论文部分内容阅读
伴随全球人口增长,人地之间的矛盾日益突出,受环境污染等因素影响,耕地退化情况日趋严重。土壤盐渍化作为耕地退化的主要原因之一,已成为全球性生态问题。黄河三角洲是我国重要的后备土地资源,但该地区近一半的土地存在着不同程度的盐碱化,严重影响农作物的生长。目前,盐碱地改良虽有水利工程、种植改造等多种手段,但效果仍不理想,亟需开发适用性广、易于操作的改良措施。本文首先从盐碱土壤中筛选具有高渗胁迫耐受能力的益生菌菌株,用于盐碱地改良剂开发,并设计以聚谷氨酸和海藻多糖为主的生物基高分子材料作为盐碱地改良的保水成分,通过模拟土柱实验优化其配比,筛选获得最佳保水阻盐的保水剂配方,并结合益生菌剂等形成盐碱地专用改良剂;进而在黄河三角洲(滨州)国家农业科技园区选取实验区,开展为期6个月(2018年11月23日-2019年6月0 4 日)的作用效果分析,测定不同改良剂用量、不同盐分土壤以及不同土层深度条件下的土壤含盐量变化,并对各试验区小麦进行测产,选择效果较好的样品分析其土壤菌群结构变化。最终得到以下结论:(1)耐盐微生物的筛选从20份盐渍化土壤中共计分离得到耐盐菌株21株,并对其进行耐盐能力分析,结果显示其中可耐受5%盐分菌株15株,10%盐分耐受菌株6株。对10%盐分耐受菌株进行系统发育学鉴定,分别为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)。选取其中的枯草芽孢杆菌A-A2-1(Bacillus subtilis)菌株进行液体发酵,制备耐盐益生菌剂,液体发酵水平达到1x1010cfu/m L。(2)土柱模拟实验优化改良剂配比将聚谷氨酸发酵液和海藻酶解提取物按照1:1、3:7、7:3、0:1、1:0,5个比例复配,并设计土柱模拟实验分析不同改良剂对盐分迁移的作用效果。实验条件为:土柱高60 cm,直径14 cm,盐溶液为浓度3 g/L的Na Cl,改良剂加量为6g,采用250W红外灯泡距离20 cm光照,130小时内每6小时测定表层土壤含盐量,结果显示,聚谷氨酸和海藻提取物配比为1:1效果最好,较对照组表层土壤含盐量降低28.5%,总水分蒸发量减少17.3%。(3)生物高分子改良剂对盐分迁移影响的田间效果分析按照优化配比制备海藻聚谷氨酸复配改良剂,并向其中添加耐盐益生菌剂至5 x107cfu/m L,制备田间所需实验样品。选择3个不同盐分含量的试验区,每个试验区4块地,每块20 m×20 m,然后再把每块地平均分成10m×10m的4份,设计每亩0,50 kg,100 kg,200 kg,4个添加量条件开展田间保水阻盐效果分析,首次施用时间为2018年11月23日,并分别于第48天,96天,144天和193天5个时间点取样,分别取0-15厘米,15-30厘米两个样本,测定各土样电导率并换算其含盐量。结果显示,在实验周期内轻度盐碱地在中等改良剂用量条件下效果最佳,其土壤盐分涨幅显著降低,控盐效果较对照组提高42.73%。(4)生物高分子改良剂对小麦产量的影响本文进一步分析了生物高分子改良剂对作物生长的促进作用,所选择实验地块种植作物品种为济麦20,6月初测定植株高度并进行测产,结果显示,为轻度盐碱地小麦株高最高增加15.9%,中度盐碱地小麦株高最高增加17.2%。测产结果为轻度盐碱地增产9.38%,中度盐碱地增产15.69%,说明改良剂有提升作物生长状态和产量的效果。(5)生物高分子改良剂对土壤菌群结构变化的影响本文还分析了生物高分子改良剂对盐碱地土壤的微生物菌群结构变化的影响。添加改良剂后和对照组相比,表层土壤的细菌chao1指数增加4.6%,shannon指数增加0.8%。表层土壤的真菌chao1指数增加13.2%,shannon指数增加31.2%。深层土壤的细菌chao1指数减少13.8%,shannon指数减少3.8%。深层土壤的真菌chao1指数减少28.8%,shannon指数减少7.3%。所以表层土壤细菌和真菌的α多样性显著增加,深层土壤细菌和真菌的α多样性显著减少。细菌的β多样性变化显著,真菌的β多样性没有显著变化,说明改良剂的使用可以显著增加土壤微生物的多样性。