楊 莉，劉宇航，郝 佳，勾 穎，潘根興，楊利民

(1 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 中藥材學(xué)院/省部共建生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)系統(tǒng)管理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，吉林 長春 130118；2 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究所，江蘇 南京 210095)

人參Panax ginsengC. A. Mey.為我國傳統(tǒng)名貴藥材，也是我國藥用植物中非常具有代表性的忌連作藥材。有研究認(rèn)為栽培過人參的土壤需要10～30年的恢復(fù)期[1]，原因在于人參栽培過程中，根際土壤逐漸由“細(xì)菌型”轉(zhuǎn)化為“真菌型”，病原菌數(shù)量顯著增加，對(duì)病原菌有拮抗作用的細(xì)菌、放線菌的數(shù)量減少，土壤微生物群落組成與結(jié)構(gòu)逐漸劣變[2]。但關(guān)于栽參后土壤微生物群落具體發(fā)生了什么變化，目前還鮮見相關(guān)深入報(bào)道。

近年來，隨著道地產(chǎn)區(qū)宜藥土地資源不斷減少，有關(guān)連作障礙土壤的生態(tài)修復(fù)技術(shù)引起了科研工作者與生產(chǎn)者的共同關(guān)注。目前主要研究的修復(fù)技術(shù)包括施用化學(xué)藥劑、消毒、添加土壤有益菌以及增施生物質(zhì)炭等[3-5]。其中生物質(zhì)炭作為一種新型的原位土壤改良劑，其豐富的孔隙結(jié)構(gòu)可為土壤有益微生物提供良好的附著空間和繁殖條件，促進(jìn)微生物種群增長，同時(shí)生物質(zhì)炭優(yōu)良的保水、保肥能力也有助于土壤理化性質(zhì)、供肥能力的改善[6-7]。目前的研究報(bào)道顯示生物質(zhì)炭在土壤改良方面具有廣闊的應(yīng)用前景[8]。

本研究在前期工作中發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭有助于提高連作參苗產(chǎn)量與品質(zhì)，但上述變化與土壤質(zhì)量、土壤微生物群落之間的關(guān)系還沒有深入分析。本試驗(yàn)由此出發(fā)，擬采用3種不同原料制備的生物質(zhì)炭對(duì)老參地土壤進(jìn)行修復(fù)研究，結(jié)合Illumina MiSeq高通量測(cè)序技術(shù)重點(diǎn)分析栽參后土壤細(xì)菌群落變化及生物質(zhì)炭對(duì)上述變化的影響，為探究栽參后土壤劣變規(guī)律與原因、開發(fā)參地土壤原位修復(fù)技術(shù)提供理論支撐。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)地

老參地土壤改良試驗(yàn)于2017—2019年在吉林省白山市灣溝鎮(zhèn)平川村 (海拔 719 m；126°23′～127°11′E，41°48′～42°13′N)進(jìn)行，該地屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，夏季短冬季長，年平均氣溫4.6 ℃。土壤前茬作物為三年生人參，起參后，結(jié)合深翻去除雜草等殘余物。參地土壤為壤土，基本性質(zhì)如下：有機(jī)碳 38.45 mg·kg-1、堿解氮 83.20 mg·kg-1、有效磷34.80 mg·kg-1、速效鉀 160 mg·kg-1、pH 5.06、電導(dǎo)率 48.35 μs·cm-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)5個(gè)處理，分別為老參地、老參地+玉米秸稈炭、老參地+稻殼炭、老參地+椰殼炭和新林土處理組。生物質(zhì)炭具體施入方法：按1.5 kg/m2施入土壤中，施入后深翻2次與土壤混勻；自然放置1個(gè)冬季，于翌年5月起壟，播種人參種子，播種后日常田間管理技術(shù)參照當(dāng)?shù)厝藚⑸a(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GAP)。生物質(zhì)炭處理小區(qū)面積為10 m2，每個(gè)處理3次重復(fù)，分別以不添加生物質(zhì)炭的老參地土壤和附近未開發(fā)利用過的森林土為老參地對(duì)照和新林土對(duì)照。2019年9月取出部分二年生人參及土壤樣品，用于高通量測(cè)序分析。

