丁守彥

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

關(guān)鍵詞：改良措施;鹽堿地;土壤;微生物數(shù)量;影響

中圖分類號(hào)：S156.4;S513? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：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(zhǎng)的搖籃，是植物生長(zhǎng)必不可上的條件之一，為植物生長(zhǎng)提供著大量的營(yíng)養(yǎng)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(yuǎn)縣土地資源高效綜合利用及農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙因素，選用行之有效的鹽堿地進(jìn)行改良措施，從而增加土壤有益菌群數(shù)量，增加農(nóng)作物可吸收營(yíng)養(yǎng)素含量，使其得到充分吸收并綜合利用，是當(dāng)前迫切需要解決的問題[1 - 2 ]。土壤中的微生物質(zhì)量是影響土壤生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展變化的最為敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，擔(dān)負(fù)著對(duì)動(dòng)植物細(xì)胞殘?bào)w的分解、養(yǎng)分儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化的作用，對(duì)土壤鹽堿程度具有反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確快速的特性，能夠及時(shí)反饋土壤質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)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(duì)于土壤中各種微生物數(shù)量的直接影響，以明確鹽堿地各種土壤微生物數(shù)量以及其種群演變規(guī)律，為相關(guān)科學(xué)研究提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)區(qū)概況

靖遠(yuǎn)縣現(xiàn)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(jì)降水量264.3 mm，年平均累計(jì)蒸發(fā)量1 634 mm，年平均日照時(shí)數(shù)? 2 696.2 h，全年累計(jì)無霜期165 d[6 - 7 ]。土壤主要的母質(zhì)類型為灌淤土，質(zhì)地以輕壤、中壤等為主，土壤母質(zhì)為沖積洪積母質(zhì)，耕層含有機(jī)質(zhì)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(zhǎng)段;土壤鹽堿地調(diào)節(jié)劑選用山東圣沃達(dá)肥料有限公司研發(fā)生產(chǎn)的貝特牌肥料，生物有機(jī)肥選用寧夏伊品生物科技股份有限公司生產(chǎn)的有機(jī)肥（有效活菌數(shù)≥0.8億/g），微生物選擇廣東福利龍復(fù)合肥有限公司生產(chǎn)的微生物菌劑（有效活性菌數(shù)≥200億/g）。

1.3? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)地位于靖遠(yuǎn)縣東灣鎮(zhèn)大壩村土壤鹽堿地長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)104.741 13°，北緯36.620 63°，海拔1 476 m。試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，處理1為空白對(duì)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(diào)節(jié)劑（RA），作為基肥施入，用量825 kg/hm2;處理4為生物有機(jī)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(guī)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(nóng)家肥22 500 kg/hm2。隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積30 m2（5 m×6 m），小區(qū)間隔離行間距1 m，小區(qū)外設(shè)1 m走道。試驗(yàn)于2020年4月21日人工點(diǎn)播，5月3日查苗補(bǔ)缺。整個(gè)生產(chǎn)季各處理統(tǒng)一管理[8 ]。

1.4? ?測(cè)定指標(biāo)及方法

試驗(yàn)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(jīng)紫外線滅菌的紙袋內(nèi)，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(shí)驗(yàn)室，1份用于菌群數(shù)量測(cè)定，1份備用。土壤微生物菌群數(shù)量采用平板稀釋法測(cè)定，細(xì)菌培養(yǎng)基選擇牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，真菌培養(yǎng)基選擇馬丁-孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基，放線菌選擇經(jīng)過改良后的高氏1號(hào)瓊脂培養(yǎng)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(cè)定法測(cè)定，微生物碳源利用特征采用Biolog ECO微平板法測(cè)定，微生物菌群活性用平均顏色變化率（AWCD）來測(cè)定[10 - 11 ]：AWCD=（C-R/n），公式中C為每個(gè)平板碳源孔在590 nm的光密度系數(shù)值，R為每個(gè)平板對(duì)照碳源孔的光密度值，n為培養(yǎng)基碳源種類數(shù)，平板孔數(shù)n的值為31。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同改良措施對(duì)鹽堿地土壤細(xì)菌數(shù)量消長(zhǎng)的影響

由圖1 a、圖1 b可知，不同改良措施會(huì)對(duì)鹽堿地土壤細(xì)菌的數(shù)量有著不同程度的影響，各處理在5月份時(shí)細(xì)菌的數(shù)量最多，7月份次之，9月份最少。0～20 cm土層的細(xì)菌數(shù)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(cè)試階段細(xì)菌數(shù)量均以CK最少。20～40 cm土層的細(xì)菌數(shù)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(gè)土層的細(xì)菌數(shù)量均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。

