微生物菌肥对盐碱地枸杞土壤改良及细菌群落的影响
发布时间：2021-04-12 10:03
土壤盐碱化对耕地安全造成严重危害,并阻碍着农业的可持续发展,生物改良方法因效果持久、生态效益高等优点而极具潜力。本研究通过田间试验方法,设置常规施肥（CK）、DF-3菌肥（T1）、DF-7菌肥（T2）;LT菌肥（T3）;LP菌肥（T4）和商业菌肥（T5）共6个处理,研究微生物菌肥对盐碱地枸杞（Lycium barbarum）土壤化学性质和酶活性影响,并利用高通量测序技术分析细菌群落结构及多样性的变化,明确改良盐碱土壤的最佳微生物菌肥。结果表明:不同微生物菌肥处理较CK能显著降低土壤pH和总盐含量（P<0.05）,分别以T1和T4处理最为明显。与CK相比,T1处理能显著增加土壤速效磷、速效钾含量和提高土壤脲酶和蔗糖酶活性（P<0.05）。T4处理土壤碱性磷酸酶和蛋白酶活性最高,分别是CK的1.72倍和0.97倍。所有处理土壤样品主要的优势菌门为:变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）;在属水平上,T1处理假单胞属（Pseudomonas）和芽胞杆菌属（Bac...
【文章来源】：农业生物技术学报. 2020,28(08)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
不同施肥处理土壤的细菌门(A)和属(B)水平相对丰度
盐碱土为我国重要耕地后备资源。开发利用盐碱地资源是农业生产的重点研究对象之一。微生物是土壤中最活跃的成分，在土壤中扮演着重要角色(雍太文等,2012)，因此，通过向土壤中添加具有特殊功能的微生物菌肥是改变土壤营养元素、改善土壤肥力与微生物群落的有效途径(沈仁芳,赵学强,2015)。前人研究发现，施用不同微生物菌肥可降低土壤盐碱成分，各养分含量有所增加(段淇斌等,2015;Chen et al.,2016)。本研究与前人研究结果相似，施用微生物菌肥后土壤p H、电导率和总盐含量均下降，其原因一方面由于施用的微生物菌肥偏酸性，向土壤中施入菌肥后土壤发生酸碱中和反应，可缓冲土壤酸碱度，而微生物菌肥含有大量功能微生物，在其生命进程中通过分泌酸性代谢物质来中和碱成分，从而降低土壤盐碱度；对照土壤p H在后期也下降很多，是因为此地块土壤肥力薄弱，在施用常规化肥后，随着施肥时间的增加呈先减后增趋势，有研究表明，土壤p H在施肥90 d左右下降较多(郑普山等,2012)。而土壤速效养分均表现不同程度的增加，速效磷含量增幅范围较大，因为新疆地区土壤缺磷富钾，微生物肥料中含有的功能微生物产生代谢物有机酸，将难溶性无机磷溶解为有效磷，还可通过分泌一些酶类，酶解有机磷化合物使磷被有效吸收及利用，这就使得土壤速效磷含量大幅度增加(褚长彬等,2012)，而DF-3、DF-7、LP菌肥速效磷含量增加较多，这与其菌肥中的微生物溶磷能力大小有关。微生物在其生命活动产生胞外多糖、低分子量酸等将难溶性钾转化为可溶性状态，或通过其荚膜接触矿石表面作用溶解钾矿石，进而提高土壤对钾等养分的供应(党雯等,2014)。土壤有机质与微生物相互影响和制约，菌肥所含有的微生物通过改善土壤结构，丰富土壤微生物菌群，某些自养微生物通过合成部分有机成分，提高土壤有机质水平。整体来看，DF-3和LP菌肥有利于提高土壤养分，与其所包含菌种为芽胞杆菌属有关，在碱性条件可快速复苏与大量繁殖有关，丰富的芽胞杆菌菌群通过促生能力培肥土壤(宋建,2018)。土壤酶来源于土壤微生物和动、植物活体或残体，其活性大小是反应土壤肥力水平高低的敏感指标(Bijayalaxmi,Yadava,2006)。可通过施肥改善土壤水热状况、质地及微生物活性等条件进而使土壤酶活性得到改善(Nayak et al.,2007)。张美存等(2017)研究表明，向草坪土壤中施入含放线菌、枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)和苏云金芽胞杆菌(B.thuringiensis)菌株的微生物菌剂后，土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均显著提高。闫瑞瑞等(2017)研究表明，微生物肥料配施不同复合微生物菌剂可增加草甸草原土壤蔗糖酶及脲酶活性。孙家骏等(2016)和库永丽等(2018)等研究均发现，在猕猴桃(Actinidia chinensis)果园施入微生物菌剂后，土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性明显提高。本研究也有类似发现，施用微生物菌肥后，可增加枸杞地盐碱土壤酶活性，DF-3菌肥下土壤脲酶和蔗糖酶活性最大，DF-7菌肥使土壤过氧化氢酶活性增加明显，LP菌肥下土壤碱性磷酸酶和蛋白酶活性最大。是因为微生物肥料中所含有的微生物可加速土壤有机化合物的分解，为土壤酶促反应提供了充足的底物(解媛媛等,2010)，而土壤酶促反应具有专一性，则表现出不同微生物菌肥对土壤酶活性影响不同(张美存等,2017)。