土壤取樣方法：按照五點(diǎn)法取樣，將土壤迅速裝入無菌離心管中，液氮處理后裝入低溫樣品保存箱，迅速送回實(shí)驗(yàn)室用于相關(guān)分析。

1.3 土壤微生物結(jié)構(gòu)多樣性

細(xì)菌總DNA的提取。采用OMEGA的E.Z.N.A.Mag-Bind Soil DNA Kit提取細(xì)菌總 DNA，Qubit3.0 DNA檢測(cè)試劑盒精確定量DNA濃度，瓊脂糖凝膠檢測(cè)DNA完整性。

PCR擴(kuò)增及DNA純化回收。引物融合了MiSeq測(cè)序平臺(tái)的V3-V4通用引物：341F引物CCCTA CACGACGCTCTTCCGATCTG (barcode) CCTA CGGGNGGCWGCAG；805R引物GACTGGA GTTCCTTGGCACCCGAGAATTCCA GACTAC HVGGGTATCTAATCC。擴(kuò)增條件：94 ℃預(yù)變性3 min；94 ℃ 變性 30 s，45 ℃ 退火 20 s，65 ℃ 延伸30 s，5 個(gè)循環(huán)；94 ℃ 延伸 20 s，55 ℃ 退火 20 s，72 ℃ 延伸 30 s，20 個(gè)循環(huán)。PCR 擴(kuò)增結(jié)束后，將純化質(zhì)檢合格的擴(kuò)增產(chǎn)物1∶1等量混合，利用MiSeq臺(tái)式測(cè)序儀進(jìn)行雙端測(cè)序。

16S rRNA V3-V4區(qū)高通量測(cè)序由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司完成，對(duì)于MiSeq雙端測(cè)序數(shù)據(jù)，首先根據(jù)PE reads之間overlap的關(guān)系，利用PEAR軟件將成對(duì)reads拼接成一條序列，采用cutadapt軟件去除原始序列3′端測(cè)序接頭后根據(jù)barcode區(qū)分樣本序列，并利用Prinseq軟件對(duì)各樣本序列進(jìn)行質(zhì)控和過濾，得到各樣本數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用 Microsoft office 2016、SPSS 22.0 對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤樣本檢測(cè)結(jié)果與質(zhì)量控制

不同處理土壤樣品高通量測(cè)序結(jié)果與細(xì)菌群落多樣性指數(shù)變化如表1所示。5個(gè)樣本共獲得有效序列310 356條，按照優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，去除不合格序列后共得高質(zhì)量序列303 851條，共占有效序列的97.90%。高質(zhì)量序列可用于樣本間微生物多樣性和豐富度的評(píng)價(jià)。

表1 不同土壤樣本序列數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與細(xì)菌群落Alpha多樣性的差異Table 1 Statistics of different soil sample sequence data and differences in Alpha diversity of bacterial communities

與新林土相比，老參地土壤細(xì)菌豐度(ACE、Chao1指數(shù))、多樣性(Shannon指數(shù))均呈下降趨勢(shì)。采用生物質(zhì)炭對(duì)老參地進(jìn)行改良后上述指標(biāo)均有所上升，其中Chao1與ACE指數(shù)增幅最大，分別達(dá)到25.05%、19.10%；表明生物質(zhì)炭處理有助于老參地土壤中細(xì)菌物種豐度及多樣性恢復(fù)，其中玉米秸稈炭及稻殼炭對(duì)上述指標(biāo)影響較大。

2.2 生物質(zhì)炭對(duì)老參地土壤細(xì)菌操作分類單元數(shù)量(OTUs)及多樣性的影響

分析不同處理人參根際土壤中細(xì)菌OTUs的變化，結(jié)果如圖1。新林土數(shù)量最高，為4 650個(gè)。老參地土壤中OTUs下降為1 854個(gè)，僅為新林土中OTUs的39.87%。增施3種生物質(zhì)炭后，玉米秸稈炭、稻殼炭、椰殼炭處理組中 OTUs分別為 2 408、2 233、2 235個(gè)，較老參地均有所上升，平均提升23.62%。

