不同改良措施對靖遠縣鹽堿地土壤微生物菌群的影響

丁守彥

摘要：在靖遠縣鹽堿地土壤上研究了不同改良措施對土壤微生物數量的影響。結果表明，秸稈還田、鹽堿地調節劑、生物有機肥、微生物菌劑均能夠有效地增加土壤微生物數量和總碳源利用率。在0～20 cm土層，隨玉米生長期推移，生物有機肥（2 400 kg/hm2基施）對細菌和放線菌數量影響較大，秸稈還田（玉米秸稈15 000 kg/hm2還田）對真菌數量影響最顯著;在20～40 cm土層，生物有機肥對細菌影響最大，秸稈還田對真菌影響最大。不同土層細菌、真菌和放線菌數量均隨玉米生育期推移而降低。0～20 cm土壤微生物培養7 d后對總碳源利用由大到小為秸稈還田、生物有機肥、常規施肥、微生物菌劑、鹽堿地調節劑、不施肥，AWCD值介于0.22～1.28;20～40 cm土壤微生物培養7 d后對總碳源利用由大到小為秸稈還田、常規施肥、鹽堿地調節劑、生物有機肥、微生物菌劑、不施肥，AWCD值介于0.16～0.96。

關鍵詞：改良措施;鹽堿地;土壤;微生物數量;影響

中圖分類號：S156.4;S513? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1001-1463（2021）05-0035-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.05.009

Effects of Different Soil Improvement Measures on Microbial Population in Saline-alkali Soil in Jingyuan County

DING Shouyan

（Jingyuan Agricultural Technology Extension Center， Jingyuan Gansu 730699， China）

Abstract：The effects of different ameliorating measures on soil microorganism quantity in saline-alkali soil of Jingyuan County were studied. The results showed that straw returning（CS）， saline-alkali soil conditioner （Ra）， bio-organic fertilizer（BF）and microbial inoculants（EM） could effectively increase the number of soil microorganisms and the utilization rate of total carbon sources. In 0～20 cm soil layer， with the growth of corn， the number of bacteria and actinomycetes was significantly affected by BF（2 400 kg/hm2 basal fertilizer）， and the number of fungi was significantly affected by CS（corn straw returning 15 000 kg/hm2）. In the soil layer of 20 ～ 40 cm， the effect of BF on bacteria was the greatest， and the effect of CS on fungi was the greatest. The number of bacteria， fungi and actinomycetes in different soil layers decreased with the growth period of corn. After 7 days of microbial culture in 0～20 cm soil， the utilization of total carbon sources ranged from large to small， including CS， BF， conventional fertilization（CF）， EM ，Ra and no fertilization， with AWCD value ranging from 0.22 to 1.28. After 7 days of microbial culture in 20～40 cm soil， the utilization of total carbon sources ranged from large to small， including CS， CF， Ra， BF， EM and no fertilization， and the AWCD value ranged from 0.16 to 0.96.

Key words：Improvement measures;Saline land;Soil;Microbial population;Effect

土壤是重要的自然資源，是植物成長的搖籃，是植物生長必不可上的條件之一，為植物生長提供著大量的營養元素和有益菌群。多年來，土壤鹽堿化問題已逐漸成為影響靖遠縣土地資源高效綜合利用及農業發展的主要障礙因素，選用行之有效的鹽堿地進行改良措施，從而增加土壤有益菌群數量，增加農作物可吸收營養素含量，使其得到充分吸收并綜合利用，是當前迫切需要解決的問題[1 - 2 ]。土壤中的微生物質量是影響土壤生態系統發展變化的最為敏感性評價指標之一，擔負著對動植物細胞殘體的分解、養分儲存和轉化的作用，對土壤鹽堿程度具有反應靈敏、準確快速的特性，能夠及時反饋土壤質量等級評價指標和健康狀況[3 - 5 ]。本文研究了鹽堿地不同的土壤改良各種措施對于土壤中各種微生物數量的直接影響，以明確鹽堿地各種土壤微生物數量以及其種群演變規律，為相關科學研究提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗區概況

