添加解磷菌劑的生物炭對(duì)冬馬鈴薯磷吸收和土壤細(xì)菌群落組成的影響*

強(qiáng)茹茹，曾 捷，達(dá)布希拉圖

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南磷化集團(tuán)，國家磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650607)

磷是植物必需的營養(yǎng)素之一[1]。磷尾礦中含有很多作物生長所需的礦質(zhì)元素，將磷礦粉作為磷源已有多年的歷史[2]。但磷尾礦綜合利用率低，且傳統(tǒng)的磷提取方法存在成本高和無法被植物直接吸收等問題[3]。目前，利用解磷微生物(phosphate-solubilizing microorganism，PSM)可以分解出磷礦粉中的磷，也可以把土壤中難溶性或不溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化為速效磷形態(tài)，以供植物生長所需[4-5]。生物炭作為一種性質(zhì)獨(dú)特的材料，其豐富的孔隙結(jié)構(gòu)及對(duì)水肥有吸附作用[6]，可直接為土壤微生物提供良好的庇護(hù)所和生長所需養(yǎng)分[7]。大量研究表明：生物炭不僅能通過改變微生物群落結(jié)構(gòu)來影響土壤磷素轉(zhuǎn)化[8]，還可以通過抑制土壤中速效磷與其他離子結(jié)合來提高土壤有效磷含量[9-14]。蔡越桐[15]研究表明：單施生物炭或解磷菌均可促進(jìn)土壤磷素活化，且添加3%的生物炭+解磷菌更能加快土壤磷素活化速率。趙毅珺等[16]發(fā)現(xiàn)：每盆增施50.1 g 生物炭并配施10 mL 解磷菌劑對(duì)苜蓿土壤養(yǎng)分、酶活性、產(chǎn)量及營養(yǎng)元素吸收量效果最好。馬梅榮等[17]研究表明：麥麩和鋸末可以在較長時(shí)間保持較高的吸菌量，可為微生物提供充足的營養(yǎng)成分；其極好的吸水性使載體疏松，更適合微生物生長繁殖。

目前，大多研究集中在從磷尾礦中或富含磷尾礦的土壤中篩選高效解磷微生物，分析其對(duì)土壤中磷素和微生物群落組成的影響。而篩選出的解磷微生物能否被高效利用、在土壤環(huán)境中是否可以存活甚至優(yōu)勢我們認(rèn)為與土壤環(huán)境中的炭組成關(guān)系密切。因此，本研究選用從土壤中分離篩選的3 株解磷能力較強(qiáng)的解磷菌，制成混合菌劑，通過田間試驗(yàn)，研究生物炭和解磷菌劑對(duì)馬鈴薯植株的生長、土壤中磷素的活化效果及植株對(duì)磷素吸收利用的影響，并進(jìn)一步探討生物炭對(duì)解磷菌劑的作用，旨在為提高磷素利用率及磷尾礦資源的利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及供試品種

田間試驗(yàn)在云南省德宏州芒市風(fēng)平鎮(zhèn)帕底村(N24°05′～24°39′，E98°05′～98°44′)進(jìn) 行，海拔916 m，年平均氣溫17 ℃，年降水量2 100 mm。試驗(yàn)地前茬作物為水稻。供試品種為馬鈴薯麗薯6 號(hào)。

1.2 供試土壤

試驗(yàn)布置前每個(gè)小區(qū)按五點(diǎn)采樣法采樣，用土鉆取0～20 cm 耕層土壤混合帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干并過20 目和100 目篩，保存?zhèn)溆?。參照《土壤農(nóng)化分析》[18]測定其基本理化性質(zhì)為：pH 5.94，有機(jī)質(zhì)含量21.85 g/kg，堿解氮含量80.13 mg/kg，速效磷含量22.45 mg/kg，速效鉀含量158.91 mg/kg。

1.3 試驗(yàn)材料

生物炭(原材料為小麥秸稈，500 ℃高溫厭氧條件下熱解4 h)由南京勤豐秸稈科技有限公司提供；磷尾礦為晉寧磷尾庫的擦洗尾礦，將其粉碎至0.5～1.0 cm 顆粒，速效磷用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的工業(yè)級(jí)鹽酸酸解提取，P2O5凈出率在96%以上；麥麩和鋸末(混合木)作為一個(gè)整體，為優(yōu)化接種解磷微生物的有機(jī)物料，由云南磷化集團(tuán)有限公司磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究分公司提供。各材料基本性質(zhì)見表1。

