生物炭和接種劑配施對紫花苜蓿生物量和土壤特征的影響

摘要：本文以紫花苜蓿（Medicago sativa L.）為研究對象，采用盆栽試驗，設(shè)置對照（Control，CK）、添加生物炭（Biochar，B）、添加微生物接種劑（Inoculate，I）、生物炭和接種劑配施（Biochar+inoculate，BI）4個處理，研究對紫花苜蓿生物量和土壤特征的影響，以期為優(yōu)化苜蓿栽培管理提供理論依據(jù)。結(jié)果表明：B降低了地上生物量，根系生物量比重增加，土壤酶活性降低。I增加地上生物量但未達(dá)顯著水平，土壤養(yǎng)分降低。BI較B和I養(yǎng)分增加，較B土壤酶活增加。B增加了細(xì)菌群落多樣性，I和BI多樣性降低。各處理均降低芽單胞菌門（Gemmatimonadota）和硝化螺旋菌門（Nitrospirae）豐度，氮循環(huán)相關(guān)功能降低。B增加球囊菌門（Glomeromycota）豐度，叢枝菌根（Arbuscular Mycorrhizal）功能增加。生物炭抑制紫花苜蓿地上生物量，但根系生物量比重增加。接種增加了地上生物量，但微生物生長吸收大量養(yǎng)分。兩者配施緩解了生物炭對紫花苜蓿的抑制作用。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿；干旱；生物炭；微生物接種劑；根際微生物

中圖分類號：S154.33文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-0435（2023）05-1578-10

Effects of the Co-application of Biochar and Inoculants on the Alfalfa

Biomass and Soil Characteristics

LU Wen-jie WU Cong QI Jin-yun JING Ya-hong

（1. College of Grassland Science， Shanxi Agricultural University， Taigu， Shanxi Province 030801， China; 2. Key Laboratory of Model

Innovation in Forage Production Efficiency， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， P.R.China，Taigu， Shanxi Province 030801， China）

Abstract：This article took alfalfa （Medicago sativa L.） as the research object and adopts a pot experiment to study the effects of four treatments：Control （CK），Biochar addition （B），Inoculation （I），Biochar + Inoculatanta addition （BI） on alfalfa biomass and soil characteristics，in order to provide a theoretical basis for optimizing alfalfa cultivation management. The results showed that biochar application decreased aboveground biomass of alfalfa，increased the proportion of root biomass，and decreased the soil enzyme activities. The inoculation increased aboveground biomass of alfalfa with no significant level，and decreased the soil nutrients. The biochar + inoculatants application increased nutrients compared to the biochar and inoculatants separate additions，and soil enzymes activities increased compared to the biochar application alone. The biochar application increased the bacterial community diversity in the alfalfa soil，while the inoculation and biochar application，the inoculation decreaed that diversity. All separate additions and co-application of inoculation and biochar applicatipon together reduced the abundance of Gemmatimonadota and Nitrospirae in the soil，and the related functions of nitrogen cycle were reduced. Biochar increased the abundance of Glomeromycota and the function of Arbuscular mycorrhiza. The biochar application inhibits aboveground biomass of alfalfa，but the proportion of root biomass was increased. The inoculation increased the aboveground biomass，but microbial growth absorbed a large amount of nutrients. The biochar and inoculants co-application alleviated the inhibitory effect of biochar on alfalfa.

Key words：Alfalfa;Drought;Biochar;Microbial inoculants;Rhizosphere microorganisms

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是多年生豆科牧草，營養(yǎng)豐富、適口性好，有著“牧草之王”的美稱［1］。隨著種植年限增加和管理集約化，多年連作使得土壤養(yǎng)分虧缺、土傳病害增加、微生物群落失衡、自毒物質(zhì)分泌累積［2-3］，最終造成紫花苜蓿生長發(fā)育不良，產(chǎn)量和品質(zhì)逐年下降，連作障礙嚴(yán)重影響了紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展［4］。連作障礙是植物-土壤-微生物系統(tǒng)中諸多因素綜合作用的結(jié)果，特別是在紫花苜蓿種植較廣的北方干旱半干旱地區(qū)，干旱作為影響其生長的首要非生物障礙，如何減輕干旱和連作障礙對苜蓿生產(chǎn)造成的危害已成為目前急需解決的問題。

