摘要

盐碱地作为重要的后备耕地资源,其生态修复与高效利用对保障全球粮食安全及应对耕地资源短缺具有战略意义。近年来,微生物改良技术因兼具生态友好和可持续性而备受关注,成为土壤修复领域的研究热点。微生物通过调节土壤微环境、缓解植物盐胁迫伤害、提升土壤养分利用效率等多重机制,显著改善盐碱土理化性质,促进作物生长,为盐碱地治理提供了新路径。本文综述了目前应用微生物进行盐碱地改良的研究进展,包括改良盐碱地的微生物种质资源多样性、菌株作用机制及其应用效果、优良菌株改良等。现有研究表明,可用于盐碱地改良的微生物种质资源丰富,涵盖芽孢杆菌属、假单胞菌属、链霉菌属、肠杆菌属、木霉属及丛枝菌根真菌等。微生物通过改善土壤微生态环境,调节土壤理化性质,抑制植物病害发生,提升作物产量和果实品质。部分微生物可通过代谢产生有机酸来中和土壤中的碱性物质,调节土壤酸碱度,优化植物根际微环境;还能分泌植物生长激素、降解乙烯前体物质,以促进植物生长发育;合成胞外多糖、功能性蛋白质等次生代谢产物改善土壤团粒结构与理化性质,调节土壤微生物群落的结构组成与多样性,同时分泌抗菌活性物质抑制植物病原微生物繁殖、防控土传病害,并通过调节植物免疫应答反应提升植株的抗逆能力。现有研究多聚焦单一菌种,其田间应用受盐碱地复杂生境影响,存在效果有限和稳定性不足等问题,且菌剂制备、贮藏与标准化施用技术体系尚未完善,微生物-植物-土壤三者间的互作调控机制亦未完全明晰。未来可围绕盐碱地生物改良需求,结合多组学技术与基因工程手段解析微生物作用分子机制,优化高效菌株培育技术,研发多功能复合菌剂配制及配套应用技术,完善产业化工艺体系,从多维度为盐碱地高效生物改良与可持续利用提供理论支撑和技术保障。

盐碱地是指土壤中盐分含量较高且pH偏碱性(通常pH>8.0)的土壤类型,是盐土和碱土的总称[1] 。盐碱地在全球分布广泛,遍及六大洲100多个国家,面积超过8.33亿hm2,占全球陆地面积的8.7%,其中超过10%的农业用地已发生盐碱化[2] 。盐碱地的形成受自然因素影响,如干旱、地下水位抬高、海平面上升等,也与人为因素密切相关,如不合理的灌溉和土地管理[3] 。盐碱地导致土壤肥力下降、作物减产甚至土地荒漠化,严重威胁粮食安全和生态环境[4-5] 。

盐碱地改良已成为农业生态治理的重要方向,如排水、洗盐,该方法操作简单,见效快,但需要大量淡水和基础设施支持,成本高昂、工程量大且难以在水资源匮乏地区推广[6-7] 。化学改良如施用石膏、硫酸亚铁等改良剂,短期内改善效果显著,但成本较高且具有依赖性,长期使用可能造成土壤酸化和环境污染[8-10] 。生物方法如种植耐盐植物,也有一定效果,但植物存活依赖气候和土壤条件,且生长周期长、见效慢、耐盐植物种类有限[11-13] 。微生物改良具有高效、生态友好且可持续的优势。微生物通过分泌有机酸、胞外多糖、抗菌物质等次生代谢产物中和碱性物质,固定盐分离子并促进土壤团粒结构形成[14-16] ,提升土壤保水性;通过筛选获得的微生物如根瘤菌、解磷菌和解钾菌,能够固定空气中的氮素,分解土壤……

文献来源：中国生态农业学报(中英文)

作者：常微;韩传洋;李芳军;董丹;田晓莉;杜明伟;吴慧玲;李召虎;