炉渣与生物炭施加对稻田土壤碳库及微生物的影响

蓝兴福,王晓彤,许旭萍,*,陈晓旋,陈优阳,王维奇,3

1 福建师范大学生命科学学院,福州 350108 2 福建师范大学地理研究所,福州 350007 3 福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室,福州 350007

土壤碳库是陆地系统中最大的碳库,全球表层土壤中碳储量大约在7.00×1017—29.46×1017g之间,占全球陆地生态系统碳储量的2/3—3/4[1]。土壤碳库对维持全球碳平衡与减缓温室效应意义重大。土壤中活性有机碳组分是土壤有机碳的重要组成,其直接参与土壤生物化学转化过程,对外界环境变化的响应较为敏感,外界环境的微小变化都能导致土壤碳库组分发生改变[2-3]。土壤pH、容重、全氮等环境因子对土壤碳库组分的影响尤为明显[4]。由于活性有机碳组分具有较高的动态性和活性,与土壤有机碳总量比较,活性有机碳组分更能够表征土壤质量的变化[5],在维持生态功能和养分循环中发挥着更为关键的作用。土壤微生物在物质交换与生物化学转换中具有重要作用,土壤微生物的固碳机制主要包括两种：其一,生物体死亡后,形成难以降解的物质如木质素、几丁质等碳源物质;其二,通过提高自身的活性,加快有机质的分解利用,从而积累有机碳[6]。生物学固碳作用不仅受到微生物生物量及群落组成结构等方面的直接影响,而且还受到土壤理化因子的间接影响[7]。但是,究竟是微生物自身影响土壤碳库组分,还是环境因子影响土壤碳库组分,或是两者共同作用,目前尚不清楚,需要进一步研究。

近年来,研究人员已经探索出许多策略来提高土壤固碳能力。例如,Wang等人研究发现在稻田中施加生物炭和炉渣等特殊材料可以提高粮食产量和减少温室气体的排放[8]。生物炭是由农林废弃物在厌氧条件下热裂解产生的含碳丰富的固态稳定物质,具有巨大的比表面积、发达的孔隙结构和很强的吸附能力等特性,有利于固碳[9]。炉渣来源于钢铁工业的废弃物,含有丰富的三价铁,可以通过氧化铁对土壤有机碳的保护作用提高土壤有机碳库。当前,炉渣和生物炭已经被广泛用于土壤改良剂[10],但是关于生物炭与炉渣混合施加对稻田土壤碳库组成及其稳定性的影响研究较少,探讨生物炭与炉渣施加处理对稻田土壤碳库与微生物数量长时间尺度的影响效应更是鲜见报道。

土壤是微生物的主要生存环境,土壤微生物是养分和土壤有机质动态的主要调控者,土壤有机碳主要受细菌、真菌的影响,那么土壤中细菌、真菌的数量以及它们的比值是否会对土壤碳库稳定性造成一定影响,这值得我们进行深入系统的研究。基于此,本文以福州平原红壤稻田为研究对象,选择生物炭和炉渣为施加物质,探讨炉渣和生物炭单一施加和混合施加处理对水稻拔节期和成熟期碳库组分及其相关微生物的长期影响,并分析微生物与土壤碳库稳定性之间的相关性,为明确炉渣和生物炭影响稻田土壤碳库的微生物学机制提供理论依据,对稻田的可持续生产具有重要的理论和现实指导意义。

1 研究区与研究方法

1.1 研究区概况

田间实验在福建省农科院吴凤村水稻研究所内进行(26.1°N,119.3°E),该实验基地共有水稻田7 hm2[11],该实验区位于闽江河口福州平原的南分支,地处乌龙江的北岸,海拔一般为3—5m,典型的亚热带季风气候,气温适宜,温暖湿润,年均降水量为1392 mm,年均气温为19.6℃。实验田一般采用早稻-晚稻-蔬菜的轮种模式,早稻生长期在4—7月,晚稻生长期7—11月[12]。

1.2 施加物

炉渣来源于福建金星钢铁公司,主要含有CaO(35.7%)、SiO2(27.7%)、Fe2O3(6.2%)、MgO(4.3%)、K2O(2.7%)、SO3(1.3%)、P2O5(0.1%)。生物炭的制备材料为水稻秸秆,来源于江苏省南京市勤丰秸秆科技有限公司,采用炭化炉和亚高温缺氧干馏技术制备,制备温度为600℃,90 min。主要含有C(56.6%,质量分数,下同)、N(1.4%)、P(1.0%)、K(1.8%)、Mg(1.0%)、S(0.6%)、Ca(0.5%)和Fe(0.2%)。炉渣和生物炭都是碱性物质,pH分别为(11.97±0.01)和(10.34±0.02)。