土壤酶来源于土壤微生物和动、植物活体或残体，其活性大小是反应土壤肥力水平高低的敏感指标(Bijayalaxmi,Yadava,2006)。可通过施肥改善土壤水热状况、质地及微生物活性等条件进而使土壤酶活性得到改善(Nayak et al.,2007)。张美存等(2017)研究表明，向草坪土壤中施入含放线菌、枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)和苏云金芽胞杆菌(B.thuringiensis)菌株的微生物菌剂后，土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均显著提高。闫瑞瑞等(2017)研究表明，微生物肥料配施不同复合微生物菌剂可增加草甸草原土壤蔗糖酶及脲酶活性。孙家骏等(2016)和库永丽等(2018)等研究均发现，在猕猴桃(Actinidia chinensis)果园施入微生物菌剂后，土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性明显提高。本研究也有类似发现，施用微生物菌肥后，可增加枸杞地盐碱土壤酶活性，DF-3菌肥下土壤脲酶和蔗糖酶活性最大，DF-7菌肥使土壤过氧化氢酶活性增加明显，LP菌肥下土壤碱性磷酸酶和蛋白酶活性最大。是因为微生物肥料中所含有的微生物可加速土壤有机化合物的分解，为土壤酶促反应提供了充足的底物(解媛媛等,2010)，而土壤酶促反应具有专一性，则表现出不同微生物菌肥对土壤酶活性影响不同(张美存等,2017)。土壤细菌是土壤中最活跃因子，占土壤微生物总数的70%～90%。肥料类型与土壤微生物数量、组成及结构多样性差异之间紧密相关(Constancias et al.,2014;Sugden et al.,2000;王慧颖等,2018)。本研究利用高通量测序技术分析不同微生物菌肥处理对土壤细菌群落结构、组成及多样性的影响，结果表明除DF-3菌肥外，施用其他菌肥后土壤Chao1指数增加，而Shanon指数只在LP和商业菌肥下增加，说明施用微生物菌肥可改变土壤细菌丰富度和多样性，其他3种菌肥与以往研究得出施用微生物肥料提高细菌多样性结论不一致，可能一是因为土壤总盐含量高，碱性较强，从而微生物多样性较单一(Yu et al.,2003)，二是因为这几种菌肥中所含细菌的拮抗作用对土壤其他细菌的生存产生影响(游偲等,2014)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]饲料油菜作绿肥对后茬麦田土壤肥力及细菌群落的影响[J]. 李文广,杨晓晓,黄春国,薛乃雯,夏清,刘小丽,张晓琪,杨思,杨珍平,高志强. 中国农业科学. 2019(15)
[2]微生物有机肥对樱桃园土壤细菌群落的影响[J]. 张凯煜,谷洁,王小娟,高华. 中国环境科学. 2019(03)
[3]丛枝菌根提高滨海盐碱地植物耐盐性的作用机制及其生态效应[J]. 李少朋,陈昢圳,刘惠芬,郝建朝,周炜,石利军. 生态环境学报. 2019(02)
[4]秸秆还田配施有机无机肥料对冬小麦土壤水氮变化及其微生物群落和活性的影响[J]. 公华锐,李静,马军花,侯瑞星,张旭博,欧阳竹. 生态学报. 2019(06)
[5]改良剂与微生物菌剂联合施用对盐碱地土壤和耐盐植物的影响[J]. 汪立梅,桂丕,李化山,裴福云,王茜徵,江亚雄,叶宇轩. 江苏农业科学. 2018(17)
[6]枯草芽胞杆菌菌肥对有机冬瓜根区土壤微生态的影响[J]. 王超,李刚,黄思杰,张弛,田伟,田然,王磊,席运官. 微生物学通报. 2019(03)
[7]长期三水平磷肥施用梯度对砂姜黑土细菌群落结构和酶活性的影响[J]. 马垒,郭志彬,王道中,赵炳梓. 土壤学报. 2019(06)