表1 試驗(yàn)材料基本性質(zhì)Tab.1 Basic properties of the tested materials

本課題組于云南山原紅壤中分離篩選得到3 株高效解磷菌株，解磷量為47.08～83.86 mg/L。菌株間無拮抗反應(yīng)，可以進(jìn)行菌株復(fù)配(菌株鑒定與試驗(yàn)高通量測序一并進(jìn)行)。委托云南省微生物發(fā)酵工程研究中心培養(yǎng)菌液，制成3 株菌株的混合解磷菌劑，其活菌密度為108CFU/mL 量級(jí)菌液。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理3 次重復(fù)，共12 個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為7 m×7 m。設(shè)置4 個(gè)處理：以(麥麩+鋸末)+磷尾礦為對(duì)照(CK)，分別添加生物炭(WB)、解磷菌劑(WP)以及生物炭和解磷菌劑配施(WBP) (表2)。

試驗(yàn)于2017 年12 月12 日播種，2018 年4 月16 日收獲。馬鈴薯生長所需的氮肥為尿素(N 151.73 kg/hm2)，鉀肥為硫酸鉀(K2O 119.52 kg/hm2)，將上述氮肥和鉀肥總量的2/3 基施，剩余1/3 分別于2018 年1 月22 日和2 月10 日等量追施完成；以磷尾礦為磷肥，設(shè)置每100 g 土施用0.5 g 的生物炭，將二者與麥麩和鋸末一次性施入，并與20 cm 耕層土翻耕均勻。解磷菌液以1∶50 稀釋，將其噴灑在WP 和WBP 處理中的固體基料(麥麩和鋸末)上，使其濕潤；其余處理噴施等量水。試驗(yàn)期間2018 年1 月11 日噴施代鋅錳森預(yù)防早疫病，7 d 后再噴施1 次；2 月10 日噴施百泰，進(jìn)行病蟲害防治。馬鈴薯生育過程中，各處理田間管理保持一致。

1.5 樣品采集

分別于馬鈴薯生長的苗期、開花期、現(xiàn)蕾期和收獲期采集植株和土壤樣品。

植株：每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)取具有代表性的5 株植株，將整株帶回實(shí)驗(yàn)室，用自來水沖洗干凈，晾干，將地上部、根(包括匍匐莖和根系)和塊莖等器官分離包裝，于105 ℃殺青30 min，75 ℃烘至恒質(zhì)量，用于全磷的測定。

土壤：在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)按五點(diǎn)取樣法采集表層土(0～20 cm)，揀去石頭和植物殘茬后置于自封袋中，準(zhǔn)確標(biāo)記，帶回實(shí)驗(yàn)室后自然風(fēng)干并過篩，用于速效磷的測定。將WP 和WBP 處理苗期和收獲期的土壤樣品取出一半分別放于無菌封口袋中，準(zhǔn)確標(biāo)記，保存于放有冰袋的保溫箱中，帶回試驗(yàn)后立即存于-80 ℃冰箱中，用于16S rRNA (細(xì)菌)測序。將委托于云南省微生物發(fā)酵工程研究中心培養(yǎng)制成的3 株菌株的混合解磷菌劑(DB4 處理)同樣用于16S rRNA (細(xì)菌)測序。

1.6 指標(biāo)測定

土壤速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測定，植株全磷含量采用濃H2SO4—H2O2消煮—釩鉬黃比色法測定。具體方法步驟參照《土壤農(nóng)化分析》[18]。

采用以下公式對(duì)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算：

磷素累積吸收量=各器官干物質(zhì)積累量×磷含量×100%；

磷分配率=各器官磷素累積量/馬鈴薯全株磷累積量×100%。

1.7 土壤DNA 的提取與高通量測序

1.7.1 基因組 DNA 的提取

采用 MO BIO 強(qiáng)力土壤DNA 提取試劑盒(MO BIO Laboratories，Carlsbad，CA，USA)[19-20]。對(duì)樣本的基因組 DNA 進(jìn)行提取，之后利用瓊脂糖凝膠電泳和Nanodrop 檢測 DNA 的純度和含量，取適量的樣品于離心管中，使用無菌水稀釋樣品至10 ng/μL，于-40 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.7.2 PCR 擴(kuò)增