1.3 实验设计

炉渣和生物炭使用前均过2 mm筛处理[8]。在水稻移栽之前一次性施加到(0—15 cm)犁耕层土壤中,并进行充分混匀。每个处理设置3个重复,共12个小区,每个小区面积10 m2随机区组排列。各小区之间用0.5 cm厚、30 cm高的PVC板隔开,防止各个小区之间进行水和营养物质的交换。本研究中的主要施加肥料为复合肥(N-P2O5-K2O,16∶16∶16)和尿素(46%),底肥在移栽前一天施加,施加量分别为42 kg/hm2(以N计)、40 kg/hm2(以P2O5计)和40 kg/hm2(以K2O计),分蘖肥在移栽大约1周后施加,施加量分别为35 kg/hm2(以N计)、20 kg/hm2(以P2O5计)和20 kg/hm2(以K2O计),穗肥在大约8周后施加,施加量分别为18 kg/hm2(以N计)、10 kg/hm2(以P2O5计)和10 kg/hm2(以K2O计)[13]。实验前对翻耕后的土地进行人工整平,以保持土壤的均一性。本实验分别于2015年早稻和晚稻种植前进行生物炭、炉渣的施加处理,其中4个处理分别为：对照组(0 t/hm2炉渣+0 t/hm2生物炭)、炉渣(8 t/hm2炉渣)、生物炭(8 t/hm2生物炭)、混施(8 t/hm2炉渣+8 t/hm2生物炭)。各个处理之间均施加相同质量的复合肥和尿素。2016年和2017年不进行生物炭、炉渣的施加处理,各处理之间只施加相同质量的复合肥和尿素。

1.4 样品采集与测定

分别于2017年的早稻拔节期、早稻成熟期、晚稻拔节期、晚稻成熟期,在每个样地分别用采样器采集犁耕层(0—15 cm)的土壤,用自封袋装好,带回实验室,挑去石块,植物根系等杂物。一部分土放实验室自然风干,用于理化分析,另一部分放入-20℃的冰箱保存用于后续微生物数量测定。土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)测定采用土壤碳氮元素分析仪(Elementar Vario MAX CN, Germany);溶解性有机碳(DOC)采用去离子水浸提,用TOC-VCPH分析仪测定[14];微生物生物量碳(MBC)含量采用氯仿熏蒸0.5 mol/L硫酸钾浸提法,浸提液中有机碳浓度用TOC-VCPH分析仪测定,并根据MBC=EC/0.38(EC为熏蒸与未熏蒸土壤有机碳含量差值)公式计算[15];易氧化碳(EOC)含量采用333 mmol/L KMnO4氧化比色法测定[16]。土壤容重采用环刀法测定,含水量采用烘干法测定[17]。电导率、土温采用便携式电导计(2265FS,USA)测定。土壤pH值采用水土质量比为5∶1,摇床振荡30 min,静置后用便携式pH计(PHS-3C,中国)测定。真菌数量采用马铃薯-葡萄糖琼脂(PDA)培养基,细菌数量采用LB琼脂培养基,进行平板菌落计数[18],测定每克干土含菌量。

1.5 数据处理与分析

运用Excel 2013、Origin 8.0、SPSS 20.0软件进行数据处理与分析,采用Excel 2013计算原始数据的均值及标准差,用Origin 8.0软件进行作图,采用SPSS 20.0中的单因素方差分析对土壤中碳组分、真菌数量、细菌数量、理化因子进行差异显著性分析。环境因子、土壤碳组分、真菌、细菌数量的相关性分析采用SPSS 20.0的Pearson相关性分析软件。

2 结果与分析

2.1 炉渣与生物炭施加对稻田土壤有机碳和活性有机碳的影响

分别于2017年早、晚稻拔节期和成熟期(即炉渣与生物炭施加处理2年后),采集土壤样品,测定土壤中的有机碳(SOC)及溶解性有机碳(DOC)、易氧化碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)等活性有机碳的含量,结果见图1。

