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核农学报 2024 38 5 0943 0954 Journal of Nuclear Agricultural Sciences 蚯蚓原位堆肥与不同比例生物炭对基质理化性质及 番茄品质的作用研究 李文慧 1 王继涛 2 安明远 1 徐广亚 3 尹 翠 3 游宏建 1 曹云娥 1 1 宁夏大学葡萄酒与园艺学院 宁夏 银川 750021 2 宁夏回族自治区园艺技术推广站 宁夏 银川 750001 3 宁夏共享人力集团有限公司 宁夏 银川 750027 摘 要 设施园艺生产中传统基质品类繁多 养分组成复杂 而生物炭与蚯蚓原位堆肥养分充足 更易大 范围投入标准化生产 据此 本研究以番茄品种粉得力为试材 设置蚯蚓原位堆肥 CK 蚯蚓原位堆肥 1 生物炭 C1 蚯蚓原位堆肥 2 生物炭 C2 蚯蚓原位堆肥 3 生物炭 C3 蚯蚓原位堆肥 5 生 物炭 C4 蚯蚓原位堆肥 10 生物炭 C5 共6个处理 探究不同比例生物炭对蚯蚓原位堆肥理化和微 生物特性 番茄品质和产量的影响 结果表明 生物炭的施用整体显著提高了蚯蚓原位堆肥的养分含量 和酶活性 生物炭对真菌群落多样性无显著影响 而显著提高了细菌群落多样性 P0 05 表2 生物炭对蚯蚓原位堆肥物理性质的影响 Table 2 Effect of biochar on the physical properties of in situ vermicomposting 处理 Treatments CK C1 C2 C3 C4 C5 含水量 Water content 53 96 3 47a 51 10 3 43a 49 97 4 34a 56 28 6 16a 52 51 4 15a 49 99 4 77a 容重 Bulk density g cm 3 0 67 0 03a 0 66 0 02a 0 65 0 06a 0 65 0 01a 0 64 0 05a 0 58 0 01a 总孔隙度 Total porosity 47 63 3 23a 47 98 1 44a 49 96 1 56a 53 14 4 86a 56 04 1 79a 56 13 3 27a 注 数据为平均值 标准差 同列不同小写字母表示处理间差异显 著 P 0 05 下同 Note Data are means standard deviation SD Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0 05 level among treatments The same as following 945 核 农 学 报 38 卷 由表3可知 与CK相比 添加生物炭能显著提高 蚯蚓原位堆肥的pH和EC值 P 0 05 并且随着生物 炭添加比例的增大 pH和EC值呈持续上升趋势 有 机质含量也表现出相同趋势 从121 50 g kg 1 增加到 310 50 g kg 1 添加生物炭提高了蚯蚓原位堆肥的养 分含量 并且随着生物炭添加比例的增大 蚯蚓原位堆 肥中全氮 速效氮 速效磷 全磷和速效钾含量均呈现 先增加后降低趋势 其中 全磷 速效磷和速效钾含量 以C3处理最高 分别较CK显著提高了46 27 10 10 和68 43 全氮和速效氮含量以C4处理最高 分别较 CK显著提高了15 96 和92 20 2 2 不同比例生物炭对蚯蚓原位堆肥酶活性的影响 由图1可知 添加生物炭能提高蚯蚓原位堆肥中的 酶活性 并且随着生物炭添加比例的增大 过氧化氢酶活 性呈持续增大趋势 蔗糖酶 脲酶 碱性磷酸酶活性均呈 先增大后减小趋势 其中 蔗糖酶和碱性磷酸酶活性以 C3处理最高 分别较CK显著提高了52 09 和18 66 脲酶活性以C4处理最高 较CK显著提高了86 49 2 3 不同比例生物炭对蚯蚓原位堆肥微生物多样性 的影响 由图2可知 细菌群落中各处理共产生5 567个 OTU 其中共有OTU数量为2 422 占总数的43 51 CK C5处理特有OTU数分别为41 46 44 65 51 68 相较CK C1 C5处理特有OTU数量均有不同程度增 加 以C5处理特有OTU数量最多 这可能是因为生物 炭多孔的结构有利于微生物的生长发育 由此表明 生物炭能增加蚯蚓原位堆肥中的特有细菌数量 对细 菌的产生可能具有一定的促进作用 真菌群落中各处理共产生1 