盐碱地严重抑制作物生长和产量，威胁农业可持续发展。玉米秸秆堆肥可以缓解盐碱胁迫，促进作物生长发育。
我们通过研究发现玉米秸秆堆肥(CSC)可以改善盐碱地土壤的理化性质，例如降低pH值和电导率(EC)，但增加土壤养分，如有效氮和磷、可溶性有机碳以及活性盐碱地土壤中的蔗糖酶和脲酶活性。
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CSC也影响了盐碱土中的水稳性团聚体(WSA)的结构和土壤微生物群落的组成。随着CSC含量的增加，某些属的丰度显著增加，如Thermobacillus、Thermopolyspora和Thermobispora，这表明它们在改善土壤养分组成和理化性质方面起重要作用，从而促进植物生长发育。
盐碱地水稻的生物量和产量大大提高。CSC可以改善盐碱地土壤活性和微生物群落，从而提高作物生长和产量。我们的研究结果为现代农业的可持续发展提供了理论依据。
一、实验材料与方法我们从中国东北三个地区收集盐碱地土壤样品，实验在中国黑龙江省齐齐哈尔市齐齐哈尔大学校园进行。
CSC由齐齐哈尔大学微生物实验室制备。石膏作为阳性对照，在上述三个地区的盐碱土壤中种植了抗盐碱品种同喜926和耐盐碱品种乌优稻4号两个水稻品种。
我们采用凯氏定氮法测定总氮(TN)含量。碱解后，采用微扩散技术测定有效氮(AN)含量。润湿后，采用钼蓝比色法和硫酸高氯酸消解测定总磷(TP)含量。
0.5mol·L−1 碳酸氢钠提取有效磷(AP)，用钼蓝法测定AP含量。NH4OAc提取后，采用火焰光度法测量有效钾(AK)含量。所有结果均以105°C下的干重计。
采用钼-锑比色法测定总磷、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3−-N)的含量。分别用2 mol·L−1 KCl提取，采用双通道流量分析仪)测定。采用重铬酸钾容量法测定土壤总有机碳(TOC)含量。
NH4+和NO3−含量采用 AA3自动流动注射分析仪(SEAL Analytical GmbH， Norderstedt， Deutschland)测定。
采用先前报道的方法测定土壤蔗糖酶和脲酶活性[27]。采用3，5- 二硝基水杨酸比色法在508 nm波长下测定土壤蔗糖酶活性。采用酚钠盐测定土壤脲酶活性，在578 nm处采用紫外分光光度计比色测定。
采用湿筛法测定土壤水稳性团聚体(WSA)含量。采用pH计(土壤/水，1:5)测量土壤 pH 值。土壤样品用水饱和，饱和土壤提取物的酸度和电导率(EC)分别采用pH计和电导率仪在土壤水悬浮液(1:5，w/v)中测定。在离心15分钟前，用10 g土壤和50 mL蒸馏水制备悬浮液。
二、玉米秸秆堆肥对土壤养分和结构的影响水稻成熟期，土壤中速效钾(AK)、全磷(TP)、速效氮(AN)、硝态氮(NO3--N)、速效磷(AP)和全有机碳(TOC)的含量均高于对照组(T0)(p<0.05）。
除了铵态氮(NH4+-N)外，土壤养分含量随着土壤中玉米秸秆堆肥(CSC)含量的增加而增加，T50土壤养分含量最高，其次为T30、TS和T10。
在各类型土壤中，AK含量最高，除ff和KD中AP最高(p<0.05)外，TP和AN含量最低。例如，CSC土壤中AP、TN和TOC的含量远高于T0和TS。
另外，方差分析显示，随着土壤中CSC含量的增加，土壤酶(如蔗糖酶和脲酶)的活性显著增加，其中T50具有最高的土壤酶活性。
与T0和TS相比，T10、T30和T50移栽期和分蘖期土壤样品的pH值和电导率(EC)发生了显著变化。