圖1 不同處理下老參地土壤OTUs的維恩圖Fig. 1 Venn diagram of soil OTUs in the continuous cropping ginseng field under different treatments

2.3 不同土壤細(xì)菌門與屬水平組成與豐度的變化

不同土壤樣品中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)門類比例變化如圖2A所示。5個(gè)處理土壤樣品中共檢測(cè)到27個(gè)細(xì)菌門，共有門類21個(gè)。新林土中細(xì)菌門類最豐富(26個(gè))，含優(yōu)勢(shì)門類(占比＞10%)4個(gè)，包括變形菌門Proteobacteria、放線菌門Actinobacteria、酸桿菌門Acidobacteria、疣微菌門Verrucomicrobia，4個(gè)門細(xì)菌OTUs占比達(dá)76%以上。老參地土壤中細(xì)菌門類總數(shù)下降為24個(gè)，優(yōu)勢(shì)門類數(shù)量下降為2個(gè)，包括變形菌門與放線菌門，二者細(xì)菌OTUs占比為65%。增施生物質(zhì)炭后，除老參地+稻殼炭處理迷蹤菌門Elusimicrobia細(xì)菌數(shù)量有所恢復(fù)外，其余處理參地土壤細(xì)菌門類總數(shù)與優(yōu)勢(shì)門類數(shù)量不變，但單優(yōu)勢(shì)門類占比較老參地中有所下降，為55%～65%；表明老參地土壤微生物群落出現(xiàn)單優(yōu)勢(shì)種群上升的特點(diǎn)，而生物質(zhì)炭對(duì)上述變化趨勢(shì)具有一定的調(diào)節(jié)作用。

圖2 生物質(zhì)炭對(duì)連作參地土壤細(xì)菌群落門類和屬水平的影響Fig. 2 Effect of biomass charcoal on the phylum and genus level of soil bacterial community in continuous cropping ginseng field

分析圖2B中不同土壤樣品中細(xì)菌群落屬水平組成與數(shù)量變化，發(fā)現(xiàn)新林土、老參地、老參地+玉米秸稈炭處理、老參地+稻殼炭、老參地+椰殼炭中細(xì)菌 OTUs可分別歸屬至 291、177、203、186、180個(gè)屬(僅列出排名前50，其余屬名未列出)。老參地中細(xì)菌屬總數(shù)下降，增施生物質(zhì)炭后，土壤中細(xì)菌屬分類數(shù)有所上升，表明豐富度有所增加。

2.4 土壤細(xì)菌分類和系統(tǒng)發(fā)育的變化

采用環(huán)形樹狀圖表示5個(gè)處理土壤樣品中細(xì)菌優(yōu)勢(shì)物種分類與系統(tǒng)發(fā)育的變化，結(jié)果如圖3所示。圖3共標(biāo)示出土壤優(yōu)勢(shì)門中變化顯著的前20個(gè)物種。其中，變形菌門中具有顯著變化的物種最多，為6個(gè)屬；其次為酸桿菌門，5個(gè)屬；放線菌門與厚壁菌門Firmicutes中各3個(gè)屬；疣微菌門、芽單胞菌門 Gemmatimonadetes、Candidatus saccharibacteria各1個(gè)屬。

圖3 細(xì)菌分類和系統(tǒng)發(fā)育信息可視化圖Fig. 3 Visualization diagram of classification and phylogenetic information of bacteria

結(jié)合圖2可知，上述發(fā)生顯著變化的優(yōu)勢(shì)屬中Spartobacteria_genera_incertae_sedis、Sphingomonas、Gemmatimonas、Afipia、Gp1、Gp2、Gp3、Gp6、Rummeliibacillus9個(gè)屬中細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)為新林土＞老參地，老參地降幅為46.44%～100%。Gaiella、Saccharibacteria_genera_incertae_sedis、Rhizomicrobium、Arthrobacter、Marmoricola、Pseudolabrys、Mizugakiibacter、Rhodanobacter、Terriglobus、Clostridium IV、Oscillibacter11個(gè)屬中細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)為新林土＜老參地，老參地增幅為33.33%～54 028.57%。施用生物質(zhì)炭后，老參地中(顯著降低的種屬數(shù)量)平均增加27.52%，顯著增加的種屬中有61%的處理細(xì)菌數(shù)量有所降低，降幅為 21.83%～133 28.57 %。

