不同微生物基质调理剂对盐渍化土壤的改良效果开题报告

2.研究的目标、内容和拟解决的关键问题

（1）研究目标

通过将哈茨木霉菌、绿色木霉、淡紫拟青霉、多粘类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、荧光假单包菌、细黄链霉菌、灰色链霉菌九种菌添加到基质调理剂（醋糟:水稻秸秆炭=1:1），形成单一生物菌基质调理剂，研究其对连作土壤盐渍化的改良效果，以期筛选出适合改良设施盐渍化土壤的生物基质调理剂。

（2）研究内容

本实验研究的菌种共有哈茨木霉菌、绿色木霉、淡紫拟青霉、多粘类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、荧光假单包菌、细黄链霉菌、灰色链霉菌九种。分别稀释以后加入400mL到200cm³醋糟与200cm³水稻秸秆炭组成的基质中，以正常菜园土为空白对照，以盐渍化土壤作为处理对照，研究9种单一微生物菌的基质调理剂对盐渍化土壤理化性状、有效养分和微生物群落的影响，主要研究内容如下：

1.单一微生物基质调理剂对连作土壤理化性状的影响

以具有明显盐渍化的连作土壤为对象，通过将不同微生物菌添加到基质调理剂中，形成单一生物基质调理剂，研究其对盐渍化土壤pH、EC、容重孔隙度、HCO₃^-、Cl^-、总盐含量的影响，明确含有微生物菌的基质调理剂对盐渍化土壤理化性状具有一定的调节作用。

2.单一微生物基质调理剂对连作土壤有效养分的影响

以具有明显盐渍化的连作土壤为对象，通过将不同微生物菌添加到基质调理剂中，形成单一生物基质调理剂，研究其对盐渍化土壤N、P、K含量的影响，明确含有微生物菌的基质调理剂对盐渍化土壤有效养分含量的影响。

3.单一微生物基质调理剂对连作土壤微生物环境的影响

以具有明显盐渍化的连作土壤为对象，通过将不同微生物菌添加到基质调理剂中，形成单一生物基质调理剂，研究其对盐渍化土壤中细菌、真菌、放线菌丰度含量的影响，明确含有微生物菌的基质调理剂对盐渍化土壤微生物环境具有一定的调节作用。

（3）拟解决的关键问题

通过研究生物基质调理剂改良设施盐渍化土壤，不仅有助于提高有机固体废其物的可再生利用率，而且可为设施蔬菜可持续发展提供理论基础。

3.研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

（1）研究方法

本研究通过向设施酸化和盐渍化土壤中加入不同用量生物炭 微生物，观测对土壤的理化性状、土壤的有效养分以及土壤微生物环境的影响，明确生物炭 微生物的基质调理剂对设施盐渍化土壤的改良效果。

实验用土壤取自南林大生态园蔬菜大棚的盐渍化土壤，因长年不科学的种植导致土壤的盐渍化非常的严重。向问题土壤中加入体积比1:25的基质与土壤；基质是体积比1:1的水稻秸秆炭和醋糟，并混入从网络上买来的健康菌种，自行培养稀释至（1.0×10⁷cfu/mL）。按照水稻秸秆炭、醋糟、生物菌种溶液、连作土壤1:1:2:50的比例混合观察。本实验有菜园土壤、不加任何物质的盐渍化土壤、加生物炭的盐渍化土壤3个对照组，且每个处理都有3组平行处理以减少误差，试验设计如表1。

（2）技术路线

技术路线图

（3）实验方案

首先进行一周的菌种培养与土壤准备，然后三次取样，分别测量土壤的理化性状（pH、EC、容重孔隙度、HCO₃^-、Cl^-、总盐）土壤有效养分（N、P、K）土壤微生物环境（细菌、真菌、放线菌丰度）。

细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基（牛肉膏3g；蛋白胨10g；Nacl5g；琼脂15～20g；水1000mL；pH7.4～7.6）；放线菌采用改良高氏１号培养基（每300mL培养基中加入3%重铬酸钾1mL，以抑制细菌和霉菌生长）；真菌采用马丁氏培养基（每1000mL培养基中加1%孟加拉红水溶液3.3mL，1%链霉素3mL）。均采用平板培养计数法。真菌培养5d，细菌培养2-3d，放线菌培养7d，取出培养皿，选出每一土样适合菌落计数的稀释度，算出同一稀释度三个培养皿上的菌落平均数，并按每克干土中菌落数量=同一稀释度3次重复的平均菌落数×稀释倍数×50÷每10g鲜土的干重计算，最后换算成每克干土中菌落数量。

容重、孔隙度测定：将风干基质（质量）与去离子水（体积）以1:5比例相混合,2小时后取滤液，分别用pH计和电导率仪测定pH值和EC值。用一个已知体积（测量体积为V）的容器（称重为W₀）；取自然风干基质加满烧杯等容器，将表面刮平，称重为W₁；烧杯口用2层纱布封住，然后将装满基质的烧杯等容器放在水中浸泡24小时，取出称重为W₂（不含纱布重量）；容重=（W₁-W₀）/ V；总孔隙度（%）=（W₂-W₁）/ V×100%。

