一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法转让专利

申请号 : CN202111094968.1

文献号 : CN113773848B

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发明人 : 赵忠娟李纪顺扈进冬杨凯李玲吴远征陈凯魏艳丽李红梅

申请人 : 山东省科学院生态研究所(山东省科学院中日友好生物技术研究中心)

摘要 :

本发明涉及盐渍土壤改良技术领域,具体涉及一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,该方法具体采用耐盐木霉菌剂与耐盐椒样薄荷联合修复盐渍土壤。由于耐盐木霉能够进一步提高椒样薄荷的耐盐性,增加黄河三角洲盐渍土壤中椒样薄荷的产量。且耐盐木霉和耐盐椒样薄荷协同作用使土壤脱盐率达到26.1%‑33.19%,同时能够提高土壤有机质、有效氮、速效磷和速效钾的含量,增强土壤肥力,增加土壤酶活力和微生物群落多样性,改善土壤微生态环境,对盐渍土壤修复具有良好效果。

权利要求 :

1.一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,其特征在于,采用耐盐木霉菌剂与耐盐椒样薄荷联合修复盐渍土壤;

耐盐木霉为哈茨木霉ST02,保藏编号:CGMCC No. 16964,耐盐椒样薄荷为“科院1号”;

所述方法包括:将制备的耐盐木霉菌剂与有机肥混合撒到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20 cm×30 cm种植到大田中,并进行后续田间管理;

9

所述耐盐木霉菌剂的最终活菌数为2.0×10 cfu/g,使用量为每亩5‑10 kg,有机肥使用量为每亩50‑150 kg。

2.如权利要求1所述的一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,其特征在于,所述耐盐木霉菌剂为可湿性粉剂,采用液固两相发酵法,发酵工艺包括:种子制备、液体发酵、固体发酵、孢子悬液制备和载体吸附。

3.如权利要求2所述的一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,其特征在于,所述液固两相发酵法的发酵工艺为:种子制备是将斜面保存的ST02种子,PDA培养基上28℃培养3‑

4天,要求菌丝与分生孢子丰满,无杂菌污染;液体发酵是取1‑2块直径0.5cm的菌饼接种到

100 mL PDW培养基中,30℃,200rpm,振荡培养36 h,镜检时菌丝应分枝较多,无污染杂菌;

固体发酵是将液体发酵的液体种子按照1:50的比例与固体发酵培养基充分混合,分装到培养袋中到固体培养室内培养;孢子悬液制备是将发酵好的固体发酵培养基按1:1浸入无菌水中,搅拌使分生孢子分散到水中,过滤去除固体发酵培养基和大块的菌丝团,获得孢子悬液;载体吸附是将制备的孢子悬液离心,沉淀孢子,去除上清,利用载体进行吸附,形成固体菌剂。

4.如权利要求3所述的一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,其特征在于,所述固体发酵培养基为小麦麸皮固体培养基,发酵条件是培养室温度25‑30℃,空气湿度大于90%;

所述小麦麸皮固体发酵培养基:将小麦加水煮沸1 h,浸泡过夜,使小麦吸水膨胀含水量70%,121℃高温高压灭菌30 min后循环水冷却。

5.如权利要求3所述的一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,其特征在于,所述载体为硅藻土或麦饭石。

6.如权利要求3所述的一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,其特征在于,1L PDA培养基配方:马铃薯 200 g,葡萄糖20 g,琼脂粉 12 g,蒸馏水定容1 L,110 ℃高温高压灭菌30 min;1L PDW培养基配方:马铃薯 200 g,葡萄糖20 g,蒸馏水定容1 L,110 ℃高温高压灭菌30 min。

说明书 :

一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法

技术领域

[0001] 本发明涉及盐渍土壤改良技术领域,具体涉及一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法。

