解磷微生物对土壤磷资源利用影响的研究进展

我国磷肥的使用量正逐年递增,但由于施入土壤的磷素大多被固定,以无效态(难溶态)在土壤中积累,导致磷资源的利用率很低,如何提高土壤磷资源的利用率已成为近些年的研究热点。解磷微生物能够利用自身代谢产物或者通过与其他生物的协同作用,将土壤中难溶的磷酸盐转化为植物生长可利用磷,因此而备受关注。本文在介绍我国磷资源概况的基础上,综述了解磷微生物的生态分布、解磷能力、解磷机理,对土壤与植物磷素利用的影响,同时介绍了解磷微生物在环境污染物控制中的应用,旨在为解磷微生物在磷资源利用方面的研究提供理论支持。     

盐生植物解磷菌的筛选及促生效应研究

为丰富耐盐碱的解磷菌资源,探究其对盐碱环境中非盐生植物的促生效果,利用选择性培养基,从新疆南部克孜勒苏柯尔克孜自治州荒漠盐碱地3种典型盐生植物中分离解磷菌,并基于16S rRNA基因的限制性酶切末端片段长度多态性（PCR-RFLP）和系统发育分析进行菌种鉴定,挑取解磷能力突出的优良菌株接种至拟南芥和小麦验证其促生效果。结果表明,共分离到141株解磷菌,解有机磷菌株的解磷率介于1.5%～7.6%之间,解无机磷菌株的解磷率介于1.1%～4.7%之间,其中解无机磷量与发酵液pH值呈显著负相关。所有菌株隶属于8个菌属,以肠杆菌属（Enterobacter）占绝对优势。接种解磷菌株显著增加了非盐碱胁迫下的拟南芥幼苗生物量,尤以解有机磷菌株MHSC29和解无机磷菌株MHCB24的作用最强。接种解磷菌对盐碱土中小麦的地上部分（株高、茎粗、地上干重、叶绿素含量）和地下部分（根干重）均有积极影响,以解有机磷菌株MHSC29、MHCC3和解无机磷菌株APCB2效果最突出。本研究所得菌株进一步充实了耐盐碱解磷菌种的资源库,具备开发为盐碱地微生物肥料的潜能。     

盐碱地土壤微生物生态特性研究进展

盐碱土遍布于全球100多国家,面积高达1×109 hm^2,作为重要的后备土地资源,将其合理的开发利用是目前的热点问题。盐碱土壤中蕴藏着丰富的微生物资源,微生物对土壤物质组分、理化性质和微环境表现出高度的响应特性,通过对土壤微生物进行系统、深入研究有助于揭示盐碱土的生物过程机制。本文回顾了国内外关于盐碱土特定环境中的微生物进展,从土壤微生物多样性分布格局、土壤改良过程中微生物群落变化、功能性微生物土壤修复机制及资源利用等角度进行综述,以期为盐碱土微生物生态功能研究提供借鉴。     

高投入蔬菜种植体系磷素高效利用的根际对话及效应研究进展

蔬菜种植体系是一种高投入体系,高量磷肥的投入会造成磷资源浪费和磷高积累带来的环境风险。通过根际调控增加磷有效性以及提高蔬菜对磷的吸收利用是菜地减磷增效行之有效的手段之一。基于该研究思路,综述了根际对话三大模块,植物-植物对话（蔬菜间套作根系互作）、植物-微生物对话（蔬菜根系与菌根真菌及根际促生菌互作）以及微生物-微生物对话（菜地解磷微生物与根际微生物互作）在促进蔬菜根系发育、活化土壤累积态磷从而增加蔬菜对磷的吸收利用方面的作用及其作用机制。同时阐述了人为调控不同模块,如利用解磷微生物菌肥提高蔬菜磷吸收利用,以及在缓解蔬菜连作障碍方面的应用效果及机理。最后探讨今后高投入体系根际对话的研究方向,旨在为推动高投入蔬菜种植体系磷肥管理的绿色和可持续发展提供理论依据。     

菜地土壤解磷微生物特征及其在磷形态转化调控中的作用

目前蔬菜生产存在为追求高产而盲目"高磷投入"的现象,尽管持续高量的磷肥投入导致菜地土壤磷库储量较之粮田更加丰富,但土壤中的磷极易被固定形成无效态磷,导致菜地磷肥当季利用率低以及磷高积累带来的环境风险。而解磷微生物可以利用自身的代谢功能驱动土壤难溶性磷向有效磷的转化,从而直接影响土壤磷素周转及供磷水平。本文探讨了菜地土壤解磷微生物特征、根际磷素周转及其对蔬菜磷吸收利用的贡献、磷肥及碳源种类对解磷微生物的影响、解磷微生物在菜地面源污染防控中的作用及其今后高效应用研究方向,旨在为今后提高蔬菜磷肥利用率,以及充分利用菜地累积态磷,从而进一步降低环境风险提供参考。     