图1 炉渣与生物炭施加处理对稻田土壤有机碳含量的影响Fig.1 Effects of slag and biochar treatments on soil organic carbon content in paddy soil 图中不同大写字母表示同一时期不同施加处理间差异显著(P<0.05),不同小写字母表示同一处理不同时期间差异显著(P<0.05)

土壤有机碳(SOC)含量如图1所示,对照组SOC含量的平均值为(15.36±0.07) g/kg,炉渣施加处理为(15.96±0.30) g/kg,生物炭施加处理为(16.80±0.07) g/kg,混施处理为(16.25±0.03) g/kg。从早晚稻SOC含量的平均值来看,3种施加处理都能增加稻田土壤SOC含量。但是,施加处理对不同水稻生长时期SOC含量的影响不同。在早稻拔节期,与对照相比,炉渣和混施处理分别增加了4.28%和4.32%,达到显著差异(P<0.05)。在早稻成熟期,与对照相比生物炭处理SOC含量增加了13.43%(P<0.05)。在晚稻拔节期,生物炭处理SOC含量增加了17.08%(P<0.05)。在晚稻成熟期,与对照相比,炉渣、生物炭、混施处理SOC含量分别增加了7.10%、6.28%、14.15%(P<0.05)。

溶解性有机碳(DOC)含量如图1所示,对照组DOC含量的平均值为(37.16±3.40) mg/kg,炉渣施加处理为(27.42±2.53) mg/kg,生物炭施加处理为(36.92±3.23) mg/kg,混施处理为(22.75±2.99) mg/kg。与对照相比,炉渣、生物炭均无显著差异(P>0.05),而混施处理显著降低了稻田土壤DOC的含量,降低比例为38.79%(P<0.05)。但是,施加处理对不同水稻生长时期DOC含量的影响不同。在早稻拔节期,与对照相比炉渣、混施处理分别减少了32.36%、41.33%,达到差异显著(P<0.05)。在早稻成熟期,与对照相比炉渣处理降低比例达28.44%(P<0.05)。在晚稻拔节期,与对照相比混施处理降低比例为46.39%(P<0.05)。在晚稻成熟期,与对照相比混施处理降低比例为40.22%(P<0.05)。

易氧化碳(EOC)含量如图1所示,对照组EOC含量的平均值为(4.82±0.40) g/kg,炉渣施加处理为(4.86±0.53) g/kg,生物炭施加处理为(4.76±0.32) g/kg,混施处理为(4.40±0.24) g/kg。与对照相比,炉渣、生物炭、混合施加均未达到差异显著(P>0.05)。但是,施加处理对水稻不同生长时期稻田土壤EOC含量的影响不同。在早稻拔节期,与对照相比炉渣与混施分别降低了19.77%,19.79%(P<0.05)。在早稻成熟期,与对照相比,炉渣、生物炭、混施分别降低了28.19%,32.27%,55.00%(P<0.05)。在晚稻拔节期,与对照相比混合施加增加了34.30%(P<0.05)。在晚稻成熟期,与对照相比炉渣处理增加了41.89%(P<0.05)。

微生物生物量碳(MBC)含量如图1所示,对照组MBC含量的平均值为(297.81±29.21) mg/kg,炉渣施加处理为(327.66±47.26) mg/kg,生物炭施加处理为(289.04±46.89) mg/kg,混施处理为(301.32±40.50) mg/kg。与对照相比,炉渣、生物炭、混合施加均未达到差异显著(P>0.05)。在晚稻成熟期,与对照相比炉渣处理增加了32.52%(P<0.05)。

以上结果显示,混施处理2年后,仍可使稻田土壤的SOC含量较对照有显著增加,而DOC含量则较对照有显著降低(P<0.05),说明混合施加处理可提高土壤碳库的稳定性,并且具有持续效应。

2.2 炉渣与生物炭施加对水稻土微生物数量的影响

于2017年早、晚稻生长的拔节期和成熟期(施加处理2年后)采集土壤样品,分别测定细菌数量和真菌数量,结果见图2。

图2 炉渣与生物炭施加处理对土壤微生物数量及比值的影响Fig.2 Effect of slag and biochar application on the amount and ratio of soil microorganisms 图中不同大写字母表示同一时期不同施加处理间差异显著(P<0.05),不同小写字母表示同一处理不同时期间差异显著(P<0.05)