以稀釋后的基因組 DNA 為模板，根據(jù)測序區(qū)域的選擇，使用帶 Barcode 的特異引物和高效高保真的酶(TAKARA，大連)進(jìn)行PCR，確保擴(kuò)增效率和準(zhǔn)確性。引物對(duì)應(yīng)區(qū)域：細(xì)菌16S V4區(qū)引物515F (5′-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3′)和909R (5′-CCCCGYCAATTCMTTTRAGT-3′)。

1.7.3 PCR 產(chǎn)物純化和定量

PCR 產(chǎn)物使用1%的瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳檢測。根據(jù)PCR 產(chǎn)物質(zhì)量濃度進(jìn)行等量混樣，充分混勻后使用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR 產(chǎn)物，對(duì)目的條帶使用生工公司提供的膠回收試劑盒(Sangon Biotech,China，Cat# SK8132)回收產(chǎn)物，并用Nanodrop 進(jìn)行含量和質(zhì)量的測定、文庫構(gòu)建和上機(jī)測序：使用TruSeq?DNA PCR-Free Sample Preparation Kit 建庫試劑盒進(jìn)行文庫構(gòu)建，構(gòu)建好的文庫經(jīng)過Qubit 和qPCR 定量，文庫合格后，使用v2 測序試劑盒 (2×250 bp)和Miseq 測序儀進(jìn)行上機(jī)測序。

1.8 統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行處理和制圖，SPSS 18.0 軟件進(jìn)行方差分析，利用Qiime軟件(Version 1.9.0)計(jì)算α 多樣性指數(shù)(Chao1 指數(shù)、Shannon 指數(shù)和Simpson 指數(shù))，用Origin 軟件繪制稀釋曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物炭和解磷菌對(duì)冬馬鈴薯植株干物質(zhì)積累量的影響

由表3 可知：在整個(gè)生育期內(nèi)，各處理馬鈴薯地上部積累量呈先增加后減少的趨勢，在盛花期達(dá)到最大值，且生物炭(WB)、解磷菌(WP)和生物炭+解磷菌(WBP)處理的干物質(zhì)積累量均顯著高于對(duì)照(CK)，增幅分別為44.57%、32.14%和60.56%，WBP 處理效果最優(yōu)；根部干物質(zhì)積累量的上升趨勢較為平緩，且各時(shí)期WB 和WP處理間差異未達(dá)顯著水平；塊莖干物質(zhì)積累量呈持續(xù)上升趨勢，于收獲期達(dá)到峰值，此時(shí)，WB 比WP 處理的積累量顯著增加8.2%，WBP處理的干物質(zhì)積累量分別比WB、WP 及CK 處理顯著增加5.32%、13.98%和31.64%。在整個(gè)生育期內(nèi)，馬鈴薯整株的干物質(zhì)積累量呈“S”形增長的趨勢，且干物質(zhì)積累量依次為WBP＞W(wǎng)B＞W(wǎng)P＞CK 處理。

表3 馬鈴薯植株不同器官干物質(zhì)積累量Tab.3 Dry matter accumulation in different organs of potato plant

2.2 生物炭和解磷菌對(duì)冬馬鈴薯磷素累積和分配的影響

2.2.1 冬馬鈴薯各器官磷素累積量

由表4 可知：馬鈴薯整株磷素累積量呈持續(xù)遞增的變化趨勢，其中，除苗期外，WBP 處理的磷素累積量顯著高于WB、WP 和CK 處理；到收獲期，WB、WP 和WBP 處理的整株磷素累積量分別比CK 增加53.58%、45.91%和90.65%。塊莖磷素累積量也呈持續(xù)上升趨勢，且高于其他器官；在盛花期大幅度提升，WBP 處理的磷素累積量顯著高于WB、WP 和CK 處理，分別增加25.58%、48.08%和85.35%。地上部磷素累積量與根部變化趨勢相似。在苗期WB、WP 和WBP處理地上部磷素累積量差異未達(dá)顯著水平，于現(xiàn)蕾期出現(xiàn)顯著差異；盛花期時(shí)，各處理磷素累積量達(dá)到最高，且均顯著高于CK，WBP 處理相較WB 和WP 處理分別顯著增加21.50%和28.82%。根部的磷素累積量于現(xiàn)蕾期達(dá)到峰值，此時(shí)，WBP 處理顯著高于WB、WP 和CK 處理，分別提高16.44%、20.60%和56.81%，而后由于向塊莖中轉(zhuǎn)移磷素而下降。總體上看，WB、WP 和WBP 處理在馬鈴薯生長期間磷素累積量均大于CK，添加生物炭后對(duì)馬鈴薯各器官磷素累積量的促進(jìn)作用高于未添加生物炭處理，其中，WBP處理效果達(dá)到最優(yōu)。

