微生物土壤改良剂对陕北沙区耕地的改良效果研究

李小炜，白春梅，田 丽，李晓韬

(1. 榆林学院，陕西 榆林 719000；2. 榆林市八中,陕西 榆林 719000)

引言

陕西榆林西北部与毛乌素沙漠南缘接壤，土质为风沙土，物理结构松散较差，团粒体结构差[1]。土壤营养物质贫瘠，有机质含量低，微生物活力低，土壤酶活性低。土壤物理和化学结构性质较差，导致了灌溉水分流失较快，加大了农田用水量，加速了水资源的消耗和生态的恶化。为了增加产量，当地农民在作物栽培中，依赖大量施用化肥，而土壤保水性差，也导致相当一部分肥料随着水源下渗或随着地表径流横向流失，所以化肥施用量大，但增产效果差，而且会造成土壤结构进一步恶化[2]，加重农业面源污染。所以改善土壤物理结构和生态环境，提高保水保肥能力，促进土壤的可持续发展，达到低投入，高产量的目的。

土壤改良剂又称为土壤调理剂，能改善土壤性质，但不能直接给土壤提供养料[3]。包括矿物类土壤改良剂、秸秆等有机质土壤改良剂、人工合成高分子类土壤改良剂，有益微生物制剂类土壤改良剂。特别是微生物类土壤改良剂含有多种对土壤有益细菌，增加土壤微生物活动，而土壤微生物的活动能促进土壤有机养分的分解和作物养分吸收[4]，促进团粒体结构的形成[5]，促进土壤酶活性的提高[6～7]，最终达到改良土壤结构，增加土壤有机质含量，促进土壤养分释放和提高肥料利用率，促进耕地可持续利用，达到增加产量和降低成本的目的[8]。

本试验通过研究微生物土壤改良剂对沙区耕地土壤物理结构、土壤酶活性的改善作用，来为沙区推广使用微生物制剂土壤改良剂，促进沙区农业可持续发展，提供理论和技术支持。

1 内容与方法

1.1 试验地概况

试验地位于榆林市榆阳区北部沙区(109°43′E，38°23′N)，气候干旱，年降水375 mm，蒸发量约1 850 mm，年总日照2 860 h，≥10积3 100～3 300 ℃，无霜期166 d，土质为风沙土[9]。试验地耕前容重为1.43 g·cm-3，总孔隙度44.28%，田间持水量15.13%、饱和含水量21.56。

1.2 供试品种与肥料

供试品种为玉米吉单137，基施有机肥，N+P2O5+K2O 5.0%，有机质45%。土壤改良剂为菌动力(山东淮坊君德生物科技有限公司)，含有芽孢杆菌、木霉菌、乳酸菌、固氮菌、放线菌等。

1.3 试验设计

试验于2017年实施。各处理基施有机肥3 000 kg·hm-2，一次施入，追肥为自制NPK滴管肥600 kg·hm-2，灌水量统一为4 500 m3·hm-2(CK)。菌动力施用量为200 kg·hm-2(处理J1)、300 kg·hm-2(处理J2)。菌动力播前作为基肥1次施入。大田试验采用水肥一体管理，宽窄行设计，每公顷约90 900株，1个处理3个重复，小区面积80 m2。

1.4 测量方法

土壤物理性质于玉米灌浆后期测量，在耕作层0～30 cm做剖面，采用环刀法测量。土壤酶活性的测量：蔗糖酶活性用比色法测定，碱性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定，脲酶活性采用比色法测定。

1.5 统计方法

不同处理各项指标差异均采用单因素方差分析(one-way ANOVA)。统计学分析采用SAS8.01数据统计软件。

2 结果与分析

2.1 微生物土壤改良剂对土壤物理性质的影响

图1微生物土壤改良剂对土壤物理性质的影响

观察图1，施用微生物土壤改良剂处理JI、J2，相对CK，土壤容重呈显著下降趋势(P<0.05)，总孔隙度呈显著上升趋势(P<0.05)，容重的下降，说明土壤物理状况有明显改善，有利于根系的扩展生长，有利于保水保肥和土壤通气。总孔隙度呈上升趋势，说明土壤团粒体结构得到了改善，原因为土壤微生物活动的增加，通过产气、分泌化学物质、释放酶类促进土壤团粒体结构的形成。J2的田间持水量相对J1和CK呈显著增加趋势(P<0.05)，说明施用微生物土壤改良剂，能提高田间持水量，促进沙区耕地保水。

2.2 微生物土壤改良剂对土壤酶活性的影响

图2 微生物土壤改良剂对土壤酶活性的影响

土壤酶活性是土壤生态的重要标志，土壤酶能促进土壤有机质的分解，促进土壤游离营养离子的增加，增加土壤速效养分，促进根系营养物质的吸收。而土壤酶由土壤微生物产生，土壤微生物活动的增加，必定促进土壤酶的增加。从图2(a)、图2(c)可以看出，碱性磷酸酶、脲酶随着土壤改良剂施用量的增加各处理之间都呈显著增加趋势(P<0.05)。蔗糖酶处理J1、J2之间并无显著差异(P>0.05)，但相对不施土壤改良剂处理均呈显著差异(P<0.05)。

3 讨 论

农牧交错风沙区已经不适应进行农业生产，但是由于当地农民经济来源有限，还必须进行农业生产。大量施用化肥成为增产最快、最有效的手段，但随之带来的土壤结构恶化，土壤有机生态退化，农业面源污染不可避免。施用微生物土壤改良剂成本不高，但转变生产者观念才是最关键问题。通过技术示范，大力宣传，树立、培养一种耕地可持续利用的观念，促进沙区耕地可持续利用和农民收入的提高。