靖遠縣現有耕地12.16萬hm2，水澆地4.7萬hm2，其中鹽漬化耕地1.36萬hm2 （重度0.15萬hm2，中度0.48萬hm2，輕度0.73萬hm2）。年均氣溫10.5 ℃，極端最高氣溫38.1 ℃，極端最低氣溫-23.4 ℃，積溫3 200 ℃以上，年均累計降水量264.3 mm，年平均累計蒸發量1 634 mm，年平均日照時數? 2 696.2 h，全年累計無霜期165 d[6 - 7 ]。土壤主要的母質類型為灌淤土，質地以輕壤、中壤等為主，土壤母質為沖積洪積母質，耕層含有機質6.5～22.0 mg/kg、堿解氮22～50 mg/kg、速效鉀100～260 mg/kg、有效磷6.6～50.2 mg/kg，pH為8.2～9.5。

1.2? ?供試材料

指示玉米品種為先玉335。供試秸稈采用玉米稈粉碎成約5 cm長段;土壤鹽堿地調節劑選用山東圣沃達肥料有限公司研發生產的貝特牌肥料，生物有機肥選用寧夏伊品生物科技股份有限公司生產的有機肥（有效活菌數≥0.8億/g），微生物選擇廣東福利龍復合肥有限公司生產的微生物菌劑（有效活性菌數≥200億/g）。

1.3? ?試驗方法

試驗地位于靖遠縣東灣鎮大壩村土壤鹽堿地長期定位監測點，地理坐標為東經104.741 13°，北緯36.620 63°，海拔1 476 m。試驗共設6個處理，處理1為空白對照（CK），不施任何肥料;處理2為秸稈還田（CS），播種前將粉碎的玉米秸稈埋于土壤20 cm深，用量15 000 kg/hm2;處理3為鹽堿地調節劑（RA），作為基肥施入，用量825 kg/hm2;處理4為生物有機肥（BF），作為基肥施入，用量2 400 kg/hm2;處理5為微生物菌劑（EM），作為基肥施入，用量24.0 kg/hm2;處理6為常規施肥（CF），基施尿素525 kg/hm2、普通過磷酸鈣720 kg/hm2、硫酸鉀315 kg/hm2、農家肥22 500 kg/hm2。隨機區組排列，3次重復，小區面積30 m2（5 m×6 m），小區間隔離行間距1 m，小區外設1 m走道。試驗于2020年4月21日人工點播，5月3日查苗補缺。整個生產季各處理統一管理[8 ]。

1.4? ?測定指標及方法

試驗分別于5月22日、6月23日、7月22日采集0～20、20～40 cm土樣放入經紫外線滅菌的紙袋內，每處理的3份土壤樣品均勻混合后分成2份，置于裝有冰塊的采樣箱中帶回實驗室，1份用于菌群數量測定，1份備用。土壤微生物菌群數量采用平板稀釋法測定，細菌培養基選擇牛肉膏蛋白胨培養基，真菌培養基選擇馬丁-孟加拉紅瓊脂培養基，放線菌選擇經過改良后的高氏1號瓊脂培養基[9 ]。土壤微生物總碳源利用主要特征采用Biolog ECO微生物平板測定法測定，微生物碳源利用特征采用Biolog ECO微平板法測定，微生物菌群活性用平均顏色變化率（AWCD）來測定[10 - 11 ]：AWCD=（C-R/n），公式中C為每個平板碳源孔在590 nm的光密度系數值，R為每個平板對照碳源孔的光密度值，n為培養基碳源種類數，平板孔數n的值為31。

2? ?結果與分析

2.1? ?不同改良措施對鹽堿地土壤細菌數量消長的影響

由圖1 a、圖1 b可知，不同改良措施會對鹽堿地土壤細菌的數量有著不同程度的影響，各處理在5月份時細菌的數量最多，7月份次之，9月份最少。0～20 cm土層的細菌數量5月份以BF處理最多，為51.2×105 cfu/g，較CK增加85.5%;7月份以RA處理最多，為23.6×105 cfu/g，較CK增加43.9%;9月份以BF處理最多，為19.8×105 cfu/g，較CK增加53.5%。不同測試階段細菌數量均以CK最少。20～40 cm土層的細菌數量在5、7、9月份均以BF處理最大，分別為23.8×105、11.4×105、8.8×105 cfu/g，較CK分別多10.4×105、5.6×105、4.1×105 cfu/g，分別是CK的1.78、1.97、1.87倍。另外，隨著玉米生育期的推移，2個土層的細菌數量均呈現逐漸下降的趨勢。