2.5 生物質(zhì)炭對(duì)土壤細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬的影響

分析細(xì)菌優(yōu)勢(shì)屬(占比＞1%)變化如表2所示。5種土壤僅有4個(gè)共有優(yōu)勢(shì)屬，即Gaiella、芽單胞菌屬Gemmatimonas、鞘氨醇單胞菌屬Sphingomonas和慢生根瘤菌屬Spartobacteria_genera_incertae_sedis，四者在新林土、老參地、老參地+玉米秸稈炭、老參地+稻殼炭、老參地+椰殼炭處理中占比和分別為22.49%、8.36%、13.07%、14.15%、16.01%；表明較其他微生物而言，這4個(gè)屬的微生物種群是森林土中相對(duì)較穩(wěn)定的種群，受人參栽培的影響相對(duì)較小或者變化較慢，并且生物質(zhì)炭處理可緩解其占比下降的趨勢(shì)。

表2 不同處理土壤優(yōu)勢(shì)屬組成、占比及OTUs1)Table 2Composition, proportion andOTUs of soil dominant genera in different treatments%

共有優(yōu)勢(shì)屬中慢生根瘤菌屬、鞘氨醇單胞菌屬和芽單胞菌屬數(shù)量表現(xiàn)為新林土＞老參地(表2)，老參地中三者OTUs分別降低了84.27%、64.41%、46.44%，以慢生根瘤菌屬數(shù)量下降最為劇烈。增施生物質(zhì)炭后，上述細(xì)菌數(shù)量均有所恢復(fù)，三者OTUs較老參地處理分別增加了240.02%、38.53%、64.02%，生物質(zhì)炭處理對(duì)慢生根瘤菌屬、芽單胞菌屬細(xì)菌數(shù)量增加影響明顯。共有優(yōu)勢(shì)屬中Gaiella細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)為老參地＞新林土(表2)，其OTUs增加了81.71%；增施生物質(zhì)炭后，該屬細(xì)菌數(shù)量進(jìn)一步增加，老參地+玉米秸稈炭、老參地+稻殼炭、老參地+椰殼炭處理OTUs分別較新林土增加了131.94%、115.74%、151.85%。表明栽培人參與使用生物質(zhì)炭刺激了Gaiella屬細(xì)菌增殖。此外，酸桿菌門Acidobacteria優(yōu)勢(shì)屬Gp1在新林土中占比為3.59%，在老參地中占比下降至0.35%，經(jīng)生物質(zhì)炭處理后，其在老參地+玉米秸稈炭、老參地+稻殼炭、老參地+椰殼炭處理中占比分別增至1.76%、1.05%、1.05%；提示人參根系分泌物可能不利于Gp1屬微生物生長，而生物質(zhì)炭處理可削弱這種不利影響，促進(jìn)Gp1屬細(xì)菌數(shù)量增加，保持其屬的優(yōu)勢(shì)地位。

綜合上述分析可見，相較于同期臨近新林土，栽培人參后的老參地細(xì)菌屬組成及優(yōu)勢(shì)屬占比大多不同程度地降低，而生物質(zhì)炭處理對(duì)上述劣變趨勢(shì)具有一定的正向調(diào)節(jié)作用，使其數(shù)量變化趨勢(shì)趨向于新林土。

2.6 生物質(zhì)炭對(duì)土壤細(xì)菌功能的影響

2.6.1 土壤細(xì)菌功能基因分類 采用 COG(Clusters of orthologous groups)預(yù)測(cè)分析不同處理土壤細(xì)菌功能差異，結(jié)果如圖4所示。通過COG數(shù)據(jù)庫對(duì)比，所有基因的功能可歸為25個(gè)功能亞類，主要包括能量生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換6.11%～6.23%，氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝7.46%～7.96%，碳水化合物運(yùn)輸和代謝6.11%～6.40%，轉(zhuǎn)錄7.42%～7.68%，復(fù)制、重組和修復(fù)5.14%～5.29%，細(xì)胞壁/質(zhì)膜/包膜生物合成6.39%～6.78%，僅常規(guī)功能預(yù)測(cè)11.92%～12.47%，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制5.85%～6.94%等。