671个OTU 其中共有 OTU数量为400 占总数的23 94 CK C5处理特有 OTU数分别为70 91 67 83 125 89 除C2处理外 其 他处理的特有OTU数量均高于CK 变化趋势与细菌 基本一致 以C4处理特有OTU最多 C5处理特有 表3 生物炭对蚯蚓原位堆肥化学性质的影响 Table 3 Effect of biochar on the chemical properties of in situ vermicomposting 处理 Treatments CK C1 C2 C3 C4 C5 pH值 pH value 7 89 0 01d 7 92 0 01c 7 95 0 02c 8 01 0 02b 8 04 0 02b 8 13 0 01a 电导率 EC mS cm 1 1 82 0 00f 1 88 0 00e 1 94 0 00d 1 96 0 00b 2 05 0 00c 2 14 0 01a 全氮 Total N g kg 1 7 27 0 17c 7 51 0 18bc 7 58 0 19bc 7 82 0 11b 8 43 0 12a 7 97 0 07b 速效氮 Available N mg kg 1 160 44 1 91d 174 25 6 39d 193 95 4 11c 204 03 2 79c 308 37 3 09a 220 73 6 75b 速效磷 Available P mg kg 1 579 67 4 03b 582 68 14 51b 621 88 10 83a 638 20 5 17a 622 19 1 67a 594 05 5 33b 全磷 Total P g kg 1 4 02 0 18d 4 15 0 16cd 4 99 0 17b 5 88 0 22a 5 30 0 18b 4 47 0 20c 速效钾 Available K mg kg 1 2 450 87 34 94e 3 044 86 60 52c 3 149 69 60 52c 4 128 02 92 44a 4 071 42 92 44b 2 730 40 60 52d 有机质 Organic matter g kg 1 121 50 3 86e 162 00 10 20d 179 36 3 86cd 190 93 7 71cd 219 86 3 86b 310 50 6 68a 注 不同小写字母表示处理间差异显著 P1 的细菌菌门 其中优势菌门为放线菌门 Actinobacteria 变形菌门 Proteobacteria 绿弯菌门 Chloroflexi 和厚壁菌门 Firmicutes 共占到全部菌门 相对丰度的87 44 89 51 CK C5处理的绿弯菌门 Chloroflexi 相对丰度分别为12 69 15 87 13 93 17 85 16 39 和26 87 变形菌门 Proteobacteria 和厚壁菌门 Firmicutes 相对丰度较CK均有所 降低 以C3处理最低 分别为17 56 和11 76 图3 A 在属水平上 共有11个优势细菌属 相对 丰度 2 其中相对丰度排名前三的细菌属分别为 norank f norank o Actinomarinales unclassified f Intrasporangiaceae 和沉积岩杆菌属 Ilumatobacte 相较于CK 生物炭处理中的 norank f norank o Actinomarinale相对丰度下降了0 03 0 58个百分点 unclassified f Intrasporangiaceae 相对丰度增加了 0 29 0 59个百分点 以C4处理相对丰度最大 图3 B 在真菌菌落中 不同处理检测出7个相对丰度 1 的真菌菌门 其中优势菌门为子囊菌门 Ascomycota 被 孢 霉 菌 门 Mortierellomycota 和 罗 兹 菌 门 Rozellomycota 各处理中子囊菌门 Ascomycota 相 对丰度为48 05 56 43 相较CK 生物炭的添加 使被孢霉菌门 Mortierellomycota 相对丰度减少 除 C4处理外 其他处理的罗兹菌门 Rozellomycota 相对 丰度均高于CK 此外 随着生物炭添加比例的增加 油 壶菌门 Olpidiomycota 作为潜在的优势菌门 其相对丰 度在C4和C5处理中均高于CK 