不同改良劑對(duì)鹽堿地土壤微生物與加工番茄產(chǎn)量的影響

屈忠義 孫慧慧 楊 博 高曉瑜 王利明 王麗萍

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院， 呼和浩特 010018)

0 引言

土壤是微生物最好的天然培養(yǎng)基，具有微生物所必需的營(yíng)養(yǎng)和微生物生長(zhǎng)繁殖、生命活動(dòng)所需的各種條件。微生物幾乎參與土壤中的一切生物及生物化學(xué)反應(yīng)。微生物群落能迅速對(duì)周圍環(huán)境變化作出反應(yīng)。因此，土壤中微生物的數(shù)量反映了土壤肥力水平，對(duì)植被生長(zhǎng)發(fā)育起到重要作用。有研究表明，土壤微生物數(shù)量是一種更有效、反應(yīng)更靈敏的評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的指標(biāo)[1]。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織和糧農(nóng)組織不完全統(tǒng)計(jì)，全世界鹽堿地面積為9.54億hm2，我國(guó)約為9 900萬(wàn)hm2[2]。鹽堿土壤的改良及改良前后土壤性質(zhì)的變化一直是研究追蹤的熱點(diǎn)。內(nèi)蒙古作為我國(guó)西北最大的灌區(qū)，現(xiàn)有鹽堿地約26.7萬(wàn)hm2，且耕地次生鹽漬化面積每年都在增加[3]，農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展受到阻礙，亟需對(duì)鹽堿地進(jìn)行改良。改良措施涉及工程、物理、化學(xué)、農(nóng)藝等方面。研究表明，脫硫石膏在降低土壤容重、pH值和土壤電導(dǎo)率[4]，增加微生物量[5]，提高土壤肥力及作物產(chǎn)量等方面具有積極作用[6]；定期施用有機(jī)肥可提高土壤有機(jī)碳含量，改善土壤理化性質(zhì)，從而提高作物產(chǎn)量[7]；生物炭具有巨大的表面積和多孔性質(zhì)，在鹽堿土中施入生物炭能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤水肥利用效率[8]，從而提高作物產(chǎn)量[9-10]。現(xiàn)階段關(guān)于鹽堿地改良和土壤微生物的研究成果很多[5-6,11-12]，但是將鹽堿地改良劑與土壤微生物數(shù)量相結(jié)合的相關(guān)研究較少。本文以內(nèi)蒙古河套地區(qū)中度鹽堿地為研究對(duì)象，研究不同改良劑對(duì)中度鹽堿地表層20 cm內(nèi)作物生育期間土壤微生物群落、理化性質(zhì)以及作物產(chǎn)量的影響，從生物因子和非生物因子的角度比較不同改良劑對(duì)鹽堿地的改良效果，為鹽堿地改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2018年5—10月在內(nèi)蒙古自治區(qū)杭錦后旗三道橋澄泥村改鹽增糧試驗(yàn)基地開展。該地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市西部(106°54′～106°55′E， 40°49′～40°50′N，海拔990～1 003 m)，屬中溫帶大陸性氣候，冬長(zhǎng)寒冷，夏短溫?zé)?，蒸發(fā)強(qiáng)烈，年均降水量136.5 mm，年均蒸發(fā)量1 953.9 mm，鹽分表聚現(xiàn)象嚴(yán)重。年平均日照時(shí)數(shù)3 449.6 h，年均氣溫8.7℃，晝夜平均溫差13.2℃，年均無(wú)霜期152 d。生育期內(nèi)日平均氣溫和日降雨量變化情況見(jiàn)圖1。

