利用紫花苜蓿和根際有益微生物修復(fù)庫(kù)區(qū)低肥力土壤的可行性研究.pdf

1、為安置三峽工程農(nóng)村移民，國(guó)家投資了上億元資金，在庫(kù)區(qū)200～800m海拔高程開墾荒坡地10多萬(wàn)畝。但由于絕大部分新墾土地所處的自然和生態(tài)環(huán)境條件惡劣，新墾地土壤肥力和土地生產(chǎn)力水平極低，影響新移民的移入。同時(shí)，在庫(kù)區(qū)非移民區(qū)，由于農(nóng)業(yè)人口密集，還存在大量過渡種植、地力低下耕地，影響庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展。針對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分缺乏問題，分離、選育特征和功能各異的根際有益微生物(PGPR)及其混合培養(yǎng)物，研制能提高退化農(nóng)業(yè)土壤地力的復(fù)合微生物制劑和微

2、生物培肥方法，并配合相應(yīng)的耕作、栽培措施，是建立三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量定向培育和地力調(diào)控技術(shù)體系的主要途徑之一。 本研究分別以酸性退化土壤、庫(kù)區(qū)退化和新墾土壤為研究對(duì)象，研究施Ca2+和接種耐酸苜蓿根瘤菌對(duì)縉云山酸性退化土上紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響；研究種植紫花苜蓿并配合不同種類和劑量的根際有益微生物培肥低肥力土壤的方法。結(jié)論主要如下： 1．紫花苜蓿是極端酸敏感豆科植物。土壤pH值低于5.7，苜蓿產(chǎn)量會(huì)隨著pH值的下降而迅速下降

3、。酸雨和土壤淋溶正日益加劇著我國(guó)西南地區(qū)耕地土壤的退化進(jìn)程。一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)的小區(qū)試驗(yàn)表明，施Ca2+和接種耐酸苜蓿根瘤菌對(duì)縉云山酸性土上的微生物數(shù)量及其生物量的影響明顯，其差異達(dá)到顯著和極顯著水平。其中，接種耐酸苜蓿根瘤菌后，放線菌數(shù)量和微生物生物量均顯著增加，而細(xì)菌、真菌稍增加，未達(dá)到顯著性著異。施Ca2+僅對(duì)細(xì)菌數(shù)量有顯著性增加，而對(duì)其它微生物未產(chǎn)生顯著性影響。施Ca2+和接種耐酸苜蓿根瘤菌對(duì)酸性土壤中土壤的養(yǎng)分狀況也有所改善，接種耐

4、酸苜蓿根瘤菌和施Ca2+5mmol·L-1對(duì)土壤氮有明顯的影響。對(duì)苜蓿植株瘤重、根鮮重、株高、植株上部鮮重、全氮含量和酸性土壤中根瘤菌定殖的影響顯著。說明施Ca2+和接種耐酸苜蓿根瘤菌，改變了根際營(yíng)養(yǎng)成分，有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，提高了微生物數(shù)量和微生物生物量；改善了苜蓿植株的營(yíng)養(yǎng)條件，促進(jìn)了苜蓿根系的生長(zhǎng)和代謝，進(jìn)而促進(jìn)根際微生物的生長(zhǎng)和繁殖，使土壤的微生態(tài)環(huán)境得到改善，從而加速土壤養(yǎng)分的積累，提高了土壤的肥力。 2．種植紫花

5、苜蓿和施用根際有益微生物對(duì)恢復(fù)庫(kù)區(qū)退化土壤(退化土樣)的化學(xué)肥力指標(biāo)和提高微生物數(shù)量與活性有顯著地作用，尤其是對(duì)提高退化十樣的有效磷含量有重要作用。對(duì)有機(jī)質(zhì)和全氮的改善有促進(jìn)作用，但不能提高退化土樣的有效鉀含量。施用5mL·kg-1聯(lián)合固氮菌菌懸液明顯促進(jìn)退化土樣的堿解氮的增加；施用5mL·kg-1巨大芽孢桿菌菌懸液一個(gè)月就使退化土樣有效磷水平達(dá)到正常偏高水平，比原樣提高五倍多；施用硅酸鹽細(xì)菌對(duì)提高退化土樣的化學(xué)指標(biāo)沒有顯著作用；施用5