背景技术

[0002] 土壤盐渍化严重制约农业的可持续发展,成为一个世界性的资源和生态问题。我国黄河三角洲地区地下水位埋深浅,矿化度高,自然植被简单,土壤盐渍化面积达到44.29万公顷,占总面积的50%以上。该区域盐渍化土地综合治理和利用关系到国家耕地后备资源、区域粮食安全与经济发展等一系列重要现实问题。目前,盐渍土壤的改良技术主要有抬田、深耕、秸秆覆盖、客土改良等调整土壤结构的物理改良措施,灌溉淋盐、地下暗管排盐、沟渠深井排水的水利改良工程,调节pH、盐碱度的化学改良方法,以及以种植耐盐碱的作物为主的生物改良方法。物理改良和水利改良工程成本较高,化学改良方式过量使用会引起土壤的二次污染。生物改良措施因成本较低,利于环保等优点被认为是最有效的改良技术,且种植植被能够促进植物‑土壤的良性循环,对生态环境的可持续性发展也起到了至关重要的作用。因此,近年来,以耐盐植物种植为核心的盐渍土改良技术已被广泛应用,但盐渍土特殊的土壤性质导致植物成活率和保存率较低,成为限制这一技术发展的瓶颈,促进盐胁迫条件下植物的耐盐性和存活率,加强黄河三角洲地区盐渍土壤的综合利用,是满足国家战略需求的重要体现。
[0003] 椒样薄荷(Mentha piperita L.)是一种以薄荷精油为主要产品的经济作物,薄荷精油具有清凉特性和镇痛作用,被广泛应用于食品、医药和日用化妆品行业。“科院1号”是一种耐盐椒样薄荷,可在黄河三角洲典型盐渍土壤中推广种植,并具有很好的脱盐效果。但前期研究发现椒样薄荷在低于0.4%的黄河三角洲盐渍土壤中生长良好,高0.4%的盐渍土壤中生长受限。针对黄河三角洲地区植物成活率和保存率较低,耐盐椒样薄荷在高盐渍土壤中生长受限制的问题,前期筛选获得了一株耐盐木霉菌株ST02,并发现该菌株孢子液能够促进盐胁迫条件下番茄种子萌发、幼苗生长和幼苗耐盐生理生化指标,并能够改善番茄根部盐渍土壤。在此基础上,本发明结合耐盐木霉菌剂的研发、使用方法及耐盐椒样薄荷的种植,研发了一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,可以解决盐渍土壤植物修复中的技术瓶颈。