图3 C 在属水平上 共有18个优势真菌属 相对丰度 2 其中相对丰度排 名前三的真菌属为未分类菌属 unclassified k Fung 被孢霉属 Mortierella 和罗兹菌属 Rozellomycota 相 较CK 生物炭处理降低了被孢霉属 Mortierella 相对 丰度 降幅为1 4 4 09个百分点 除C4处理外 其他 处理的未分类真菌属 unclassified k Fung 和罗兹菌 属 Rozellomycota 相对丰度较均高于CK 图3 D 2 5 相关指标的冗余分析 将细菌和真菌门 属水平相对丰度前10的种群与 基质理化性质进行RDA分析 结果表明 图4 基质 理化性质对细菌群落丰度解释度为40 23 门 和 表4 生物炭对蚯蚓原位堆肥细菌和真菌群落Alpha多样性指数的影响 Table 4 Effect of biochar on Alpha diversity index of biochar on Alpha diversity index of in situ vermicomposting with bacterial and fungal communities 群落 Community 细菌 Bacteria 真菌 Fungi 处理 Treatments CK C1 C2 C3 C4 C5 CK C1 C2 C3 C4 C5 覆盖度 Coverage 96 72 96 65 96 57 96 65 96 67 96 73 99 79 99 79 99 82 99 82 99 77 99 83 Chao1指数 Chao1 index 4 019 60 41 35a 4 122 27 33 11a 4 138 65 21 59a 4 071 04 12 92a 4 063 10 51 68a 4 034 30 92 31a 628 85 52 39a 670 11 27 10a 632 74 23 02a 617 87 35 92a 656 46 26 99a 596 37 25 71a Ace指数 Ace index 4 322 36 229 57a 4 197 15 59 20a 4 673 79 212 92a 4 217 01 36 86a 4 373 26 236 69a 4 131 21 81 49a 615 80 50 13a 668 41 26 66a 633 48 19 20a 602 99 34 47a 660 66 23 55a 589 79 23 90a 香农指数 Shannon index 6 37 0 01ab 6 36 0 02ab 6 34 0 02bc 6 29 0 01c 6 35 0 01bc 6 41 0 03a 4 04 0 11a 4 23 0 09a 4 23 0 05a 4 32 0 06a 4 00 0 26a 4 31 0 04a 辛普森指数 Simpson index 0 005 7 0 000 2bc 0 005 9 0 000 4c 0 006 6 0 000 4ab 0 006 7 0 000 5a 0 006 6 0 000 3ab 0 005 6 0 000 6c 0 043 7 0 008 3a 0 032 5 0 003 6a 0 033 3 0 001 8a 0 030 4 0 002 1a 0 054 9 0 022 5a 0 028 2 0 001 6a 947 核 农 学 报 38 卷 注 A 门水平细菌群落相对丰度 B 属水平细菌群落相对丰度 C 门水平真菌群落相对丰度 D 属水平真菌群落相对丰度 Note A Relative abundance of bacterial community at phylum level B Relative abundance of bacterial communities at genus level C Relative abundance of fungal community at phylum level D Relative abundance of fungal community at genus level 图3 生物炭对蚯蚓原位堆肥细菌和真菌群落组成的影响 Fig 3 Effect of biochar on the relative abundance of microorganisms of in situ vermicomposting at the phylum and genus level 图4 细菌和真菌群落门 A C 属 B D 水平与理化性质的冗余分析 Fig 4 Redundancy analysis of physical and chemical properties of bacterial and fungal communities at phylum A C genus B D levels 948 5 期 蚯蚓原位堆肥与不同比例生物炭对基质理化性质及番茄品质的作用研究 32 58 属 真菌群落丰度解释度为60 54 门 和 40 39 属 在门水平上 影响细菌群落相对丰度的主要环境因 子是全磷 TP 速效钾 AK 和速效磷 AP 其中 放线 菌门 Actinobacteria 绿弯菌门 Chloroflexi 相对丰度与 TP AP AK含量呈正相关 变形菌门 Proteobacteria 相对 丰度与TP AP AK含量呈负相关 图4 A 影响属水 平细菌群落相对丰度的主要环境因子是全氮 TN 速 效钾 AK 和全磷 TP 沉积岩杆菌属 Ilumatobacte unclassified f Intrasporangiace相对丰度与AK含量呈 正相关 norank f norank o Vicinamibacterales 相对 丰度与AK含量呈负相关 图4 B 对门水平的真菌群落变化产生关键作用的环境因 子为全氮 TN 速效氮 AN 和速效钾 AK 其中 子 囊菌门 Ascomycota 相对丰度与TN AN和AK含量呈 正相关 被孢霉菌门 Mortierellomycota 罗兹菌门 Rozellomycota 相对丰度与AK AP含量呈负相关 图4 C 影响属水平真菌群落相对丰度的主要环境因子是 全氮 TN 速效氮 AN 和速效钾 AK 枝孢菌属 Cladosporiu 相对丰度与TN含量呈正相关 瓶毛壳属 Lophotrichus 相对丰度与TN含量呈负相关 unclassified p Rozellomycota相对丰度与AK含量呈负相关 图4 D 2 6 蚯蚓原位堆肥与不同比例生物炭对番茄品质和 产量的影响 由表5可知 生物炭处理整体显著增加了番茄植株 地下部生物量 P 0 05 与CK相比 C1 C5处理植株地 下部生物量整体显著增加16 84 112 19 随着生物 炭添加比例的增大 番茄植株地下部生物量呈先增大后 减小趋势 其中 C2处理番茄植株地下部生物量达到最 大值 同时 生物炭处理整体显著提高了番茄的产量 P0 9 模型预 测指数 Q 2 0 5 表明处理之间存在显著差异 模型具 备较好的稳定性 获得的数据可继续进行后续分析 此外 潜在结构判别分析 orthogonal partial least squares discriminant analysis OPLS DA 建模的监督正交投影 也揭示了两样本的显著差异 由图6可知 通过变量重要性投影 variable importance in projection VIP 1 P值1或1 2种差异代谢物下调 fold change 1 由表6可知 相较于CK C3处理中上调物质包括 1 己醇阿拉伯糖基葡糖苷 L 4 羟基谷氨酸半醛 4 羟基双苯喹啉 5 甲氧基水杨酸等 下调物质包括反 式祖马林和L 谷氨酰胺 为进一步了解代谢途径中差异代谢物的变化 将筛选出的差异代谢物映射到KEGG通路上进行注释 和通路富集分析 由图7可知 生物炭的施用对氨 酰tRNA生物合成 ABC转运体蛋白 ATP binding 表5 蚯蚓原位堆肥与不同比例生物炭对番茄品质及产量的影响 Table 5 Effect of in situ vermicomposting with different ratio of biochar on quality and yield of tomatoes 处理 Treatments CK C1 C2 C3 C4 C5 维生素 C Vitamin C mg 100 g 1 10 23 0 48b 10 92 0 28b 11 62 0 37b 11 76 0 74b 13 85 0 50a 14 26 0 70a 可溶性固形物 Soluble solids 5 47 0 03c 5 67 0 09abc 5 73 0 12abc 5 87 0 03a 5 80 0 12ab 5 57 0 