王啟堯，趙庚星，趙永昶，張術(shù)偉，楊婧文，李 濤，李建偉，潘 登，涂 強(qiáng)

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院/土肥高效利用國家工程研究中心，山東 泰安 271018；2.山東省土壤肥料工作總站，山東濟(jì)南 250013；3.山東億安生物工程有限公司，山東 濟(jì)南 250014；4.山東大學(xué)微生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100）

濱海鹽漬土是鹽漬化土壤的主要類型之一[1]，是我國東部濱海區(qū)域土壤退化的主要原因，嚴(yán)重阻礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及糧食持續(xù)高產(chǎn)[2]。如何充分改良利用濱海鹽漬土，對(duì)緩解土地資源稀缺，改善生態(tài)環(huán)境具有積極意義[3-6]。長期以來，改良鹽漬土主要采用灌水洗鹽、客土、加鹽分隔離層等工程措施，以及化學(xué)改良、地面覆膜抑鹽等方法[7-10]。隨著生物改良技術(shù)的發(fā)展以及綠色農(nóng)業(yè)理念的實(shí)施，微生物改良鹽漬土方法逐步推廣[11-14]。相比傳統(tǒng)改良方式，微生物改良具有低投入、高產(chǎn)出、高收益、無污染等特點(diǎn)。微生物改良措施除了能夠改善土壤物理性狀，還具有增強(qiáng)作物抗病能力、促進(jìn)作物生長發(fā)育、優(yōu)化土壤微生物組成結(jié)構(gòu)、提高微生物多樣性、改善土壤生態(tài)系統(tǒng)等作用[15-16]。近年來，有學(xué)者針對(duì)微生物菌肥對(duì)鹽漬土改良效果及菌落影響等開展了研究[17-19]，但是微生物菌肥對(duì)不同鹽度濱海鹽漬土及冬小麥生長影響的系統(tǒng)研究尚不深入，改良效果及措施方法需要進(jìn)一步研究探索。

因此，本研究以室內(nèi)模擬試驗(yàn)手段，對(duì)不同程度鹽堿土壤鹽分含量，冬小麥長勢、根系長度和鮮重進(jìn)行了分析，以期探明微生物菌肥對(duì)不同程度鹽漬化土壤的改良效果，及其對(duì)冬小麥生長的影響，從而為濱海鹽漬土壤微生物改良提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試土樣制備

試驗(yàn)用土取自山東省東營市墾利區(qū)無鹽漬化的沙質(zhì)河道土，自然風(fēng)干后備用。采用0.2%、0.4%、0.6%的NaCl 溶液，配置輕度、中度、重度鹽漬土。輕度鹽漬化土壤初始電導(dǎo)率為579 μS/cm，含鹽量為1.33 g/kg；中度鹽漬化土壤初始電導(dǎo)率為1 460 μS/cm，含鹽量為3.26 g/kg；重度鹽漬化土壤初始電導(dǎo)率為2 389 μS/cm，含鹽量為5.28 g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)12 組處理，每個(gè)處理重復(fù)3 次。處理T1～T4 為輕度鹽漬化處理組：處理T1 為空白對(duì)照，不施肥；處理T2 為微生物菌肥施用量750 kg/hm2；處理T3 為微生物菌肥施用量1 500 kg/hm2；處理T4為微生物菌肥施用量2 250 kg/hm2。處理T5～T8 為中度鹽漬化處理組：處理T5 為空白對(duì)照，不施肥；處理T6 為微生物菌肥施用量750 kg/hm2；處理T7 為微生物菌肥施用量1 500 kg/hm2；處理T8 為微生物菌肥施用量2 250 kg/hm2。處理T9～T12 為重度鹽漬化處理組：處理T9 為空白對(duì)照，不施肥；處理T10為微生物菌肥施用量750 kg/hm2；處理T11 為微生物菌肥施用量1 500 kg/hm2；處理T12 為微生物菌肥施用量2 250 kg/hm2。