发明内容

[0004] 针对黄河三角洲地区土壤盐渍化严重、植物成活率和保存率较低的问题,本发明提供一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,该方法通过耐盐哈茨木霉的菌剂与耐盐椒样薄荷“科院1号”的协同作用促进东营黄河三角洲地区椒样薄荷的产量、减轻土壤盐渍化程度,改善土壤理化性质,增强土壤肥力和土壤酶活性,提高土壤中微生物多样性,改良盐渍土壤。
[0005] 本发明的技术方案是:
[0006] 一种黄河三角洲地区盐渍土壤的改良方法,采用耐盐木霉菌剂与耐盐椒样薄荷联合修复盐渍土壤。
[0007] 进一步的,耐盐木霉为哈茨木霉ST02(专利申请:201811629417.9,保藏编号:CGMCC No.16964),耐盐椒样薄荷为“科院1号”(品种登记号:038)。
[0008] 进一步的,所述方法包括:将制备的耐盐木霉菌剂与有机肥混合撒到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,并进行后续田间管理。
[0009] 进一步的,所述耐盐木霉菌剂使用量为每亩5‑10kg,有机肥使用量为每亩50‑150kg。
[0010] 进一步的,所述耐盐木霉菌剂为可湿性粉剂,采用液固两相发酵法,发酵工艺包括:种子制备、液体发酵、固体发酵、孢子悬液制备和载体吸附。
[0011] 进一步的,所述液固两相发酵法的发酵工艺为:种子制备是将斜面保存的ST02种子,PDA培养基上28℃培养3‑4天,要求菌丝与分生孢子丰满,无杂菌污染;液体发酵是取1‑2块直径0.5cm的菌饼接种到100mL PDW培养基中,30℃,200rpm,振荡培养36h,镜检时菌丝应分枝较多,无污染杂菌;固体发酵是将液体发酵的液体种子按照1:50(W:W)的比例与固体发酵培养基充分混合,分装到培养袋中到固体培养室内培养;孢子悬液制备是将发酵好的固体发酵培养基按1:1(W:W)浸入无菌水中,搅拌使分生孢子分散到水中,过滤去除固体发酵培养基和大块的菌丝团,获得孢子悬液;载体吸附是将制备的孢子悬液离心,沉淀孢子,去除上清,利用载体进行吸附,形成固体菌剂。
[0012] 进一步的,所述固体发酵培养基为小麦麸皮固体培养基,发酵条件是培养室温度25‑30℃,空气湿度大于90%。
[0013] 进一步的,所述小麦麸皮固体发酵培养基:将小麦加水煮沸约1h,浸泡过夜,使小麦吸水膨胀含水量约70%,121℃高温高压灭菌30min后循环水冷却。
[0014] 进一步的,所述载体为硅藻土或麦饭石。
[0015] 进一步的,菌剂最终活菌数为2.0×109cfu/g。
[0016] 进一步的,所述PDA培养基(马铃薯葡萄糖琼脂培养基)配方(1L):马铃薯200g,葡萄糖20g,琼脂粉12g,蒸馏水定容1L,110℃高温高压灭菌30min。
[0017] 进一步的,所述PDW培养基(马铃薯葡萄糖水培养基)配方(1L):马铃薯200g,葡萄糖20g,蒸馏水定容1L,110℃高温高压灭菌30min。
[0018] 本发明效果表现在:
[0019] 耐盐木霉ST02的菌剂能够缓解NaCl对椒样薄荷生长和光合作用的胁迫,缓解NaCl胁迫造成的氧化损伤和渗透失衡,通过提高其抗氧化防御反应促进椒样薄荷的耐盐性。
[0020] 在东营黄河三角洲典型盐渍土壤中,利用本发明优选的实施方案,利用耐盐木霉菌剂和耐盐椒样薄荷联合修复盐渍土壤,可以提高椒样薄荷的产量,增加黄河三角洲盐渍土壤的产出;减轻土壤盐渍化程度,使0‑20cm土层和20‑40cm土层脱盐率达到26.1%‑27.68%和31.1%‑33.19%;改善土壤理化性质,提高土壤中有机质、有效氮、速效磷和速效钾的含量,提高土壤中脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性;增加土壤中细菌和真菌含量,提高微生物群落的丰富度和多样性,改善土壤微生态环境,对盐渍土壤有很好的的改良效果。

附图说明

[0021] 图1为盆栽实验。
[0022] 图2为不同处理对椒样薄荷生长和光合作用的影响。
[0023] A2:椒样薄荷的株高;B2:椒样薄荷地上部分的鲜重;C2:椒样薄荷净光合速率(Pn);D2:椒样薄荷叶片中叶绿素含量。
[0024] CK:对照,+NaCl:NaCl处理实验组,+ST02:哈茨木霉ST02处理实验组,+NaCl+ST02:NaCl和ST02同时处理实验组,数值为平均值±标准差(n=5),不同小写字母表示组间ANOVA方差分析,P<0.05表示存在显著性差异。
[0025] 图3为不同处理对椒样薄荷氧化损伤和渗透调节相关物质含量的影响。
[0026] A3:椒样薄荷叶片丙二醛(MDA)含量;B3:椒样薄荷叶片可溶性蛋白(SP)含量;C3:椒样薄荷叶片脯氨酸(Pro)含量。
[0027] CK:对照,+NaCl:NaCl处理实验组,+ST02:哈茨木霉ST02处理实验组,+NaCl+ST02:NaCl和ST02同时处理实验组,数值为平均值±标准差(n=5),不同小写字母表示组间ANOVA方差分析,P<0.05表示存在显著性差异。
[0028] 图4为不同处理对椒样薄荷抗氧化酶活性的影响。
[0029] A4:椒样薄荷叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性;B4:椒样薄荷叶片过氧化物酶(POD)活性;C4:椒样薄荷叶片过氧化氢酶(CAT)活性。
[0030] 图5为大田中耐盐木霉菌剂不同施加处理对土壤酶活性的影响。
[0031] A5:土壤脲酶(S‑UE)活性;B5:土壤蔗糖酶(S‑SC)活性;C5:土壤磷酸酶(S‑ACP)活性;D5:土壤过氧化氢酶(S‑CAT)活性。
[0032] 图6为大田试验不同试验组土壤中细菌和真菌数目。
[0033] 图7为大田试验不同试验组土壤中细菌种群在门水平上的相对丰度。
[0034] 图8为大田试验不同试验组土壤中真菌种群在门水平上的相对丰度。

