiàn)，土壤含碳量的增加可以促進(jìn)細(xì)菌多樣性，同時(shí)各級(jí)團(tuán)聚體數(shù)量和比例均有明顯增加[35]，這和本研究的結(jié)果有相似之處。本研究發(fā)現(xiàn)生物炭對(duì)部分土壤細(xì)菌相對(duì)豐度的影響并未隨生物炭用量的增加而加強(qiáng)，說(shuō)明生物炭影響細(xì)菌群落的生態(tài)過(guò)程較為復(fù)雜，還需更進(jìn)一步研究。

綜上所述，生物炭添加到土壤中4年后改善了土壤理化特性，顯著提高了土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量和碳氮比，有效地增強(qiáng)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。施用生物炭4 a后增加了土壤細(xì)菌豐富度，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)明顯改變。土壤容重、速效鉀和團(tuán)聚體指標(biāo)是細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變異的主導(dǎo)性因子。生物炭對(duì)于提升植煙土壤養(yǎng)分有效性和改良微生態(tài)具有明顯的效果。但是還需要深入研究生物炭對(duì)不同類型土壤生物學(xué)特性的影響，以期為生物炭的生態(tài)改良提供參考。