采用長、寬、高均為10 cm 的正方形塑料容器，底部開設(shè)1 個(gè)直徑0.5 cm 的排水孔，并設(shè)置托盤，防止鹽分隨水流走。2020年10月25日播種冬小麥品種濟(jì)麥22 號(hào)，每盆播種16 粒，種植間隔為2 cm。試驗(yàn)采用億安改進(jìn)2 型土壤修復(fù)菌劑（固體）。各處理肥料均在種植前施用，冬小麥在整個(gè)生育期內(nèi)農(nóng)藝管理措施完全相同。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 土壤數(shù)據(jù)采集 土壤電導(dǎo)率：利用EC110便攜式鹽分計(jì)直接測量。土壤含鹽量：建立電導(dǎo)率（EC，μS/cm）與含鹽量（St，g/kg）間的轉(zhuǎn)化模型St=0.00218EC+0.727，并用此模型將供試土壤電導(dǎo)率轉(zhuǎn)換為土壤含鹽量[20]。

1.3.2 冬小麥生長指標(biāo)測定 葉綠素含量相對(duì)值：利用SPAD502 手持式葉綠素儀測量每株小麥從上到下第2 片葉子，選擇葉鞘到葉尖不同位置測量3～5 次，以其測定的平均值作為該處理葉綠素含量相對(duì)值，以SPAD 值表示。株高：冬小麥根部至所有葉片自然伸展時(shí)的最高處，采用精度為0.01 cm 的直尺測量，每組處理測量16 株取平均值。根系長度：將冬小麥從盆中取出沖洗，利用直尺測量每組16 株冬小麥主根長度，取平均值。鮮重：利用精度為0.01 g的電子秤，將每處理冬小麥清洗干凈后晾干并稱重。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同用量微生物菌肥對(duì)不同程度鹽漬化土壤的降鹽分析

由表1 可知，輕度鹽漬化處理組降鹽效果T3>T4>T2>T1，T3 處理組比對(duì)照降幅36.27%，比初始降幅57.91%；中度鹽漬化處理組降鹽效果T7>T8>T6>T5，T7 處理組比對(duì)照降幅31.24%，比初始降幅45.58%；重度鹽漬化處理組降鹽效果T12>T11>T10>T9，T12 處理組比對(duì)照降幅25.12%，比初始降幅35.59%。從整體來看，不同鹽漬化程度土壤施用微生物菌肥均有降鹽效果，輕、中度鹽漬化土壤施用微生物菌肥降鹽效果隨施用量的增加呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，施用量小于1 500 kg/hm2時(shí)，隨著施用量的增加降鹽效果增強(qiáng)，在大于1 500 kg/hm2后，隨著施用量的增加降鹽效果降低。另外，重度鹽漬化土壤施用微生物菌肥降鹽效果隨施用量增加持續(xù)增強(qiáng)，但增速逐漸放緩。綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益與改良效果，1 500 kg/hm2微生物菌肥改良效果最佳。

表1 微生物菌肥不同用量處理的土壤鹽分?jǐn)?shù)據(jù)

分析表1 中相同菌肥用量不同土壤鹽漬化程度的降鹽效果，從750 kg/hm2處理來看，處理試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各處理的土壤含鹽量普遍比初始土壤低。從結(jié)束含鹽量比初始含鹽量降幅的排序可知，T2>T6>T10，輕度鹽漬化T2 處理的降鹽效果最為明顯，重度鹽漬化T10 處理的降鹽效果最差。從結(jié)束時(shí)各處理比對(duì)照含鹽量降幅T2>T6>T10，T2 處理的降鹽效果最為明顯，T10 處理降鹽效果最差。根據(jù)各處理組差異性分析發(fā)現(xiàn)，施用微生物菌肥的T2、T6、T10 處理含鹽量均顯著低于對(duì)照（P<0.05）。總體來看，T2 處理降鹽效果最好，降幅可達(dá)28.77%，T6、T10 處理降鹽效果依次減弱。