生物炭（Biochar）是生物質(zhì)在缺氧或低氧條件下，相對較低的溫度（lt;700℃）熱解而成的，多微孔、比表面積大、穩(wěn)定性強(qiáng)［5］。作為一種土壤改良劑，生物炭可以改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤pH、保持土壤水分、改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)［6-7］，從而提高植物對逆境的抵抗力［8］。另外，生物炭可以通過增強(qiáng)土壤微生物功能活動和改變微生物群落結(jié)構(gòu)來改善土壤生物學(xué)特性［9-10］。近年來，生物炭和微生物接種劑的聯(lián)合使用在植物生產(chǎn)中也被證明比單獨使用更有效［11］。有研究表明，添加生物炭能夠通過增加土壤中微生物接種劑中的生長促進(jìn)微生物的相對豐度［12］，直接或間接促進(jìn)植物生長［13］。

然而生物炭和微生物接種劑配施對土壤特征的改善是否能緩解旱區(qū)紫花苜蓿連作障礙尚不得而知。因此，本研究采用盆栽試驗，研究添加生物炭和微生物接種劑對干旱條件下連作紫花苜蓿生長、土壤養(yǎng)分和微生物群落的影響途徑，以期為生物炭在干旱地區(qū)紫花苜蓿高效栽培中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

紫花苜蓿品種為‘阿迪娜’（Adrenalin），種子由北京佰青源畜牧業(yè)科技發(fā)展有限公司提供。試驗土壤采自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)牧站試驗田，為5—8年連作紫花苜蓿試驗田土壤。試驗生物炭為玉米秸稈生物炭，由河南立澤環(huán)?？萍加邢薰咎峁Ｔ囼灳鷦槲⑻┛悼怪夭缥⑸锞鷦?，包括枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）、多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）、膠凍芽孢桿菌（Bacillus mucilaginosus）、康氏木霉（T.koningii）、哈茨木霉（Trichiderma harzianum）、粘帚霉（Gliocladium roseum）。菌劑由金禾佳農(nóng)（北京）生物技術(shù)有限公司提供。

浸提液制備：將新鮮紫花苜蓿植株在自然條件下晾干，莖、葉均剪碎為1～2 cm小段，準(zhǔn)確稱取50 g苜蓿植株于錐形瓶中，加入1 000 mL蒸餾水，在25℃，200 r·min^-1條件下震蕩浸提24 h。3層紗布過濾后，再使用2層濾紙過濾，得到濃度為50 g·L^-1的浸提液，滅菌后置于4℃冰箱冷藏備用。

1.2試驗設(shè)計

試驗于2021年8—12月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)草牧業(yè)發(fā)展研究中心植物培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行。試驗采用單因素實驗設(shè)計。共4個處理，分別是對照（Control，CK），添加生物炭（Biochar，B），添加微生物接種劑（Inoculate，I），生物炭和接種劑配施（Biochar + inoculate，BI），每個處理6次重復(fù)。

2021年7月10日進(jìn)行幼苗培養(yǎng)。采用砂培法培養(yǎng)幼苗，將種子用次氯酸鈉溶液消毒3～5 min，再用蒸餾水沖洗干凈。將消毒后的種子播種到育苗盤中，育苗基質(zhì)為珍珠巖。將育苗盤置于光照培養(yǎng)箱中，25℃，14 h光照，10 h黑暗，光強(qiáng)12 000 lx，相對濕度60%。每天澆適量蒸餾水，14 d后選取健康、生長一致的幼苗進(jìn)行移栽。

每盆裝3.5 kg基質(zhì)，基質(zhì)為土壤和蛭石混合物（3∶1，v∶v），生物炭施加量為30 g·kg^-1。每個處理種植6盆，每盆移栽5株幼苗，之后將盆放入培養(yǎng)室中培養(yǎng)。栽后每7 d向盆栽澆灌100 mL浸提液。30 d后進(jìn)行干旱處理，為田間持水量的30%～35%，用稱重法控制含水量。在初花期進(jìn)行刈割，共4次，刈割時間分別為10月5日、11月6日、11月27日、12月29日。

2021年12月29日進(jìn)行破壞性取樣。將多余土塊抖落后，將附著于根系的土壤收集后作為根際土壤樣品。部分樣品經(jīng)液氮速凍后，置于-80℃冰箱中保存用于高通量測序。一部分于4℃保存用于土壤酶活性測定。其余土壤樣品在室內(nèi)自然風(fēng)干，過2 mm篩后用于土壤理化性質(zhì)的測定。從莖基部將苜蓿植株分為地上部和地下部，測量每盆中5株苜蓿干重。