表4 不同處理的馬鈴薯各器官磷素積累量Tab.4 Phosphorus accumulation in potato organs of different treatments

2.2.2 冬馬鈴薯植株磷的分配運(yùn)轉(zhuǎn)

磷在馬鈴薯植株內(nèi)的分布隨著生長中心的轉(zhuǎn)移而發(fā)生變化。由圖1 可知：在馬鈴薯生長初期，磷主要分配在地上部莖葉中，用于建成光合系統(tǒng)；隨著植株的生長，現(xiàn)蕾期地上部磷迅速下降；到塊莖形成時(shí)，地上部莖葉中大部分的磷隨著養(yǎng)分在植株各器官的運(yùn)轉(zhuǎn)分配到塊莖中，用于塊莖的形成和營養(yǎng)儲(chǔ)存，塊莖中磷的分配比例隨之增加；還有一部分磷在根部，以供植株生長。

圖1 馬鈴薯植株磷分配率動(dòng)態(tài)變化)Fig.1 Dynamic change of phosphorus distribution rates of potato plants

2.3 不同處理對(duì)土壤速效磷含量的影響

由圖2 可知：隨著馬鈴薯生育期的推進(jìn)，各處理速效磷的含量均呈先增后減的趨勢，在植株收獲期時(shí)最低。從苗期到現(xiàn)蕾期，WBP 處理的土壤速效磷含量顯著高于WB、WP 和CK 處理；現(xiàn)蕾期時(shí)，表現(xiàn)為WBP＞W(wǎng)P＞W(wǎng)B＞CK；收獲期時(shí)，WBP、WB 和WP 處理間的差異不顯著。而WP 和WB 處理在整個(gè)生育期間差異均不顯著。從苗期到收獲期，WBP 處理比WB 和WP 處理的土壤速效磷含量分別高11.14%和18.72%、16.00%和12.11%、12.16%和30.96%、33.22%和16.88%。土壤速效磷含量在現(xiàn)蕾期達(dá)到峰值，此時(shí)，WBP、WP 和WB 處理依次比CK 高73.50%、54.76%和49.57%。總體上看，WBP 處理可顯著提高土壤速效磷含量。

圖2 土壤速效磷含量的變化)Fig.2 Changes of available phosphorus content in soil

2.4 生物炭對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響

2.4.1 添加解磷菌劑處理對(duì)土壤細(xì)菌多樣性的分析

由圖3 可知：隨著測序量的不斷增大，各樣品 OTUs 數(shù)量的增加趨于平緩，測序趨于飽和，說明測序數(shù)據(jù)量合理，足以反映土壤樣本的物種多樣性。兩個(gè)取樣時(shí)期中，添加生物炭處理物種豐富度高于未添加生物炭處理；在馬鈴薯收獲期，物種豐富度最高。

圖3 添加解磷菌劑的生物炭處理后土壤樣品的稀釋曲線)Fig.3 Dilution curve of soil sample after treatment with biochar added with phosphate liberation bacteria

由表5 可知：細(xì)菌文庫的覆蓋率均可達(dá)到85%以上，說明試驗(yàn)所建立的文庫可以滿足解釋土壤細(xì)菌多樣性的需要。WP 和WBP 處理于馬鈴薯苗期及收獲期的 OTUs 數(shù)為1 290～2 282。在苗期和收獲期，與WP 相比，WBP 處理提高了Chao1 指數(shù)，說明添加生物炭可以提高土壤群落豐富度；在苗期，生物炭的添加能提高香農(nóng)指數(shù)，說明可提高群落多樣性，但在收獲期，添加生物炭對(duì)群落多樣性影響不大。

表5 添加解磷菌劑的生物炭處理后土壤細(xì)菌α 多樣性指數(shù)Tab.5 Soil bacterial α diversity index after treatment with biochar added phosphate liberation bacteria