經(jīng)HELOS/OASIS型激光粒度儀測(cè)定，可知0～20 cm土層土壤中黏粒、粉粒、砂粒含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為7.69%、 47.86%、44.45%，屬于粉壤土。土壤類型屬于硫酸鹽-氯化物型鹽土(格拉波夫斯卡婭的劃分標(biāo)準(zhǔn))，程度為中度鹽堿土，土壤容重為1.57 g/cm3，pH值為8.62，電導(dǎo)率(EC)為3.25 mS/cm，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比14.32 g/kg，速效磷質(zhì)量比8.75 mg/kg，速效鉀質(zhì)量比218.45 mg/kg，堿解氮質(zhì)量比50.74 mg/kg。作物生育期地下水埋深1 m左右。

1.2 供試材料

供試脫硫石膏為包頭市第二熱電廠產(chǎn)生的廢棄脫硫石膏，其主要成分為CaSO4·2H2O，pH值為8.08，根據(jù)房宸等[13]研究結(jié)果并結(jié)合離子交換反應(yīng)原理計(jì)算綜合得出施用量為37.5 t/hm2；供試有機(jī)肥來(lái)自當(dāng)?shù)丶卸逊蕝^(qū)(將羊糞進(jìn)行好氧發(fā)酵而成)，pH值為8.12，根據(jù)董蕓雷等[12]研究結(jié)果并參照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民經(jīng)驗(yàn)綜合得出脫硫石膏復(fù)配有機(jī)肥的施用量為37.5 t/hm2；試驗(yàn)供試生物炭為遼寧金和福農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司的秸稈生物炭，基本理化性質(zhì)：C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47.17%、N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.71%、H質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.83%，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比為925.74 g/kg，堿解氮質(zhì)量比159.15 mg/kg，速效磷質(zhì)量比394.18 mg/kg，速效鉀質(zhì)量比為783.98 mg/kg，pH值為9.04，根據(jù)高利華等[14]研究成果得出最佳施用量為22.5 t/hm2。

供試作物為加工番茄，品種為屯河16號(hào)，株距35 cm，行距50 cm，種植方式為一膜一帶兩行(圖2)，于5月中旬進(jìn)行移栽，全生育期110 d。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)設(shè)置對(duì)照(CK)、有機(jī)肥復(fù)配脫硫石膏(T1)、生物炭(T2)、脫硫石膏(T3) 4個(gè)處理。每個(gè)小區(qū)面積為90 m2(10 m×9 m),每個(gè)處理3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，小區(qū)四周設(shè)置2 m寬的保護(hù)行。各改良劑于2017年4月一次性均勻施于土壤表面，用旋耕機(jī)均勻翻入耕層0～20 cm。2018年不再施加任何改良劑，繼續(xù)進(jìn)行田間定位試驗(yàn)。生育期內(nèi)灌水方式為地下水膜下滴灌，由張力計(jì)控制灌水時(shí)間，TDR進(jìn)行校核，灌水下限為-25 kPa，每次灌水定額為225 m3/hm2。底肥的施用量為：磷酸二銨(P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39%)375 kg/hm2，復(fù)合肥(N、P2O5、K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%、5%、5%)75 kg/hm2，生育期內(nèi)追施尿素(N質(zhì)量分?jǐn)?shù)46.67%)225 kg/hm2，通過(guò)文丘里施肥器進(jìn)行膜下滴灌隨水施肥，各小區(qū)其余田間管理保持一致。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

在番茄各生育期(苗期-開花著果期、開花著果-著果盛期、著果盛期-著果末期)對(duì)各處理膜內(nèi)分別取0～20 cm土層的土樣(采用5點(diǎn)取土的方法)，然后各處理土壤分別均勻混合，分兩份備用。一份帶回實(shí)驗(yàn)室，采用稀釋涂布平板法培養(yǎng)微生物，其中細(xì)菌使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基[15]，稀釋度選取10-5、10-6、10-7，37℃下倒置培養(yǎng)24 h后計(jì)數(shù)。放線菌使用高氏一號(hào)培養(yǎng)基[15]，稀釋度選取10-4、10-5、10-6，28℃下倒置培養(yǎng)4 d后計(jì)數(shù)。真菌使用馬丁氏培養(yǎng)基[15]，稀釋度選取10-3、10-4、10-5，28℃下倒置培養(yǎng)4 d后計(jì)數(shù)。