從1 500 kg/hm2處理來看，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各處理的土壤含鹽量普遍比初始土壤低。從結(jié)束含鹽量比初始含鹽量降幅、各處理比對(duì)照含鹽量降幅的排序均為T3>T7 >T11，輕度鹽漬化T3 處理的降鹽效果最好，重度鹽漬化T11 處理的降鹽效果最差。根據(jù)各處理組差異性分析，施用微生物菌肥的T3、T7、T11處理含鹽量均顯著低于對(duì)照（P<0.05）?？傮w來看，T3 處理降鹽效果最好，降幅可達(dá)36.27%，T7、T11 處理降鹽效果依次減弱。

從2 250 kg/hm2處理看，降鹽效果亦為T4>T8>T12，輕度鹽漬化T4 處理效果最為明顯，鹽分降幅可達(dá)34.49%，中度和重度鹽漬化T8、T12 處理降鹽效果依次減弱。各處理含鹽量亦均顯著低于其對(duì)照（P<0.05）。

因此，3 個(gè)施肥梯度降鹽效果均呈現(xiàn)輕度鹽漬土>中度鹽漬土>重度鹽漬土，說明此微生物菌肥更適用于輕度、中度鹽漬化地區(qū)。

2.2 不同程度鹽漬化土壤施用不同用量微生物菌肥對(duì)冬小麥生長的影響

由表2 可知，輕度鹽漬化處理組的株高為T3>T4>T2>T1，T3 處理比對(duì)照增幅22.61%；SPAD 值為T3>T4>T2>T1，T3 處理比對(duì)照增幅19.62%；鮮重表現(xiàn)為T3=T4>T2>T1，T3 和T4 處理比對(duì)照增幅16.67%；根系長度為T4>T3>T2>T1，T4 處理比對(duì)照增幅32.19%。中度鹽漬化處理組的株高為T7>T8>T6>T5，T7 處理比對(duì)照增幅25.37%；SPAD 值為T7>T8>T6>T5，T7 處理比對(duì)照增幅21.75%；鮮重表現(xiàn)為T7=T8>T6>T5，T7 和T8 處理比對(duì)照增幅21.05%；根系長度為T8>T7>T6>T5，T8 處理比對(duì)照增幅31.97%。重度鹽漬化處理組的株高為T12>T11>T10>T9，T12 處理比對(duì)照增幅33.52%；SPAD 值為T12>T11>T10>T9，T12 處理比對(duì)照增幅24.30%；鮮重表現(xiàn)為T12>T11>T10>T9，T12 處理比對(duì)照增幅38.46%；根系長度為T12>T11>T10>T9，T12 處理比對(duì)照增幅26.76%。從整體來看，施用量小于1 500 kg/hm2時(shí)，隨著施用量的增加小麥長勢改善明顯，施用量大于1 500 kg/hm2后，效果隨施用量增加而降低；重度鹽漬處理組，施用量在小于1 500 kg/hm2時(shí)，冬小麥長勢逐漸增強(qiáng)，大于1 500 kg/hm2后增幅減緩。根系長度隨著施用量的增加穩(wěn)步增加，證明微生物菌肥對(duì)冬小麥根系具有促進(jìn)作用。因此，從冬小麥長勢的角度分析，輕度、中度鹽漬化土壤微生物菌肥最佳用量為1 500 kg/hm2。

表2 微生物菌肥不同用量處理的冬小麥生長指標(biāo)

從750 kg/hm2處理來看，按株高和SPAD 值比對(duì)照增幅的排序均為T6>T2>T10，施用微生物菌肥處理對(duì)小麥株高和SPAD 值均有促進(jìn)作用，T6 處理株高和SPAD 值比對(duì)照增幅分別為20.21%和18.16%；鮮重比對(duì)照增幅的排序?yàn)門10>T2>T6，T10 處理鮮重比對(duì)照增幅15.38%；根系長度比對(duì)照增幅的排序?yàn)門2>T6>T10。