具体实施方式

[0035] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0036] 实施例1耐盐木霉ST02菌剂制备
[0037] 菌剂制备方法:耐盐木霉ST02菌剂按照液固两相发酵法进行制备。发酵工艺包括:种子制备、液体发酵、固体发酵、孢子悬液制备和载体吸附。
[0038] (1)种子制备:斜面保存的ST02种子,PDA培养基上28℃培养3‑4天,要求菌丝与分生孢子丰满,无杂菌污染;
[0039] PDA培养基(马铃薯葡萄糖琼脂培养基)配方(1L):
[0040] 马铃薯200g,葡萄糖20g,琼脂粉12g,蒸馏水定容1L,110℃高温高压灭菌30min。
[0041] (2)液体发酵:取1‑2块直径0.5cm的菌饼接种到100mL PDW培养基中,30℃,200rpm,振荡培养36h,镜检时菌丝应分枝较多,无污染杂菌;
[0042] PDW培养基(马铃薯葡萄糖水培养基)配方(1L):
[0043] 马铃薯200g,葡萄糖20g,蒸馏水定容1L,110℃高温高压灭菌30min。
[0044] (3)固体发酵:将液体发酵的液体种子按照1:50(W:W)的比例与固体培养基充分混合,分装到培养袋中到固体培养室内培养;培养室温度25‑30℃,空气湿度大于90%;
[0045] 固体培养基:小麦麸皮培养基,将小麦加水煮沸约1h,浸泡过夜,使小麦吸水膨胀含水量约70%,121℃高温高压灭菌30min后循环水冷却;
[0046] (4)孢子悬液制备:将发酵好的固体培养基按1:1(W:W)浸入无菌水中,搅拌使分生孢子分散到水中,过滤去除固体培养基和大块的菌丝团,获得孢子悬液;
[0047] (5)载体吸附:将制备的孢子悬液离心,沉淀孢子,去除上清,利用血小板计数法获得每克孢子泥的孢子数目,利用硅藻土或麦饭石吸附,形成固体菌剂,调整菌数为2.0×9
10cfu/g。
[0048] 实施例2耐盐木霉菌剂促进椒样薄荷耐盐性
[0049] (1)实验设计:从山东省科学院生态研究所试验基地取土,利用高40cm,直径为9cm的培养钵进行盆栽实验(附图1)。盆栽实验设NaCl处理、ST02处理,NaCl和ST02组合处理以及对照组,每实验组设5次重复。每个培养容器中土约2.5kg,浇200mL水,取长势一致的椒样7
薄荷茎段进行扦插,扦插7d后,将ST02菌剂用水按1:100(V:V)比例混匀(活菌数2×10cfu/g)制成菌液,用200mL菌液进行浇灌,对照直接用水浇灌。ST02处理7d后,用600mM NaCl溶液
200mL浇灌,每隔3天1次进行NaCl处理,连续浇灌3次后用正常水浇灌,NaCl处理21d后,检测椒样薄荷生长与耐盐生理生化指标。
[0050] (2)结果:NaCl胁迫影响椒样薄荷的生长和光合作用强度,NaCl胁迫条件下椒样薄荷的株高(SL)、地上部分鲜重(FW)、光合作用强度(Pn)和叶片的叶绿素含量(SPAD)都明显小于对照;哈茨木霉ST02促进椒样薄荷的生长,ST02处理的椒样薄荷SL明显高于对照,FW、Pn和SPAD与对照相比没有明显变化;NaCl和ST02同时处理条件下,椒样薄荷SL、FW、Pn和SPAD与对照相比都没有明显差异,但都明显高于NaCl处理条件下椒样薄荷的SL、FW、Pn和SPAD值,说明哈茨木霉ST02能够缓解NaCl对椒样薄荷生长和光合作用的胁迫,促进盐胁迫条件下椒样薄荷的生长和光合作用强度,如附图2,图2中,CK:对照,+NaCl:NaCl处理实验组,+ST02:哈茨木霉ST02处理实验组,+NaCl+ST02:NaCl和ST02同时处理实验组,数值为平均值±标准差(n=5),不同小写字母表示组间ANOVA方差分析,P<0.05表示存在显著性差异。