2.4.2 添加解磷菌劑的生物炭處理后土壤細(xì)菌群落組成分析

3 株解磷菌所制成的解磷菌劑測序結(jié)果顯示：這3 株解磷細(xì)菌為變形菌門(Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)和厚壁菌門(Firmicutes)。由圖4 可知：將添加解磷菌劑的WP 和WBP 處理施入土壤后，土壤中的優(yōu)勢菌群豐度從高到低依次為變形菌門(Proteobacteria) (平均為36.32%)、擬桿菌門(Bacteroidetes) (平均為32.82%)和放線菌門(Actinobacteria) (平均為7.63%)，而厚壁菌門(Firmicutes)不再為優(yōu)勢菌群。在苗期，相較WP 處理，WBP 處理下變形菌門的相對(duì)豐度增加36.71%，說明生物炭的添加促進(jìn)變形菌門的生長繁殖；而隨著時(shí)間的推移，在收獲期，其群落豐度下降。此外，添加生物炭后，苗期和收獲期的擬桿菌門群落相對(duì)豐度分別減少10.92%和9.79%；對(duì)厚壁菌門的生長繁殖影響不大。綜上，說明生物炭對(duì)土壤中細(xì)菌群落分布有影響，且在不同時(shí)間表現(xiàn)有所不同；而生物炭對(duì)解磷菌是有影響的。

圖4 相對(duì)豐度前10 的群落結(jié)構(gòu)分布(門))Fig.4 Community structure distribution of the top 10 relative abundance (phylum)

3 討論

已有研究表明：生物炭對(duì)許多作物都有正效應(yīng)。房彬等[21]施加不同生物炭用量發(fā)現(xiàn)：玉米根莖葉生物量提高8.6%～46.8%，油菜根莖葉生物量提高17.2%～30.3%?？麓毫恋萚22]研究表明：施加解磷菌劑對(duì)香蕉植株生長具有明顯的促進(jìn)作用。本研究與前人研究結(jié)果一致。生物炭(WB)和解磷菌劑(WP)均能顯著增加馬鈴薯各器官及整株的生物量，其中，以生物炭為載體的解磷菌劑(WBP)效果優(yōu)于單施生物炭和解磷菌處理。田間試驗(yàn)表明：配合施用生物炭和解磷菌劑后，植株長勢強(qiáng)于其他處理。

土壤速效磷是表征土壤供磷能力的重要指標(biāo)[15]。本試驗(yàn)中，在馬鈴薯現(xiàn)蕾期、盛花期和收獲期，WB、WP 和WBP 處理的土壤速效磷的含量均高于CK。其中，于現(xiàn)蕾期達(dá)到峰值，WBP、WP 和WB 處理依次比CK 高73.50%、54.76%和49.57%。其原因可能是研究選用的解磷菌株屬于腸桿菌屬和假單胞菌屬，施入土壤后，一些簡單的有機(jī)物質(zhì)被降解，釋放出多種有機(jī)酸和酸性物質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)磷礦粉溶解。前人研究表明：以磷礦粉作為唯一磷源，培養(yǎng)解磷能力較強(qiáng)的菌株為假單胞菌和歐文氏菌，5 d 后可溶性磷的含量最高可達(dá)11.7 mg/L[23]，溶磷能力較強(qiáng)的細(xì)菌還有腸桿菌屬和伯克氏菌屬[24-25]。還有可能是因?yàn)樯锾磕举|(zhì)組織在炭化過程中會(huì)釋放磷酸鹽，是土壤中磷素的直接來源[8,26]；或是生物炭減少對(duì)土壤中磷素的固定，促進(jìn)土壤中難溶態(tài)磷的活化作用[27]，從而提高土壤有效態(tài)磷的含量[28]。

馬鈴薯磷素的吸收利用以及各器官磷素分配比例對(duì)其生長發(fā)育尤為重要[29]。夏錦慧[30]研究表明：馬鈴薯的磷素在生育前期主要分配在莖和葉中，塊莖一旦形成，便向其中進(jìn)行轉(zhuǎn)移，成熟收獲時(shí)塊莖中的磷素可占全株的80%以上。這與本研究結(jié)果相同。塊莖磷的分配率和馬鈴薯各器官磷素的積累量結(jié)果均表現(xiàn)為WBP＞W(wǎng)B＞W(wǎng)P＞CK，說明生物炭和解磷菌劑的添加有利于馬鈴薯對(duì)磷素的吸收與利用，進(jìn)而促進(jìn)馬鈴薯植株的生長，二者之間有協(xié)同作用，配施效果更好。趙毅珺等[16]研究發(fā)現(xiàn)：生物炭與解磷菌劑配施可以明顯提高土壤養(yǎng)分含量，這與本研究結(jié)果一致。

