河北滨海盐渍土土壤改良剂作用效果研究

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盐碱地是重要的生态用地及耕地后备资源,滨海地区地理位置特殊,人类活动频繁,在农业生产中存在粮食产能低、土壤盐化、生物多样性下降等主要问题。本研究采用田间试验方法,以河北省典型滨海区为研究对象,研究与常规化肥相比,添加微生物菌肥、土壤硅钙调理剂、复合微生物菌剂、生物有机肥、活性微藻、硅功能肥、巨大芽孢杆菌与胶冻芽孢杆菌8种土壤改良剂对盐渍土养分有效性和盐胁迫的影响,并采用PCR扩增结合Illumina宏基因组测序技术阐明不同改良剂对土壤微生物种群的作用以及对玉米产量的影响,综合分析评价出适宜研究区盐渍土改良的产品及技术,为改善滨海地区土壤性状、提高玉米产量提供科学依据。主要研究结论如下:(1)不同土壤改良剂对耕层具有较好调控作用。与常规化肥相比,施用改良剂处理的土壤速效钾、缓效钾、有效磷含量均有不同程度增加,土壤全氮、有机质含量增长较缓慢;T4(巨大芽孢杆菌)、T5(胶冻芽孢杆菌)以及T9(活性微藻)处理对土壤盐分改良效果明显。经过T3(复合微生物菌剂)、T7(有机硅功能肥)、T8(生物有机肥)、T9(活性微藻)处理的土壤盐分以及Ca2+、Na+、Cl-、SO42-有所改善。(2)不同土壤改良剂显著提高了细菌多样性与丰度。各处理的优势细菌门共12种,主要为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、粘球菌门、蓝细菌。放线菌门在在玉米成熟后相对丰度下降;变形菌门在玉米大喇叭口期T9处理(活性微藻)下含量达到峰值,酸杆菌门相对丰度在T2(微生物菌肥)和T3(复合微生物菌剂)的施肥处理中持续增加,绿弯菌门相对丰度在T4(巨大芽孢杆菌)处理下相对丰度最高,厚壁菌门在T4处理(巨大芽孢杆菌)下显著降低,巨大芽孢杆菌对寡养微生物起抑制作用。芽单胞菌门在成熟期相对丰度显著降低,粘球菌相对丰度在T7处理(有机硅功能肥)显著增加且高出基础土壤1.47%,蓝细菌以T6处理(土壤硅钙调理剂)相对丰度最高。T9(活性微藻)与T6(土壤硅钙调理剂)处理中Alpha多样性最优,对提高微生物多样性方面具有一定的优势。大部分微生物门受pH、含盐量、缓效钾、以及土壤盐分离子的影响,土壤微生物容易受到土壤盐分离子的驱动,施加土壤改良剂改善了土壤的化学性质,进而改变了土壤细菌群落结构。(3)生长期内土壤微生物相对丰度与玉米产量有较强相关性。T3(复合微生物菌剂)、T9(活性微藻)、T5(胶冻芽孢杆菌)处理的玉米产量分别高出常规化肥25.0%、7.3%、7.0%,表明功能菌剂对土壤有较好改良作用,功能菌剂能促进土壤中微生物物种活跃程度与繁殖能力,增加了有益微生物的数量与活性,玉米产量与Cyanobacteria呈现出极显著的正相关关系且在成熟期含量显著增加也反馈了此结论。改良剂与微生物相互作用提高了玉米产量。综上,使用复合微生物菌剂、活性微藻、生物有机肥均可以在改良盐渍土化学性质的基础上实现玉米产量不降低,是一种值得推荐的改良盐渍土的技术方案。
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