另一份土樣，經(jīng)自然風(fēng)干、過(guò)篩后，土水比1∶5浸提法，用酸度計(jì)和電導(dǎo)儀直接讀出土壤的pH值和電導(dǎo)率(EC)；采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤水解氮含量[16]，采用聯(lián)合浸提-比色法測(cè)定速效磷和速效鉀含量[17]，采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量[18]。

1.5 數(shù)據(jù)分析與處理

利用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，用Origin 2017進(jìn)行繪圖；用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和相關(guān)性分析，采用LSD方法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)；用CANOCO 5軟件對(duì)微生物群落進(jìn)行冗余分析(RDA)，并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

2.1.1不同改良劑對(duì)土壤pH值和電導(dǎo)率的影響

土壤pH值是制約土壤微生物活動(dòng)和作物生長(zhǎng)的主要因素之一，是土壤理化性質(zhì)和土壤肥力特征的綜合反映[19]。由圖3a(圖中不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同)可知，番茄生育期內(nèi)土壤pH值在7.61～8.39之間，呈堿性，與CK處理相比，T1和T3處理pH值顯著降低，分別降低了3.00%～5.51%和2.87%～8.50%，T2處理在苗期-開花著果期不顯著，在開花著果期-著果末期顯著降低，降低了3.52%～4.73%。

土壤鹽分是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育和微生物活動(dòng)的主要障礙因子之一。過(guò)多的土壤鹽分會(huì)導(dǎo)致土壤透氣和透水性差、表層易板結(jié)、養(yǎng)分低等，嚴(yán)重影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育，造成作物缺苗或死亡，使作物產(chǎn)量直接減產(chǎn)。由圖3b可知，與對(duì)照(CK)處理相比，施加改良劑均能降低土壤EC，在苗期-開花著果期和開花著果-著果盛期，T2處理較對(duì)照(CK)處理降低最大，分別降低了70.94%和75.20%，在著果盛期-著果末期，T3處理較對(duì)照(CK)處理降低最大，降低了57.42%。主要是因?yàn)槊摿蚴嗤ㄟ^(guò)Ca2+把交換性Na+置換出來(lái)，通過(guò)灌溉帶走Na+，減少土壤鹽分；而生物炭通過(guò)降低土壤容重，提高土壤滲透性，促進(jìn)灌溉對(duì)土壤鹽分的淋洗，從而降低土壤鹽分。

2.1.2不同改良劑對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

土壤養(yǎng)分是反映土壤質(zhì)量和土壤生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，為作物生長(zhǎng)發(fā)育和土壤微生物活動(dòng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。由圖4可知，施加改良劑能增加土壤中有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效磷及速效鉀含量。在全生育期內(nèi)，各處理表層土壤水解氮含量均相對(duì)比較穩(wěn)定，這可能是因?yàn)樵撛囼?yàn)采用的是膜下滴灌隨水施肥且注重在需肥較大的生育期多次少量適時(shí)適量追肥，從而保證土壤水解氮能有效并平穩(wěn)供應(yīng)。速效磷和速效鉀含量在苗期-開花著果期高于著果盛期-著果末期，這是因?yàn)榍捌谥仓晟L(zhǎng)發(fā)育需要的養(yǎng)分較少，消耗量小于積累量，使得速效磷和速效鉀含量增加，但隨著生育期的增加，植株的生長(zhǎng)發(fā)育需要消耗大量養(yǎng)分，消耗量大于積累量，使得后期養(yǎng)分含量減少，且速效鉀在番茄著果盛期-著果末期明顯降低，是由于著果成熟時(shí)需要大量鉀導(dǎo)致。各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量在開花著果-著果盛期最多。

