微生物土壤改良劑對陜北沙區耕地的改良效果研究

李小煒，白春梅，田 麗，李曉韜

(1. 榆林學院，陜西 榆林 719000；2. 榆林市八中,陜西 榆林 719000)

引言

陜西榆林西北部與毛烏素沙漠南緣接壤，土質為風沙土，物理結構松散較差，團粒體結構差[1]。土壤營養物質貧瘠，有機質含量低，微生物活力低，土壤酶活性低。土壤物理和化學結構性質較差，導致了灌溉水分流失較快，加大了農田用水量，加速了水資源的消耗和生態的惡化。為了增加產量，當地農民在作物栽培中，依賴大量施用化肥，而土壤保水性差，也導致相當一部分肥料隨著水源下滲或隨著地表徑流橫向流失，所以化肥施用量大，但增產效果差，而且會造成土壤結構進一步惡化[2]，加重農業面源污染。所以改善土壤物理結構和生態環境，提高保水保肥能力，促進土壤的可持續發展，達到低投入，高產量的目的。

土壤改良劑又稱為土壤調理劑，能改善土壤性質，但不能直接給土壤提供養料[3]。包括礦物類土壤改良劑、秸稈等有機質土壤改良劑、人工合成高分子類土壤改良劑，有益微生物制劑類土壤改良劑。特別是微生物類土壤改良劑含有多種對土壤有益細菌，增加土壤微生物活動，而土壤微生物的活動能促進土壤有機養分的分解和作物養分吸收[4]，促進團粒體結構的形成[5]，促進土壤酶活性的提高[6～7]，最終達到改良土壤結構，增加土壤有機質含量，促進土壤養分釋放和提高肥料利用率，促進耕地可持續利用，達到增加產量和降低成本的目的[8]。

本試驗通過研究微生物土壤改良劑對沙區耕地土壤物理結構、土壤酶活性的改善作用，來為沙區推廣使用微生物制劑土壤改良劑，促進沙區農業可持續發展，提供理論和技術支持。

1 內容與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于榆林市榆陽區北部沙區(109°43′E，38°23′N)，氣候干旱，年降水375 mm，蒸發量約1 850 mm，年總日照2 860 h，≥10積3 100～3 300 ℃，無霜期166 d，土質為風沙土[9]。試驗地耕前容重為1.43 g·cm-3，總孔隙度44.28%，田間持水量15.13%、飽和含水量21.56。

1.2 供試品種與肥料

供試品種為玉米吉單137，基施有機肥，N+P2O5+K2O 5.0%，有機質45%。土壤改良劑為菌動力(山東淮坊君德生物科技有限公司)，含有芽孢桿菌、木霉菌、乳酸菌、固氮菌、放線菌等。

1.3 試驗設計

試驗于2017年實施。各處理基施有機肥3 000 kg·hm-2，一次施入，追肥為自制NPK滴管肥600 kg·hm-2，灌水量統一為4 500 m3·hm-2(CK)。菌動力施用量為200 kg·hm-2(處理J1)、300 kg·hm-2(處理J2)。菌動力播前作為基肥1次施入。大田試驗采用水肥一體管理，寬窄行設計，每公頃約90 900株，1個處理3個重復，小區面積80 m2。

1.4 測量方法

土壤物理性質于玉米灌漿后期測量，在耕作層0～30 cm做剖面，采用環刀法測量。土壤酶活性的測量：蔗糖酶活性用比色法測定，堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定，脲酶活性采用比色法測定。

1.5 統計方法

不同處理各項指標差異均采用單因素方差分析(one-way ANOVA)。統計學分析采用SAS8.01數據統計軟件。

2 結果與分析

2.1 微生物土壤改良劑對土壤物理性質的影響

圖1微生物土壤改良劑對土壤物理性質的影響

觀察圖1，施用微生物土壤改良劑處理JI、J2，相對CK，土壤容重呈顯著下降趨勢(P<0.05)，總孔隙度呈顯著上升趨勢(P<0.05)，容重的下降，說明土壤物理狀況有明顯改善，有利于根系的擴展生長，有利于保水保肥和土壤通氣。總孔隙度呈上升趨勢，說明土壤團粒體結構得到了改善，原因為土壤微生物活動的增加，通過產氣、分泌化學物質、釋放酶類促進土壤團粒體結構的形成。J2的田間持水量相對J1和CK呈顯著增加趨勢(P<0.05)，說明施用微生物土壤改良劑，能提高田間持水量，促進沙區耕地保水。

2.2 微生物土壤改良劑對土壤酶活性的影響

圖2 微生物土壤改良劑對土壤酶活性的影響

土壤酶活性是土壤生態的重要標志，土壤酶能促進土壤有機質的分解，促進土壤游離營養離子的增加，增加土壤速效養分，促進根系營養物質的吸收。而土壤酶由土壤微生物產生，土壤微生物活動的增加，必定促進土壤酶的增加。從圖2(a)、圖2(c)可以看出，堿性磷酸酶、脲酶隨著土壤改良劑施用量的增加各處理之間都呈顯著增加趨勢(P<0.05)。蔗糖酶處理J1、J2之間并無顯著差異(P>0.05)，但相對不施土壤改良劑處理均呈顯著差異(P<0.05)。

3 討 論

農牧交錯風沙區已經不適應進行農業生產，但是由于當地農民經濟來源有限，還必須進行農業生產。大量施用化肥成為增產最快、最有效的手段，但隨之帶來的土壤結構惡化，土壤有機生態退化，農業面源污染不可避免。施用微生物土壤改良劑成本不高，但轉變生產者觀念才是最關鍵問題。通過技術示范，大力宣傳，樹立、培養一種耕地可持續利用的觀念，促進沙區耕地可持續利用和農民收入的提高。