圖4 不同處理土壤細(xì)菌功能變化圖Fig. 4 Changes in soil bacterial function in different treatments

2.6.2 老參地與新林土處理組細(xì)菌功能差異性分析 基于 PICRUSt 軟件的細(xì)菌基因組的基因功能構(gòu)成分析結(jié)果如圖5所示。老參地與新林土處理之間的土壤細(xì)菌功能基因除核結(jié)構(gòu)和細(xì)胞外結(jié)構(gòu)外均具有顯著性差異(P＜0.05)，與新林土處理相比，老參地處理RNA加工和修飾、細(xì)胞循環(huán)控制、氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝、核苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝、脂質(zhì)運(yùn)輸與代謝、翻譯后修飾以及蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)與伴侶、無機(jī)離子轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝功能有所下降，整體下降幅度為0.06%～7.56%，其余功能顯著上升，增幅為3.25%～33.16%，上升幅度最高的為染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)。

圖5 不同處理細(xì)菌基因功能差異性對(duì)比圖Fig. 5 Comparison of gene function differences of bacteria in different treatments

相較于老參地處理，加入3種不同生物質(zhì)炭后，土壤細(xì)菌RNA加工與修飾、能源生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化、細(xì)胞循環(huán)控制、核苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝、輔酶運(yùn)輸與代謝、脂質(zhì)運(yùn)輸和代謝、翻譯后修飾以及蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)功能均下降，總體下降幅度在1.00%～6.65%之間；染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)，轉(zhuǎn)錄，復(fù)制、重組和修復(fù)，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，僅常規(guī)功能預(yù)測(cè)和細(xì)胞防御功能提升，上升幅度在1.48%～29.89%之間。上述功能隨著3種生物質(zhì)炭的增加，逐漸向新林土靠近。其中玉米秸稈炭和稻殼炭的加入使碳水化合物的運(yùn)輸和代謝功能得到提升，而椰殼炭的加入主要強(qiáng)化了細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、無機(jī)離子轉(zhuǎn)運(yùn)代謝以及細(xì)胞防御功能。

3 討論

土壤微生物群落結(jié)構(gòu)能影響到土壤健康狀況[9]。目前研究普遍認(rèn)為生物質(zhì)炭能夠提升土壤細(xì)菌微生物群落多樣性，從而提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗逆性，如Zheng等[10]在酸性水稻田中施用小麥秸稈生物質(zhì)炭發(fā)現(xiàn)，施用生物質(zhì)炭4年后明顯提升了Alpha多樣性。本研究試驗(yàn)表明施用生物質(zhì)炭2年，也能夠有效提升Alpha多樣性，這說明生物質(zhì)炭施入在短期和長期內(nèi)均能夠?qū)ν寥牢⑸锒鄻有援a(chǎn)生影響。一些短期室內(nèi)試驗(yàn)表明生物質(zhì)炭改變微生物多樣性以及豐度是由自身性質(zhì)的改變引起的[11-12]，而一些長期的田間試驗(yàn)表明影響微生物多樣性及豐度的主要原因是土壤理化性質(zhì)得到了改善[13]。近些年來研究發(fā)現(xiàn)，在田間施用生物質(zhì)炭后能夠緩解作物與微生物兩者對(duì)營養(yǎng)元素的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，一方面原因是生物質(zhì)炭自身攜帶養(yǎng)分物質(zhì)，另一方面原因是生物質(zhì)炭促進(jìn)植物生長，間接促進(jìn)光合作用和營養(yǎng)由根部向土壤中輸入，從而使微生物數(shù)量增長與繁殖速度加快[14-15]，微生物群落結(jié)構(gòu)的改變直接影響土壤養(yǎng)分循環(huán)[16]。

