生物碳影响土壤碳矿化的机理研究

The environmental significance of biochar is one of the hot pots in current researches globally. As an important fraction of many soils worldwide, biochar plays a vital role in global carbon biogeochemical cycle. A recent research revealed that biochar could promote rapid loss of soil organic carbon has drawn great attention. However, less is known about the mechanism of biochar affecting soil carbon mineralization. In this project we propose a new mechanism of the electrical conductivity of biochar promote the soil carbon mineralization, and use high-throughput sequencing technology to deeply resolve the effect of biochar on soil microbial communities, and use the microbial fuel cells to assess effect of biochar on soil carbon mineralization, this will be helpful in understanding the environmental microbe's process derived from biochar and in turn the element cycles and global change driven by microbial activity, that will be of important scientific significance.

生物碳的环境意义是当前全球研究的热点之一。生物碳在全球范围内作为很多土壤的主要组成部分对全球碳的生物地化循环起着至关主要的作用，近年来发现生物碳加速土壤有机质的矿化可能导致全球温室气体变化的现象引起了广泛的关注。然而对该过程的机理目前还了解不多。本项目中我们首次提出生物碳的导电性影响土壤有机碳矿化的新机制，首次采用高通量测序技术解析生物碳添加后土壤微生物群落结构的动态变化，并结合微生物燃料电池测试能够更加全面的评价生物碳对土壤微生物矿化有机物的影响，这将对理解生物碳的环境微生物学过程以及进而由微生物活动推动的元素循环以及全球变化方面具有重要的科学意义。

生物碳作为很多土壤的主要组成部分对全球碳的生物地化循环起着至关主要的作用，近年来发现生物碳加速土壤有机质的矿化可能导致全球温室气体变化的现象引起了广泛的关注。本项目中我们考察生物碳影响土壤有机碳矿化的新机制，采用高通量测序并结合好氧和厌氧培养以及微生物燃料电池测试全面评价生物碳对土壤微生物矿化有机物的影响。我们发现生物碳的不可脱附位点上的吸附态苯酚也能被细菌降解，生物碳中的营养成分对土壤微生物的短期刺激作用较大，但是生物碳中黑炭组分对微生物的刺激作用需长时间才能呈现，表观电阻和微生物燃料电池测试都表明较高温度烧制的生物碳具有良好的导电性，能作为缺氧条件下微生物生长电子受体进而加速微生物对碳源的代谢。综合上述结果，本研究为探讨生物碳的土壤环境微生物学效应奠定了工作基础，这也将对理解生物碳的环境微生物学过程以及进而由微生物活动推动的元素循环以及全球变化方面提供重要的启示性线索。项目资助发表SCI论文1篇，核心论文2篇，待发表1篇。培养硕士生3名，其中2名已经取得硕士学位，1名在读。