07bc 可溶性糖 Soluble sugar 11 00 0 38c 12 63 0 29bc 13 89 0 78ab 14 92 0 78a 14 56 0 95ab 11 72 0 30c 硝酸盐 Nitrate mg g 1 0 08 0 01a 0 08 0 01a 0 09 0 03a 0 08 0 01a 0 08 0 00a 0 10 0 02a 有机酸 Organic acids 1 25 0 01a 1 23 0 01a 1 25 0 01a 1 25 0 01a 1 26 0 01a 1 27 0 00a 地上部生物量 Aboveground biomass g 134 47 14 94b 136 42 8 55b 193 82 10 24a 152 84 20 13b 136 01 17 10b 125 74 6 40b 地下部生物量 Subsurface biomass g 9 68 0 12d 17 62 1 08b 20 54 1 38a 16 76 0 28b 13 29 0 25c 11 31 0 23d 产量 Yield kg 667 m 2 6 902 35 208 90c 7 722 96 214 71bc 8 447 40 534 84ab 9 411 72 574 85a 9 197 89 156 53a 8 624 01 295 48ab 949 核 农 学 报 38 卷 图5 番茄果实的LC MS评价 n 3 Fig 5 Evaluation of LC MS of tomato fruits n 3 图6 番茄果实差异代谢物火山图 A 和热图 B 代谢途径分析 Fig 6 Volcano map A and heat map B of tomato fruit differential metabolites 表6 番茄果实差异代谢物 Table 6 Differential metabolites of tomato fruit 代谢物名称 Metabolite name 1 己醇阿拉伯葡萄糖苷 1 Hexanol arabinosylglucoside 尿苷 5 二磷酸葡萄糖醛酸 Uridine 5 diphosphoglucuronic acid L 4 羟基谷氨酸半醛 L 4 Hydroxyglutamate semialdehyde L 丝氨酸 L Serine 4 羟基双苯喹啉 4 Hydroxydebrisoquine 5 甲氧基水杨酸 5 Methoxysalicylic acid 异戊烯腺苷 Isopentenyladenosine 尿苷 Uridine L 谷氨酰胺 L Glutamine 6 甲氧基吡咯烷 6 Methoxymellein 黄嘌呤 Xanthine 甲苯 Toluene 环己酮 Cyclohexanone 反式祖马林 Trans grandmarin 苯甲醛 Benzaldehyde 7 甲基腺嘌呤 7 Methyladenine 差异倍数 Fold change 1 03 1 28 1 02 1 03 1 03 1 05 1 04 1 07 0 95 1 02 1 03 1 02 1 02 0 89 1 02 1 07 上调 下调 Up Down 变量重要性投影VIP Variable importance in projection 1 07 3 07 1 08 1 22 1 05 1 38 1 39 1 77 1 87 1 07 1 35 1 09 1 11 1 92 1 12 2 12 P值 P value 0 037 0 037 0 014 0 022 0 008 0 011 0 041 0 033 0 000 0 040 0 026 0 022 0 013 0 045 0 049 0 003 950 5 期 蚯蚓原位堆肥与不同比例生物炭对基质理化性质及番茄品质的作用研究 cassette 乙醛酸和二羧酸代谢 嘌呤代谢和嘧啶代谢 等代谢途径有极显著影响 P 0 01 由表7可知 参 与乙醛酸和二羧酸代谢 氨酰tRNA生物合成途径的 差异代谢物为L 丝氨酸和L 谷氨酰胺 参与ABC转 运蛋白途径的差异代谢物为L 丝氨酸 L 谷氨酰胺和 尿苷 参与嘌呤代谢途径的差异代谢物为L 谷氨酰胺 和黄嘌呤 参与嘧啶代谢途径的差异代谢物为尿苷 3 讨论 研究表明 容重在0 1 0 8 g cm 3 总孔隙度在 