[0051] NaCl胁迫导致细胞中活性氧(ROS)的产生,使细胞发生氧化损伤,细胞膜中脂质过氧化产生MDA,因此NaCl处理椒样薄荷叶片中MDA含量显著升高(附图3中A3)。哈茨木霉ST02处理的椒样薄荷叶片中MDA含量没有明显变化,但NaCl胁迫条件下,ST02处理的椒样薄荷叶片中MDA含量与对照相比显著升高,与NaCl处理相比显著降低,说明ST02能够缓解NaCl胁迫造成的氧化损伤(附图3中A3)。可溶性蛋白(SP)和脯氨酸(Pro)是细胞内重要的渗透调节物质,NaCl胁迫条件下细胞内大量积累SP和Pro以维持细胞内外渗透平衡,NaCl处理的椒样薄荷叶片中SP和Pro含量显著升高,哈茨木霉ST02能降低NaCl胁迫引起的SP和Pro含量升高(附图3中B3和C3)。
[0052] 抗氧化酶可以清除细胞中NaCl胁迫产生的ROS并维持ROS平衡,促进细胞对NaCl胁迫的耐受性。结果显示NaCl处理的椒样薄荷叶片中抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性均明显低于对照,哈茨木霉ST02处理的椒样薄荷SOD、POD和CAT活性高于对照(附图4)。NaCl和ST02同时处理的椒样薄荷叶片中,SOD活性低于对照而高于NaCl胁迫椒样薄荷,POD活性高于对照而低于ST02处理椒样薄荷,CAT活性与对照类似(附图4)。说明哈茨木霉ST02能够提高NaCl胁迫条件下椒盐薄荷的抗氧化酶活性,通过提高其抗氧化防御反应促进椒样薄荷的耐盐性。
[0053] 实施例3大田试验
[0054] (1)试验地点:山东省林业科学研究院东营分院试验基地,土壤为滨海盐土,含盐量0.5左右,土壤PH值7.6左右,土壤有机质含量5.23g/kg,碱解氮含量55.65mg/kg,速效磷7.88mg/kg,速效钾62.33mg/kg。按照不同的耐盐木霉菌剂施加方法和耐盐椒样薄荷种植方法,设不同试验组和对照组,并进行后续田间管理,椒样薄荷收割后检测椒样薄荷产量、土壤中盐含量、土壤理化性质、酶活性及微生物多样性。
[0055] 试验组1(T1):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)和耐盐木霉菌剂(2kg/亩)混合均匀,撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,并进行后续田间管理。
[0056] 试验组2(T2):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)和耐盐木霉菌剂(5kg/亩)混合均匀,撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,并进行后续田间管理。
[0057] 试验组3(T3):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)和耐盐木霉菌剂(10kg/亩)混合均匀,撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,并进行后续田间管理。
[0058] 试验组4(T4):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)和耐盐木霉菌剂(15kg/亩)混合均匀,撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,并进行后续田间管理。
[0059] 试验组5(T5):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)撒施到大田中,混合均匀后平整土地,木霉菌剂与水按1:100比例混合成菌剂悬液,将椒样薄荷根系浸泡20‑30min,然后按株行距为20cm×30cm种植到大田中,并进行后续田间管理。
