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微生物在改善土壤理化性质、增加土壤酶活性、改变土壤微生物群落结构和促进植物生长定殖等方面,扮演着重要角色。由微生物制成的菌剂目前已广泛用于农业领域,但在环境恶劣的荒漠地区,其对土壤的改良作用和应用效果并未得到充分的研究和评估。为了探究微生物菌剂对沙地土壤的改良效果,筛选出最适的微生物菌剂,本研究运用野外控制实验手段,在毛乌素沙地设计了固沙网和麦草方格(下称草方格)两种固沙措施,并分别在两种措施下进行不同微生物菌剂(无菌剂施用处理、光合固碳菌剂、固氮菌剂、解磷解钾菌剂、复合菌剂)处理,观测对比分析了微生物菌剂对土壤理化性质、土壤酶活性、微生物群落结构和植物生长状况等方面的影响。主要研究结果如下:(1)在两种固沙措施下,施用微生物菌剂后,土壤微生物氮、有效磷和有机碳含量均显著提高,其中施用光合固碳菌剂后提升效果最为显著,其次是复合菌剂,且草方格措施下的处理效果要显著高于固沙网;同时,施用微生物菌剂后,土壤酸性磷酸酶、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶和酚氧化酶活性显著增大,两种措施下分别平均提高了24.0%、17.1%、20.0%、22.1%和19.7%、125%、43.0%、45.3%,且草方格处理中各种酶的活性增强效果均高于固沙网。(2)两种固沙措施下,施用微生物菌剂后,土壤细菌中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度得到提高;施用光合固碳菌剂后对变形菌门、放线菌门和拟杆菌门的影响较大,其次是复合菌剂。施用微生物菌剂增加了土壤细菌的α-多样性,其中Shannon指数表现出先降低后增加的趋势,并且对土壤细菌群落结构也具有显著影响。(3)两种固沙措施下,施用微生物菌剂后样方内植物生长迅速,其中以施用光合固碳菌剂和复合菌剂后植物盖度和高度的增加效果最为显著,其余菌剂施用处理中植物数量较少、高度较低,其中未施用菌剂处理中植物生长状况最差,基本无植物定植生长。固沙网和草方格两种固沙措施下,草方格内的植物盖度和高度显著高于固沙网措施下。研究结果表明,在沙地土壤中施用光合固碳菌剂和复合菌剂具有良好的土壤改良作用,在起到一定的固沙效果的同时,还能够促进土壤微生物的生长繁殖,改善土壤微环境,促进植物的定植生长。采用微生物菌剂改良沙地土壤操作方便,虽然微生物菌剂固沙成本略高,但可以作为一种环境友好型土壤改良剂,与生物固沙措施结合使用,用于沙化土地的土壤改良。