有效氮测定：准确称取2g样品均匀铺在扩散皿外室中，水平轻轻转动扩散皿，使样品铺平，加2mL的2％硼酸溶液，加1滴混合指示剂，混匀；在外室的边缘上涂上碱性甘油，盖上毛玻璃片并旋转，使之密合，慢慢转动毛玻璃盖使得外室的一边在缺口处露出，从缺口处加10mL的1.0mol/L的NaOH溶液，立即盖严；小心转动扩散皿使碱液与样品充分混匀，用橡皮筋扎好，置于40℃恒温箱中24h后,取出并用0.01mol/L的硫酸标注溶液滴定，至溶液颜色由蓝绿色变为微红色为终点。同样的方法做空白（不加土样）。水解性氮（mg/kg）＝（V- V₀）×c×14×1000/m（其中：c为标注滴定酸H 的浓度，mol/L；V₀为滴定空白所用毫升数；V为滴定样品所用毫升数；14为氮原子的毫摩尔质量，g；1000为换算成每kg样品中氮的毫克数的系数。注意：碱性胶液碱性比较强涂抹和冲洗时要细心，慎防污染内室，造成错误；滴定时要用玻璃棒小心搅动吸收液，切不可摇动扩散皿。）

有效磷测定：称取通过1mm筛的风干样品2.50g,置于干燥的150mL锥形瓶中,加入浸提剂50mL,用橡皮塞塞紧,在25±1℃的室温下,于往复振荡机上振荡30±1min,立即用无磷滤纸过滤入干燥的150mL锥形瓶中。吸取10mL过滤液(含1～25μgP)放入干燥的150mL锥形瓶中（含量较高时吸取2.5-5mL同时补加提取液至10mL），再加入蒸馏水35mL。然后用移液管加入钼锑抗显色剂5mL，摇匀；放置30分钟后用880nm或700nm波长进行比色。以空白页的吸收值为0，读出待测液的吸收值A。结果计算有效磷(P)含量(mg/kg)按下式计算:P=(ρ×V×ts)/(m×10³×K)×1000 （式中:ρ—从工作曲线上查得P的质量浓度(μg/ mL);V—显色时定容体积(mL); m—风干质量(g); ts—为分取倍数(即浸提液总体积与吸取浸提液体积之比);K—将风干换算成烘干基质质量的系数;10³—将μg换算成mg;1000—换算成每kg含P量。）

有效钾测定：取通过1mm筛孔的风干基质2.50g。放入硬质大试管中，加入冷的2mol/L HNO₃50mL，加塞，振荡0.5 h以后，立即用定量滤纸过滤，滤液放于50mL的三角瓶中，溶液中钾用火焰光度计测定。有效钾含量（c，mg/kg）=待测液（K，mg/L）×V/m ；（式中：V—总浸提剂mL数； m—烘干土样质量（g）。 土壤有效钾测定值小于100～120 mg/kg时为缺钾土壤。）

总盐含量：用台秤准确称取通过2mm筛孔的风干土样50.00g，放入干燥的500mL锥形瓶中。用量筒准确加入无二氧化碳的纯水250mL，加塞，振荡3min。容易滤清的土壤悬浊液：用滤纸在7cm直径漏斗上过滤，或用布氏漏斗抽滤，滤斗上用表面皿盖好，以减少蒸发。最初的滤液常呈浑浊状，必须重复过滤至清亮为止。较难滤清的土壤悬浊液：用皱折的双层紧密滤纸在10cm直径漏斗上反复过滤。碱化的土壤和含盐量很低的粘重土壤悬浊液，可用素瓷滤烛抽滤。如不用抽滤，也可用离心分离，分离出的溶液也必须清晰透明。

按照所用仪器说明书，调整好电导仪，使仪器处于工作状况。电导电极常数的测定：用标准KCl溶液（其电导率在一定温度下是已知的）求出电极常数。取0.02mol/L氯化钾标准溶液30mL于小烧杯中，用该电极测其电导度（S_KCl），同时测量液温，按下表查得该温度下0.02mol/L氯化钾标准溶液的电导率，计算电导电极常数。（某些电导仪的电导电极常数已经在电极上注明，不需自行测定）。

电导电极常数：K=EC_KCl/S_KCl（式中：EC_KCl：标准KCl溶液的电导率，其在不同温度下的电导率见下表2；S_KCl：同一电极在相同条件下实际测得的电导度值）。取浸出液30mL于50mL小烧杯中，将电极（用水冲洗后，用滤纸吸干）插入待测液，使铂片全部浸没在液面下，并尽量插在液体的中心部位，测定待测液的电导度(St)，每个试样应读取2～3次，同时测定液温。

表2不同温度下电导率

（4）可行性分析：

①方案可行。本研究通过对九种常见菌种对土壤改良效果的研究，并通过测量土壤的理化性状、土壤有效养分、土壤微生物环境等易测量的且对土壤较为重要的参数，一步步选择出，方案可操作性强，且具有说服力。

②场地条件允许。本次试验为盆栽土壤实验，只需在温室内进行即可，对环境要求不高，因此白马实验基地温室即可满足试验要求。

③测试药品和仪器具备。本实验所采用的菌种均较普遍，而且测试参数的设备也均为实验室常见设备，因此药品和仪器的需求条件均可满足。