土壤细菌数量如图2所示：对照组细菌数量平均值为(1.54×107±0.11×107) CFU/g,炉渣施加处理为(2.09×107±0.14×107) CFU/g,生物炭施加处理为(2.06×107±0.10×107) CFU/g,混施处理为(2.12×107±0.18×107) CFU/g。从早、晚稻拔节期和成熟期细菌数量的均值来看,炉渣、生物炭、混施处理都增加了细菌数量。但是,施加处理对不同水稻生长时期土壤细菌数量的影响不同。在早稻拔节期,炉渣、生物炭、混合施加处理使土壤细菌数量分别增加了33.31%、30.28%、20.11%,但与对照之间差异不显著(P>0.05)。在早稻成熟期,对照与炉渣、生物炭、混合施加处理之间差异显著,3种施加处理都显著增加了土壤细菌数量(P<0.05),增加比例分别为53.44%、44.51%、47.34%。在晚稻拔节期,炉渣处理土壤细菌数量显著高于对照(P<0.05),增加比例为36.85%。在晚稻成熟期,与对照相比,生物炭和混施处理增加了细菌数量(P<0.05),增加比例分别为45.31%、71.89%。

土壤真菌数量如图2所示：对照组真菌数量平均值为(8.77×104±0.51×104) CFU/g,炉渣施加处理为(9.83×104±0.71×104) CFU/g,生物炭施加处理为(8.29×104±0.69×104) CFU/g,混施处理为(8.24×104±0.71×104) CFU/g。从总体看来只有炉渣施加处理增加了真菌数量,生物炭、混施处理真菌数量略有下降。但是施加处理对水稻不同生长时期真菌数量的影响不同。在早稻拔节期,对照与炉渣、生物炭、混合施加处理之间差异不显著(P>0.05)增加比例分别为3.29%、11.26%、13.88%。在早稻成熟期,炉渣处理显著增加了土壤真菌数量(P<0.05),增加比例为17.11%。在晚稻拔节期,炉渣与混施处理显著降低了土壤真菌数量(P<0.05),减少比例分别为24.74%、32.89%。在晚稻成熟期,炉渣、生物炭、混合施加处理都增加了土壤真菌的数量均未达到差异显著(P>0.05),增加比例分别达到28.09%、9.10%、7.00%。

土壤真菌/细菌比值如图2所示：对照处理真菌/细菌比值的平均值为5.76×10-3±0.53×10-3,炉渣处理为4.90×10-3±0.57×10-3,生物炭处理为4.12×10-3±0.25×10-3,混施处理为4.10×10-3±0.49×10-3。在早稻拔节期与对照相比,3种处理差异均不显著(P>0.05)。在早稻成熟期,与对照相比,3种处理的真菌/细菌比值均显著降低(P<0.05),分别降低了25.21%、33.90%、41.68%。在晚稻拔节期,与对照相比,3种处理的真菌/细菌比值均显著降低(P<0.05),分别降低了21.06%、31.47%、42.82%。在晚稻成熟期,对照与各施加处理之间差异不显著(P>0.05)。

2.3 环境因子与稻田土壤有机碳含量及微生物的相关性

炉渣与生物炭施加处理条件下土壤理化因子与活性有机碳含量及微生物之间的相关性分析结果如表1所示。由表1可知,SOC含量与碳/氮比值呈极显著正相关(P<0.01),与总氮呈显著正相关(P<0.05),与容重呈显著负相关(P<0.05)。DOC含量与土温、含水量呈极显著正相关(P<0.01),与容重、pH呈极显著负相关(P<0.01)。MBC含量与电导率呈显著负相关(P<0.05)。EOC含量与pH呈显著负相关(P<0.05)。细菌数量与pH呈极显著正相关(P<0.01),与土温呈极显著负相关(P<0.01)。真菌数量与含水量呈极显著正相关(P<0.01),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01)。真菌/细菌比值与含水量呈极显著正相关(P<0.01),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01),与土温呈显著正相关(P<0.05)。

表1 环境因子与土壤有机碳、细菌和真菌的Pearson相关性

*P<0.05,**P<0.01;SOC：土壤有机碳,soil organic carbon; DOC：溶解性有机碳,dissolved organic carbon;EOC：易氧化碳,easily oxidized carbon;MBC：微生物生物量碳,microbial biomass carbon

2.4 稻田土壤有机碳含量与微生物的相关性

稻田土壤有机碳含量与微生物的相关性分析结果如表2所示。由表2可知,细菌数量与DOC含量呈极显著负相关(P<0.01),与MBC含量呈显著正相关(P<0.05),与EOC含量呈显著负相关(P<0.05)。真菌数量与真菌/细菌比值呈极显著正相关(P<0.01)。真菌/细菌比值与DOC含量呈极显著正相关(P<0.01)。

