根际微生物视角解析生物炭效应（9月每日一文）

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长期农业活动造成的土壤养分消耗、土壤盐分积累已引起世界范围的广泛关注。过去几年中，生物炭对土壤的修复潜力得到科研工作者的广泛关注。“生物炭效应（biochar effect）”是指生物炭修复土壤后促进植物生长、抑制植物疾病的现象。尽管该现象在大量的研究被观测到，但是“生物炭效应”的作用模式依然存在较大盲点。

2017年，New Phytologist（IF: 7.330）刊登了一篇文章“Biochar-stimulatedplant performance is strongly linked to microbial diversity and metabolicpotential in the rhizosphere”。为解释“生物炭效应”的作用机制，作者设置实验组（添加生物炭）和对照组（不添加生物炭），对番茄的生长过程和抗叶面病原真菌Botrytiscinerea的能力进行了全程监控。而在实验组中，生物炭处理又分为未处理生物炭（native biochar）和洗脱不稳定化学物质的生物炭（chemical-free biochar）。

研究过程中，作者对通过16S扩增子测序研究了番茄根际土壤中微生物群落结构，以及通过Biolog-eco plates对微生物的碳源利用情况进行了测定。结果发现，生物炭仅对植物的生理指标产生了较小的影响，但对土壤微生物却有较强影响。无论是添加未处理生物炭还是添加洗脱生物炭，番茄根际微生物多样性都有明显提高。而且添加生物炭后，能够刺激相关细菌增强对碳水化合物和酚类化合物的利用效率。

本研究表明，“生物炭效应”的作用机制至少在一定层面上讲是通过增加根际微生物的多样性和改变代谢潜力发挥作用的。而这一机制的最主要驱动力是生物炭复杂的骨架结构及其紧密结合的化合物。土壤改良中提高土壤微生物多样性对生态系统功能具有重要益处正得到越来越多的共识。

图1 土壤微生物NMDS排序分析。(a)时间处理，灰色：对照组，黑色：实验组；(b)不同生物炭处理，CFB：chemical-free biochar。

图2 土壤微生物多样性指标。

全文免费下载链接：

http://sci-hub.bz/10.1111/nph.14253

编辑点评：

李小圆：生物炭对农业土壤的修复效应一直是生态修复的热点问题，然而生物炭对土壤微生物的影响规律研究较少，该文从根际微生物角度探究生物炭的影响效应，实验设计严谨简约，目的清晰，结果明确。也让我们懂得，实验设计有时候切中一个要点比盲目图全图大更重要。

卢瑟菌：没有炫图，有趣的科学问题，精巧、严谨的实验设计也可以发高分。

参天大葱：所有分析都是以解决问题为前提，虽然不是很炫，但是结果一目了然，最后又能回归最初的科学问题，但是本文样品重复性并不是很稳定，可以再增加一些样品重复。作者在探究生物炭的时候不仅考虑到了生物炭物理结构，也考虑到了生物炭的化学结合物，所以研究分成两部分，在证实生物炭的作用后，又添加了CFB，这是我们常忽略的。

小丸子：葱编辑翻译的准确易懂，从另一角度了解了微生物多样性。

坚果儿：赞！

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