在苗期-開花著果期，T1、T2、T3處理有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照(CK)處理，且T1處理增加最多，增加了88.88%，在開花著果-著果盛期，各處理差異性不顯著，在著果盛期-著果末期，T2處理顯著增加，較對(duì)照(CK)處理增加了28.04%，說(shuō)明不同改良劑對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)作用的時(shí)間不一致。T2處理的土壤水解氮、速效磷、速效鉀含量均較對(duì)照(CK)處理顯著增加，分別增加了53.53%～116.63%、84.97%～295.22%、25.10%～43.22%。因此，在作物生育期內(nèi)，各改良劑均改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤表層養(yǎng)分。

2.2 不同改良劑對(duì)可培養(yǎng)土壤微生物數(shù)量的影響

2.2.1不同改良劑對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響

土壤細(xì)菌占土壤微生物總數(shù)的70%～90%，且細(xì)菌數(shù)量是反映土壤肥力的一個(gè)生物學(xué)標(biāo)志[20]，對(duì)表1數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比對(duì)可知，各處理下，加工番茄整個(gè)生育期土壤細(xì)菌數(shù)量呈先升高后降低的拋物線趨勢(shì)，在開花著果-著果盛期達(dá)到最高值，這是由于該時(shí)期土壤的水熱鹽條件更利于細(xì)菌的生長(zhǎng)，到著果末期土壤養(yǎng)分和氣溫相對(duì)下降，細(xì)菌數(shù)量也隨之下降。對(duì)表1數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比對(duì)可知，各個(gè)生育期下，施加改良劑均能增加土壤細(xì)菌數(shù)量，且T2處理增加最多，較對(duì)照處理(CK)增加了1.6～7.8倍，表明施加不同改良劑能改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。

2.2.2不同改良劑對(duì)土壤放線菌數(shù)量的影響

放線菌受土壤通氣性的影響較大，對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比對(duì)可知，各處理下，表層土壤放線菌數(shù)量在全生育期均呈拋物線形變化，最高值出現(xiàn)在開花著果-著果盛期。對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比對(duì)可知，各個(gè)生育期下，施加不同改良劑的土壤放線菌數(shù)量均顯著高于對(duì)照(CK)處理，其中，T2處理增加最多，增加2.0～6.1倍，這主要是因?yàn)樯锾勘旧砭哂芯薮蟊砻娣e和孔隙度，為放線菌提供足夠生存空間和氧氣，且生物炭可作為放線菌生長(zhǎng)繁殖的C源。

表1 不同改良劑對(duì)鹽堿地表層0～20 cm土壤細(xì)菌數(shù)量的影響

表2 不同改良劑對(duì)鹽堿地表層0～20 cm土壤放線菌數(shù)量的影響Tab.2 Effect of different amendments on quantity of actinomycetes in 0～20 cm soil of saline alkali surface layer cfu/g

2.2.3不同改良劑對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響

真菌在腐殖質(zhì)的形成和團(tuán)聚體穩(wěn)定過(guò)程中起重要作用。對(duì)表3數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比對(duì)可知，在4種處理下，土壤真菌數(shù)量在全生育期呈下降趨勢(shì)，苗期-開花著果期真菌數(shù)量最大，到著果末期數(shù)量降至最低值。這是因?yàn)檎婢鄶?shù)適應(yīng)于中性偏酸性環(huán)境。對(duì)表3數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比對(duì)可知，各個(gè)生育期下，施加不同改良劑的土壤真菌數(shù)量均高于對(duì)照(CK)處理，且在苗期-開花著果期和著果盛期-著果末期，T2處理顯著增加，較對(duì)照(CK)處理分別增加了32.9%和269.9%；在開花著果-著果盛期，T1處理顯著增加，增加了30.4%。這是因?yàn)樯锾渴┤臌}堿土中能改善土壤結(jié)構(gòu)，為土壤真菌提供良好的生長(zhǎng)繁殖棲息地，有效吸附土壤真菌，為其提供載體，而有機(jī)肥復(fù)配脫硫石膏不僅能增加土壤有機(jī)質(zhì)，對(duì)土壤的pH值也有較好的降低作用，進(jìn)而增加土壤真菌數(shù)量。綜上所述，在作物生育期內(nèi)，各改良劑均能增加土壤微生物數(shù)量，且對(duì)土壤微生物主要類群的數(shù)量調(diào)節(jié)作用不一致。