通过对16S rDNA基因的分析，获得了共4475992个优化序列和186808919个碱基。在90个样本(30个样本×三次重复)中，操作分类单元(OTU)序列相似性为97%，优化序列读取(读取长度≥400 bp)的分类置信度为70%。
序列的平均长度为417 bp，每个样本的序列长度在32729到73708 bp之间。所有样品的覆盖率均在97%以上，说明测序结果可靠，基本描述了土壤细菌分布。
我们进一步执行了alpha多样性分析，它测量细菌群落内的物种数量和物种之间的相对丰度。Chao 和Ace指数表明群落丰富度在除FF之外的处理之间存在显著差异，Shannon和Simpson指数表明群落多样性在除FD和KZ之外的处理之间也存在显著差异。
社区条形图分析表明，每个土壤样本中细菌门(前15个)的组成和比例。最丰富的细菌门是绿弯菌门、放线菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门。与T0和TS相比，随着土壤中CSC含量的增加，这些门的丰度发生了显著变化。
例如，在FD根际土壤的细菌门组成中，放线菌门在FDS中占4.24%，在FD0中占2.74%，在FD10中占5.55%，在FD30中占10.44%，在FD50中占16.89%，随着土壤中CSC含量的增加呈明显增加趋势(图6)。
同时，在KD根际土壤中，变形菌在K在KDS中占15.60%，在KD0中占29.01%，在KD10中占21.67%，在KD30中占16.27%，在KD50中占13.25%，呈明显下降趋势(图6 d)。这些结果表明，CSC极大地影响了盐碱地土壤中的细菌组成和比例。
由于CSC对土壤养分和理化性质的显著改善，对水稻的生长发育绝对有利。结果显示，T10、T30、T50水稻的生物量和产量均显著高于T0，包括鲜重和干重、株高、根长、分蘖数和千粒重；特别是T50与其他处理相比具有最高的生物量和产量。
耐盐碱水稻同喜926各处理指标均明显高于耐盐碱乌油稻4号；尤其是桐溪926的产量几乎是乌油岛的两倍，除了ff和kf土壤。
同时，TS和T10指标部分重叠，因为添加石膏导致土壤pH值下降，土壤环境得到一定恢复。这些结果表明，CSC显著改善了土壤特性，从而增加了水稻的生物量和产量。
三、玉米秸秆堆肥通过增加土壤养分和调节pH值改善土壤微环境苏打盐碱地经常板结，养分含量低，许多营养元素处于不溶状态。石膏是一种常用的化学土壤改良剂，而作为一种生物土壤改良剂，植物秸秆和动物粪便制成的堆肥被广泛用于缓解植物的盐碱胁迫。
玉米秸秆堆肥的应用通过向土壤提供养分来提高土壤肥力，从而有助于促进植物生长。已发现某些土壤与CSC的比例可以随着时间的推移改善土壤健康并降低体积密度。在本研究中，与T0样品相比，CSC的所有处理均显著改善了土壤的理化性质。
随着CSC含量的增加，观察到pH值和EC、AK、TP、NH4+-N、AN、NO3--N、AP、TN、TOC以及脲酶和蔗糖酶的活性发生显著变化。在处理土壤中，T0的pH值和EC最高，T50的pH值和EC最低。
作为阳性对照，TS土壤中的石膏降低了土壤pH值，从而在一定程度上改善了土壤微环境；TS中的pH值低于T10中的pH值。
CEC值降低表明土壤胶体吸附可变电荷的能力提高，这可能与土壤结构的变化有关；也就是说，CSC的应用调节了土壤胶体颗粒的大小，使其更容易吸附可变电荷。
这也与施用CSC后土壤颗粒大小变化的结果一致，表明直径为0.106 mm的土壤颗粒含量显著增加。该结果表明，直径为0.106 mm的土壤颗粒可能是CSC改良盐碱地吸附可变电荷最有效的方法，0.106 mm的土壤胶体颗粒可作为衡量CSC有效性的标准。
