銀川平原鹽堿地土壤微生物特征及其對(duì)土壤改良的響應(yīng).pdf

1、土壤微生物與土壤肥力有極為密切的關(guān)系，較高的微生物活性通常是土壤肥沃的標(biāo)志，因此，土壤微生物在土壤及土壤肥力形成和發(fā)展的許多方面起著極其重要的作用。寧夏銀川平原引黃灌區(qū)有得天獨(dú)厚的灌溉條件，但伴生著嚴(yán)重的鹽堿化問(wèn)題，嚴(yán)重影響和抑制著寧夏農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)。改造鹽堿地是一項(xiàng)重大的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的、緊迫的戰(zhàn)略性任務(wù)。近年來(lái)，學(xué)者們?cè)诿摿驈U棄物改良鹽堿地土壤方面作了大量的研究工作，但在研究中注重地上植物的生長(zhǎng)和生物量、生理指標(biāo)等指標(biāo)的測(cè)定，忽而略了土壤微

2、生物這一個(gè)重要的土壤生物指標(biāo)。
　　 因此，為了探討寧夏鹽堿地土壤微生物特征等及其對(duì)脫硫廢棄物改良效果的響應(yīng)，本文研究了寧夏不同類型及鹽漬化不同程度土壤微生物特征；研究了脫硫廢棄物施用對(duì)堿化、鹽化土壤土的改良效果，探討了脫硫廢棄物改良鹽堿地的最佳施用量；比較研究了脫硫廢棄物對(duì)寧夏惠農(nóng)鹽化土壤、西大灘堿化土壤和紅寺堡次生鹽漬化土壤三個(gè)不同類型鹽堿地土壤微生物的影響；研究了脫硫廢棄物改良?jí)A化土壤不同年限土壤微生物數(shù)量、微生物多樣性的

3、特征及對(duì)盆栽苜蓿生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響，旨在闡明土壤微生物對(duì)鹽堿地改良效果的響應(yīng)和土壤質(zhì)量恢復(fù)的生物指示作用，可為闡明土壤質(zhì)量與土壤微生物的相關(guān)性關(guān)系、對(duì)于有效促進(jìn)鹽堿地土壤改良效果和土壤質(zhì)量演變規(guī)律提供理論依據(jù)。
　　 研究表明：
　　 （1）不同類型及鹽漬化不同程度土壤微生物研究表明，鹽化、堿化土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量以及土壤脲酶、轉(zhuǎn)化酶、過(guò)氧化氫酶、堿性磷酸酶活性都隨著鹽漬化程度的加劇呈現(xiàn)顯著降低的趨勢(shì)。不同程

4、度鹽化、堿化土壤微生物數(shù)量季節(jié)變化表現(xiàn)為6月>8月>9月，堿化土壤脲酶活性表現(xiàn)出明顯的季節(jié)規(guī)律，即9月>8月>6月，而鹽化土壤與之正好相反。土壤微生物數(shù)量在不同類群上表現(xiàn)為細(xì)菌>放線菌>真菌。相同程度堿化土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量顯著高于鹽化土壤。鹽化、堿化不同程度土壤微生物群落對(duì)羧酸類、碳水化合物類、氨基酸類的碳源利用能力比較強(qiáng)，而對(duì)胺類、酚類和聚合物類碳源的利用能力較弱。鹽化、堿化土壤0-20cm土壤微生物多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)表現(xiàn)

5、為鹽化土壤高于堿化土壤，而20-40cm則以堿化土壤高于鹽化土壤。
　　 （2）相關(guān)分析表明細(xì)菌數(shù)量與全氮、全磷含量成顯著正相關(guān)性關(guān)系（P<0.05）；放線菌數(shù)量與有機(jī)質(zhì)含量、全氮、全磷含量、堿解氮成顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；不同程度堿化和鹽化土壤脲酶與轉(zhuǎn)化酶、過(guò)氧化氫酶、堿性磷酸酶活性之間都有顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；鹽化土壤轉(zhuǎn)化酶與過(guò)氧化氫酶、堿性磷酸酶活性之間成顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；堿化和鹽化土壤過(guò)氧

6、化氫酶與堿性磷酸酶活性之間成顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；過(guò)氧化氫酶與放線菌、微生物總數(shù)、微生物多樣性之間成顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；堿性磷酸酶活性與放線菌成極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01）。
　　 （3）試驗(yàn)研究表明，脫硫廢棄物施用降低了堿化土壤真菌數(shù)量；適宜的用量增加了堿化土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量；適宜的用量能夠增加堿化土壤油葵和苜蓿根際土壤堿性磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶、過(guò)氧化氫酶活性，提高堿化土壤微生物群落對(duì)聚合物類、氨