表3 不同改良劑對(duì)鹽堿地表層0～20 cm土壤真菌數(shù)量的影響Tab.3 Effect of different amendments on quantity of fungi in 0～20 cm soil of saline alkali surface layer cfu/g

2.3 不同改良劑對(duì)加工番茄產(chǎn)量的影響

不同改良劑對(duì)加工番茄產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖5，加工番茄產(chǎn)量介于31.73～49.49 t/hm2，通過(guò)單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，施加改良劑對(duì)加工番茄產(chǎn)量影響顯著(P<0.05)，且施加各改良劑處理的產(chǎn)量較對(duì)照(CK)處理均增加，其中T2處理的產(chǎn)量增加最多，增加了55.96%，其次為T1、T3處理，分別增加了31.63%、33.99%。

2.4 土壤微生物群落的冗余分析

將土壤微生物群落與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行冗余分析(RDA)，評(píng)估土壤環(huán)境因子、各處理、微生物群落之間的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖6。土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量與土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效磷、水解氮含量均呈一定的正相關(guān)關(guān)系，與EC、pH值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；土壤真菌數(shù)量與pH值呈負(fù)相關(guān)，與其他環(huán)境因子呈一定的正相關(guān)關(guān)系。同時(shí)，還可以從 RDA 分析中看出微生物群落受土壤因子影響程度不同。其中，土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量和EC是貢獻(xiàn)率最大的3個(gè)理化因素，共解釋了95.7%的群落變化，因此土壤鹽分和土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)是影響各處理表層土壤微生物群落分布的主控環(huán)境因子。RDA 分析還顯示，不同改良劑處理下土壤微生物群落組成存在差異，T3處理與對(duì)照的群落結(jié)構(gòu)相似性高于T1和T2處理，其中T2處理較對(duì)照對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響最為明顯。以上表明3種改良劑均可改善鹽堿地土壤理化性質(zhì)，為微生物提供良好的生存條件，同時(shí)土壤微生物作為土壤養(yǎng)分的主要分解者，分解土壤中的養(yǎng)分，二者相輔相成，為植物生長(zhǎng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)，從而增加作物產(chǎn)量。

3 討論

鹽堿地土壤結(jié)構(gòu)性、通氣性和透水性差，孔隙度小，表層土壤易結(jié)皮，使得植物生長(zhǎng)受到限制。一方面，鹽堿地中存在大量的易于淋失的Na+和K+，交換性鈉增大了團(tuán)聚體變濕時(shí)破碎或崩解的趨勢(shì)，崩解團(tuán)聚體釋放的黏粒和粉粒在剖面中向下淋洗時(shí)，堵塞了土壤孔隙，這是鹽堿地滲透性差的主要原因；另一方面，干旱地區(qū)強(qiáng)蒸發(fā)量使得土壤鹽分表聚，作物根區(qū)積累鹽分，不能很好地生長(zhǎng)。本研究表明，施加脫硫石膏和脫硫石膏復(fù)配有機(jī)肥均能降低土壤pH值，這與劉淑芹等[5]、屈忠義等[21]、鄒璐[6]研究結(jié)果一致。在作物初期，生物炭處理土壤pH值較對(duì)照(CK)處理增加，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤pH值較對(duì)照(CK)處理減少，這與VAN ZWIETEN等[9]研究不一致，可能是由于生物炭本身呈堿性，施入土壤中初始較對(duì)照(CK)處理有所增加，但隨著生物炭與土壤發(fā)生反應(yīng)，使得生物炭產(chǎn)生正、負(fù)電荷，提高土壤陽(yáng)離子交換量，使堿化度減小，進(jìn)而降低土壤pH值。田間試驗(yàn)還表明，施加脫硫石膏、生物炭、脫硫石膏復(fù)配有機(jī)肥均能降低土壤EC，增加土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效磷、速效鉀含量，這與張瑤等[22]研究結(jié)果一致。脫硫石膏通過(guò)Ca2+把交換性Na+置換出來(lái)，通過(guò)灌溉將Na+淋洗至深層，降低表層土壤鹽分，同時(shí)脫硫石膏中含有大量的S在土壤中經(jīng)氧化作用生成 H2SO4，可促進(jìn)土壤 P、K 等的溶解，增加土壤養(yǎng)分含量[6]；有機(jī)肥本身作為一種含有機(jī)物質(zhì)的肥料，不僅可以為作物提供一定無(wú)機(jī)和有機(jī)的養(yǎng)分，對(duì)土壤養(yǎng)分也有提高[23]；生物炭可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤孔隙度，提高土壤儲(chǔ)水能力，降低土壤鹽分[24]；同時(shí)生物炭可以增加土壤陽(yáng)離子交換量，有效吸附鹽堿地土壤中的養(yǎng)分，降低土壤中氮、磷、鉀的淋溶損失，提高土壤保肥能力，改善土壤養(yǎng)分的空間分布[25]。