微生物解磷的研究进展

综述了具有解磷能力的微生物在不同土壤、作物根际中的数量及种群分布，评价了不同微生物的解磷能力，探讨了微生物的解磷机制，还讨论了解磷菌对作物生长发育的影响以及实际应用效果。     

功能微生物与生物炭对海滨锦葵生长及滨海盐土地力的影响

为实现盐碱地的长效生态改良与可持续性发展,研究了盐碱胁迫条件下生物炭与功能微生物对滨海盐土养分含量及盐生植物海滨锦葵生长的影响。利用室内盆栽试验,在盐碱胁迫条件下设置了单独接种功能微生物丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)、解磷真菌(Apophysomyces sp. SM-1)、单独添加生物炭(Biochar,BC)及3者联合接种等共计8个处理对滨海盐土部分养分指标及盐生植物海滨锦葵生长的影响。结果表明,功能微生物和生物炭均能够显著影响滨海盐土改良的进程及海滨锦葵的生长。在土壤pH值方面,功能微生物和生物炭均能促进盐土降低pH值,其中AMF与BC联合施用处理的土壤pH值最低,而BC处理土壤pH相对较高。在土壤含水量方面,除AMF、SM-1及BC联合施用处理之外,其他处理均能不同幅度地提升盐土含水量,其中接种SM-1处理中土壤含水量的提升效果较为显著,较对照组提高了90.7%。在土壤养分含量方面,BC能够显著提升土壤有机碳、碱解氮和有效磷含量,AMF及SM-1单独接种时对土壤有机碳、碱解氮和有效磷含量有一定的提升作用,但效果并不显著。AMF与SM-1混合接种对土壤有效磷含量的提升效果优于BC处理,较对照增加了17.99%。AMF、SM-1与BC三者联用对土壤有机碳、碱解氮和有效磷含量的提升效果最佳,分别比对照增加了58.33%、4.83%及23.09%。同时在盐土中接种AMF、SM-1以及添加BC可明显提高海滨锦葵植株的株高、主根长、主根粗以及植株干重,其中AMF和SM-1对盐碱胁迫下海滨锦葵的促生效果优于生物炭,而BC更有助于海滨锦葵植株干物质的积累。因此,室内盆栽试验条件下,AMF、SM-1和BC均能影响滨海盐土的理化性质及海滨锦葵的生物量,BC对盐土地力提升的效果较好,而AMF及SM-1则对耐盐植物的促生效果更佳,并且三者联合施用可积极推动滨海盐土改良,促进盐生植物生长。     

棉粕对盐碱环境下土壤微生物多样性及土壤结构的影响

以棉粕作为盐碱土改良剂,针对不同程度的盐碱土壤为研究材料,探究棉粕对盐碱环境下微生物多样性及土壤结构的影响。提取土样中微生物总DNA,利用新一代illumina HiSeq高通量测序技术进行相关分析,对于土壤微形态则利用扫描电镜进行观察。结果表明,随着盐碱浓度的提高,氯化钠处理下小团聚体所占比例逐步上升且土壤形态表现为表面疏松多孔;碳酸钠则相反,其大团聚体随碱浓度提高而增加,小团聚体所占比例则下降,土壤形态则呈现表面紧实,孔隙少,盐碱土的这两种土壤结构都不利于微生物的生存活动。通过对土壤样品中微生物多样性分析得出,添加棉粕的所有处理相比CK(常规施肥)可以增加盐碱土中微生物群落数量,其中中度盐(MN)、中度碱(MA)处理Shannon指数最大,Simpson指数最小,说明添加棉粕后MN、MA处理的微生物丰富度最高,盐碱处理下土壤中主要的微生物群落包括10个门,其中变形菌门占主导地位,其余依次是放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、硝化螺菌门、浮霉菌门、疣微菌门、厚壁菌门。总体而言,通过向盐碱土中添加棉粕可以相应地改善土壤结构,一定程度上增加其微生物群落数量,在中度盐碱情况下添加棉粕使其土壤中微生物丰度最高,而盐碱这种特定的土壤环境中微生物占优势菌门没有太大差异。     

微生物解磷的研究进展

综述了具有解磷能力的微生物在不同土壤、作物根际中的数量及种群分布 ,评价了不同微生物的解磷能力 ,探讨了微生物的解磷机制 ,还讨论了解磷菌对作物生长发育的影响以及实际应用效果     