從1 500 kg/hm2處理來看，株高和鮮重比對(duì)照增幅的排序均為T11>T7>T3，各處理對(duì)小麥株高和鮮重均有促進(jìn)作用，T11 處理株高和鮮重比對(duì)照增幅分別為28.95%和30.77%；SPAD 值比對(duì)照增幅的排序?yàn)門7>T11>T3，T7 處理的SPAD 值比對(duì)照增幅為21.75%；根系長度比對(duì)照增幅為T3>T7>T11。

從2 250 kg/hm2處理來看，株高、SPAD 值和鮮重比對(duì)照增幅的排序均為T12>T8>T4，T12 處理株高、SPAD 值和鮮重比對(duì)照增幅分別為33.52%、24.30%和38.46%；根系長度比對(duì)照增幅的排序?yàn)門4>T8>T12。

綜合來看，不同程度鹽漬化土壤施用微生物菌肥對(duì)冬小麥株高、SPAD 值、鮮重和根系長度均存在促進(jìn)作用。

3 討論與結(jié)論

目前微生物改良鹽漬土研究多集中于土壤微觀領(lǐng)域[21-25]，通過對(duì)土壤理化性質(zhì)分析，判定微生物菌肥對(duì)鹽漬土改良效果，缺少微生物菌肥對(duì)冬小麥長勢響應(yīng)研究。本研究選取山東省東營市墾利區(qū)河道土，針對(duì)不同程度鹽漬土進(jìn)行微生物菌肥改良，并開展了不同程度鹽漬化土壤、不同用量微生物菌肥的室內(nèi)模擬試驗(yàn)，同時(shí)獲取土壤含鹽量，冬小麥株高、SPAD 值、鮮重、根系長度等數(shù)據(jù)，綜合土壤改良和植被生長兩方面數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)微生物菌肥對(duì)不同程度鹽漬土改良效果，可使研究結(jié)果更為準(zhǔn)確客觀。

從不同程度鹽漬化土壤施用微生物菌肥改良試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各處理土壤鹽分含量比初始值均有所下降，取得了與種植綠肥作物改良鹽漬土等相似的試驗(yàn)結(jié)果[26-30]，顯示了通過精細(xì)農(nóng)藝措施改良鹽漬土的可行性。研究表明，施用微生物菌肥可有效改善土壤理化性能，增加土壤孔隙度和儲(chǔ)水量，從而降低土壤鹽漬化程度，進(jìn)一步促進(jìn)冬小麥生長[31-33]。另外，嗜鹽微生物在生長繁殖過程中會(huì)大量消耗環(huán)境中的游離Na+，進(jìn)而降低土壤中的鹽離子濃度[34]，說明了微生物菌肥的雙重降鹽效果。

施用微生物菌肥能有效降低土壤含鹽量，較對(duì)照降幅6.02%～36.27%，微生物菌肥施用量為1 500 kg/hm2的輕度鹽漬化處理效果最為明顯，降幅可達(dá)36.27%，說明此微生物菌肥更適用于輕度、中度鹽漬化地區(qū)。

微生物菌肥對(duì)冬小麥生長有顯著的促進(jìn)作用，不同程度鹽漬化處理冬小麥株高比對(duì)照增幅18.01%～33.52%，SPAD 值提高9.82%～24.30%，鮮重提升10.53%～38.46%，根系長度提升14.08%～32.19%。

輕度、中度鹽漬化土壤微生物菌肥用量小于1 500 kg/hm2時(shí)，降鹽效果隨施用量增加而增強(qiáng)，冬小麥株高、鮮重、根系長度、SPAD 值提高明顯，施用量超過1 500 kg/hm2后降鹽效果降低。重度鹽漬化土壤微生物菌肥用量小于1 500 kg/hm2時(shí)，降鹽效果隨施用量增加而增強(qiáng)，冬小麥株高、鮮重、根系長度、SPAD值提高明顯，施用量大于1 500 kg/hm2后降鹽效果增幅減緩，小麥長勢增速減緩。綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益與改良效果，1 500 kg/hm2微生物菌肥改良效果最佳。