2.2? ?不同改良措施對鹽堿地土壤真菌數量的影響

由圖2 a可知，在0～20 cm土層，CS處理對土壤真菌影響最為明顯，5月份、7月份、9月份真菌數量分別達24 170×105、15 110×105、6 380×105 cfu/g，較CK分別提高29.6%、56.3%、17.1%。隨著玉米生育期推移，CF處理的真菌數量較CK相對增加，說明CF處理可以有效促進土壤真菌的生長。由圖2 b可知在20～40 cm土層，不同玉米生長期RA處理的真菌數量均較CK降低，降幅為19.6%～24.8%。RA處理和EM處理對0～20 cm土層真菌數量的影響在不同階段波動較大，CS處理和CF處理對20～40 cm土層真菌數量的影響比較大。由此看出，不論哪種改良方法，土壤真菌的數量都跟當地的季節氣候變化密切相關，隨著玉米生育進展，0～20、20～40 cm土層的真菌數量均呈逐步下降的趨勢。

2.3? ?不同改良措施對鹽堿地土壤放線菌數量的影響

由圖3 a可知，在0～20 cm 土層，玉米不同生長期CS處理、BF處理、EM處理、CF處理與CK相比均能增加土壤放線菌的數量，5、7、9月份的增幅分別為8.57%～41.59%、26.92%～32.05%、14.29%～28.57%。在20～40 cm土層，各處理的土壤放線菌數量均較CK增加，但增加幅度無顯著差異，其中CF處理在5、7、9月份最高，RA處理在各階段最低。由此可以看出，放線菌數量隨著季節而變化，由大到小表現為5月份、7月份、9月份。

2.4? ?不同改良措施對鹽堿地土壤微生物菌群總碳源利用的影響

通過圖4可以看出，在不同改良措施下，鹽堿地土壤中的微生物菌群在培養第1 天后AWCD值均較小，說明微生物菌群在培養1 d時對碳源基本沒有利用，1 d后AWCD值開始明顯增加，即碳源開始被大量消耗。隨著培養天數的延長，AWCD值出現了明顯上升的趨勢，但不同改良措施下土壤微生物對于培養基總碳源的利用情況存在差異。在0～20、20～40 cm土層中，CS處理的微生物菌群對總碳源的利用能力始終維持在較高水平，表明CS處理后的土壤微生物菌群對碳源的代謝能力最大;CK處理一直處于最低水平，說明菌群對總碳源的利用最小。0～20 cm土壤微生物培養7 d后對總碳源利用率由高到低依次為CS處理、BF處理、CF處理、EM處理、RA處理、CK，AWCD值為0.22～1.28;20～40 cm土壤微生物培養7 d后對總碳源利用率由高到低依次為CS處理、CF處理、RA處理、BF處理、EM處理、CK，AWCD值為0.16～0.96。可見，5種改良措施均可極大地增加土壤微生物菌群對總碳源的綜合利用能力。

3? ?結論與討論

研究表明，在靖遠縣鹽堿地土壤上，秸稈還田、鹽堿地調節劑、生物有機肥、微生物菌劑等改良措施均能夠有效地增加土壤微生物數量和總碳源利用率。在0～20 cm土層，隨玉米生長期推移，生物有機肥（2 400 kg/hm2作為基肥施）對細菌和放線菌數量影響較大，最高時分別較不施肥處理增加85.5%和41.6%;秸稈還田（玉米秸稈15 000 kg/hm2還田）對真菌數量影響最顯著，最高時較不施肥處理增加25.9%。在20～40 cm土層，生物有機肥對細菌影響最大，秸稈還田對真菌影響最大，常規施肥（基施尿素525 kg/hm2、普通過磷酸鈣720 kg/hm2、硫酸鉀315 kg/hm2）對放線菌影響最大;不同土層隨細菌、真菌和放線菌數量均隨玉米生育期推移而降低。0～20 cm土層微生物培養7 d后對總碳源利用由大到小為秸稈還田、生物有機肥、常規施肥、微生物菌劑、鹽堿地調節劑、不施肥，AWCD值介于0.22～1.28;20～40 cm土壤微生物培養7 d后對總碳源利用由大到小為秸稈還田、常規施肥、鹽堿地調節劑、生物有機肥、微生物菌劑、不施肥，AWCD值介于0.16～0.96。說明秸稈對鹽堿地具有較好的改良作用，可以緩解由于傳統施肥耕作導致的土壤板結、地力下降、微生物活性降低等問題，對豐富土壤微生物多樣性具有一定效果。

