人工藻結(jié)皮對(duì)河套平原鹽堿土理化性質(zhì)和酶活性的影響

劉太坤, 高 班, 謝作明,2, 李 明, 毛 青, 趙欣鑫

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 環(huán)境學(xué)院, 武漢 430078; 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430078)

人類(lèi)活動(dòng)加劇了土壤鹽堿化，造成耕地生產(chǎn)力下降，影響糧食生產(chǎn)及糧食安全。目前全球大約有8.31億hm2的土地受到鹽漬化的威脅[1]，次生鹽漬化土壤面積大約為7 700萬(wàn)hm2，其中58%發(fā)生在灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)[2]。受鹽漬化影響的土壤分布在100多個(gè)國(guó)家，主要包括印度、巴基斯坦、中國(guó)、伊拉克、澳大利亞和美國(guó)。我國(guó)鹽漬化土壤總面積約9 913萬(wàn)hm2，其中約30%具有可利用潛力[3]。鹽漬土中氮、碳和磷的含量通常較低，所含鹽堿成分具有較強(qiáng)滲透性和生理毒性，從而阻礙作物的生長(zhǎng)，并削弱其產(chǎn)量[4]。

經(jīng)過(guò)改良后的鹽漬化土壤可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾耐恋刭Y源。生物改良方法是一種有效改善土壤理化特性，提高土壤利用效率的土壤改良技術(shù)。生物方式以重建土壤微生態(tài)為目的改良土壤環(huán)境條件，與物理和化學(xué)改良方式相比，具有成本低、生態(tài)友好等特點(diǎn)。

土壤藻是土壤微生物群落的重要組成部分。將具有活性的微藻作為生物肥料施加在土壤中可促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)[5]。土壤藻作為初級(jí)生產(chǎn)者，在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。土壤藻的生長(zhǎng)發(fā)育可以增加磷酸鹽的溶解度，促進(jìn)礦物質(zhì)釋放，持續(xù)提升土壤肥力，并有助于重建微生物群落[6-7]。在受干擾的土壤中接種土壤藻可恢復(fù)微生物群落，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[8-9]。在含水率較低的鹽堿土中接種土著藻，能促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)并提高作物產(chǎn)量[10]。土壤藻與土壤顆粒膠結(jié)形成的生物土壤結(jié)皮已被證明在鹽堿地、沙漠和石漠等惡劣生境中具有良好的抗逆性[11-12]。

本文利用鹽漬化農(nóng)田土壤中篩選的土著藻和一株外源藍(lán)藻作為生物調(diào)節(jié)劑改良鹽漬化土壤，調(diào)查其對(duì)土壤基本理化性質(zhì)、土壤養(yǎng)分、土壤酶活性等的影響，綜合分析土壤藻改良鹽漬化土壤的可行性。研究結(jié)果為鹽漬化土壤改良和土地資源可持續(xù)利用提供重要理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在河套平原地區(qū)杭錦后旗蠻會(huì)鎮(zhèn)永豐村七組(40°59′N(xiāo)，107°11′E)。河套平原海拔為1 007～1 050 m，土地面積約111.9萬(wàn)hm2，灌溉面積約57.4萬(wàn)hm2[13]，鹽漬化面積約43.1萬(wàn)hm2[14]。地處中溫帶大陸性干旱、半干旱氣候區(qū)，降雨稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，年均降水量135.9 mm，年均蒸發(fā)量1 984.3 mm，年日照時(shí)數(shù)平均4 449.6 h，年均氣溫8.7℃，無(wú)霜期126 d。地下水埋深一般0.5～1.5 m，地下水礦化度10～20 g/L，土壤類(lèi)型以硫酸鹽為主，并伴有氯化物和碳酸鹽、重碳酸鹽。

試驗(yàn)田耕作層土壤(0—20 cm)可溶性鹽含量為0.2%～1%，pH值為8～8.5，主要為輕中度鹽堿土，局部為重度鹽堿土。

1.2 土壤藻的篩選與培養(yǎng)