1.3測定指標(biāo)與方法

根際土收集完成后，將每盆中5株根系于流水中沖洗干凈以去除土壤顆粒，然后用吸水紙吸干。將地上部與根系分別裝入牛皮紙袋中，置于烘箱中105℃殺青30 min，65℃烘干至恒重，進(jìn)行稱量并計算根冠比。土壤理化性質(zhì)參照鮑士旦［14］等方法測定。土壤pH值用電位法測定（水土比，5∶1），土壤有機(jī)質(zhì)和可溶性有機(jī)碳含量使用重鉻酸鉀外加熱法測定，土壤全氮含量使用凱氏定氮法測定，土壤全磷和全鉀使用氫氧化鈉熔融法測定，土壤有效磷使用NaHCO₃浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀使用NH₄OAc浸提-火焰光度法測定，硝態(tài)氮使用酚二磺酸比色法測定；銨態(tài)氮采用靛酚藍(lán)比色法測定。

土壤酶活性采用微孔板熒光法測定。其中，β-1，4葡萄糖苷酶（β-1，4-glucosidase，BG）、β-1，4木糖苷酶（β-Xylosidase，BX）、β-1，4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（β-1，4-N-acetylglucosaminidase，NAG）、L-亮氨酸氨基肽酶（L-leucine aminopeptidase，LAP）、堿性磷酸酶（Alkaline phosphatase，AKP）參照Bell等［15］的方法，使用4-羥甲基-7-香豆素（7-Hydroxy-4-methylcoumarin，MUB）為熒光共軛底物進(jìn)行測定。多酚氧化酶（Polyp-henol oxidase，PPO）參照Deforest［16］的方法，使用左旋多巴（L-3，4-dihydroxyphenylala，L-DOPA）為底物進(jìn)行測定。土壤微生物多樣性由北京百邁客生物科技有限公司進(jìn)行測序分析。

1.4數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft excel 2021進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。使用R 4.1.3進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及可視化。使用BMK Cloud平臺進(jìn)行微生物群落物種分類和多樣性分析。

2結(jié)果與分析

2.1添加生物炭和接種對紫花苜蓿生物量的影響

與對照（CK）相比，生物炭（B）各茬地上生物量分別降低47.91%，43.02%，38.91%，27.77%，總產(chǎn)量降低了35.77%（P＜0.05），隨著刈割次數(shù)增加，地上生物量降幅減少。除第一茬外，I處理地上生物量均為最高。BI處理對各茬地上生物量無顯著影響，但總產(chǎn)量降低了20.41%（P＜0.05）。與B相比，BI處理總產(chǎn)量下降幅度有所減少，由35.77%減少至20.41%。與I相比，除第一茬外，BI其余各茬地上生物量分別降低了30.93%，31.11%，24.67%，總產(chǎn)量降低了25.59%（P＜0.05）。CK處理根系生物量最高，I處理最低，各處理間根系生物量無顯著差異。

B處理根冠比最高，其次是BI和CK，I處理最低。與CK相比，B處理根冠比增加了38.61%（P＜0.05）。與CK相比，B處理根系生物量占比提高了7.94%。I處理根系生物量占比降低了5.97%。BI處理根系生物量占比增加了4.63%。與I相比，BI處理根冠比增加了44.89% （P＜0.05），根系生物量增加了10.60%。

2.2添加生物炭和接種對土壤理化性質(zhì)的影響

與CK相比，B處理土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了66.58%，速效鉀含量增加了21.24%，硝態(tài)氮含量降低了56.22%（P＜0.05）。I處理土壤有機(jī)質(zhì)含量降低了15.57%，氮含量降低了11.82%，速效鉀含量降低了33.81%（P＜0.05）。BI處理土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了77.50%，速效磷含量增加了231.72%，硝態(tài)氮含量增加了120.33%，銨態(tài)氮含量增加了59.15%（P＜0.05）。與B相比，BI處理速效磷含量增加了98.69%，硝態(tài)氮含量增加了185.24%，銨態(tài)氮含量增加了127.13%（P＜0.05）。與I相比，BI處理有機(jī)質(zhì)含量增加了110.24%，速效磷含量增加了117.59%，速效鉀含量增加了35.47%，硝態(tài)氮含量增加了86.15%，銨態(tài)氮含量增加了87.62%（P＜0.05）?？偟膩砜?，B處理對土壤養(yǎng)分影響不顯著，I處理降低了部分土壤養(yǎng)分含量，BI處理增加了土壤速效養(yǎng)分，但與B或I相比，兩者配施養(yǎng)分增加效果大于單獨使用。