土壤微生物區系是一個組成比較復雜的微生物群體。受到多種因素影響，除土壤原有的養分條件外，還受到土壤物理性質、化學性質和環境因子的影響[12 - 14 ]。通過秸稈還田、鹽堿地調節劑、生物有機肥、微生物菌劑等改良措施，能改善土壤結構，降低土壤鹽分，提高土壤有機質含量，從而提升耕地質量，促進作物生長。因此，在土壤鹽堿地改良中，單一改良措施對土壤理化性狀、微生物菌群數量等特性具有一定的改善作用，如果能多種措施綜合應用，則鹽堿地改良效果會更好。本研究僅限于同一塊鹽堿地，具有相同的土壤性狀、微生物種類等影響因子，而土壤微生物菌群還受到土壤pH、濕度、溫度、疏松程度、輪作倒茬等多種因素影響[5 ]。因此，本研究僅為具有相同影響因子的鹽堿地改良結果，是不同改良措施的初期效應，不同地塊、不同影響因子的改良效果有待進一步研究。

參考文獻：

[1] 楊? ?真，王寶山.? 中國鹽堿地改良利用技術研究進展及未來趨勢[J].? 水土保持，2014，

2（1）：1-11.

[2] 范丙全.? 不同農業措施影響下土壤微生物多樣性演化規律研究[D].? 北京：中國農業科學院，2003.

[3] LIU X Y，LINDELNANN W C，WHITFORD W G，et al.? Microbial diversity and activity of disturbed soid in the northern Chihuahuan Desert[J].? Biology and Fertility of Soils，2000，

32（3）：243-249.

[4] 俞? ?慎，李? ?勇，王俊華.? 土壤微生物生物量作為紅壤質量生物指標的探討[J].? 土壤學報，1999，36（3）：413-422.

[5] 張? ?彬，何紅波，白? ?震.? 保護性耕作對土壤微生物特性和酶活性的影響[J].? 土壤通報，2010，41（1）：230-236.

[6] 趙精珍，趙文淵.? 2016年靖遠縣氣候特征及其對農業生產的影響[J].? 資源與環境科學，2017（5）：26-27.

[7] 王得瑾，趙精珍，趙文淵，等.? 甘肅靖遠2017年度氣候影響評價[J].? 安徽農學通報，2018，24（13）：128-130.

[8] 郭永忠，李鳳霞，王學琴，等.? 不同改良措施對銀川平原鹽堿地土壤微生物區系的影響[J].? 河南農業科學，2012，41（11）：58-63.

[9] 中國科學院南京土壤研究所微生物室.土壤微生物研究法[M].? 北京：科學出版社，1985.

[10] 中國科學院南京土壤研究所.? 土壤理化分析[M].? 上海：上海科學技術出版社，1983.

[11] 倪才英，曾? ?珩，黃玉源，等.? 紫云英根際微生物碳源利用多樣性研究[J].? 廣西植物，2009，29（5）：614-620.

[12] 劉? ?斌，寇燕燕，何巨峰，等.? 鹽堿地原位工程化根治技術對鹽堿地土壤養分及玉米生長發育的影響[J].? 甘肅農業科技，2020（4）：43-46.

[13] 張發勝，俄勝哲，姚佳璇，等.? 石膏基鹽堿土調理劑對河西飼料玉米生物產量及土壤的影響[J].? 甘肅農業科技，2020（9）：10-13.

[14] 史中興，閆立泰，劉? ?斌，等.? 鹽堿地原位工程化根治技術在鹽堿地春小麥上的應用效果[J].? 甘肅農業科技，2019（9）：49-54.

[15] 田? ?冬，桂? ?丕，李化山，等.? 不同改良措施對濱海重度鹽堿地的改良效果分析[J].? 西南農業學報，2018，31（11）：2366-2372.

（本文責編：陳? ? 偉）