54 96 气水比在0 25 0 50范围内的基质最适宜 植物生长 20 本研究所有处理的容重和总孔隙度均 满足上述要求 生物炭的施入整体显著提高了蚯蚓原 位堆肥中的有机质和养分含量 原因可能是生物炭较 高的比表面积和吸附能力能固持蚯蚓原位堆肥中的 氮 磷 钾离子 减少养分的流失 增加其可利用养分的 总量 且生物炭能够延缓养分的释放 使肥效变缓 补 充作物后期生长发育所需的养分 21 23 但随着生物炭 施用量的增加 蚯蚓原位堆肥养分含量呈先上升后下 降的趋势 并且酶活性的变化趋势与之相似 其潜在原 因是过量生物炭会吸附更多酶分子 抑制酶促反应进 行 导致酶活性降低 24 25 适量生物炭对蚯蚓原位堆肥中的细菌丰富度有显 著影响 且细菌 多样性指数大于真菌 这归因于生物 炭结构疏松多孔 自身呈弱碱性 配施蚯蚓原位堆肥能 够刺激微生物的代谢 促进细菌群落多样性的提升 这 与程扬等 26 的研究结果相吻合 赤子爱胜蚓肠道内 的细菌类群主要为放线菌门 绿弯菌门和厚壁菌门等 上述菌群也被认为是蚯蚓堆肥中常见的优势微生 物 27 28 这与本研究的结论相似 但各处理间菌群的 相对丰度存在差异 一方面 绿弯菌门是一种兼性厌 氧菌 可通过反向三羧酸循环来固定碳 氧化硫化物和 Fe 2 等物质 促进土壤养分循环和碳固定 29 添加生物 炭提高了绿弯菌门的相对丰度 这表明生物炭能增加 蚯蚓原位堆肥的碳汇 提升有机碳的固持能力 另一 方面 生物炭的添加降低了变形菌门和厚壁菌门的相 对丰度 变形菌门作为细菌中最大的门类 包括如 T Escherich 1885 沙门氏菌等在内的诸多病原菌 施 加生物炭会抑制变形菌门活性 进而降低相关病原菌 的相对丰度 30 此外 Cleveland等 31 发现土壤稳定碳 含量的增加会导致 变形菌门和厚壁菌门相对丰度 的减弱 真菌类群中的优势菌门为子囊菌门 其次是 被孢霉菌门和罗兹菌门 子囊菌门的主要功能是参与 土壤有机质分解 尤其具有分解木质纤维素的能力 因 此子囊菌门相对丰度的提高有利于有机质的矿化和养 分释放 32 被孢霉菌门中含有一些具有溶磷作用的 真菌种群 可以溶解土壤中难以利用的磷元素 33 此 外 随着生物炭施用量的增加 油壶菌门的相对丰度提 高 这可能是由于生物炭中某种微量物质的积累刺激 了油壶菌门的繁殖 但具体原因有待进一步研究 表7 差异代谢物的代谢途径归属 Table 7 Metabolic pathway attribution of differential metabolites 代谢物 Metabolite L 丝氨酸 L Serine L 谷氨酰胺 L Glutamine 尿苷 Uridine 黄嘌呤 Xanthine 分子式 Formula C 3 H 7 NO 3 C 5 H 10 N 2 O 3 C 9 H 12 N 2 O 6 C 5 H 4 N 4 O 2 KEGG通路ID KEGG compound ID C00065 C00064 C00299 C00385 代谢通路 Metabolic pathway 乙醛酸和二羧酸代谢 氨酰tRNA生物合成 ABC转运蛋白 乙醛酸和二羧酸代谢 嘧啶代谢 氨酰 tRNA 生物合成 嘌呤代谢 ABC 转运蛋白 嘧啶代谢 ABC 转运蛋白 嘌呤代谢 注 富集率表示该代谢途径中富集到的代谢物数目与注释到代谢途径 的代谢物数目的比值 比值越大 表示富集的程度越大 柱子颜色梯度 表示富集的显著性 颜色越深 代表该KEGG term越显著富集 其中P 0 001的标记为 P 0 01的标记为 P 0 05的标记为 Note Enrichment rate is the ratio of the number of metabolites enriched in the pathway to the number of metabolites annotated to the pathway the larger the ratio the greater the enrichment The column color gradient indicates the significance of enrichment the darker the default color the more significantly enriched the KEGG term is where P 0 001 is marked