土壤中可培养细菌分离及对土壤团聚体形成的影响

摘要:土壤团聚体是土壤生态系统中重要的组成部分,影响着土壤的物理、化学和生物学性质,它的形成是生命和非生命物质共同作用的结果,其中微生物是形成土壤团聚体最活跃的生物因素。土壤团聚体和微生物是不可分割的,前者是后者存在的场所,后者是前者形成的主要因素。土壤微生物通过直接改造或物理缠绕、分泌有机物或者改变土壤疏水性等机制影响土壤有机质的分异和土壤团聚结构的形成和稳定;同时,土壤团聚结构的动态变化又反馈控制土壤微生物活动和土壤有机质组分的分异作用,使得土壤团聚结构-土壤有机质组分-微生物群落结构的动态变化之间存在耦合作用。本研究将取回的盐碱土样品在通风处自然风干,磨细筛分,过0.25mm筛,设计五个处理组置于温室培养三个月,取样,测土样pH、土壤中微生物数量、盐碱土各级团粒结构中微生物区系分析。土壤pH值均有所降低,向盐碱土中放入营养物质有利于微生物生长,土壤pH降低幅度较大,尤其半腐熟肥料对土壤pH值影响最大,降至8.66;通过稀释平板计数法发现投入到土壤中新鲜的半腐熟肥料更加利于土壤中微生物的生长,因此,土壤团聚体的稳定性还与有机质的性质有关。采用干筛法筛分土壤,施加有机肥料且接种微生物促进了>2mm粒级团聚体的形成,尤其处理S明显促进了大团聚体的形成。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 2
1.文献综述 2
1.1盐碱土及其成因 2
1.2盐碱地的危害 2
1.3盐碱土改良 3
1.3.1改良措施 3
1.3.2国内外研究概况 3
1.4耐盐碱微生物与土壤团聚体的形成 3
1.4.1耐盐碱微生物 3
1.5土壤微生物对土壤团聚体影响的研究意义 4
2.材料与方法 5
2.1 材料 5
2.1.1土样 5
2.1.2供试有机物料及培养基 5
2.2实验方法 6
2.2.1盐碱土样品pH测定 6
2.2.2土壤微生物计数 6
2.2.3摇筛机筛分土壤团聚体粒级分布 7
3.结果与分析 7
3.1盐碱土样品pH
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测定 7
3.2土壤微生物量测定 8
3.3接种微生物和施加有机肥料对团聚体形成的影响 10
4.结果与讨论 11
致谢 11
参考文献 12
土壤中可培养细菌分离及对土壤团聚体形成的影响
农业资源与环境学生 金瑛
引言
1.文献综述
1.1盐碱土及其成因
盐碱土是土壤中含可溶性盐分过多的盐土,盐化土和交换性钠较多的碱土,碱化土的统称,只有土壤含盐量、碱化度达到一定量时,才称为盐土和碱土[1]。盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土壤。盐分含量指标因不同盐分组成而异;碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠。盐渍土主要分布在内陆干旱、半干旱地区,滨海地区也有分布,中国盐渍土面积约有20多万平方公里,约占国土总面积的2.1%。
盐渍土中的盐分积累是地壳表层发生的地球化学过程的结果,其盐分来源于矿物风化、降雨、盐岩、灌溉水、地下水以及人为活动,盐类成分主要有钠、钙、镁的碳酸盐、硫酸盐和氯化物。水分蒸发以后,盐分则在土壤表层积累,盐分离子达到一定浓度时,就会发生土壤盐碱化[2]。盐碱土壤的形成,其实质原因主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配,从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。影响盐碱土形成的因素分为自然因素和人为因素。自然因素有:生物、气候、地形、地貌、水文地质、土壤水文地质;人为因素包括:人为地貌、水利工程与农田灌溉[3]。而次生盐碱化更主要是受人为因素的影响[4]。
1.2盐碱地的危害