本文試驗(yàn)結(jié)果表明，生物炭、脫硫石膏、脫硫石膏復(fù)配有機(jī)肥均有利于土壤細(xì)菌、放線菌、真菌的生長(zhǎng)繁殖，增加作物產(chǎn)量，其中生物炭的優(yōu)勢(shì)更加突出，這與文獻(xiàn)[5,26-29]研究結(jié)果相似。生物炭具有豐富的微孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，表面官能團(tuán)豐富，施入土壤后，可降低土壤容重，促進(jìn)土壤微團(tuán)聚體的形成，改善土壤結(jié)構(gòu)，為土壤微生物提供庇護(hù)場(chǎng)所，促進(jìn)微生物群落的繁衍生息，同時(shí)生物炭含有植物生長(zhǎng)所必需的大量元素和中微量元素，可為作物生長(zhǎng)發(fā)育提供必要的補(bǔ)充，增加作物產(chǎn)量[30-31]；有機(jī)肥能夠增加根系的分泌物，提供給土壤微生物更多的能源物質(zhì)，從而提高土壤微生物量，同時(shí)增加作物產(chǎn)量[32]；脫硫石膏能降低土壤pH值和EC，增加土壤通氣性，改善土壤微生物生長(zhǎng)繁殖環(huán)境，促進(jìn)微生物生長(zhǎng)[6]。本研究也表明，表層土壤在作物全生育期內(nèi)土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量呈拋物線形，在開花著果-著果盛期最高，這與隋虹杰等[33]和沈鵬飛[34]研究一致。施加不同改良劑時(shí)土壤耕層微生物數(shù)量變化不一致，產(chǎn)生這種差異的主要原因是改良劑本身性質(zhì)造成的，不同改良劑之間其物理性質(zhì)和養(yǎng)分不同，且本身含有的微生物菌群不同。