從試驗(yàn)區(qū)鹽漬化土壤表層生物結(jié)皮中篩選并純化得到一株球狀土壤藻。用18S rRNA進(jìn)行分子生物學(xué)鑒定，發(fā)現(xiàn)其屬于綠藻門(mén)(Chlorophyta)中的小球藻屬(Chlorella)，并命名為ChlorellaminiataHJ-01。土著絲狀混合藻也從生物結(jié)皮中分離，但并未純化，其中包含顫藻、鞘絲藻等土壤藍(lán)藻。小球藻C.miniataHJ-01和絲狀混合藻的培養(yǎng)基均為BG11。爪哇偽枝藻(Scytonemajavanicum(Kütz.) Born et Flah)是一種絲狀固氮藍(lán)藻，購(gòu)自于中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所，培養(yǎng)基為BG110。按照三級(jí)培養(yǎng)法，在室內(nèi)(20 L透明塑料桶)和室外(培養(yǎng)池尺寸為4 m×2 m×0.5 m)中分別將藻種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。室內(nèi)培養(yǎng)條件：光照強(qiáng)度4 000 lux，光暗比12 h∶12 h，溫度(24±2)℃，并通氣；室外以自然光通氣培養(yǎng)。

1.3 試驗(yàn)地樣方設(shè)計(jì)

在試驗(yàn)地共設(shè)置3個(gè)處理：樣地1(S1)只接種C.miniataHJ-01；樣地2(S2)按照10∶1的鮮重比例接種C.miniataHJ-01和S.javanicum；樣地3(S3)按照10∶1的鮮重比例接種C.miniataHJ-01和土著絲狀混合藻；空白對(duì)照組(CK)不接種藻液，噴灑等體積BG11培養(yǎng)基。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)樣地，每塊樣地15 m2。各樣地接種量均為5 g/m2鮮重，使用灑水壺(噴頭孔徑為3 mm)均勻接入地表。

接種后的30 d內(nèi)，補(bǔ)充水分和營(yíng)養(yǎng)元素以保證藻體成活。在第一周，每天9：00，13：00，17：00使用灑水壺向各樣地和對(duì)照組澆水，水量為4 L/m2。第二周以同樣的方式澆水，水量減為2 L/m2。第15—30天，每?jī)商煲陨鲜龇绞綕菜?，水量? L/m2。在第7天和第14天，用灑水壺向各樣地和對(duì)照組噴灑BG11培養(yǎng)基一次，用量為2 L/m2。接種30 d后停止補(bǔ)充水分和培養(yǎng)基，讓藻結(jié)皮利用空氣中的雨露自行生長(zhǎng)發(fā)育。

1.4 土壤樣品的采集與前處理

試驗(yàn)前和第45天后，分別在樣方內(nèi)形成結(jié)皮和未形成結(jié)皮的區(qū)域按五點(diǎn)采樣法一式3份分層采集0—10 cm和10—20 cm土壤，用于土壤理化指標(biāo)測(cè)定；采集0—5 cm深度土壤用于測(cè)定土壤酶活性。每5天用直徑2 cm的圓形塑料管采集土壤表層藻結(jié)皮，深度約為5 mm，用于測(cè)定人工藻結(jié)皮生物量。

土壤樣品在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行風(fēng)干后，取50 g研磨并過(guò)2 mm篩，放入干燥的500 ml錐形瓶中，按照1∶5的土水比例加入250 ml無(wú)二氧化碳的水，加塞振蕩3 min，再用濾紙將土壤懸濁液重復(fù)過(guò)濾，直至土壤浸提液呈清亮為止。結(jié)皮樣品迅速風(fēng)干后裝入自封袋密封，于4℃冰箱保存。

1.5 分析方法

葉綠素a采用乙醇提取法測(cè)定[15]。類(lèi)胡蘿卜素和偽枝藻素利用丙酮提取法測(cè)定[16]。土壤含水率采用烘干法測(cè)定[17]。土壤pH值和電導(dǎo)率利用pH計(jì)和電導(dǎo)率儀測(cè)定。土壤有效氮和有效磷含量分別采用堿解-擴(kuò)散法和碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定[18]。脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測(cè)定；蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定；過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定；堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定[19]。室內(nèi)風(fēng)干后的藻結(jié)皮被切割成薄片，經(jīng)過(guò)噴金前處理后，在場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SU8010，HITACHI)下觀察其表面微觀結(jié)構(gòu)，分析土壤藻結(jié)皮的形態(tài)和膠結(jié)機(jī)理。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用3次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示。使用OriginPro 2021進(jìn)行圖形繪制。使用SPSS Statistics 26進(jìn)行單因素方差(One-way ANOVA)和顯著性分析，p<0.05表示顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 人工藻結(jié)皮的發(fā)育和微觀結(jié)構(gòu)