盐碱地由于土壤内大量盐分的积累,引起一系列土壤物理性状的恶化:结构粘滞,通气性差,容重高,土温上升慢,土壤中好气性微生物活动性差,养分释放慢,渗透系数低,毛细作用强,便导致表层土壤盐渍化的加剧。
土壤中盐分含量过高时,也会给植物造成盐碱迫害。一般认为:一米土层内含盐量达到0.2%~0.3%时,就开始对作物发生危害;当盐分含量超过0.6%时,危害严重。盐胁迫是限制植物生长的主要逆境因素之一[5],主要表现在以下几个方面。
1.2.1引起植物的生理干旱
一般来说,盐离子对植物生长的抑制主要由Na+和Cl引起[6]。由于盐土中含有过多的可溶性盐类降低了土壤水势,提高了土壤溶液的渗透压,从而引起植物的生理干旱,使植物根系及种子发芽时不能从土壤吸收足够的水分,甚至还导致水分从根细胞外渗,使植物萎蔫甚至死亡[7]。
1.2.2养分亏缺
由于Na+的竞争,使植物对钾、磷和其他营养元素的吸收减少。盐碱土的pH较高,大量的磷素被土壤固定转化形成无效磷,故有效磷的降低严重影响到植物生长过程中对磷的需求。因Na+与K+的拮抗作用,Na+浓度过高时,植物对K+的吸收减少,而且钾素又可随水流失,土壤速效钾含量降低,因此盐碱土中容易发生磷素和Ca2+的缺乏症。植物对离子的不平衡吸收,不仅使植物发生营养失调,而且抑制了生长,甚至死亡。
1.2.3伤害植物组织
在高pH值下,会导致氢氧根离子对植物的直接伤害。有的植物体内集聚过多的盐,而使原生质受害,蛋白质的合成受到严重阻碍,从而导致含氮的中间代谢物的积聚,造成细胞伤害。其原因一方面是盐胁迫使核酸分解大于合成,从而抑制蛋白质合成,同时高盐胁迫下氨基酸生物合成受阻。还有盐胁迫使植物体内积累有毒物质,从而对植物细胞造成一定的伤害。
1.3盐碱土改良
1.3.1改良措施
改良盐土的根本目的在于将根系层的盐分减少到一定限度。由于盐土区往往是旱、涝、盐相伴发生,必须抗旱、治涝、洗盐相结合,因地制宜采取综合措施,可通过平整土地(以消除盐斑)、排水、灌溉、种稻、种植绿肥和耕作施肥等措施来改良。改良碱土的根本目的在于以交换性钙取代交换性钠来降低碱化度,改良物理性状。施用钙盐是改良碱土的基本方法。如用石膏为改良剂。碱土中的交换性钠被石膏中的钙交换,土壤胶体就会在钙离子的作用下重新凝聚,形成结构。反应生成物中的硫酸钠可被灌溉水或雨水淋洗,降低了土壤碱性。改良碱土也应采用深耕、施用大量有机肥、掺砂和客土等综合措施。目前,世界各国改良利用盐碱地主要采用农业、水利工程、物理、化学与生物等综合技术措施[8]。
1.3.2国内外研究概况
盐碱土的治理是全世界面临的问题。在20世纪3040年代,修建排水网作为土壤次生盐碱化防治的主要手段,经过长期的研究和实践,人们对排水防治土壤盐碱化的重要性已有了较清楚的认识。各国开展了大规模的兴建水利工程,修筑各级排灌沟渠,采用明沟暗管竖井等进行排灌,比较成功的有巴基斯坦的管井排水措施,美国的防渗与排水措施等。
自1976年以来,以色列、美国、前苏联分别成立了三个Biosaline研究机构,主要进行植物耐盐机理、微盐水灌溉、盐生植物的利用等方面的研究,人们的关注焦点逐步转向利用生物措施来治理盐碱地。通过筛选利用耐盐品种,提高作物本身耐盐能力较利用工程措施改良盐碱地经济有效。
我国关于盐碱地的改良利用,5060年代主要侧重于水利工程措施,以排为主,重视灌溉冲洗[9]。在熊毅等人的倡导下,成功推广应用机井进行排灌,这些田间水利工程措施,在降低地下水位,将地下水位控制在临界深度以下等方面起到了显著的作用[10]。在20世纪70年代,我国开始以治理旱、涝、盐为主的综合水利化项目,在黄淮海平原发挥了重大作用,处于世界领先地位[11]。在80年代开始,实行农、林、牧、水利综合治理工程,综合水利工程措施、生物措施为一体,以水、肥为中心进行盐渍土综合治理,使盐渍土改良走向良性循环的道路。经多年的研究证实对盐碱地的治理,以生物措施最为有效且可治本[12]。近几年,人们也想通过微生物作用提高植物,特别是作物的耐盐性,从而改良盐碱地。

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