【摘 要】
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杉木是我国特有的速生丰产树种,其人工林面积1.48亿亩,居全国人工林之首。杉木人工林连栽而引发的地力衰退、生产力下降等问题严重威胁到我国人工林的可持续经营。研究人工林土壤退化阻控及修复模式和技术成为了亟待解决的重要问题。生物炭是一种很有潜力的土壤改良材料,将生物炭施入林下土壤是提高集约化经营人工林生产力和恢复土壤质量的一种方式。本研究以2018年初新造二代杉木人工林（江西省分宜县中国林业科学研究院
【基金项目】
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中国林业科学研究院重点项目“困难立地土壤修复新技术与地力维持机制研究”（CAFYBB2018ZD002）；
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杉木是我国特有的速生丰产树种,其人工林面积1.48亿亩,居全国人工林之首。杉木人工林连栽而引发的地力衰退、生产力下降等问题严重威胁到我国人工林的可持续经营。研究人工林土壤退化阻控及修复模式和技术成为了亟待解决的重要问题。生物炭是一种很有潜力的土壤改良材料,将生物炭施入林下土壤是提高集约化经营人工林生产力和恢复土壤质量的一种方式。本研究以2018年初新造二代杉木人工林（江西省分宜县中国林业科学研究院亚热带实验中心山下林场）为研究对象,2019年初采用环状沟施的方式施入普通竹制生物炭和微生物改性生物炭(0、2.22 t·ha-1、4.44 t·ha-1、6.67 t·ha-1、8.89 t·ha-1、11.11 t·ha-1),探究施入生物炭对连栽杉木幼林生长和土壤性质的影响,这对杉木人工林提质增效、提升其生态系统服务功能具有重要意义。主要研究结果如下:（1）两种生物炭在第二个生长季开始对杉木树高、地径的平均净增长有显著影响,且均在施入量为4.44 t·ha-1时的促进效果最显著,微生物改性生物炭(4.44 t·ha-1)处理下的树高、地径净增长分别高于对照65.92cm（23.99%）和15.14mm（28.83%）,普通竹制生物炭(4.44 t·ha-1)处理下的树高净增长高于对照70.65cm（25.71%）,地径净增长与对照相比没有显著差异。在施入量为2.22-6.67 t·ha-1时,两种生物炭对杉木树高、地径生长均有促进作用,随着施入量的增大,促进效果开始减弱,到11.11 t·ha-1时,普通竹制生物炭对杉木生长产生一定的抑制作用;同一施入量下,微生物改性生物炭对杉木生长的促进作用普遍强于普通竹制生物炭。（2）施入生物炭对施炭处土壤物理性质有极显著影响,普通竹制生物炭和微生物改性生物炭应用下的施炭处0-10cm土层土壤含水率、饱和持水量、总孔隙度随施入量的增大呈显著上升趋势,范围分别为22.54-33.59%和22.54-38.79%、570.45-1212.06 g·kg-1和570.45-1057.26 g·kg-1、57.44-67.23%和57.44-72.08%,普通竹制生物炭和微生物改性生物炭应用下的施炭处0-10cm土层土壤密度随施入量的增大呈显著下降趋势,均为1.01-0.56g·cm-3。同一施入量下,微生物改性生物炭对土壤含水率的提升效果更显著,普通竹制生物炭对土壤总孔隙度的提升效果更显著;生物炭对施炭旁土壤物理性质的影响不显著。（3）施入生物炭显著提高了施炭处土壤p H、养分含量和阳离子交换量,普通竹制生物炭和微生物改性生物炭应用下的施炭处0-10cm土层土壤p H、有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量随施入量的增大呈显著上升趋势,范围分别为3.69-5.43和3.69-5.92、20.75-56.45 g·kg-1和20.75-48.83 g·kg-1、1.52-2.57 g·kg-1和1.52-2.30 g·kg-1、0.21-0.53 g·kg-1和0.21-0.35 g·kg-1、189.36-310.92 mg·kg-1和189.36-301.38 mg·kg-1、1.66-27.00 mg·kg-1和1.66-3.71 mg·kg-1、40.86-173.18 mg·kg-1和40.86-268.66 mg·kg-1,普通竹制生物炭和微生物改性生物炭应用下的施炭处土壤阳离子交换量均在施入量为4.44 t·ha-1时最高,分别为17.25 cmol（+）·kg-1和19.04 cmol（+）·kg-1。同一施入量下,微生物改性生物炭对施炭处土壤p H、阳离子交换量和速效钾含量的影响更显著,而普通竹制生物炭对全氮、全磷、碱解氮和有效磷含量的影响更显著。两种生物炭在一定程度上提高了根际土壤有机碳含量、碳氮比和p H,降低了全钾、碱解氮和有效磷含量,但效果并不显著。两种生物炭对施炭旁土壤p H无显著影响,随施入量增大,一定程度上降低了施炭旁土壤养分含量,但效果并不显著。（4）施入生物炭对土壤微生物多样性有显著影响,且因生物炭种类和施入量的不同,存在明显差异。两种生物炭的应用,均显著提高了施炭处土壤细菌多样性和丰度,降低了施炭处土壤真菌多样性和丰度。普通竹制生物炭在施入量为6.67 t·ha-1时,根际土壤细菌丰度和真菌多样性显著提高,其他施入量对根际土壤微生物丰度和多样性的影响不显著或显著降低;微生物改性生物炭施入量为2.22 t·ha-1时,根际土壤细菌丰度和多样性显著提高,其他施入量对根际土壤微生物丰度和多样性的影响不显著。两种生物炭的施入,均显著降低了施炭旁土壤细菌多样性,提升了真菌多样性。主成分分析表明,不同生物炭类型和施入量对土壤微生物群落有显著影响,且对施炭处和施炭旁土壤的影响大于根际土壤。
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