葉綠素是藻類(lèi)光合作用的主要捕光色素，定量分析葉綠素含量對(duì)于光合作用、初級(jí)生產(chǎn)力及相關(guān)研究具有重要意義。如圖1所示，在前30 d，由于人工補(bǔ)充水分和培養(yǎng)基，制造了適宜的外部環(huán)境，藻結(jié)皮的生長(zhǎng)速度較快，且達(dá)到一定的生物量。第30天后藻結(jié)皮大量增殖，至第35天生長(zhǎng)開(kāi)始趨緩，第40天后呈現(xiàn)穩(wěn)定停滯狀態(tài)。樣地S2的藻結(jié)皮生長(zhǎng)最佳，在第45天葉綠素a含量達(dá)到20.36 μg/g。樣地S3和樣地S1生長(zhǎng)情況相對(duì)較差，最高分別達(dá)到15.12，11.37 μg/g，分別占樣地S2的74%，56%；對(duì)照組樣地在自然狀態(tài)下形成了少量結(jié)皮，但在第45天藻結(jié)皮的葉綠素a含量?jī)H為2.53 μg/g。

圖1 人工藻結(jié)皮的生物量

樣地S2接種有S.javanicum，其分泌的偽枝藻素作為一種保護(hù)色素，可有效抵御紫外輻射對(duì)人工藻結(jié)皮的損傷[20]，因此該混合藻結(jié)皮既能耐受一定鹽堿脅迫，也能耐受紫外輻射，因而快速生長(zhǎng)。在樣地S3中接種的混合絲狀藻，其抵抗紫外輻射的能力相對(duì)較弱，導(dǎo)致其生長(zhǎng)相對(duì)較慢。而樣地S1，只接種了C.miniata，其接種土壤藻太過(guò)單一，對(duì)環(huán)境的抵抗能力較弱，土壤藻生長(zhǎng)更慢。空白對(duì)照組樣地因?yàn)闆](méi)有接種任何藻液，只補(bǔ)充了水分和培養(yǎng)基，所以土壤藻生物量極低。

圖2顯示了人工藻結(jié)皮中類(lèi)胡蘿卜素和偽枝藻素含量在試驗(yàn)前后的變化。在第45天，樣地中兩種色素的含量由高到低均為S2>S3>S1>CK，與結(jié)皮中葉綠素a的含量變化規(guī)律一致，表明藻結(jié)皮分泌類(lèi)胡蘿卜素和偽枝藻素的能力與生物量呈正相關(guān)。

土壤藻接種1 d后，由于藻結(jié)皮還未形成，樣地S1，S2和S3的表層土壤類(lèi)胡蘿卜素含量均較低，分別為1.01，1.96，2.31 μg/g。經(jīng)過(guò)45 d的培育，樣地S1，S2和S3藻結(jié)皮中類(lèi)活蘿卜素含量分別為1.47，5.59，3.34 μg/g。樣地S2藻結(jié)皮中類(lèi)活蘿卜素含量顯著增加(p<0.05)，增幅為185%。其次為樣地S1增加46%和樣地S3增加45%(p>0.05)。在未接種的空白對(duì)照組中，雖然形成了一定厚度的藻結(jié)皮，但其中類(lèi)胡蘿卜素含量依然很低，未超過(guò)0.5 μg/g，變化并不顯著(p>0.05)。3個(gè)樣地類(lèi)胡蘿卜素含量的差異主要來(lái)自接種藻液的不同。

藻結(jié)皮中偽枝藻素含量變化與類(lèi)胡蘿卜素相似。由于接種了S.javanicum，經(jīng)過(guò)45 d的生長(zhǎng)后，樣地S2土壤表層中偽枝藻素含量的變化最為顯著(p<0.05)，增加了144%，達(dá)到24.45 μg/g，為樣地中最高值。樣地S3土壤表層中偽枝藻素含量的變化較顯著(p<0.05)，即接種的少量混合絲狀藻同樣產(chǎn)生了少量的偽枝藻素。而樣地S1藻結(jié)皮中的偽枝藻素含量?jī)H增加12%，變化不顯著(p>0.05)。對(duì)照組中雖然有少量土壤藻生長(zhǎng)，但45 d后，其中偽枝藻素的含量?jī)H為0.25 μg/g(p>0.05)。