2.3添加生物炭和接種對土壤酶活性的影響

I處理BG酶活性最高，BI處理BX酶活性最高，B處理2種酶活性均最低。與CK相比，B處理BG酶活性降低了61.47%，BX酶活性降低了67.03%（P＜0.05）。BI處理BG酶活性較B增加了208.25%，BX酶活性增加了206.53%（P＜0.05）。CK處理LAP和NAG酶活性均為最高，其次是BI和I，B處理2種酶活性最低，各處理間兩種酶活性無顯著變化。I處理AKP酶活性最高，其次是BI和CK，B處理最低。與B相比，BI處理AKP酶活性增加了487.28%（P＜0.05）。各處理間PPO酶活性無顯著變化。

2.4添加生物炭和接種對微生物群落多樣性的影響

B處理細(xì)菌α多樣性各指數(shù)最高，其次是CK和I，BI處理最低。與CK相比，B處理細(xì)菌香農(nóng)指數(shù)增加了1.53%，I處理香農(nóng)指數(shù)降低了9.38%，辛普森指數(shù)降低了0.44%，BI處理細(xì)菌α多樣性指數(shù)均顯著下降，分別降低了6.43%，6.24%，9.85%，0.46%（P＜0.05）。BI處理與B相比，各指數(shù)分別下降了7.74%，6.99%，11.23%，0.49%，與I相比只有香農(nóng)指數(shù)下降了2.03%（P＜0.05）。

使用基于Bray-Curtis距離矩陣的非度量多維尺度（NMDS）分析了土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)的差異，stress值小于0.2，表明排序效果良好。結(jié)果表明，不同處理間細(xì)菌群落明顯分離。其中CK和I與B和BI與沿NMDS2軸分離，CK和B與I和BI沿NMDS1軸分離，說明添加生物炭和接種均改變了細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。對于土壤真菌群落，I和BI與CK明顯分離。I和BI與CK和B沿NMDS1軸分離，接種一定程度上導(dǎo)致真菌群落結(jié)構(gòu)的差異。

2.5添加生物炭和接種對微生物群落組成的影響

細(xì)菌群落中所有OTU被注釋到22個門，其中相對豐度大于1%的共有9個門，分別是變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteriota）、擬桿菌門（Bacteroidota）、放線菌門（Actinobacteria）、芽單胞菌門（Gemmatimonadota）、綠彎菌門（Chloroflexi）、厚壁菌門（Firmicutes）、髕骨細(xì)菌門（Patescibacteria）和疣微菌門（Verrucomicrobia）。其中，變形菌門相對豐度最高（44.70%～49.73%），其次為酸桿菌門（7.89%～21.97%）和擬桿菌門（6.89%～13.46%）。與CK相比，B芽單胞菌門、髕骨細(xì)菌門和硝化螺旋菌門（Nitrospirae）相對豐度顯著降低，I和BI中擬桿菌門和綠彎菌門相對豐度顯著增加，酸桿菌門、芽單胞菌門和硝化螺旋菌門的相對豐度顯著降低（P＜0.05）。其中I擬桿菌門和芽單胞菌門較BI顯著增加（P＜0.05）。此外I變形菌門較CK顯著增加，BI髕骨細(xì)菌門較CK顯著增加（P＜0.05）。

真菌群落中所有OTU被注釋到10個門，其中相對豐度大于1%的共有5個門，分別是子囊菌門（Ascomycota）、擔(dān)子菌門（Basidiomycota）、羅茲菌門（Rozellomycota）、壺菌門（Chytridiomycota）和被孢霉門（Mortierellomycota）。其中子囊菌門（36.47%～70.26%）和擔(dān)子菌門（10.39%～44.55%）是真菌群落的優(yōu)勢菌門。B處理球囊菌門（Glomeromycota）相對豐度較其余處理顯著增加（I處理羅茲菌門相對豐度較其余處理顯著增加，與I相比，BI子囊菌門相對豐度顯著增加（P＜0.05）。

