土壤微生物对环境变化非常敏感,外来物质的施加不仅影响盐碱化土壤的理化性质,也会深刻影响其土壤微生物群落的结构及功能。利用这一特性,通过添加外源物质,实现改善盐碱地土壤质量目标。本文以内蒙古托克托县次生盐碱地为研究对象,利用沼渣改良土壤,应用常规分析及高通量测序等技术研究了沼渣对盐碱化土壤微生物细菌、真菌群落结构和功能的影响,分析了沼渣对盐碱化土壤理化性质、土壤酶活、微生物量、可培养微生物数量的影响,评价了沼渣对盐碱化土壤质量改善的效果。主要研究结果与结论如下:1.利用Illumina Miseq高通量测序技术对比分析未改良盐碱地土壤、农田土壤、沼渣施加量为4kg/m~2的第一年改良样地土壤及改良第二年样地土壤的细菌群落结构和真菌群落结构,结果表明:1)沼渣施加调整了盐碱化土壤细菌群落结构组成,沼渣改良第一年样地与农田样地的土壤细菌群落结构组成相似,沼渣改良第二年样地与未改良盐碱地样地的土壤细菌群落结构组成相似;沼渣改良当年,盐碱化土壤细菌群落优势菌群的组成发生了变化,优势门由变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)变为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria);优势目由酸微菌目(Acidimicrobiales)、Subgroup-6、鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)、根瘤菌目(Rhizobiales)、芽单胞菌目(Gemmatimonadales)5种转变为Subgroup-6、鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)、Subgroup-4、酸微菌目(Acidimicrobiales)4种;显著提高了盐碱化土壤细菌群落中有益微生物类群的相对丰度,如隶属于酸杆菌门的Subgroup-4的丰度,显著提高了慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、根瘤菌属(Rhizobium)、节细菌属(Arthrobacter)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)等参与元素循环的功能菌的相对丰度;显著降低了Actinomadura、Paenisporosarcina和Methylohalomonas等耐盐菌的相对丰度。2)四个样本土壤真菌群落的优势门均为子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota),沼渣施加提高了子囊菌门和担子菌门的相对丰度,降低了接合菌门的相对丰度;改变了盐碱化土壤真菌群落优势属的结构组成,由被孢霉属和毛壳菌属变为被孢霉属和赤霉菌属,与农田优势属组成一致;提高了青霉属这类溶解磷酸盐微生物的相对丰度;提高了盐碱化土壤真菌群落的丰富度指数,降低了多样性指数。2.采用Biolog-ECO微平板技术对比分析了未改良盐碱地、沼渣施加量分别为2、4、8、12kg/m~2改良样地的土壤微生物功能多样性,结果表明:沼渣施加改变了盐碱化土壤微生物利用碳源的类型,提高了土壤微生物对碳水化合物类和胺类碳源的利用率,降低了对酚酸类碳源的利用率;改变了碳代谢功能结构组成,碳水化合物、氨基酸和酚类碳源是主要的决定因素;沼渣施加量大于4kg/m~2的样地,土壤微生物功能多样性指数中的香农指数和辛普森指数显著高于对照。3.对比分析农田、盐碱地、沼渣施加量分别为2、4、8、12kg/m~2的第一年改良样地和第二年改良样地的土壤酶活、微生物量、可培养微生物数量,结果表明:1)沼渣施加对盐碱化土壤酶活有显著影响,对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性的影响不同,其中沼渣施加第一年降低了蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性、显著提高了过氧化氢酶活性;第二年提高了蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性,降低了过氧化氢酶活性。2)不同沼渣施加量对土壤酶活性的影响不同,施加量为12kg/m~2的沼渣在施加第二年显著提高了盐碱化土壤中的蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性。3)沼渣不同施加量对盐碱化土壤微生物量的影响不同,沼渣施加第一年对盐碱化土壤微生物量碳氮的影响不显著,第二年施加量为8kg/m~2的沼渣显著提高了土壤微生物量碳,施加量为12kg/m~2的沼渣显著提高了土壤微生物量氮。4)沼渣施加降低了盐碱化土壤中可培养细菌的数量,增加了可培养真菌的数量,尤其是沼渣施加第二年,施加量为4kg/m~2沼渣显著提高了可培养真菌/细菌数量的比值。本论文研究结果表明沼渣对盐碱化土壤细菌和真菌群落结构组成、酶活、微生物量、可培养微生物数量均有影响。高施加量的沼渣随着施加时间的延长表现出对盐碱土壤微生物的积极作用;施加量为4kg/m~2时,沼渣在施加当年对盐碱化土壤细菌和真菌群落结构组成有明显作用,但此影响不能延续到第二年。总体而言,沼渣添加对盐碱化土壤质量的改善有积极作用,这一研究可为盐碱地改良提供基础资料,对盐碱地土壤微生物群落结构与动态的理论研究也有一定意义。