微生物對(duì)土壤中磷素的轉(zhuǎn)化有著重要的意義[31]。一些研究發(fā)現(xiàn)：生物炭都會(huì)對(duì)土壤細(xì)菌和真菌等群落結(jié)構(gòu)有所影響。江琳琳[32]研究發(fā)現(xiàn)：擬桿菌門(Bacteroidetes)為主要的細(xì)菌群落，在模擬條件下添加生物炭第7 周時(shí)可增加紅壤和棕壤中擬桿菌門豐度；在鹽堿土和棕壤土中添加生物炭可增加變形菌門(Proteobacteria)豐度；而在玉米棕壤農(nóng)田試驗(yàn)中，擬桿菌門、厚壁菌門和浮霉菌門豐度減少。本研究篩選出的3 株解磷細(xì)菌分別為變形桿菌門、擬桿菌門和厚壁菌門。將添加有解磷菌劑的WP 處理和WBP 處理施入土壤后，變形菌門、擬桿菌門和放線菌門為優(yōu)勢菌群，平均相對(duì)豐度分別為36.32%、32.82%和7.63%。相較于WP 處理，添加生物炭后，擬桿菌門相對(duì)豐度減少；在苗期，變形菌門相對(duì)豐度增加；對(duì)厚壁菌門相對(duì)豐度影響不大，且不再為優(yōu)勢菌群。這在一定程度可以說明生物炭對(duì)解磷菌是有作用的。而產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)楫?dāng)土壤基本理化性狀被生物炭影響后，細(xì)菌為適應(yīng)土壤的改變而改變自身的群落結(jié)構(gòu)[33-34]，導(dǎo)致適應(yīng)性較強(qiáng)或喜好這種改變的細(xì)菌菌群得以保留和發(fā)展[35]。隨著馬鈴薯的生長，在收獲期，變形菌門相對(duì)豐度下降，反映了在不同取樣時(shí)間生物炭對(duì)解磷微生物的影響有所不同。變形菌門作為細(xì)菌最大的門類，包含大腸桿菌和沙門氏菌等在內(nèi)的諸多病原菌，豐度下降的原因可能是生物炭會(huì)抑制變形菌門活性，進(jìn)而降低相關(guān)病原菌的相對(duì)豐度，有利于作物的生長；也有可能是因?yàn)榈缴笃?，其活性降低或者是由于其他微生物群落的增加而使其豐度降低。趙毅珺等[16]研究發(fā)現(xiàn)：解磷菌劑能在適宜的條件下，通過結(jié)合土壤中的有益微生物改善土壤微生物菌群，分解土壤中的有效養(yǎng)分，幫助土壤養(yǎng)分系統(tǒng)更好地運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)土壤表現(xiàn)出活化效應(yīng)。陳敏等[36]研究表明：生物炭的施用促進(jìn)了土壤中微生物數(shù)量的增加，尤其是固氮菌、解磷菌和解鉀菌的數(shù)量分別增加43.9%、35.7%和16.1%。

綜上所述，在土壤中接種解磷菌劑和添加生物炭是增加土壤有效磷和改善作物磷素營養(yǎng)的有效途徑[5]。相比于解磷菌劑或生物炭的單獨(dú)施用，生物炭和解磷菌配施可促進(jìn)馬鈴薯植株生長，促進(jìn)磷素的活化與轉(zhuǎn)化，提高植株對(duì)磷的吸收利用。這在一定程度上可以說明生物炭對(duì)解磷菌有促進(jìn)作用。其主要原因是生物炭疏松多孔的孔隙結(jié)構(gòu)及對(duì)水和養(yǎng)分的吸附作用為解磷微生物提供良好的生存空間[6,19]，增強(qiáng)解磷菌的活性，進(jìn)而達(dá)到活化磷的目的[37]。此外，有研究報(bào)道：將解磷菌接種到土壤后，其溶磷效果與土壤中碳素的供給密切相關(guān)[38]，而生物炭中含有豐富的碳源，二者混合提高了解磷菌的解磷作用，有利于磷尾礦中磷素的分解。

4 結(jié)論

將解磷菌劑和生物炭直接施入土壤中，能促進(jìn)土壤中磷素的活化；3 株高效解磷菌中，變形菌門和擬桿菌門活性較好，為優(yōu)勢菌群。生物炭的添加能影響解磷細(xì)菌，改變土壤細(xì)菌種群分布，增強(qiáng)其解磷效果，從而提高土壤磷素的有效性，促進(jìn)植株對(duì)磷的吸收利用，進(jìn)而利于植株生長發(fā)育。