棉粕对盐碱环境下土壤微生物多样性及其土壤结构的影响

微生物是土壤物质循环的原动力,土壤团聚体的重要生物胶结因素。以棉粕作为盐碱土改良剂,针对不同程度的盐碱土壤为研究材料,探究棉粕对盐碱环境下微生物多样性及其土壤结构的影响。提取土样中微生物总DNA,利用新一代illumina HiSeq高通量测序技术进行相关分析,对于土壤微形态则利用扫描电镜进行观察,结果表明随着盐碱浓度的上升,氯化钠处理下小团聚体所占比例也逐步上升且土壤表面疏松多孔,碳酸钠则相反,其大团聚体随浓度上升而增加,小团聚体所占比例则下降,土壤表面紧实,孔隙少,盐碱土的这两种土壤结构都不利于微生物的生存活动。通过对土壤样品中微生物复杂度分析得出,通过添加棉粕相比CK可以增加盐碱土中微生物群落数量,MN、MA处理Shannon指数最大,Simpson 指数最小,说明添加棉粕后MN、MA的微生物丰富度最高,盐碱土中主要的微生物群落包括 10个门,其中变形菌门占主导地位,其余依次是放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、硝化螺菌门、浮霉菌门、疣微菌门、厚壁菌门。盐碱这种特定的土壤环境中微生物占优势菌门相互类似。     

黄河三角洲盐碱地造林绿化关键技术

[目的]解决黄河三角洲地区盐碱地改良造林绿化的难点。[方法]分析黄河三角洲目前的盐碱地资源和特点,阐述盐碱地改良与造林绿化现状。在此基础上,依据前人的技术和研究成果,结合作者多年来盐碱地生态改良的研究与实践。[结果]提出了适宜黄河三角洲盐碱地造林绿化的关键技术:(1)利用传统方法造林绿化改良盐碱地;(2)重视新技术和新成果的应用。[结论]利用盐碱地造林绿化关键技术,实现黄河三角形洲滨海盐碱地改良是切实可行的。     

盐碱地资源分析及利用研究展望

我国高度重视盐碱地治理和农业高效利用。通过梳理分析现有盐碱地资源相关资料发现,我国盐碱耕地面积呈增长趋势,而优质可垦资源呈减少趋势,但盐碱地的数量、分布、质量等缺乏更加精准、全面的数据,底数不清问题突出。建议结合第三次全国土壤普查尽快摸清盐碱地“家底”,构建盐碱地资源合理利用长效机制,转变治理观念,推进以种适地,从而促进盐碱地有序开发和综合利用。     

基于"三层"融合的松嫩平原盐碱地资源特征

构建盐碱地资源系统分析框架，清晰界定盐碱地概念与分类，对于盐碱地资源调查、治理与利用具有重要的意义。本研究基于地球关键带理论与逻辑，构建涵盖利用层、土壤层和DEM三层融合的盐碱地资源系统分析框架，界定盐碱地与盐碱土概念及类型，结合土地利用现状图、土壤图和DEM图，采用GIS叠加分析方法，分析松嫩平原盐碱地资源特征。结果表明：1）基于地球关键带理论和逻辑，以立体空间作为组织和联系各层级的纽带，以数字高程为基底，按照垂直和水平纬度，构建起的土地利用层、土壤层、DEM层"三层融合"的盐碱地资源系统分析框架清晰地界定和表达了盐碱地概念和特征；2）盐碱地是一种土壤类型为盐碱土的土地利用类型，下属盐碱耕地、盐碱林地、盐碱草地、盐碱湿地、盐碱未利用地和其他盐碱地6个类别，盐碱土分为盐土、碱土和盐碱化土3种类型；3）松嫩平原盐碱地总面积254.77万hm2，主要分布于松嫩平原西南部地区，类型以盐碱耕地和盐碱未利用地居多，土壤类型以盐-碱化土为主；4）盐碱耕地和盐碱未利用地海拔集中在100～150 m，坡度平缓。该研究可为盐碱地资源调查提供理论和方法支撑，为松嫩平原盐碱地治理与开发提供科学依据。     