掺入堆肥可以降低容重、增加团聚稳定性和改善土壤孔隙率，这通常是同时观察到的，土壤团聚稳定性的改善通常被认为是土壤改良剂改良土壤的标志。
据报道，堆肥在较大聚集体的形成中起着重要作用，主要是那些直径>1毫米的聚集体。这个结果和我们的不同可能是因为一般旱地和水田最适宜的土壤颗粒直径不同。
研究表明，环境因素在调节微生物群落的结构和组成方面起着重要作用。水稻秸秆和其他杂草提供的腐烂有机质通过增加土壤CO2浓度和溶解在水中时释放H+来帮助降低土壤pH值。
土壤pH值是影响土壤化学反应和植物生长所需土壤养分有效性的重要因素。值得注意的是，据报道，pH值是决定自然环境中微生物群落结构的最重要因素。
另外，土壤EC也显著影响细菌群落。在这项研究中，与T0土壤相比，T10、T30和T50处理的土壤pH值显著降低。CSC的应用可以减轻盐碱地对作物的负面影响。T0处理土壤有机碳含量很低，而施用CSC增加了土壤总有机碳含量，促进了水稻生物量和产量。
盐度和碱度会导致严重的养分缺乏，从而大大降低植物生长。细菌在有机和无机土壤物质的转化中起着重要作用。细菌多样性受多种因素影响，包括土壤理化性质、温度等。
土壤细菌对高盐碱胁迫的敏感性会对与土壤细菌群落相关的生态系统过程产生负面影响，包括生物量、土壤呼吸、有机质分解等。我们的研究表明，与对照(T0和TS)相比，CSC处理下细菌的物种丰富度和多样性显著增加。
各项指标表明，pH值与微生物属呈负相关。T0对照具有最高的pH值和最低的微生物多样性和丰度。
另外，有机物分解过程中大量CO2排放以及NH4+-N转化为NO3--N的硝化过程是导致土壤pH下降的关键因素。有机物的降解不可避免地会产生有机酸，从而降低堆肥的pH值。电导率反映了土壤盐分的程度和对植物的药害作用。
我们的结果表明，CSC显著降低了pH和EC，即减轻了盐碱胁迫，这与上述研究结果一致。50)的土壤pH值保持在7.5-8.5范围内，显著低于对照(T0)(图3a)，这显著影响了土壤细菌群落结构和水稻生长和产量。
以前的报告表明，pH值的变化可能有助于酸杆菌群落的丰度和组成。在我们的研究中，在所有土壤样品中发现了七个主要细菌门:厚壁菌门、变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、、酸杆菌门和绿弯菌门。
另外，酸杆菌门、绿色细菌门、丝状细菌门和变形菌门的相对丰度与CSC含量呈显著正相关，与土壤pH值和有机质含量呈显著负相关。
与T0处理相比，移栽期和分蘖期增加CSC含量显著提高了盐碱地N、P、K含量，从而有助于土壤修复，提高了团聚体数量、稳定性和导水率，从而有助于盐碱地的改良。
东北地区是玉米主产区之一，每年产生大量玉米秸秆。通常情况下，农民焚烧秸秆，不仅浪费绿色资源，还会造成严重的环境污染，增加火灾风险。
利用玉米秸秆进行堆肥，不仅可以将农业固体废弃物转化为可利用物质，生成绿色肥料，而且环保、成本低、易于操作。也有效地提高了农作物的产量。这种改良盐碱地的生物方法有利于农业的可持续发展。
结论在这项研究中，我们证明了玉米秸秆堆肥改良剂显著改善了盐碱地的理化性质、WSA结构和稳定性，增加了细菌群落的多样性和组成。
细菌群落丰度与土壤特性密切相关。另外，通过应用CSC改善土壤养分、结构和细菌群落多样性，显著加快了盐碱稻田水稻的生长和产量。
我们利用CSC改良盐碱地的研究为苏打盐碱地的改良提供了理论依据。堆肥由于可回收利用各种秸秆，肥力好、成本低、环境友好，具有巨大的应用潜力。
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