研究背景
盐碱土高盐、高pH、高钠离子并存，在全球干旱半干旱区广泛分布。过量盐分破坏土壤结构，阻碍水分渗透与孔隙流通，有机质难以积累，养分供应受阻，土壤肥力随之下滑。更关键的是，盐碱环境对微生物活性和酶促反应的抑制作用十分显著，养分循环功能的受损，是这类土壤作物产量长期偏低的重要原因之一。有机肥料是改良盐碱地的有效途径，它不仅能补充有机质、改善土壤理化性状，还能重塑微生物群落结构。然而，有机–矿物肥料配施究竟如何影响盐碱土中的微生物群落与功能基因，目前仍缺乏清晰的机制认识。
近期，西安理工大学段曼莉老师团队在《Frontiers in Microbiology》发表了一项研究，团队以新疆和田地区的盐碱土为研究对象，开展了高粱 苏丹草的盆栽施肥实验。通过设置不同比例的有机肥与矿质肥配施处理，结合16S rRNA基因测序和高通量qPCR技术，系统解析了土壤理化性质、细菌群落结构及碳（C）、氮（N）、磷（P）循环功能基因的变化。该研究为有机 矿物肥协同改良盐碱地、提升土壤养分循环潜力提供了直接的数据支撑。
表1.盐渍土基本理化性质。
表2.有机肥的基本理化性质。
研究方法
研究设计：研究采用温室盆栽试验，供试土壤取自新疆和田地区0–20 cm耕层盐碱土。作物为高粱—苏丹草，设置五个处理，保持总施氮量一致；
T1：100%有机肥；
T2：70%有机肥 + 30%化肥；
T3：50%有机肥 + 50%化肥（平衡配施）；
T4：30%有机肥 + 70%化肥；
T5：100%化肥；
在苗期和成熟期采集土壤样本，检测其pH、盐分、有机质、C、P、K等指标，并利用16S rRNA测序和高通量qPCR技术，分析土壤中细菌群落和与C、N、P循环相关的功能基因。
土壤铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）和有效磷（AP）的测定均采用Smartchem 450全自动化学分析仪完成。该仪器配备样品管密封技术，可有效抑制样品蒸发与交叉污染，并降低环境波动对检测参数的干扰，从而保障了这几项关键指标的分析精度与结果可靠性。
图1.不同有机无机肥配比对盐碱地苗期和成熟期土壤性质的影响。
图2.不同施肥模式下土壤细菌群落及功能基因的α多样性和β多样性。
图3.不同有机肥施用量（T1–T5）下盐碱土壤中细菌群落的门水平（a）和属水平（b）相对丰度。
图4.C、N和P循环基因的环境驱动因素。
研究结果
✅ 土壤理化性质明显改善
T3处理下土壤pH和总盐含量显著降低；
T3的OM、TN、AP含量均高于纯化肥处理；
✅ 微生物多样性提升
T3的细菌种类丰富度最高（Chao1指数最高），群落结构更均衡；
富集了Actinobacteriota、Firmicutes以及Bacillus和Pseudarthrobacter等有益类群；
✅ C、N、P循环功能基因的变化
碳循环：与碳固定相关的基因（如acsA、mct）在T3中表达最强；
氮循环：固氮基因（nifH）在T3中最高，减少氮损失风险；
磷循环：有机磷矿化（phoD）和聚磷酸盐代谢（ppx）基因也在T3中显著增强；
✅功能基因与环境因子的关联
多元回归分析显示，土壤pH值、TS、OM和TN是调节细菌群落和N、P循环基因与的主要环境因子。
结语
土壤健康是农业可持续发展的根基，而盐碱化问题的破解，离不开对土壤微生物世界的深入理解。这项研究表明，单纯依赖矿质肥料并非最优解——适度引入有机氮，不仅能改善盐碱土的理化环境，还能激活微生物群落的养分循环潜能，让土壤从内部“活”起来。50%有机氮与50%矿质氮的配施比例，或许只是一个起点。随着研究从温室盆栽走向田间尺度，不同盐碱梯度、不同作物体系下的验证工作仍在前方。但可以确定的是，肥料管理策略的精细化调控，正在成为盐碱地改良的重要突破口之一。
发表期刊：Frontiers in Microbiology【影响因子：4.5】
研究单位：西安理工大学、新疆未来灌区工程技术研究中心
使用设备：Smartchem 450全自动化学分析仪
DOI：10.3389/fmicb.2026.1776848