圖2 人工藻結(jié)皮中類(lèi)胡蘿卜素和偽枝藻素含量的變化

在藻結(jié)皮的人工培植過(guò)程中，除了考慮高鹽堿環(huán)境外，還有必要提高結(jié)皮整體的抗干旱和抗紫外輻射能力。類(lèi)胡蘿卜素是一種光合系統(tǒng)保護(hù)色素，當(dāng)環(huán)境光照變得較為強(qiáng)烈時(shí)，藻細(xì)胞產(chǎn)生類(lèi)胡蘿卜素減少活性氧的損害。S.javanicum是一種具有固氮作用的藍(lán)藻，能在干旱和半干旱等特殊環(huán)境中生存。謝作明等[11]研究發(fā)現(xiàn)，土壤藻為了應(yīng)對(duì)惡劣的環(huán)境條件，產(chǎn)生偽枝藻素等保護(hù)色素和MAAs(三苯甲咪唑氨基酸)的能力顯著增強(qiáng)。

圖3A為人工藻結(jié)皮截面的微觀結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)土壤藻的藻絲在土壤礦物質(zhì)中間穿插生長(zhǎng)，與土壤顆粒相互纏繞結(jié)合，從而定植在土壤表層。圖3B為人工藻結(jié)皮表面的微觀形態(tài)?？梢?jiàn)大量土壤藻藻絲相互纏繞形成“微生物墊”覆蓋在土壤表層，在藻結(jié)皮表面還有單細(xì)胞土壤藻。

圖3 人工藻結(jié)皮的微觀結(jié)構(gòu)

結(jié)皮的膠結(jié)機(jī)理可以大致分為兩類(lèi)。一是藻絲的機(jī)械性束縛作用，使其與土壤顆粒緊密捆綁和纏繞，這種機(jī)械纏縛力成為細(xì)粒聚合的主要控制力，將分散的土壤聚集起來(lái)[21]；二是藻體分泌的胞外物質(zhì)含有大量糖類(lèi)，具有較強(qiáng)的黏性，能將藻體和土壤顆粒牢牢地粘黏住，起到“膠水”的作用。土壤顆粒與藻體膠結(jié)形成的大量團(tuán)聚體覆蓋在土壤表層，不僅能抵御風(fēng)力對(duì)土壤的侵蝕，而且還能減少土壤水分的蒸發(fā)，從而降低土壤中鹽堿成分向上遷移而在表層積聚，達(dá)到控制耕作層土壤鹽堿含量的目的。

2.2 人工藻結(jié)皮對(duì)土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分的影響

圖4為各樣地土壤含水率的變化情況。接種藻液前，試驗(yàn)地植被稀少，水分蒸發(fā)量大，各樣地0—10 cm土壤的含水率(平均值為14.4%)普遍低于10—20 cm深度的土壤含水率(平均值為16.5%)。

對(duì)照組樣地土壤含水率顯著下降(p<0.05)，在結(jié)皮區(qū)和無(wú)結(jié)皮區(qū)0—10 cm土壤的含水率分別減少31.2%，42.7%。結(jié)皮區(qū)和無(wú)結(jié)皮區(qū)10—20 cm土壤的含水率下降同樣顯著(p<0.05)，降幅分別為42.0%，47.7%。3個(gè)處理組樣地土壤含水率在兩個(gè)深度也有較明顯的下降(p<0.05)，但降幅相對(duì)對(duì)照組偏小。

在試驗(yàn)前，當(dāng)?shù)赜羞^(guò)較大的降雨，導(dǎo)致土壤初始含水率較高。在整個(gè)試驗(yàn)期間，氣候干旱，降水極少，蒸發(fā)量很大。因此0—20 cm土壤的含水率總體呈減少趨勢(shì)，表明人工藻結(jié)皮并未完全阻止土壤水分的蒸發(fā)。但是，與裸露土壤相比，形成藻結(jié)皮的區(qū)域，其土壤含水率相對(duì)較高，說(shuō)明土壤藻結(jié)皮一定程度上能適當(dāng)緩解水分的損失，從而達(dá)到一定保水效果。土壤藻的拓殖作用能夠改善土質(zhì)，使土壤中粗砂粒含量降低，細(xì)顆粒物增加[22]，從而增強(qiáng)土壤對(duì)水分的調(diào)蓄能力。保持淺層土壤中有效水分的含量，也間接地影響了植被及微生物的分布。