6、mL·kg-1纖維素分解菌菌懸液對(duì)增加退化土樣的有效磷有顯著作用，但總體上，苜蓿原位土漚熟對(duì)退化土樣的化學(xué)性質(zhì)有一定的反作用。 3．種植紫花苜蓿和施用根際有益微生物對(duì)退化土樣的微生物數(shù)量的提高非常迅速，且會(huì)逐漸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，不會(huì)因再次加入根際有益微生物而再次增加。在未達(dá)平衡狀態(tài)之前，施用根際有益微生物越多，退化土樣的細(xì)菌總數(shù)也增加得越快。施用5mL·kg-1聯(lián)合固氮菌菌懸液在第一個(gè)月基本上就使退化土樣的細(xì)菌數(shù)量、固氮菌數(shù)量、硅酸

7、鹽細(xì)菌數(shù)量達(dá)到最高值；各處理對(duì)退化土樣的放線菌數(shù)量影響不顯著；空白處理的各個(gè)微生物指標(biāo)雖然隨后也達(dá)到了和其他處理相似的水平，但其形成的微生態(tài)系統(tǒng)非常不穩(wěn)定。施用2.5mL·kg-1巨大芽孢桿菌菌懸液對(duì)退化土樣固氮菌數(shù)量、根瘤菌數(shù)量、真菌數(shù)量的迅速提高有顯著作用。施入纖維素分解菌對(duì)退化土樣的微生物生態(tài)的平衡沒有嚴(yán)重的破壞作用。 4．種植紫花苜蓿和施用根際有益微生物后，庫(kù)區(qū)新墾土壤樣品質(zhì)地變得松軟、易翻耕。施用滅菌的固氮菌菌懸液對(duì)保

8、持新墾土樣全氮含量有顯著作用。施用5mL·kg-1固氮菌菌懸液在第一個(gè)月使新墾土樣的堿解氮含量提高72.56％，之后保持穩(wěn)定增長(zhǎng)；種植紫花苜蓿和施用根際有益微生物對(duì)新墾土樣的有效磷含量的提高程度低于退化土樣；對(duì)有效鉀含量的增加作用也只停留在啟動(dòng)期。施用5mL·kg-1巨大芽孢桿菌菌懸液對(duì)保持新墾土樣有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量以及提高漚熟后有機(jī)質(zhì)含量有顯著作用；施用5mL·kg-1硅酸鹽細(xì)菌菌懸液可以顯著增加新墾土樣各個(gè)時(shí)期的有效磷含量。施入纖

9、維素分解菌可以加速漚熟作用，對(duì)增加新墾土樣的有機(jī)質(zhì)、全氮和堿解氮含量有顯著提高的作用，對(duì)新墾土樣的有效磷和有效鉀只有減少的趨勢(shì)。 5．新墾土壤樣品的細(xì)菌、固氮菌、根瘤菌、硅酸鹽細(xì)菌數(shù)量在種植紫花苜蓿和施用根際有益微生物后緩慢逐月增加。施用5mL·kg-1固氮菌菌懸液對(duì)新墾土樣根瘤菌、硅酸鹽細(xì)菌數(shù)量的提高有顯著促進(jìn)作用，施用2.5mL·kg-1固氮菌菌懸液顯著提高新墾土樣固氮菌數(shù)量。5mL·kg-1的巨大芽孢桿菌菌懸液可以顯著提高

10、新墾土樣的真菌數(shù)量。2.5mL·kg-1硅酸鹽細(xì)菌菌懸液對(duì)快速增加新墾土樣固氮菌、硅酸鹽細(xì)菌數(shù)量有顯著作用。2.5mL·kg-1纖維素分解菌菌懸液和固氮菌有相互促進(jìn)。 6．庫(kù)區(qū)非酸性退化和新墾土壤的微生物量碳、氮在處理后都顯著地增加了。有些甚至增加了六倍以上。其中以處理7(接種巨大芽孢桿菌菌懸液5mL·kg-1、滅菌聯(lián)合固氮菌2.5mL·kg-1、硅酸鹽細(xì)菌懸液5mL·kg-1和纖維素菌懸液2.5mL·kg-1)的對(duì)增加二土樣的