表2 有机碳与土壤微生物的Pearson相关性

*P<0.05,**P<0.01; SOC：土壤有机碳,soil organic carbon; DOC：溶解性有机碳,dissolved organic carbon;EOC：易氧化碳,easily oxidized carbon;MBC：微生物生物量碳,microbial biomass carbon

3 讨论

3.1 炉渣与生物炭施加对稻田土壤有机碳的后续效应影响

Wang等人[19]在施加当年分析了稻田土壤中各种碳组分的含量,发现生物炭、炉渣单一施加和混合施加处理,均可提高早、晚稻土壤SOC、DOC、MBC的含量,但降低了EOC的含量。本研究在施加处理2年后(2017年),再次检测土壤中各有机碳的含量,结果显示施加处理组的SOC含量仍然高于对照组,DOC含量较对照组低,与对照组相比,施加处理提高了早稻土壤EOC含量,但降低晚稻土壤EOC含量。各施加处理组晚稻MBC含量较对照组高。说明炉渣与生物炭具有较为长期尺度上的碳固定与稳定作用。

稻田施加炉渣与生物炭2年后,于2017年对土壤SOC含量进行检测,发现各施加处理组土壤中SOC含量保持相对稳定,这是因为生物炭矿化速率很低[20]。与对照相比处理组SOC的含量有显著提高,其作用机制初步认为是由于炉渣中铁离子、钙离子与碳结合形成铁结合态碳和钙结合态碳,在一定程度上增加了SOC稳定性,从而促进土壤碳的固持;其次在水稻生长过程中,炉渣和生物炭的施加可以增加土壤中氮的输入,促进植物根系的生长,根系的生长过程中会分泌出大量营养物质,微生物可以直接利用这一部分营养物质,减少对土壤中碳源的利用,从而进一步影响SOC[21]。本研究进一步显示土壤SOC与土壤容重呈显著负相关,这与邓艳林等[22]的研究相似,主要是由于容重通过影响土壤通透性进一步影响植物生长,从而增加植物向土壤中的碳输入。另外在通气性较好的条件下,植物残体分解较快,可以向土壤中输入更多的碳。DOC主要来源于表层有机质的淋洗、溶解,同时也是微生物可以直接利用的碳源。本研究发现拔节期的DOC含量比成熟期的高,一方面在拔节期土壤长期处于淹水状态会使土壤孔隙中丰富的DOC释放到水中,造成土壤中DOC的流失[23]，另一方面土壤DOC含量同样也受人为耕作条件、微生物活性等一系列因素控制[24]。表1显示土壤DOC与土温呈极显著正相关,这与Toosi等[25]的研究结果一致,主要是因为温度高有利于有机质的分解从而促进土壤可溶性有机碳含量的增加。EOC是土壤有机碳中最容易被氧化的活性有机碳,其含量与SOC含量密切相关。土壤中SOC含量高的时期,其EOC的含量也相对较高。图1显示在早稻生长期炉渣、生物炭、混施处理EOC的含量都比对照低,主要因为炉渣和生物炭的施加使土壤的pH升高,pH值可以影响土壤微生物的活性和类群,从而进一步影响EOC的循环[26]。另外外源物质施加之后,作为重要的胶结物质可以增强土壤有机碳保护机制的形成,如团聚体物理保护、铁铝化学保护以及微生物作用的影响,进而逐步使得活性碳向惰性碳转化。MBC主要是真菌、细菌等土壤微生物体内结合的有机碳,是土壤中最活跃的有机碳,与土壤有机碳之间的转换密切相关。与对照组比,施加处理增加了MBC含量,主要是因为炉渣与生物炭施加后经过一定时间的迁移、转化,可以进一步改善土壤结构,形成一种适合于微生物生长的环境,从而促进了微生物生物量在施加两年后进一步提高。本研究发现在早稻生长期对照组及各施加处理组MBC的含量都比晚稻的高,其原因可能是在上一年植物残体分解为微生物提供了大量可利用的碳源,促进了微生物的繁殖,所以早稻的MBC含量高于晚稻的MBC[27]。另一方面,经过早稻生长期,土壤中的营养物质被大量利用,导致微生物可利用的营养物质减少,从而导致MBC的含量也相对较少[28]。