as P 0 01 is marked as and P 0 05 is marked as 图7 番茄果实差异代谢物途径 Fig 7 Differential metabolite pathways in tomato fruits 951 核 农 学 报 38 卷 蚯蚓原位堆肥中添加生物炭提高了番茄的产量和 品质 生物炭可加速蚯蚓原位堆肥的腐殖化过程 生 物炭的表面也可以被堆肥中的微生物群落和腐殖质氧 化 两者的协同作用增加了基质中可用营养物质的数 量 促进了番茄植株的生长 改善了番茄的产量和品 质 34 然而 随着生物炭添加比例的增大 番茄产量 可溶性固形物和可溶性糖含量呈先增大后减小趋势 以C3处理最高 因此 生物炭对作物增产效应存在峰 值 35 此外 本研究通过LC MS测定番茄果实代谢 物 结果表明 当生物炭添加比例为3 时 KEGG通路 富集产生了5条差异极显著代谢途径 P 0 01 以氨 酰tRNA生物合成代谢富集率最高 L 丝氨酸和L 谷 氨酰胺参与了此过程 丝氨酸作为生糖氨基酸可参与 糖异生途径转变为葡萄糖 而L 丝氨酸又是由糖酵解 中间体3 磷酸甘油酸酯通过三个催化步骤从头合成的 谷氨酰胺可经过代谢转化为三羧酸循环的中间产物 酮戊二酸 进而实现氨基酸与糖类之间的转化 此外 本研究还确定了尿苷 5 二磷酸葡萄糖醛酸 1 己醇阿 拉伯葡萄糖苷等差异代谢物 尿苷 5 二磷酸葡萄糖醛 酸可在UGlc AE酶的作用下转化生成尿苷二磷酸半乳糖 醛酸 进入高尔基体内参与果胶的生物合成 同时 它还 可生成尿苷二磷酸木糖 间接形成木酮糖 36 这些物 质的转化可能是C3处理糖类物质含量显著高于CK的 主要原因 表5 综上 生物炭的施用可能促进了果 实中氨基酸与糖类之间的转化 从而提高了果实品质 4 结论 本研究结果表明 生物炭可提高蚯蚓原位堆肥中 的养分含量和酶活性 优化蚯蚓堆肥菌群结构 进而达 到改善番茄品质 提高番茄产量的目标 其中 当生物 炭替代比例为3 时 蚯蚓原位堆肥中的全磷 速效 磷 速效钾含量及蔗糖酶和碱性磷酸酶活性最高 上 述营养状况的改变增加了细菌群落的丰富度和多样 性 促使绿弯菌门 Chloroflexi 相对丰度提高 变形菌 门 Proteobacteria 厚壁菌门 Firmicutes 和被孢霉门 Mortierellomycota 相对丰度降低 此外 LC MS分析 发现 生物炭通过改变番茄果实尿苷 5 二磷酸葡萄 糖醛酸 L 丝氨酸 L 谷氨酰胺等的代谢水平而影响 果实中糖类物质含量 从而保证其品质与产量保持在 高水平 参考文献 1 储霞玲 郑林秀 叶高松 陈俊秋 我国露地与设施番茄生产的 温室气体排放比较 J 农业环境科学学报 2023 42 8 1870 1881 2 李旺雄 张洋 唐中祺 郁继华 平衡施肥对设施基质栽培番茄 生长 品质 矿质元素含量与产量的影响 J 浙江农业学报 2022 34 8 1648 1660 3 张娜 微生物菌剂对设施番茄连作障碍的防治效果 J 蔬菜 2022 11 29 31 4 周道明 孙涛 赵玉红 贾媛婕 杨铭菲 屈锋 胡晓辉 基于品 质 产量与水肥利用效率的基质栽培辣椒水肥管理优化 J 中 国农业科学 2023 56 12 2354 2366 5 毛丽萍 赵婧 张剑国 设施番茄有机基质配方筛选试验 J 农 业科技通讯 2021 8 187 190 193 6 孙锦 李谦盛 岳冬 高洪波 康云艳 田婧 李晶 郭世荣 国 内外无土栽培技术研究现状与应用前景 J 南京农业大学学 报 2022 45 5 898 915 7 He X Zhang Y X Shen M C Zeng G M Zhou M C Li M R Effect of vermicomposting on concentration and speciation of heavy metals in sewage sludge with additive materials J Bioresource Technology 2016 218 867 873 8 Yuvaraj A Thangaraj R Ravindran B Chang S W Karmegam N Centrality of cattle solid wastes in vermicomposting technology A cleaner resource recovery and