2.2? ?不同改良措施對(duì)鹽堿地土壤真菌數(shù)量的影響

由圖2 a可知，在0～20 cm土層，CS處理對(duì)土壤真菌影響最為明顯，5月份、7月份、9月份真菌數(shù)量分別達(dá)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(shù)量較CK相對(duì)增加，說明CF處理可以有效促進(jìn)土壤真菌的生長(zhǎng)。由圖2 b可知在20～40 cm土層，不同玉米生長(zhǎng)期RA處理的真菌數(shù)量均較CK降低，降幅為19.6%～24.8%。RA處理和EM處理對(duì)0～20 cm土層真菌數(shù)量的影響在不同階段波動(dòng)較大，CS處理和CF處理對(duì)20～40 cm土層真菌數(shù)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(shù)量都跟當(dāng)?shù)氐募竟?jié)氣候變化密切相關(guān)，隨著玉米生育進(jìn)展，0～20、20～40 cm土層的真菌數(shù)量均呈逐步下降的趨勢(shì)。

2.3? ?不同改良措施對(duì)鹽堿地土壤放線菌數(shù)量的影響

由圖3 a可知，在0～20 cm 土層，玉米不同生長(zhǎng)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(shù)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(shù)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(shù)量隨著季節(jié)而變化，由大到小表現(xiàn)為5月份、7月份、9月份。

2.4? ?不同改良措施對(duì)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(yǎng)第1 天后AWCD值均較小，說明微生物菌群在培養(yǎng)1 d時(shí)對(duì)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(yǎng)天數(shù)的延長(zhǎng)，AWCD值出現(xiàn)了明顯上升的趨勢(shì)，但不同改良措施下土壤微生物對(duì)于培養(yǎng)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(duì)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(duì)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(duì)總碳源的利用最小。0～20 cm土壤微生物培養(yǎng)7 d后對(duì)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(yǎng)7 d后對(duì)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?？梢?，5種改良措施均可極大地增加土壤微生物菌群對(duì)總碳源的綜合利用能力。

3? ?結(jié)論與討論

研究表明，在靖遠(yuǎn)縣鹽堿地土壤上，秸稈還田、鹽堿地調(diào)節(jié)劑、生物有機(jī)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(shù)量和總碳源利用率。在0～20 cm土層，隨玉米生長(zhǎng)期推移，生物有機(jī)肥（2 400 kg/hm2作為基肥施）對(duì)細(xì)菌和放線菌數(shù)量影響較大，最高時(shí)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(duì)真菌數(shù)量影響最顯著，最高時(shí)較不施肥處理增加25.9%。在20～40 cm土層，生物有機(jī)肥對(duì)細(xì)菌影響最大，秸稈還田對(duì)真菌影響最大，常規(guī)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(duì)放線菌影響最大;不同土層隨細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均隨玉米生育期推移而降低。0～20 cm土層微生物培養(yǎng)7 d后對(duì)總碳源利用由大到小為秸稈還田、生物有機(jī)肥、常規(guī)施肥、微生物菌劑、鹽堿地調(diào)節(jié)劑、不施肥，AWCD值介于0.22～1.28;20～40 cm土壤微生物培養(yǎng)7 d后對(duì)總碳源利用由大到小為秸稈還田、常規(guī)施肥、鹽堿地調(diào)節(jié)劑、生物有機(jī)肥、微生物菌劑、不施肥，AWCD值介于0.16～0.96。說明秸稈對(duì)鹽堿地具有較好的改良作用，可以緩解由于傳統(tǒng)施肥耕作導(dǎo)致的土壤板結(jié)、地力下降、微生物活性降低等問題，對(duì)豐富土壤微生物多樣性具有一定效果。

土壤微生物區(qū)系是一個(gè)組成比較復(fù)雜的微生物群體。受到多種因素影響，除土壤原有的養(yǎng)分條件外，還受到土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和環(huán)境因子的影響[12 - 14 ]。通過秸稈還田、鹽堿地調(diào)節(jié)劑、生物有機(jī)肥、微生物菌劑等改良措施，能改善土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤鹽分，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，從而提升耕地質(zhì)量，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。因此，在土壤鹽堿地改良中，單一改良措施對(duì)土壤理化性狀、微生物菌群數(shù)量等特性具有一定的改善作用，如果能多種措施綜合應(yīng)用，則鹽堿地改良效果會(huì)更好。本研究?jī)H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?jī)H為具有相同影響因子的鹽堿地改良結(jié)果，是不同改良措施的初期效應(yīng)，不同地塊、不同影響因子的改良效果有待進(jìn)一步研究。

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（本文責(zé)編：陳? ? 偉）