3.2 炉渣与生物炭施加对稻田土壤微生物的影响

微生物是土壤有机质的主要分解者,微生物的数量、活性及群落结构变化会使微生物的代谢发生变化,从而进一步影响土壤中碳的储量[29]。图2显示炉渣、生物炭、混合施加对土壤微生物的数量都有较大影响。拔节期真菌、细菌数量高于成熟期,这与王妙莹等[13]的研究结果一致。水稻在拔节期生长旺盛,根系分泌出大量的营养物质可供微生物利用，其次在拔节期土壤容重低,土壤通透性好,更有利于微生物的生长繁殖[30]。生物炭、炉渣呈碱性,施加生物炭、炉渣后可以提高土壤pH,在一定的程度上增加了细菌数量[31],炉渣中还含有大量的微量元素和矿物质,炉渣的施加可以补充土壤中的微量元素,从而提高细菌数量。早稻生长期和晚稻生长期相比,早稻的细菌数量明显多于晚稻,其原因是经过一两个月的土地休整期,土壤中的细菌数量恢复到较高水平;其二是植物残体腐烂为土壤提供了大量腐殖质,微生物利用这些营养物质进行大量繁殖,这与宗庆姝等[32]研究一致。在2015年炉渣和生物炭施加当年,本课题组曾对真菌数量、细菌数量进行过测定,结果显示炉渣和生物炭施加会降低细菌和真菌的数量。初步认为炉渣中富含丰富的矿物质,缺乏有机质,施加后使土壤中微生物可利用的碳源减少,从而抑制微生物的生长繁殖[33]。而且施加的生物炭大多以稳定芳香环不规则叠层堆积存在,表现出高度的微生物和化学惰性,施进土壤后难以被土壤微生物利用[34]。但是,施加处理2年后(2017年)的检测结果显示,早、晚稻生长期各处理组的细菌数量都高于对照组。可能原因是炉渣和生物炭施加后,土壤微生物逐渐适应改变后的环境,加上生物炭富含微孔,可以使水分和养料保存在微孔中,可为微生物提供良好的生存环境,避免被其他生物捕食[35]。

3.3 稻田土壤有机碳含量、微生物及其与环境因子的关系

细菌数量对有机碳和环境变化敏感,其中MBC含量与细菌数量呈显著正相关,其原因是细菌是土壤中重要的微生物种类,也是MBC的主要贡献者,因此,细菌数量越高,MBC含量也高。EOC和DOC分别与细菌数量呈显著和极显著负相关,其原因可能是因为细菌数量增多时，土壤中的EOC和DOC被细菌大量利用,从而导致在土壤中的含量相对较少。土壤温度与细菌数量呈极显著正相关,土壤温度升高,酶的活性加强,从而导致微生物的生命活动加强[36]。土壤中的木质素和纤维素主要是通过真菌分解的,因此施加处理对真菌数量的影响较小。从图2可以看出拔节期的真菌数量比成熟期的真菌数量都要多,其原因可能是在拔节期水稻田处于淹水状态，而土壤湿度和通气量可能是影响真菌最大的影响因素[37],其次在拔节期水稻的秸秆没有完全降解,真菌可以直接利用这些秸秆作为碳源进行生长繁殖。此外,本研究发现低SOC的土壤中细菌、真菌的数量也相对较少,这些研究结果与近年来相关的研究结果基本一致[38]。真菌/细菌比值可作为土壤微生物群落变化的指标。有研究表明,真菌/细菌的比值越高,土壤生态系统的稳定性和健康程度越高[39],本研究发现在水稻的拔节期真菌/细菌比值都比成熟期高,说明在拔节期土壤生态系统要比成熟期的好。

4 结论

(1)炉渣和生物炭单一施加和混合施加2年后,施加处理组土壤SOC含量较对照组仍有显著提高;DOC、EOC、MBC含量与对照组差异不显著。

(2)炉渣和生物炭单一施加和混合施加2年后,与对照组对比,施加处理组真菌数量、细菌数量增加并不显著。单纯比较细菌、真菌数量及其比值对土壤碳库稳定性的指示作用不强。

(3)真菌、细菌并未对土壤SOC产生明显影响。细菌数量和DOC及EOC呈负相关,说明细菌数量的升高不利于土壤碳库的稳定。

致谢：本研究在野外采样与室内分析过程中得到福建师范大学杨柳明老师,以及刘旭阳,金强同学的帮助,特此致谢。