农业科学研究|重要综述:微生物资源如何赋能盐碱地综合利用?

导语

盐碱化是限制农业生产和生态恢复的重要环境问题。高盐、高碱、土壤板结和养分有效性下降，会共同抑制作物根系生长，降低农田生产力。传统物理和化学改良措施虽然能够缓解盐碱胁迫，但仍面临成本较高、效果易反复和潜在二次污染等问题。

近年来，功能微生物逐渐成为盐碱地绿色改良的重要技术资源。它们不仅能够耐受极端环境，还可以改善土壤结构、活化养分、促进植物生长，并参与污染修复和高值生物资源开发。近期，王贺等在《农业科学研究（中英文）》发表综述，系统梳理了微生物资源在盐碱地综合利用中的应用进展，并提出未来应由“认识盐碱微生物”进一步转向“精准高效调控盐碱微生物”。

论文信息

论文题目： 微生物资源在盐碱地综合利用中的应用进展及展望

作者： 王贺，郑冰冰，刘剑锋，徐玉，田银萍，王月锋

期刊： 《农业科学研究（中英文）》

网络首发时间： 2026 年 6 月 4 日

DOI： 10.13907/j.cnki.nykxyj.20260603.001

01 研究背景与目的：为什么要关注盐碱地微生物？

全球盐碱地面积已超过 10 亿 hm²。我国盐碱地面积约 1 亿 hm²，具有分布广、类型复杂和开发潜力较大的特点，是重要的后备耕地资源。

盐碱地通常具有高浓度 Na⁺、Cl⁻ 和 SO₄²⁻，部分碱土还伴随较高 pH、有机质贫乏和结构板结。多数植物和微生物难以在此类环境中正常生长。

但长期自然选择也形成了一类具有特殊适应能力的耐盐碱微生物。这些微生物可以维持细胞稳态，并通过代谢活动改善土壤环境。

该综述重点回答三个问题：

盐碱地微生物如何适应极端环境？

功能微生物可以在哪些方面服务盐碱地综合利用？

从实验室筛选走向田间应用，还需要突破哪些瓶颈？

02 研究内容与方法：从适应机制到产业化应用

本文为综述性研究。作者围绕盐碱地微生物资源，系统总结了近年来相关研究进展，主要包括四个方面：

1. 盐碱地微生物的耐盐碱机制；

2. 微生物在土壤改良、生态修复和农业生产中的作用；

3. 嗜盐微生物在工业产品和污染修复中的应用潜力；

4. 菌种筛选、田间定殖、菌剂制备和产业化推广面临的问题。

文章还归纳了盐碱地微生物的核心功能特性和主要菌种资源，为后续定向筛选和综合利用提供了基础框架。

03 主要结果：耐盐碱微生物如何在极端环境中生存？

盐碱地微生物具有多层次的适应机制。

这些机制使微生物不仅能够在盐碱地中存活，还可以持续发挥生态功能。

04 微生物如何改良盐碱地？

改善土壤理化性质

部分微生物可以降低土壤盐分和碱度。

例如，硫酸盐还原菌能够将 SO₄²⁻ 还原为 H₂S；产酸微生物可以分泌乳酸、乙酸等有机酸，中和土壤碱性。真菌和放线菌分泌的多糖、脂肽等物质，则可以促进土壤颗粒黏结，增加水稳性团聚体，缓解板结并提高持水能力。

此外，固氮菌、溶磷菌和溶钾菌能够提高土壤有效养分含量。研究显示，接种耐盐溶磷菌 PSB7 后，盐碱土有效磷含量可提高约 40%。

促进作物生长

植物根际促生菌通常简称 PGPR。它们可以通过固氮、溶磷、溶钾、分泌植物激素、产生铁载体和 ACC 脱氨酶等方式，缓解盐碱胁迫下的养分不足和生长抑制。

部分有益微生物还可以激活植物体内的抗逆通路，提高脯氨酸和甜菜碱积累，增强抗氧化酶活性，并通过增加 K⁺ 吸收、限制 Na⁺ 向地上部运输，改善植物离子平衡。目前，耐盐碱 PGPR 和丛枝菌根真菌已应用于小麦、水稻、玉米、棉花和番茄等多种作物，并在提升出苗率、生物量和产量方面表现出较好潜力。

推动植被重建

在盐碱裸地生态修复中，丛枝菌根真菌和固氮菌能够促进碱蓬、柽柳、枸杞、沙枣和田菁等先锋植物定殖。由蓝细菌、藻类、地衣、苔藓和真菌等形成的生物结皮，还可以固定土壤颗粒、减少蒸发、增加土壤有机质，为后续植物萌发和群落演替创造条件。

05 微生物资源还能用于哪些领域？

盐碱环境也是特殊生物资源的重要来源。

嗜盐微生物产生的耐盐蛋白酶、淀粉酶和 DNA 酶，可用于食品加工、洗涤剂、生物催化和分子生物学研究。

微生物胞外多糖可以用于食品增稠、石油开采和环境工程。四氢嘧啶、羟基四氢嘧啶和甜菜碱等物质，则已用于医药、化妆品和酶稳定剂开发。

在污染修复方面，耐盐碱微生物还可以通过生物吸附、生物矿化和氧化还原等过程固定重金属。部分 Halomonas 菌株能够产生生物表面活性剂，提高石油烃溶解度并促进污染物降解。

06 从实验室走向田间，仍有哪些难点？

微生物资源丰富，并不等同于田间应用效果稳定。

当前仍存在六个关键问题：

菌种筛选难。 不同盐碱地在盐分类型、浓度、pH、质地和气候条件上差异明显，需要筛选与具体生境高度匹配的菌株。

田间定殖不稳定。 实验室表现优良的菌株，进入农田后可能竞争不过土著微生物。

互作机制尚不清晰。 植物、微生物、土壤和环境之间存在复杂网络，菌株组合不能简单叠加。

菌剂制备仍需优化。 菌剂在生产、储存和施用过程中容易失活，需要发展缓释载体和保护剂。

评价标准尚不完善。 菌剂质量、土壤改良效果和生态效益仍缺乏统一评价体系。

长期生态风险需关注。 大规模引入外源微生物可能影响本地群落结构，应加强长期监测和风险评估。

07 结论与启示

盐碱地微生物不仅是极端环境中的适应者，也是盐碱地综合利用的重要驱动者。未来研究需要进一步建立“土壤类型—障碍因子—功能菌株”的对应关系。对于中性盐胁迫较强的盐渍土，可重点筛选具备渗透调节和离子解毒能力的芽孢杆菌和假单胞菌。对于高 pH、板结明显的苏打盐碱土，则应关注产酸调碱和解磷活化能力较强的功能菌株。

在应用层面，还需要推动微生物技术与有机物料、矿物改良剂、耐盐作物、滴灌管理和生态工程深度结合。从单一菌株筛选走向合成菌群设计，从实验室评价走向长期田间验证，从局部土壤改良走向生态、农业和产业协同，是盐碱地微生物资源开发的重要方向。

温馨提示

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