圖4 人工藻結(jié)皮對(duì)土壤含水率的影響

如圖5A—B所示，在0—10 cm土壤中，樣地S1，S2，S3結(jié)皮區(qū)域的土壤pH值均小幅下降，且低于對(duì)應(yīng)的無(wú)結(jié)皮區(qū)域土壤，其中樣地S1最明顯(p<0.05)。而對(duì)照組結(jié)皮區(qū)土壤的pH值略微升高，無(wú)結(jié)皮區(qū)域則顯著升高(p<0.05)。總體來(lái)看，10—20 cm土壤略高于上層土壤，但變化規(guī)律相似。在試驗(yàn)期內(nèi)，樣地S2，S3中0—20 cm土壤pH值變化并不顯著(p>0.05)。

由圖5C—D可知，人工藻結(jié)皮可降低0—10 cm土壤的電導(dǎo)率，樣地S1土壤電導(dǎo)率顯著下降57%(p<0.05)，樣地S2，S3分別下降21%，13%。而在未形成結(jié)皮的區(qū)域，鹽分在地表大量積累，土壤電導(dǎo)率均高于初始值。在對(duì)照組中，所有區(qū)域土壤電導(dǎo)率均升高。人工藻結(jié)皮對(duì)10—20 cm土壤的電導(dǎo)率的影響不顯著(p>0.05)。僅樣地S1中結(jié)皮區(qū)土壤的電導(dǎo)率小幅下降了0.13 mS/cm，其余區(qū)域均有所增加。

圖5 人工藻結(jié)皮對(duì)土壤pH值和電導(dǎo)率的影響

試驗(yàn)田植被覆蓋度低，加之氣候干旱，水分蒸發(fā)量大，攜帶鹽分的地下水沿土壤孔隙大量上移，導(dǎo)致鹽分不斷累積在土壤表層，因此，在試驗(yàn)前0—10 cm土壤的電導(dǎo)率普遍高于10—20 cm土壤的電導(dǎo)率。由于人工藻結(jié)皮的存在，延緩了土壤水分的蒸發(fā)，阻止了大量鹽分伴隨著孔隙水向上運(yùn)移，導(dǎo)致0—10 cm土壤鹽分下降，土壤電導(dǎo)率下降明顯。

從圖6可以看出，樣地S1，S2，S3的0—10 cm土壤中有效氮和有效磷的含量隨著土壤藻結(jié)皮的發(fā)育有小幅增加，其中樣地S2土壤中的有效氮變化最顯著(p<0.05)，含量達(dá)到90 mg/kg，這是由于接種的S.javanicum具有固氮作用，將大氣中的N2轉(zhuǎn)化為氮素，輸入到了土壤中。而對(duì)照組中土壤的有效氮和有效磷含量變化不顯著(p>0.05)。

圖6 人工藻結(jié)皮對(duì)土壤有效氮和有效磷的影響

在土壤生態(tài)系統(tǒng)中，土壤藻是初級(jí)生產(chǎn)者的組成部分。藻細(xì)胞葉綠體通過(guò)光合作用，將大氣中CO2轉(zhuǎn)化為碳水化合物。部分土壤藍(lán)藻，如S.javanicum，在固氮酶的催化作用下，將大氣中不易被生物直接利用的N2還原為可被生物直接利用的化合態(tài)氮，從而增加土壤中的氮素含量，提高土壤肥力，為后續(xù)植物的生長(zhǎng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。藍(lán)藻的應(yīng)用不僅提供氮，而且通過(guò)胞外磷酸酶和有機(jī)酸的排泄在無(wú)機(jī)磷酸鹽的轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要作用[23]，并可提高磷對(duì)植物的生物利用度。一些藻類(lèi)能夠溶解土壤和沉積物中不溶性的Ca3(PO4)2，F(xiàn)ePO4，AlPO4和羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH][24]。據(jù)報(bào)道，藍(lán)藻生物體是C，P，N，Mg，Ca，Na和K的不穩(wěn)定存儲(chǔ)庫(kù)，這些元素會(huì)由于藻類(lèi)生物體的死亡和快速礦化而釋放到土壤中[25]。