秸秆和硫酸铝改良剂对苏打盐碱土吸附腐殖酸性能的影响

为了揭示硫酸铝改良剂对苏打盐碱土在秸秆还田条件下固碳性能的影响,研究了添加秸秆和硫酸铝并于恒温条件下培养300天后的盐碱土对腐殖酸的吸附性能。结果表明:在腐殖酸吸附动力学中,秸秆和硫酸铝不同添加量条件下,盐碱土对腐殖酸的吸附均在120min时达到平衡,准二级动力学方程拟合效果最好,R2值最高(0.936)。Langmuir方程和Freundlich方程均可较好地拟合盐碱土对腐殖酸的等温吸附。添加相同比例的玉米秸秆条件下,Langmuir方程拟合获得的最大吸附量分别表现为69.335,42.830,40.498,42.593mg/g。而添加同等比例的硫酸铝改良剂条件下,最大吸附量分别表现为21.358,32.647,69.335,49.232,62.375,42.830mg/g。     

煤矸石改良盐碱土对马铃薯生长的影响

为探索煤矸石用于盐碱地改良的可行性,拓展大宗固体废物煤矸石的资源化利用途径,该研究采用盆栽法对煤矸石用量影响盐碱土理化性质及马铃薯生长进行研究。试验设置4个处理：85%盐碱土+15%煤矸石（CL15）、70%盐碱土+30%煤矸石（CL30）、50%盐碱土+50%煤矸石（CL50）,以及不添加煤矸石的对照（CK）,分析煤矸石用量对土壤理化性质、马铃薯植株生长生理、产量和品质等的影响。结果表明：1）煤矸石加入能够影响土壤的理化性质,改善盐碱土自身贫瘠、板结的土质,土壤pH值、盐分浓度、容重逐渐降低,土壤结构趋于稳定,同时土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮和速效钾含量显著增加（P <0.05）,增幅分别为15.2%～447.2%、11.7%～27.6%、0.5%～29.5%、43.3%～225.8%、16.6%～216.1%和3.6%～34.9%。2）不同煤矸石添加量对马铃薯植株生长、光合作用以及抗逆性等指标影响效果存在差异,随着煤矸石用量的增加,植株各个时期的生长生理、抗逆境胁迫等指标多数呈现先增加后降低的趋势。CL30处理对马铃薯生长促进效果最佳,CL50则表现出一定的抑制作用,3个品种马铃薯收获后的地上生物量排序均为CL30、CL50、CL15。3）对照中马铃薯植株在幼苗期全部死亡,煤矸石各处理种植马铃薯可完成生长周期并结薯。CL30处理下单株块茎质量最高,为252.37～424.10 g/株,块茎中淀粉、蛋白质和维生素C含量也最高,分别为90.0～110.3 g/kg、13.3～14.1 g/kg和99.0～164.0 mg/kg,但与商品马铃薯品质相比仍有差距,淀粉、蛋白质和维生素C含量分别低于商品马铃薯21.2%～35.7%、45.8%～48.8%和7.9%～44.4%。综上所述,煤矸石可用于盐碱土改良,煤矸石用量为30%时,可有效改善盐碱土壤环境并适合种植马铃薯,因而在盐碱地土壤改良、保障粮食安全领域具有应用前景。     

盐渍生境下野生琵琶柴盐分分布及泌盐特点

对干旱盐渍环境下野生琵琶柴泌盐结构、泌盐规律及其与土壤盐分、植物盐分分布的关系进行了研究。研究表明 ,生长在硫酸钠盐土上的琵琶柴体内Na 、SO2 -4含量较高 ,其次是Cl-、Mg2 和K ,Ca2 含量最低。在一天之中植物体内含盐量保持稳定 ,叶片盐分离子含量高于枝条。光学显微观察显示 ,琵琶柴叶片具有多细胞盐腺 ,可分泌K 、Na 、Ca2 、Mg2 、Cl-和SO2 -4。其分泌细胞对于离子的分泌作用受到温度及昼夜变化的影响 ,表现为上午的分泌量高于下午 ,白昼高于夜间。盐腺对于不同离子的分泌速率表现为 :对于Cl-的分泌最高 ,其次是Na 和SO2 -4,而对于K 的分泌高于对Ca2 、Mg2 的分泌。但与植物叶片含盐量相比 ,琵琶柴盐腺对于Cl-的相对分泌远高于其他离子 ,分泌的盐分中Na/K比值高于植物体Na/K比值。以上结果表明 ,琵琶柴体内盐分离子含量与土壤盐分离子含量及其自身对于元素的吸收特性有关 ;而盐腺对于盐分的分泌作用在受到温度变化影响的同时 ,对离子分泌具有较高的选择性。琵琶柴对于不同元素的这种选择性吸收及分泌特性对适应盐渍生境有一定意义。     