biowaste recycling option for agricultural and environmental sustainability J Environmental Pollution 2021 268 Pt A 115688 9 Roghayeh R Shiva K Gholamreza H Ali M B Vermicompost and zeolite improve yield nutrient uptake essential and fixed oil production and composition of Nigella sativa L J Frontiers in Sustainable Food Systems 2023 7 1214691 10 张頔 李龙威 王鑫 王彦靖 刘海燕 崔彦如 高星爱 李忠 和 郎洪彦 生物炭对畜禽粪便好氧堆肥的影响研究进展 J 玉 米科学 2022 30 6 138 148 11 王欣 尹带霞 张凤 谭长银 彭渤 生物炭对土壤肥力与环境 质量的影响机制与风险解析 J 农业工程学报 2015 31 4 248 257 12 Huang K Chen J Y Guan M X Xia H Lin L Effects of biochars on the fate of antibiotics and their resistance genes during vermicomposting of dewatered sludge J Journal of Hazardous Materials 2020 397 122767 13 Natalie H Mufidat M Hajara T Ahmed A Chuxia L Effects of softwood biochar on the status of nitrogen species and elements of potential toxicity in soils J Ecotoxicology and Environmental Safety 2018 166 383 389 14 史多鹏 叶子壮 李惠通 吕慎强 王林权 周春菊 生物炭和氮 肥配施对夏玉米 冬小麦轮作体系耕层土壤质量的影响 J 应 用生态学报 2023 34 2 442 450 15 马全会 张娟 刘义飞 刘文科 河沙 甘草渣混配基质理化性状 及其对草莓生长的影响 J 江苏农业科学 2019 47 21 185 188 16 鲍士旦 土壤农化分析 M 北京 中国农业出版社 2000 17 王香生 连延浩 郭辉 任永哲 辛泽毓 林同保 王志强 小麦 红花间作系统根际微生物群落结构及功能分析 J 中国生态农 业学报 中英文 2023 31 4 516 529 18 高俊凤 植物生理学实验指导 M 北京 高等教育出版社 2006 952 5 期 蚯蚓原位堆肥与不同比例生物炭对基质理化性质及番茄品质的作用研究 19 吴晴阳 周子维 倪子鑫 杨云 胡清财 黄慧清 赖钟雄 孙 云 代谢组学在乌龙茶品质形成过程中的研究进展 J 食品安 全质量检测学报 2022 13 7 2129 2136 20 文中华 刘喜雨 孟军 刘遵奇 史国宏 生物炭和腐熟秸秆组 配基质对水稻幼苗生长的影响 J 沈阳农业大学学报 2020 51 1 10 17 21 张琪 生物炭和炭基肥施用对绿地土壤性质及大叶罗勒生长特 性的影响 J 中国土壤与肥料 2022 10 81 88 22 王智慧 唐春双 赵长江 杨克军 李佐同 王洪义 殷大伟 生 物炭与肥料配施对土壤养分及玉米产量的影响 J 玉米科学 2018 26 6 146 151 159 23 庄晔 王娟 生物炭和肥料配施对土壤理化特性和作物生长影响 的研究综述 J 水利与建筑工程学报 2021 19 4 186 193 24 姚佳 刘加欣 苏焱 苏小娟 烟杆炭配施氮肥对玉米苗期生长 及土壤特性的影响 J 中国农业科技导报 2023 25 3 140 151 25 杜倩 黄容 李冰 王昌全 文登鸿 谢云波 陈玉蓝 冯浪 生 物炭还田对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响 J 核农学 报 2021 35 6 1440 1450 26 程扬 刘子丹 沈启斌 杨小莹 肖晓月 张太平 秸秆生物炭施 用对玉米根际和非根际土壤微