稻秆生物炭和蜡状芽孢杆菌联合作用对土壤重金属形态转化及微生物群落的影响

为了明确稻秆生物炭和芽孢杆菌的联合作用对铜、镉污染土壤的重金属形态转化及微生物群落的作用机理,通过土壤培养试验,对比分析了土壤中Cu和Cd不同形态的含量、土壤化学性质和酶活性的变化特征,采用高通量测序技术阐明土壤微生物群落的响应规律。结果表明:生物炭和微生物(BC+M)处理后,土壤Cu和Cd酸提取态下降尤为显著,含量分别降低27.35%和27.48%;BC+M能显著提高土壤pH值,增强土壤有效磷、速效钾和过氧化氢酶活性,分别提高了114.16%、462.76%和113.79%;酸提取态Cu和Cd含量与pH、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、阳离子交换量(CEC)和有机质(SOM)呈负相关,但酸提取态Cu与AK、AP显著负相关(P<0.05),酸提取态Cd与AK、pH显著负相关(P<0.05);BC+M处理显著提高土壤微生物群落多样性,主要提高了Chloroflexi、Actinobacteriota、Firmicutes、Acidobacteriota和Bacteroidota等对重金属具有较强耐性的优势菌群丰度,相比真菌群落,细菌群落对土壤环境因子变化的响应更加强烈,尤其是Proteobacteria、Chloroflexi、Firmicutes、Acidobacteriota和Bacteroidota。稻秆生物炭与芽孢杆菌主要通过影响土壤pH值、AP、AK和细菌群落结构,从而使土壤Cu和Cd酸提取态向其他形态转化,这可为土壤重金属污染微生物修复提供理论参考。