[0060] 试验组6(T6):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,将ST02菌剂按2kg/亩的用量浇灌到大田,并进行后续田间管理。
[0061] 试验组7(T7):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,将ST02菌剂按5kg/亩的用量浇灌到大田,并进行后续田间管理。
[0062] 试验组8(T8):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,将ST02菌剂按10kg/亩的用量浇灌到大田,并进行后续田间管理。
[0063] 试验组9(T9):种植前将有机肥(5‑150kg/亩)撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,将ST02菌剂按15kg/亩的用量浇灌到大田,并进行后续田间管理。
[0064] 对照组1(CK1):不施加木霉菌剂,种植椒样薄荷的对照组。
[0065] 对照组2(CK2):将有机肥(5‑150kg/亩)和耐盐木霉菌剂(10kg/亩)混合均匀,撒施到大田中,混合均匀后平整土地,不种植椒样薄荷。
[0066] 对照组3(CK3):不种植椒样薄荷不施加木霉菌剂的空白对照组
[0067] 表1‑大田试验不同试验组与对照组椒样薄荷产量和土壤含盐量
[0068]
[0069]
[0070] (2)结果:对黄河三角洲典型盐渍土中不同试验组和对照组的椒样薄荷产量进行检测,不施加木霉菌剂的CK1对照组椒样薄荷亩产量932kg/亩,施加耐盐木霉菌剂增加椒样薄荷的产量,其中产量最高试验组为T3、T2和T5试验组,分别增加26.93%、24.14%和23.82%(表1);试验所用典型盐渍土壤含盐率0‑20cm土层为0.52%‑0.58%,20‑40cm土层含盐率0.41%‑0.47%,空白对照CK3土层中,含盐量升高,0‑20cm和20‑40cm土层含盐量分别升高8.11%和7.36%;CK1和CK2对照组土层中含盐率都有一定程度的降低,且不同试验组0‑20cm和20‑40cm土层脱盐率都明显高于CK1和CK2对照组,也高于CK1和CK2对照组脱盐率之和,说明种植椒样薄荷和施加耐盐木霉菌剂都可以达到对演戏土壤的脱盐效果,椒样薄荷和耐盐木霉之间通过协同作用,明显增强对盐渍土壤的脱盐效果(表1);且0‑20cm土层脱盐效果最好的试验组为T2、T3、T4,分别为26.1%、28.68%和26.62%,0‑20cm土层脱盐效果最好的试验组为T2、T3,分别为32.94%和33.19%(表1),从椒盐薄荷增产和土壤脱盐率情况,T2和T3试验组效果最佳。
[0071] 表2‑大田试验不同试验组土壤理化性质
[0072]
[0073] 对各试验组椒样薄荷根部土壤的理化性质进行检测,结果发现:种植椒样薄荷并施加耐盐木霉菌剂对土壤的PH值没有明显的影响;因椒样薄荷种植和施加耐盐木霉具有脱盐作用,CK1和CK2对照组土壤的电导率与CK3相比明显降低,且各试验组中椒样薄荷和耐盐木霉菌剂协同作用,使土壤中电导率降低幅度明显增大;种植椒样薄荷种植使土壤中有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别增加53.32%、55.68%、37.13%和21.82%,且施加耐盐木霉菌剂,与椒样薄荷协同作用使土壤中有机质、有效氮、速效磷和速效钾的含量增加幅度提高,明显高于未施加木霉菌剂的CK1,也高于未种植椒样薄荷的CK2,且撒施效果优于灌溉和蘸根效果,综合T2、T3效果最佳(表2)。