糠醛渣改良土壤增强苕子对盐碱土的适应性

科学合理的盐碱土改良措施对植物在盐碱土上适应性栽培具有重要的科学意义与应用价值。该研究旨在通过施用糠醛渣探讨盐碱土土壤特性及植物生长适应性栽培研究,为糠醛渣在盐碱土的合理使用提供科学依据。试验按土壤质量为基数确定糠醛渣的用量,试验由添加量0、5%、10%糠醛渣的盐碱土3个处理组成,温室条件下进行盆栽试验。结果表明,施用糠醛渣不仅降低盐碱土pH和含盐量,而且显著提升了土壤微生物多样性Sobs和Shannon指数,降低了simpson指数降低。主要表现在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(Chloroflexi)成为优势菌门。施用糠醛渣增加了苕子叶片中叶绿素、可溶性糖含量和脯氨酸含量。显著增强了过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。施用糠醛渣明显促进苕子生长发育,增加了苕子苗期生物量,5%糠醛渣用量处理改良盐碱土效果较优。研究表明糠醛渣通过改善盐碱土的其理化特性及生物多样性分布,促进苕子的生长发育,研究为糠醛渣在盐碱地土壤改良及植物适应性栽培的合理应用提供了科学依据与参考。     

羊草对盐碱胁迫的生理生化响应特征

研究羊草对盐碱胁迫生理响应特征,旨在找出羊草耐盐碱范围及其对盐碱地改良的应用潜力。通过模拟5组不同盐碱梯度土壤胁迫试验(p H值为7.61、8.05、8.33、8.73、9.37,电导率为0.109、0.301、0.437、0.486、0.591 m S/cm),研究了羊草体内离子含量和运输能力、有机小分子渗透调节和保护酶活性变化。结果表明,盐碱胁迫由低到高,超氧化物歧化酶和甜菜碱在中度盐碱胁迫(p H值8.33,电导率0.437 m S/cm)积累最多,其他测定的耐盐碱物质,钠离子、脯氨酸、丙二醛、有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸)、过氧化物酶、过氧化氢酶、可溶性总糖、可溶性蛋白均呈直线增加。在盐碱胁迫条件下,羊草叶片中积累的钾离子、甜菜碱、有机酸、可溶性蛋白高于根茎,而脯氨酸、丙二醛、保护酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)、可溶性总糖叶片中含量低于根茎。根茎大量积累保护酶、脯氨酸及丙二醛有助于防止盐碱环境下根茎中膜过氧化,并保持根茎正常的渗透调节能力,从而有利于将K+等养分运送到叶片。在盐碱胁迫下,羊草叶片主要积累甜菜碱和有机酸进行渗透调节。该试验结果表明,羊草根茎和叶片在不同盐碱胁迫条件下各耐盐碱生理指标均产生一系列适应性反应,使其在盐碱环境正常生长,进而降低土壤盐碱性。该研究可为耐盐碱饲草选育及根茎型禾草改良盐碱化草地提供理论和实践依据。     

大庆盐碱地立地质量评价

根据盐碱地土壤性质与植物的生态关系,调查分析植物群落种类、生物量与土壤理化性质（pH值、有机质、水解氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量、交换性钠和水溶性总盐含量）之间的相互关系。利用多元统计分析的因子分析和聚类分析方法,以盐碱地土壤理化性质为分类依据,以地上草本植物群落生物量为验证标准,进行立地分类和立地质量评价,将大庆市盐碱地分为高生物量轻度盐碱地、高生物量中度盐碱地、中生物量中度盐碱地、低生物量中度盐碱地和重度盐碱地5种立地类型。研究结果可为恢复植被,提高土地资源生产力提供科学参考。     

环保酵素对盐碱土关键化学性质的影响

[目的]探讨利用果蔬垃圾制备的环保酵素不同施加比例对改良盐碱土的可行性影响,为内蒙古地区农业可持续发展研究提供理论和实践依据。[方法]环保酵素和水按体积比1∶200(GE_1),1∶500(GE_2)和1∶800(GE_3)进行稀释处理,通过室内土培试验研究其对土壤关键化学性质(pH值、电导率EC和碱化度ESP)以及土壤养分状况(有机质、水解性氮、有效磷、速效钾和DOC)的影响。[结果]施加合适环保酵素比例可以降低土壤盐碱性,提高土壤部分养分含量。环保酵素施用为GE_3时,土壤pH值和碱化度(ESP)分别降低17.51%和38.42%;EC值显著降低42.50%;土壤有机质、速效钾含量分别显著提高56.54%,79.76%,而土壤水解性氮和有效磷含量分别降低6.52%,8.48%;土壤DOC增加达34.28%。[结论]在试验条件下采用1∶800为改良盐碱土的环保酵素施用比例,同时对环保酵素的改良进行主成分分析发现pH值、EC和速效钾是环保酵素对盐碱土改良的特征指标。