生物炭添加阻控河岸林地氮污染

摘要

【目的】探究不同生物炭添加量对河岸林土壤化学性质、酶活性、微生物群落组成的影响，明晰生物炭添加对河岸林地氮污染削减的影响机制，为流域面源污染阻控及生态修复提供科学依据。【方法】以河北省保定市清水河沿岸毛白杨人工林为研究对象，采用单因素方差分析和相关性分析方法，分析不同生物炭添加量（0、3、6 t/hm²）对河岸林地阻控氮污染的效果。【结果】（1）不同生物炭添加量的毛白杨林地土壤化学性质具有显著性差异（P<0.05）。同对照相比，3 t/hm²生物炭添加组全氮（TN）、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）、有机质（SOM）、有机碳（SOC）分别提高10.39%、46.15%、8.57%、38.03%和51.23%。6 t/hm²生物炭添加组TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N、SOM、SOC分别提高26.62%、92.31%、65.00%、78.05%和135.47%。（2）不同生物炭添加量的毛白杨林地土壤酶活性具有显著性差异（P<0.05）。与对照相比，3 t/hm²生物炭添加组脲酶（S-UE）、硝酸还原酶（S-NR）、亚硝酸还原酶（S-NIR）活性分别提高35.00%、69.41%和85.71%。6 t/hm²生物炭添加组S-UE、S-NR、S-NIR活性分别提高63.33%、104.31%和77.92%。（3）高通量测序结果表明，生物炭添加提高了变形菌门、未分类菌门、拟杆菌门的相对丰度，降低了放线菌门的相对丰度。（4）土壤化学性质、酶活性与细菌优势门的相关性分析表明，SOC、SOM、S-NR、S-NIR是影响土壤微生物群落门水平的主要因子。【结论】生物炭添加能提高毛白杨林地土壤对氮素的截留能力，并且增强土壤氮循环相关酶活性，改善土壤微生物群落结构，进而影响土壤中氮素的转化与去除。在不同处理组中，6 t/hm²的添加量表现出最为显著的效果。

关键词

河岸缓冲带 / 农业面源污染 / 毛白杨 / 生物炭 / 微生物群落 / 氮污染