7、基酸類、羧酸類、碳水化合物類、胺類和酚類碳源底物的利用能力能力。
　　 （4）脫硫廢棄物不同施用量對(duì)鹽化土壤苜蓿根際土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量、微生物總數(shù)均有一定的增加作用，而對(duì)土壤真菌數(shù)量有一定的抑制作用。季節(jié)變化表明，細(xì)菌和微生物總數(shù)都隨著苜蓿生育時(shí)期的推進(jìn)而逐漸增加。鹽化土壤各處理微生物三個(gè)類群所占比例細(xì)菌>放線菌>真菌，這與堿化土壤和多數(shù)研究結(jié)論一致。另外，隨著脫硫廢棄物施用量的增加，細(xì)菌所占比例逐漸增加，而真菌和放線菌所占比

8、例相對(duì)減少。與對(duì)照相比，脫硫廢棄物施用后提高了土壤微生物對(duì)碳源底物的代謝功能，微生物賴以生存的能量來(lái)源增加，利于其生長(zhǎng)繁殖，故微生物數(shù)量、功能多樣性、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)以及土壤堿性磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶、過(guò)氧化氫酶活性也相應(yīng)增加。相關(guān)性分析表明，鹽化土壤微生物數(shù)量之間、微生物數(shù)量與堿性磷酸酶活性及其與微生物多樣性之間有很好的相關(guān)性，可以作為不同程度鹽化土壤改良以及地力恢復(fù)評(píng)價(jià)的質(zhì)量指標(biāo)。
　　 （5）堿化土壤脫硫廢棄物的適宜用量控制

9、在15 t·ha-1以內(nèi)為宜，高于15t·ha-1的脫硫廢棄物用量反而抑制土壤微生物活性和多樣性。7.5t·ha-1脫硫廢棄物結(jié)合7.5t·ha-1鹽堿地改良劑對(duì)鹽化土壤改良效果最好。且脫硫廢棄物改良?jí)A化土壤后種植苜蓿的對(duì)微生物的效應(yīng)大于種植油葵的效應(yīng)。
　　 （6）三個(gè)類型鹽堿地土壤微生物比較研究表明，脫硫廢棄物改良寧夏XDT堿化土壤、HN鹽化土壤、HSB次生鹽漬化土壤三個(gè)類型鹽堿地能夠顯著增加細(xì)菌和放線菌數(shù)量，降低土壤真菌數(shù)

10、量。同時(shí)，0-20cm土壤微生物群落對(duì)碳源的利用能力、微生物群落多樣性、均勻度指數(shù)都顯著增加（p<0.01）。土壤細(xì)菌和真菌數(shù)量在不同類型鹽堿地上表現(xiàn)為HSB>XDT>HN，放線菌數(shù)量表現(xiàn)出XDT>HSB>HN。脫硫廢棄物施用后三個(gè)類型鹽堿地對(duì)總碳源利用能力都增強(qiáng)，其從大到小依次表現(xiàn)為 HN＞HSB＞XDT。另外，脫硫廢棄物施用對(duì)三個(gè)類型鹽堿地0-20cm土壤堿性磷酸酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和過(guò)氧化氫酶活性都有不同程度的促進(jìn)作用。土壤堿性磷酸酶

11、活性在不同類型鹽堿地間表現(xiàn)為XDT>HN>HSB，轉(zhuǎn)化酶活性則表現(xiàn)為HSB>XDT>HN。脫硫廢棄物施用后土壤微生物數(shù)量、微生物活性與土壤理化性質(zhì)有很好的相關(guān)性。
　　 （7）微生物年際變化結(jié)果顯示脫硫廢棄物施用第二年與第一年相比土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量明顯增加，而真菌數(shù)量相應(yīng)減少；從微生物類群結(jié)構(gòu)看，細(xì)菌的比例在脫硫廢棄物施用第二年比第一年有所增加，而真菌和放線菌的比例減少。另外，硫廢棄物施用兩年后能夠顯著提高土壤微生物對(duì)聚合物類

12、、氨基酸類和胺類碳源及總碳源的利用能力，并促進(jìn)土壤微生物活性。說(shuō)明脫硫廢棄物改良后，改良效果在第二年遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)年的效果，即其隨著年限的推移，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)更多的向有益微生物類型方向發(fā)展。
　　 （8）脫硫廢棄物施用能夠促進(jìn)苜蓿地上和根系生長(zhǎng)、提高苜蓿產(chǎn)量。脫硫廢棄物結(jié)合改良劑施用能夠顯著提高苜蓿粗蛋白和粗脂肪含量，降低粗纖維含量，對(duì)苜蓿品質(zhì)有很大的改善作用。這與脫硫廢棄物含有大量苜蓿生長(zhǎng)和固氮需要的鈣、硫元素有關(guān)，這也是脫硫