2.6添加生物炭和接種對微生物群落功能的影響使用FAPROTAX對細(xì)菌群落進(jìn)行功能預(yù)測，其中化能異養(yǎng)（Chemoheterotrophy）、需氧化能異養(yǎng)（Aerobic chemoheterotrophy）、硝酸鹽還原（Nitrate reduction）、錳氧化（Manganese oxidation）、幾丁質(zhì)分解（Chitinolysis）、硝化作用（Nitrification）和尿素分解（Ureolysis）是主要功能類群。與CK相比，B處理硝酸鹽還原相對豐度降低。I和BI處理化能異養(yǎng)、需氧化能異養(yǎng)、硝化作用和好氧氨氧化（Aerobic_ammonia_oxidation）相對豐度降低，硝酸鹽還原和尿素分解功能的相對豐度增加。其中I處理化能異養(yǎng)和需氧化能異養(yǎng)降低幅度高于BI處理。此外BI處理幾丁質(zhì)分解功能豐度較CK增加。與B相比，BI處理化能異養(yǎng)、需氧化能異養(yǎng)、硝化作用和好氧氨氧化功能豐度降低，硝酸鹽還原、幾丁質(zhì)分解功能豐度增加。

使用FUNGuild對真菌群落進(jìn)行功能注釋，其中未定義腐生菌（Undefined saprotroph）、植物病原菌（Plant pathogen）、木質(zhì)腐生菌（Wood saprotroph）、外生菌根（Ectomycorrhizal）和真菌寄生物（Fungal parasite）為主要功能類群。與CK相比，各處理木質(zhì)腐生菌和外生菌根相對豐度降低。B處理植物病原菌、真菌寄生物、植物腐生菌（Plant saprotroph）、叢枝菌根（Arbuscular mycorrhizal）相對豐度增加，I處理未定義腐生菌和植物病原菌豐度增加，BI處理植物病原菌和內(nèi)生菌（Endophyte）功能的豐度增加。

3討論

連作障礙是限制旱區(qū)紫花苜蓿人工草地可持續(xù)利用的重要因素之一，生物炭能夠通過改善土壤性狀緩解連作障礙，提高植物生產(chǎn)力［17］。植物生產(chǎn)力對添加生物炭的不同響應(yīng)可能與試驗設(shè)計、作物類型、生物炭性質(zhì)及土壤條件的差異密切有關(guān)［18］。Hussain等［19］對添加生物炭后植物生產(chǎn)力進(jìn)行meta分析，其結(jié)果表明植物產(chǎn)量對添加生物炭的響應(yīng)從-35.8%到294%不等。與Liu等［20-21］的研究相一致，本研究中，添加生物炭在一定程度上抑制了紫花苜蓿的生長，這可能是其高吸附作用導(dǎo)致植物對水分和養(yǎng)分的吸收受阻［22-24］，以及生物炭中的多環(huán)芳烴、多氯二噁英和呋喃等毒性化合物對植物的毒性作用所導(dǎo)致［25-26］。施燕華［27］研究表明添加干旱脅迫下接種巨大芽孢桿菌后，紫花苜蓿株高、根長和生物量均得到提高。本研究發(fā)現(xiàn)接種劑增加了紫花苜蓿生物量，而接種劑與生物炭共同使用則降低了紫花苜蓿生物量。Liu等［20］研究發(fā)現(xiàn)生物炭降低了AMF對馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）生長的促進(jìn)作用，這也與本研究結(jié)果相一致，可能因為生物炭高吸附作用，對寄主植物磷吸收產(chǎn)生負(fù)面影響。

植物根系不僅是吸收水分和養(yǎng)分的器官，也是植物對逆境反應(yīng)最為敏感的部位［28］。因此，自毒物質(zhì)對根系的影響最大，最為直接［29］。而干旱同樣會抑制植物根系的生長［30］。本研究中，添加生物炭降低紫花苜蓿地上生物量，但根系生物量并未降低。這可能是由生物炭降低了土壤容重，增大了根系生長空間所致［31］。光合產(chǎn)物分配向根系傾斜，根冠比顯著增加，有利于對土壤深層水分的吸收。從本研究的結(jié)果看，生物炭對生物量分配的影響會為苜蓿產(chǎn)量的恢復(fù)與維持產(chǎn)生正的“遺留效應(yīng)”［32］。