[0074] 对不同试验组土壤中脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性进行检测,结果表明:种植椒盐薄荷和施加木霉菌剂均能提高土壤中酶活性,且椒样薄荷和耐盐木霉菌剂协同增效,使各试验组土壤酶活性明显高于对照组,撒施和灌溉使用效果类似,且随着使用量的升高,酶活性呈先升后降的趋势,最适的使用量为5‑10kg/亩,如附图5所示,其中数值为平均值±标准差(n=3)。
[0075] 利用qRT‑PCR方法检测各试验组土壤中细菌和真菌的数目,种植椒样薄荷(CK1)和施加木霉菌剂(CK2)可以增加土壤中细菌和真菌的含量,各试验组椒样薄荷和木霉菌剂相互作用使土壤中细菌和真菌含量大幅度增加;不同木霉菌剂使用量对土壤中细菌数目没有明显影响,因为木霉菌剂在土壤中存活并繁殖使土壤中真菌数目显著增加,且数目增加趋势与使用量呈正相关,如附图6所示,其中数值为平均值±标准差(n=3)。
[0076] 通过高通量测序技术和生物信息学分析方法,分析不同试验组土壤中细菌和真菌群落多样性,Shannon指数和Simpson指数用于评价微生物群落多样性;Chao指数是估算样品测量的OTUs数目的指数,Coverage指数是样品测量的覆盖率。由表3结果显示,各试验组细菌和真菌多样性分析Coverage指数分别达97%和99%以上,表明样品测序深度足够,可以进行后续数据分析;仅种植椒样薄荷的对照组CK1和仅施加木霉菌剂的对照组CK2土壤中细菌和真菌群落的Simpson指数均小于空对照组CK3,Shannon指数和Chao指数大于空白对照组CK3,说明种植椒样薄荷和施加木霉菌剂都能增加土壤微生物群落的丰富度和多样性;且椒样薄荷种植和木霉菌剂时间联合作用的各试验组Simpson指数均小于任意对照组,Shannon指数和Chao指数大于对照组,说明耐盐木霉菌剂和椒样薄荷之间协同促进,增加土壤微生物群落的丰富度和多样性(表3)。
[0077] 表3‑大田试验不同试验组土壤细菌和真菌群落多样性
[0078]
[0079] 不同试验组土壤中细菌和真菌群落在门水平上的丰度如附图7、图8所示,各试验组细菌和真菌群落在组成上类似,细菌主要包括:变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、蓝细菌(Cyanobacteria_Chloroplast)、浮游菌门(Planctomycetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、saccharibacteria菌门、硝化螺旋菌门(Nitrospirae),变形菌门和放线菌门为优势菌门,且种植椒样薄荷和施加木霉菌剂增加变形菌门的丰度;真菌主要包括:子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、鞭毛菌门(mortierellomycota)和壶菌门(Chytridiomycota),木霉的有性态为子囊菌门,施加木霉菌剂增加子囊菌门的丰度。
[0080] 综合以上分析,在东营黄河三角洲典型的盐渍土壤中,耐盐椒样薄荷和耐盐木霉菌剂协同促进促进椒样薄荷产量,减轻土壤盐渍化程度,改善土壤理化性质,增强土壤肥力和土壤酶活性,提高土壤中微生物多样性,改善土壤微生态环境,且最优选的椒样薄荷种植和木霉施加方式为:种植前将有机肥(5‑150kg/亩)和耐盐木霉菌剂(5‑10kg/亩)混合均匀,撒施到大田中,混合均匀后平整土地,将耐盐椒样薄荷按株行距为20cm×30cm种植到大田中,并进行后续田间管理。
[0081] 尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。