2.3 人工藻結(jié)皮對(duì)土壤酶活性的影響

表1為人工藻結(jié)皮培植45 d后，不同樣地表層土壤中脲酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶、堿性磷酸酶的活性。與對(duì)照組相比，各樣地中酶活性均有不同程度的增加。3種處理的表層土壤脲酶活性分別提高了9.9%，14.1%，52.1%，蔗糖酶活性分別提高了14.8%，17.3%，20.7%，過(guò)氧化氫酶活性分別提高了16.7%，9.6%，11.2%，堿性磷酸酶活性分別提高了6.8%，41.7%，15.1%。

表1 人工藻結(jié)皮對(duì)土壤酶活性的影響

土壤酶是土壤中各種酶類(lèi)的總稱(chēng)，土壤中各種生化反應(yīng)都由其催化。土壤酶來(lái)源于土壤微生物和動(dòng)、植物活體或殘?bào)w，土壤酶活性指示土壤肥力和生產(chǎn)力水平的高低[26]。脲酶能夠促進(jìn)土壤中有機(jī)氮的轉(zhuǎn)化，酶促作用產(chǎn)物——氨是植物氮素營(yíng)養(yǎng)源之一[27]，因此可以用脲酶的活性來(lái)反映土壤中氮素狀況。相對(duì)于對(duì)照組，人工藻結(jié)皮能顯著提高土壤表層的脲酶活性，其中樣地S3效果顯著好于其他樣地(p<0.05)。蔗糖酶的功能是把高分子化合物分解成可被植物和微生物利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)土壤微生物的進(jìn)一步生長(zhǎng)和發(fā)育，加速土壤的熟化和增加土壤肥力[28]。無(wú)論是單一藻結(jié)皮還是混合藻結(jié)皮，均能不同程度顯著提高土壤表層蔗糖酶活性(p<0.05)。過(guò)氧化氫酶與土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化速度有密切關(guān)系。土壤藻結(jié)皮向土壤輸入有機(jī)質(zhì)，使得過(guò)氧化氫酶活性提高，接種C.miniata顯著提高土壤表層過(guò)氧化氫酶活性(p<0.05)。堿性磷酸酶活性反映土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化狀況，其酶促作用產(chǎn)物——有效磷是植物磷素營(yíng)養(yǎng)源之一[18]。土壤磷酸酶活性增強(qiáng)表明土壤中磷酸鹽和有效磷之間的溶解和固定轉(zhuǎn)化加強(qiáng)，有更多的有機(jī)磷在磷酸酶的作用下轉(zhuǎn)化為有效磷，從而加速土壤生物從土壤中吸收磷素?；旌辖臃NC.miniata和S.javanicum的樣地比其他樣地的效果更顯著(p<0.05)。

土壤藻結(jié)皮能夠改善表層土壤的理化性質(zhì)，為土壤微生物生長(zhǎng)提供適宜的環(huán)境條件。與下層土壤中微生物相比，表層土壤中的微生物更易于利用藻結(jié)皮中的養(yǎng)分供其生長(zhǎng)。在本研究中，土壤藻結(jié)皮能夠提高鹽堿地表層土壤酶活性和土壤肥力。

3 結(jié) 論

藻體與土壤顆粒膠結(jié)狀態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)顯示出土壤藻在應(yīng)對(duì)鹽堿脅迫和改善土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面具有優(yōu)良性能。具有耐高鹽堿脅迫的土著小球藻、絲狀混合藻和外源藍(lán)藻培植成的人工藻結(jié)皮，可延緩?fù)寥辣韺铀值恼舭l(fā)，阻止土壤中的鹽分隨孔隙水向上運(yùn)移而在地表累積，并有效改善土壤pH值和電導(dǎo)率。人工藻結(jié)皮增加了土壤中有效氮和有效磷的含量及土壤酶活性，提高土壤養(yǎng)分含量。因此，人工藻結(jié)皮可以減少鹽堿物質(zhì)在耕作層土壤中的積聚，并有效改良鹽漬化農(nóng)田土壤，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。