土壤養(yǎng)分是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，土壤酶活性反映了土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和微生物功能。生物炭對植物生長的負(fù)面影響可能是高吸附作用導(dǎo)致植物對養(yǎng)分吸收受阻以及毒性化合物對植物毒性作用所導(dǎo)致［22，25］。本研究接種后，土壤養(yǎng)分含量降低。這與Ren等［33］研究添加益生菌后，桉（Eucalyptus robusta Smith）樹林土壤全氮、全磷、全鉀等含量降低的結(jié)果相一致。而植物生長并未受限，可能是因為短期內(nèi)微生物定殖后生長發(fā)育額外吸收大量養(yǎng)分，而微生物進(jìn)行固氮和溶磷等則是一個長期過程。本研究中生物炭與接種劑連用較單獨使用土壤養(yǎng)分增加，可能是生物炭為土壤微生物提供棲息地和養(yǎng)分，加速其生長繁殖，促進(jìn)其固氮溶磷等過程［34］。

生物炭對土壤酶的影響并不一致，生物炭通常會對土壤酶活性產(chǎn)生積極地影響［35-36］。但有研究表明，生物炭抑制了土壤中C循環(huán)相關(guān)的土壤酶活性［37］，Bamminger［38］研究表明生物炭抑制了土壤中NAG酶活性，同樣，生物炭添加后，土壤中磷酸酶也受到抑制［39］，這均與本研究結(jié)果相一致。可能是生物炭添加后高碳氮比和芳香族C含量共同限制了土壤酶活性［40］，也有可能是生物炭特殊的多孔結(jié)構(gòu)，對土壤酶及其底物產(chǎn)生強(qiáng)吸附作用，從而降低了土壤酶活性。Xun等［35］研究表明接種后，苜蓿、燕麥（Avena sativa L.）和黃瓜（Cucumis sativus L.）土壤酶活性均有增加，本研究中接種對土壤酶活性并未有顯著影響，可能是由于土壤質(zhì)地和接種產(chǎn)品等的差異所導(dǎo)致，也有可能是接種后與本地微生物群落競爭所導(dǎo)致。相比單獨添加生物炭，與接種劑連用后土壤酶活性增加，這與Jabborova［34］等研究結(jié)果相一致，可能因為生物炭為接種微生物提供了棲息地和營養(yǎng)［10］，增加了釋放的胞外酶數(shù)量［41］。

本研究發(fā)現(xiàn)添加生物炭一定程度上增加了土壤微生物多樣性，這與Ren等［42］研究結(jié)果相一致。細(xì)菌群落中硝化螺旋菌門和芽單胞菌門的相對豐度下降，這與王穎［43］和Wu［44］等的研究結(jié)果相反。硝化螺旋菌門在土壤生物氮循環(huán)和硝化作用中發(fā)揮了重要作用［45］，芽單胞菌門在同化和異化氮過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用［46］。參與氮循環(huán)微生物豐度的降低，一定程度上降低了土壤中硝態(tài)氮含量，養(yǎng)分循環(huán)受阻，最終導(dǎo)致植物生長受到限制。AMF是球囊菌門真菌與植物根系形成的互惠共生體［47］。添加生物炭后其豐度增加可能是生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)為AMF菌絲提供了附著位點，在與其他微生物競爭中占據(jù)了主動地位［48］。接種后降低了微生物群落多樣性，這與王媛的研究結(jié)果相一致［49］，微生物接種劑可以在競爭中勝過本地物種，物種多樣性和群落功能隨之發(fā)生改變［50］。此外，接種后植物病原真菌的豐度增加也可能會對紫花苜蓿后續(xù)生長帶來不利影響。

4結(jié)論

生物炭導(dǎo)致的土壤酶活性下降、微生物群落變化、植物養(yǎng)分吸收受阻及其自身具有的毒性化合物共同導(dǎo)致了紫花苜蓿第一年地上生物量的降低和根系生物量比重的增加；接種對紫花苜蓿生物量顯著影響，但接種后微生物吸收大量養(yǎng)分，使得土壤養(yǎng)分含量下降。兩者配施緩解了生物炭對紫花苜蓿的抑制作用，土壤微生物活動增強(qiáng)，增強(qiáng)了土壤酶活性和土壤養(yǎng)分的有效性。

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（責(zé)任編輯 劉婷婷）