本研究通過(guò)冗余分析表明，土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量與土壤養(yǎng)分含量呈正相關(guān)，與土壤EC和pH值呈負(fù)相關(guān)，土壤真菌數(shù)量與pH值呈負(fù)相關(guān)，與其他環(huán)境因子呈一定的正相關(guān)關(guān)系，這與時(shí)唯偉等[35]、李鳳霞等[32]結(jié)論相符。說(shuō)明土壤微生物群落在一定程度上能反映土壤肥力水平，土壤中細(xì)菌和放線菌數(shù)量高，表明土壤性質(zhì)和肥水條件好，作物產(chǎn)量高，可以作為評(píng)價(jià)土壤健康的生物指標(biāo)。同時(shí)土壤微生物與土壤肥力和土壤健康也是相輔相成的，土壤微生物作為土壤養(yǎng)分的主要分解者，通過(guò)分解有機(jī)物等養(yǎng)分獲得自身所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)，為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供必要的營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)而增加作物產(chǎn)量。分析也表明，土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量和EC是土壤微生物群落生長(zhǎng)繁殖的關(guān)鍵因素，這與IBEKWE等[36]研究結(jié)果一致，土壤微生物隨著土壤鹽漬化程度的增加呈減少的趨勢(shì)，土壤微生物與大部分土壤養(yǎng)分之間具有很好的相關(guān)性[37]。鹽堿土壤板結(jié)嚴(yán)重，使得土壤孔隙度降低，不利于好氧微生物活動(dòng)和繁殖，因此通過(guò)施加生物炭、脫硫石膏、有機(jī)肥能改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤孔隙度，降低土壤鹽分和pH值，增加土壤養(yǎng)分，從而改善土壤中微生物生長(zhǎng)環(huán)境，增加土壤中細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量，而土壤微生物的增加又反作用于土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤理化性質(zhì)，形成良性循環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)改良鹽堿的目的，同時(shí)添加這些改良劑能增加土壤中的養(yǎng)分含量，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，增加作物產(chǎn)量。

河套灌區(qū)作為我國(guó)西北最大的灌區(qū)，改良鹽堿地對(duì)該地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境具有重要意義。生物炭施入土壤中，不僅能改善土壤性質(zhì)，為作物生長(zhǎng)提供一定的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充，減少化肥的投入和環(huán)境污染，而且原材料生產(chǎn)成本低、來(lái)源廣泛[8]。脫硫石膏作為燃煤電廠的副產(chǎn)物，施入鹽堿地后，不僅能減小土壤pH值和鹽分含量，而且能減少對(duì)環(huán)境的二次污染[4]。而有機(jī)肥作為一種含有機(jī)物質(zhì)的肥料，不僅可以為作物提供一定的無(wú)機(jī)和有機(jī)養(yǎng)分，改善土壤理化性質(zhì)，而且和脫硫石膏、秸稈等復(fù)配效果更好[12]。因此本試驗(yàn)主要在河套灌區(qū)施加這3種改良劑，研究對(duì)鹽堿地耕層20 cm土壤微生物數(shù)量、理化性質(zhì)及加工番茄產(chǎn)量的影響，結(jié)果顯示生物炭更有利于促進(jìn)鹽堿地土壤微生物的生長(zhǎng)繁殖，改善土壤理化性質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分含量，提高加工番茄的產(chǎn)量。

4 結(jié)論

(1)施加改良劑均能降低生育期鹽堿地土壤電導(dǎo)率和pH值，增加土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效磷、速效鉀含量，其中生物炭(T2)處理在降低土壤電導(dǎo)率、增加土壤養(yǎng)分方面效果較為顯著。

(2)在整個(gè)生育期內(nèi)，各處理的土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量均呈拋物線形變化，最大值均出現(xiàn)在開花著果-著果盛期，土壤真菌數(shù)量在全生育期呈下降趨勢(shì)，苗期-開花著果期最多。在同一生育期內(nèi)，施加生物炭、脫硫石膏、脫硫石膏復(fù)配有機(jī)肥均可增加鹽堿地土壤細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量，其中細(xì)菌和放線菌數(shù)量均以生物炭(T2)處理的增幅最大，較對(duì)照組(CK)分別增加了1.6～7.8倍和2.0～6.1倍。

(3)施加各改良劑均能顯著提高番茄的產(chǎn)量，其中生物炭(T2)處理的產(chǎn)量增加最多，較對(duì)照組增加了55.96%。

(4)土壤耕層細(xì)菌、放線菌數(shù)量均與土壤pH值和EC呈負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效磷、速效鉀含量呈正相關(guān)，土壤真菌數(shù)量與土壤pH值呈負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效磷、速效鉀含量呈正相關(guān)。