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生物炭和根际益生菌能够作为土壤改良剂和生物肥料改善土壤养分条件,并且对植物的生长和植物养分积累具有促进作用。土壤微生物多样性对于反映土壤肥力状况及生态环境演变具有重要的指示作用,一直是土壤生态学研究中的热点。本研究分析施用益生菌和不同浓度生物炭对土壤微生物数量、土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物功能多样性、土壤微生物群落多样性以及桉树生长等的影响,为调控桉树生长的土壤理化和生态环境提供参考依据。以桉树(DH32-29)为研究对象,进行3种浓度(0t/hm~2,20.0 t/hm~2和40.0 t/hm~2)生物炭+5×1010 cfu/m L益生菌的野外栽培试验。我们得到以下五个实验处理:(1)不施加生物炭和不施加益生菌(M0B0),(2)单施5×1010 cfu/m L益生菌(MB0),(3)单施20.0 t/hm~2生物炭(B20),(4)混施5×1010 cfu/m L益生菌和20.0 t/hm~2生物炭(MB20),(5)混施5×1010 cfu/m L益生菌和40.0 t/hm~2生物炭(MB40)。将传统的平板稀释法、Biolog微平板法和Illumina高通量测序方法结合起来,解释土壤微生物多样性与土壤质量之间的相互关系以及桉树生长对生物炭和益生菌施加的响应机理。主要研究结果如下:(1)相较于对照,所有处理均显著降低土壤硝态氮含量,所有处理均有促进土壤铵态氮积累的趋势。不同处理对土壤全氮含量影响显著;MB20处理对土壤全钾含量影响极显著。不同处理对土壤含水率和电导率影响显著,表明施加生物炭和益生菌影响桉树林下某些土壤养分和土壤理化性质。(2)施加生物炭和益生菌影响桉树林下土壤微生物数量。在土壤微生物三大类群中,各处理和对照中微生物的主体是细菌。真菌在不同类型土壤中的数量大小差异显著,细菌和放线菌在不同类型土壤中的数量大小差异不显著。土壤放线菌数量与土壤全氮、全磷、全钾显著负相关(p<0.001;p<0.001;p<0.05),与土壤p H和电导率呈显著正相关(p<0.001;p<0.01)。表明土壤养分可以敏感的指示与土壤理化性质变化的相关微生物的活动与生长状况。(3)除土壤蔗糖酶活性受施加生物炭和益生菌影响显著外,其他土壤酶受不同处理的影响差异不显著。单施益生菌显著降低了土壤蔗糖酶活性。土壤过氧化氢酶活性与土壤真菌和放线菌数量显著正相关(p<0.05;p<0.001,),与土壤硝态氮(p<0.01)、总氮(p<0.001)、全磷(p<0.001)显著负相关,与土壤p H显著(p<0.05)正相关。土壤脲酶活性与土壤放线菌数量显著负相关(p<0.01)。此外,土壤蛋白酶与硝态氮显著正相关(p<0.01),与含水率显著负相关(p<0.05);土壤脲酶与全磷显著正相关(p<0.01);土壤蔗糖酶与土壤硝态氮(p<0.05)、p H(p<0.05)、EC(p<0.05)显著正相关,表明土壤酶活性可以敏感的指示土壤养分的变化状况。(4)施加生物炭和益生菌影响桉树林下土壤平均颜色变化率、功能多样性和微生物碳源利用效率。综合四个季度不同处理对微生物碳代谢因子分析的结果可以看出,MB20在桉树生长在不同时期均能显著增加土壤微生物群落碳代谢能力。(5)施加生物炭和益生菌影响桉树林下土壤细菌群落多样性且土壤养分和土壤优势菌群存在显著相关性。此外,不同处理下土壤细菌群落组成及分布差异可以看出,对照和各处理林下土壤在土壤菌落组成上无较大区别,但在菌群结构(门、属水平)和相对丰度上差异较大。冗余分析、主成分分析和相关性分析结果表明,施加生物炭和益生菌对土壤细菌群落优势细菌的影响主要通过引起土壤全钾、全磷、p H、硝态氮的变化实现的。(6)施加生物炭和益生菌对桉树林生长的影响作用随桉树生长时间的增加表现越明显,益生菌对土壤肥力和桉树生长的改善作用表现为长效缓释。对不同桉树生长时期的树高分析可知,其整体表现为随着生长时间的增加MB0对树高的促进作用越来越明显且一年之后能够显著提高桉树地径。此外,MB0显著提升桉树桉树根、茎、叶和总生物量。(7)通过对林地土壤养分、土壤理化性质、土壤微生物功能多样性、土壤微生物群落多样性和桉树生长发育、桉树不同部位养分含量做冗余分析可以看出,生物炭和益生菌通过调控土壤硝态氮、全磷、电导率、全钾从而影响桉树叶片的养分含量,进而影响桉树生长。此外,生物炭和益生菌通过调控土壤优势细菌的Chloroflexi、Rokubacteria、Firmicutes、Gemmatimonadetes、Acidobacteria相对丰度从而影响桉树生长量和生物量;生物炭和益生菌通过调控土壤细菌的物种丰度和土壤微生物的物种均匀度从而影响桉树不同部位的养分含量。(8)施加生物炭对桉树生长没有显著促进作用,但是能明显改善土壤结构和微生物生长环境;施加益生菌能显著改善土壤微生物活性且对桉树促生作用显著。对生物炭和益生菌在桉树人工林的施用应该考虑样地的土壤状况,且将土壤改良、桉树种植可持续发展、生物多样性等方面作为与桉树速生同等考虑的要素。