Ye等[17]研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥和生物炭基肥的施加使土壤中綠彎菌門Chloroflexi、酸桿菌門、放線菌門、擬桿菌門和變形菌門細(xì)菌均發(fā)生顯著變化。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，新林土中變形菌門、放線菌門、酸桿菌門和疣微菌門為優(yōu)勢(shì)門類，栽培人參后變形菌門、放線菌門數(shù)量增加，酸桿菌門和疣微菌門數(shù)量迅速減少，分析發(fā)現(xiàn)老參地土壤微生物群落變化與人參根際分泌物的驅(qū)動(dòng)密切相關(guān)[18-19]。隨著3種不同原料生物質(zhì)炭的施加，厚壁菌門、疣微菌門、芽單胞菌門、變形菌門和假絲酵母糖化菌門等門類得到調(diào)節(jié)，使其數(shù)量趨近于新林土。其中變形菌門生長緩慢，一方面可能是由于本試驗(yàn)添加生物質(zhì)炭2年后才進(jìn)行取樣，此時(shí)的土壤微生物群落已處于穩(wěn)定狀態(tài)，因此導(dǎo)致變形菌門生長較慢；另一方面可能是由于生物質(zhì)炭呈堿性，加入后使自身攜帶的難分解有機(jī)碳稀釋土壤可溶性有機(jī)碳，從而導(dǎo)致變形菌門細(xì)菌增加緩慢，同時(shí)刺激疣微菌門細(xì)菌的生長。

生物質(zhì)炭能夠增加土壤中的碳含量，對(duì)快速增殖細(xì)菌產(chǎn)生誘導(dǎo)作用，添加生物質(zhì)炭后土壤細(xì)菌的代謝功能發(fā)生顯著的變化。本研究發(fā)現(xiàn)較新林土，老參地處理細(xì)菌代謝功能下降，施入生物質(zhì)炭后能夠改善細(xì)菌核苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝、輔酶運(yùn)輸與代謝、脂質(zhì)運(yùn)輸和代謝、翻譯后修飾及蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)與伴侶等功能；說明施入生物質(zhì)炭后，土壤細(xì)菌具有選擇性，土壤細(xì)菌功能轉(zhuǎn)向代謝方向，從而調(diào)節(jié)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的保存能力，與張婷婷[20]研究結(jié)果一致。

綜合上述分析可見，加入生物質(zhì)炭能夠提升土壤細(xì)菌多樣性，調(diào)節(jié)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)以及細(xì)菌功能，使老參地土壤朝良好的方向發(fā)展，但具體的調(diào)節(jié)機(jī)制尚未有明確的結(jié)果，仍需更多的試驗(yàn)加以證明。本研究結(jié)果能夠?yàn)檫B作參地土壤的修復(fù)及人參栽培提供理論參考。

4 結(jié)論

1)相較于新林土，栽培人參后的老參地土壤細(xì)菌數(shù)量、群落多樣性、細(xì)菌分類組成及優(yōu)勢(shì)屬占比均不同程度的下降，并表現(xiàn)出單優(yōu)勢(shì)種群比例上升的特點(diǎn)。生物質(zhì)炭處理對(duì)上述劣變趨勢(shì)具有一定的正向調(diào)節(jié)作用，使細(xì)菌數(shù)量變化趨勢(shì)趨向于新林土，細(xì)菌功能中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)，轉(zhuǎn)錄，復(fù)制、重組和修復(fù)，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和細(xì)胞防御得到提升。

2)老參地中Spartobacteria_genera_incertae_sedis、Sphingomonas、Gemmatimonas、 Afipia 、Gp1、Gp2、Gp3、Gp6、Rummeliibacillus9 個(gè)屬細(xì)菌數(shù)量顯著降低，提示栽培人參或人參根系分泌物可能不利于上述細(xì)菌的生長和種群數(shù)量的維持。

3)老參地中Gaiella屬細(xì)菌數(shù)量顯著增加，添加生物質(zhì)炭后該屬優(yōu)勢(shì)度進(jìn)一步增加，表明表明栽培人參和施用生物質(zhì)炭均可刺激Gaiella屬細(xì)菌增殖。