銀川平原鹽堿地土壤微生物特征及其對土壤改良的響應(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)有得天獨厚的灌溉條件，但伴生著嚴重的鹽堿化問題，嚴重影響和抑制著寧夏農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)。改造鹽堿地是一項重大的、長遠的、緊迫的戰(zhàn)略性任務(wù)。近年來，學者們在脫硫廢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和生物量、生理指標等指標的測定，忽而略了土壤微

2、生物這一個重要的土壤生物指標。
　　 因此，為了探討寧夏鹽堿地土壤微生物特征等及其對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堿化土壤不同年限土壤微生物數(shù)量、微生物多樣性的

3、特征及對盆栽苜蓿生長和營養(yǎng)成分含量的影響，旨在闡明土壤微生物對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、對于有效促進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、堿化土壤細菌、真菌、放線菌數(shù)量以及土壤脲酶、轉(zhuǎn)化酶、過氧化氫酶、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。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)為細菌>放線菌>真菌。相同程度堿化土壤細菌、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羧酸類、碳水化合物類、氨基酸類的碳源利用能力比較強，而對胺類、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、過氧化氫酶活性，提高堿化土壤微生物群落對聚合物類、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鹽化土壤苜蓿根際土壤細菌、放線菌數(shù)量、微生物總數(shù)均有一定的增加作用，而對土壤真菌數(shù)量有一定的抑制作用。季節(jié)變化表明，細菌和微生物總數(shù)都隨著苜蓿生育時期的推進而逐漸增加。鹽化土壤各處理微生物三個類群所占比例細菌>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，細菌所占比例逐漸增加，而真菌和放線菌所占比

8、例相對減少。與對照相比，脫硫廢棄物施用后提高了土壤微生物對碳源底物的代謝功能，微生物賴以生存的能量來源增加，利于其生長繁殖，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)評價的質(zhì)量指標。
　　 （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鹽堿地改良劑對鹽化土壤改良效果最好。且脫硫廢棄物改良堿化土壤后種植苜蓿的對微生物的效應(yīng)大于種植油葵的效應(yīng)。
　　 （6）三個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類型鹽堿地能夠顯著增加細菌和放線菌數(shù)量，降低土壤真菌數(shù)

10、量。同時，0-20cm土壤微生物群落對碳源的利用能力、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類型鹽堿地對總碳源利用能力都增強，其從大到小依次表現(xiàn)為 HN＞HSB＞XDT。另外，脫硫廢棄物施用對三個類型鹽堿地0-20cm土壤堿性磷酸酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和過氧化氫酶活性都有不同程度的促進作用。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，并促進土壤微生物活性。說明脫硫廢棄物改良后，改良效果在第二年遠遠大于當年的效果，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苜蓿地上和根系生長、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和固氮需要的鈣、硫元素有關(guān)，這也是脫硫