[8]微生物肥料对猕猴桃高龄果园土壤改良和果实品质的影响[J]. 库永丽,徐国益,赵骅,董天旺,曹翠玲. 应用生态学报. 2018(08)
[9]我国盐碱地绿化研究进展与展望[J]. 朱建峰,崔振荣,吴春红,邓丞,陈军华,张华新. 世界林业研究. 2018(04)
[10]黑土细菌及真菌群落对长期施肥响应的差异及其驱动因素[J]. 王慧颖,徐明岗,周宝库,马想,段英华. 中国农业科学. 2018(05)
硕士论文
[1]耐盐碱微生物的筛选及其在赤泥改良中的应用[D]. 宋建.河南大学 2018
本文编号：3133110
【文章来源】：农业生物技术学报. 2020,28(08)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
不同施肥处理土壤的细菌门(A)和属(B)水平相对丰度
盐碱土为我国重要耕地后备资源。开发利用盐碱地资源是农业生产的重点研究对象之一。微生物是土壤中最活跃的成分，在土壤中扮演着重要角色(雍太文等,2012)，因此，通过向土壤中添加具有特殊功能的微生物菌肥是改变土壤营养元素、改善土壤肥力与微生物群落的有效途径(沈仁芳,赵学强,2015)。前人研究发现，施用不同微生物菌肥可降低土壤盐碱成分，各养分含量有所增加(段淇斌等,2015;Chen et al.,2016)。本研究与前人研究结果相似，施用微生物菌肥后土壤p H、电导率和总盐含量均下降，其原因一方面由于施用的微生物菌肥偏酸性，向土壤中施入菌肥后土壤发生酸碱中和反应，可缓冲土壤酸碱度，而微生物菌肥含有大量功能微生物，在其生命进程中通过分泌酸性代谢物质来中和碱成分，从而降低土壤盐碱度；对照土壤p H在后期也下降很多，是因为此地块土壤肥力薄弱，在施用常规化肥后，随着施肥时间的增加呈先减后增趋势，有研究表明，土壤p H在施肥90 d左右下降较多(郑普山等,2012)。而土壤速效养分均表现不同程度的增加，速效磷含量增幅范围较大，因为新疆地区土壤缺磷富钾，微生物肥料中含有的功能微生物产生代谢物有机酸，将难溶性无机磷溶解为有效磷，还可通过分泌一些酶类，酶解有机磷化合物使磷被有效吸收及利用，这就使得土壤速效磷含量大幅度增加(褚长彬等,2012)，而DF-3、DF-7、LP菌肥速效磷含量增加较多，这与其菌肥中的微生物溶磷能力大小有关。微生物在其生命活动产生胞外多糖、低分子量酸等将难溶性钾转化为可溶性状态，或通过其荚膜接触矿石表面作用溶解钾矿石，进而提高土壤对钾等养分的供应(党雯等,2014)。土壤有机质与微生物相互影响和制约，菌肥所含有的微生物通过改善土壤结构，丰富土壤微生物菌群，某些自养微生物通过合成部分有机成分，提高土壤有机质水平。整体来看，DF-3和LP菌肥有利于提高土壤养分，与其所包含菌种为芽胞杆菌属有关，在碱性条件可快速复苏与大量繁殖有关，丰富的芽胞杆菌菌群通过促生能力培肥土壤(宋建,2018)。土壤酶来源于土壤微生物和动、植物活体或残体，其活性大小是反应土壤肥力水平高低的敏感指标(Bijayalaxmi,Yadava,2006)。可通过施肥改善土壤水热状况、质地及微生物活性等条件进而使土壤酶活性得到改善(Nayak et al.,2007)。张美存等(2017)研究表明，向草坪土壤中施入含放线菌、枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)和苏云金芽胞杆菌(B.thuringiensis)菌株的微生物菌剂后，土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均显著提高。闫瑞瑞等(2017)研究表明，微生物肥料配施不同复合微生物菌剂可增加草甸草原土壤蔗糖酶及脲酶活性。孙家骏等(2016)和库永丽等(2018)等研究均发现，在猕猴桃(Actinidia chinensis)果园施入微生物菌剂后，土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性明显提高。本研究也有类似发现，施用微生物菌肥后，可增加枸杞地盐碱土壤酶活性，DF-3菌肥下土壤脲酶和蔗糖酶活性最大，DF-7菌肥使土壤过氧化氢酶活性增加明显，LP菌肥下土壤碱性磷酸酶和蛋白酶活性最大。是因为微生物肥料中所含有的微生物可加速土壤有机化合物的分解，为土壤酶促反应提供了充足的底物(解媛媛等,2010)，而土壤酶促反应具有专一性，则表现出不同微生物菌肥对土壤酶活性影响不同(张美存等,2017)。
土壤酶来源于土壤微生物和动、植物活体或残体，其活性大小是反应土壤肥力水平高低的敏感指标(Bijayalaxmi,Yadava,2006)。可通过施肥改善土壤水热状况、质地及微生物活性等条件进而使土壤酶活性得到改善(Nayak et al.,2007)。张美存等(2017)研究表明，向草坪土壤中施入含放线菌、枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)和苏云金芽胞杆菌(B.thuringiensis)菌株的微生物菌剂后，土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均显著提高。闫瑞瑞等(2017)研究表明，微生物肥料配施不同复合微生物菌剂可增加草甸草原土壤蔗糖酶及脲酶活性。孙家骏等(2016)和库永丽等(2018)等研究均发现，在猕猴桃(Actinidia chinensis)果园施入微生物菌剂后，土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性明显提高。本研究也有类似发现，施用微生物菌肥后，可增加枸杞地盐碱土壤酶活性，DF-3菌肥下土壤脲酶和蔗糖酶活性最大，DF-7菌肥使土壤过氧化氢酶活性增加明显，LP菌肥下土壤碱性磷酸酶和蛋白酶活性最大。是因为微生物肥料中所含有的微生物可加速土壤有机化合物的分解，为土壤酶促反应提供了充足的底物(解媛媛等,2010)，而土壤酶促反应具有专一性，则表现出不同微生物菌肥对土壤酶活性影响不同(张美存等,2017)。土壤细菌是土壤中最活跃因子，占土壤微生物总数的70%～90%。肥料类型与土壤微生物数量、组成及结构多样性差异之间紧密相关(Constancias et al.,2014;Sugden et al.,2000;王慧颖等,2018)。本研究利用高通量测序技术分析不同微生物菌肥处理对土壤细菌群落结构、组成及多样性的影响，结果表明除DF-3菌肥外，施用其他菌肥后土壤Chao1指数增加，而Shanon指数只在LP和商业菌肥下增加，说明施用微生物菌肥可改变土壤细菌丰富度和多样性，其他3种菌肥与以往研究得出施用微生物肥料提高细菌多样性结论不一致，可能一是因为土壤总盐含量高，碱性较强，从而微生物多样性较单一(Yu et al.,2003)，二是因为这几种菌肥中所含细菌的拮抗作用对土壤其他细菌的生存产生影响(游偲等,2014)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]饲料油菜作绿肥对后茬麦田土壤肥力及细菌群落的影响[J]. 李文广,杨晓晓,黄春国,薛乃雯,夏清,刘小丽,张晓琪,杨思,杨珍平,高志强. 中国农业科学. 2019(15)
[2]微生物有机肥对樱桃园土壤细菌群落的影响[J]. 张凯煜,谷洁,王小娟,高华. 中国环境科学. 2019(03)
[3]丛枝菌根提高滨海盐碱地植物耐盐性的作用机制及其生态效应[J]. 李少朋,陈昢圳,刘惠芬,郝建朝,周炜,石利军. 生态环境学报. 2019(02)
[4]秸秆还田配施有机无机肥料对冬小麦土壤水氮变化及其微生物群落和活性的影响[J]. 公华锐,李静,马军花,侯瑞星,张旭博,欧阳竹. 生态学报. 2019(06)
[5]改良剂与微生物菌剂联合施用对盐碱地土壤和耐盐植物的影响[J]. 汪立梅,桂丕,李化山,裴福云,王茜徵,江亚雄,叶宇轩. 江苏农业科学. 2018(17)
[6]枯草芽胞杆菌菌肥对有机冬瓜根区土壤微生态的影响[J]. 王超,李刚,黄思杰,张弛,田伟,田然,王磊,席运官. 微生物学通报. 2019(03)
[7]长期三水平磷肥施用梯度对砂姜黑土细菌群落结构和酶活性的影响[J]. 马垒,郭志彬,王道中,赵炳梓. 土壤学报. 2019(06)
[8]微生物肥料对猕猴桃高龄果园土壤改良和果实品质的影响[J]. 库永丽,徐国益,赵骅,董天旺,曹翠玲. 应用生态学报. 2018(08)
[9]我国盐碱地绿化研究进展与展望[J]. 朱建峰,崔振荣,吴春红,邓丞,陈军华,张华新. 世界林业研究. 2018(04)
[10]黑土细菌及真菌群落对长期施肥响应的差异及其驱动因素[J]. 王慧颖,徐明岗,周宝库,马想,段英华. 中国农业科学. 2018(05)
硕士论文
[1]耐盐碱微生物的筛选及其在赤泥改良中的应用[D]. 宋建.河南大学 2018
本文编号：3133110
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