近年来,由于耕地过度开垦以及化肥不合理使用,导致土壤养分状况恶化,肥力下降,在一定程度上影响了农业生产。黑龙江地区土壤调查表明,土壤氮磷含量较为充足,钾含量亏欠,农田缺钾面积持续扩张,影响了农业的可持续性发展和土壤潜力的进一步发挥。解钾菌能够将土壤中难溶性矿物钾分解成速效钾,改善土壤质地和提高作物产量,为黑土中钾素的提升提供了一种选择。本研究以课题组前期从东北黑土区土壤中筛选分离得到的一株高效解钾菌S1为基础,通过单因素优化和正交实验对其培养条件进行优化,在优化后的培养条件下,通过对解钾菌解钾过程中的产物进行液相色谱以及氨基酸检测,探讨其解钾机理,最后通过多种肥料与解钾菌剂S1相结合施肥的方法进行盐碱土壤苜蓿种植盆栽试验,对解钾菌S1对土壤的改良效果进行综合评价,主要结果如下:单因素实验表明,解钾菌S1的最佳培养基组分为1.0%浓度的甘露醇、1.0%浓度的蛋白胨和0.5%浓度的K2HPO4,经单因素实验与正交实验对发酵条件优化后可知五个影响因素中对解钾菌S1生长繁殖影响最大的是培养基的初始p H值,培养时间、培养基装量、接菌量次之,影响最小的为温度,控制解钾菌S1的最佳培养条件为培养温度30℃、培养时间48h、初始p H值6.5、培养基装量80m L/250m L、接菌量5%,发酵液中菌液浓度最大,菌液OD600值为1.824,溶液中钾含量达到4.325mg/L。采用高效液相色谱仪对解钾菌解钾过程中的有机酸进行分析,结果表明解钾菌S1解钾过程中能够分泌产生多种有机酸,以苹果酸和柠檬酸为主,并且有机酸浓度会随着菌株发酵液培养时间的增加而变化,柠檬酸的含量与培养时间呈正相关。柠檬酸的浓度在每个时间段都高于其它有机酸;采用氨基酸分析仪对解钾菌解钾过程中的氨基进行分析,结果表明,解钾菌S1解钾过程中能够分泌产生多种氨基酸,丝氨酸的含量在各个时间段都高于其它氨基酸。对有机酸与氨基酸的变化进行分析可知,解钾菌S1发酵培养液中,1～2天可溶性钾的变化与有机酸呈显著正相关,而与氨基酸仅在第一天呈显著正相关,其它时间相关性不明显;对解钾菌解钾过程中对矿物表面的溶蚀作用分析发现,菌株在硅酸盐矿物表面会产生细菌-矿物复合体,随着时间的增加,矿物风化作用越明显,能谱分析发现K元素含量较高,菌株S1解钾能力较强。对实验室解钾菌菌剂S1与市售的其他种类肥料相结合进行苜蓿种植盆栽试验,结果发现:各个处理组对土壤理化性质都有一定程度的改良效果,其中羊粪发酵有机肥与解钾菌菌剂S1结合处理组对土壤理化性质的改善效果最好,与空白对照组相比土壤孔隙度、含水率、有机质含量、速效钾分别增加了12.33%、11.92%、11.41g·kg-1、57.56mg·kg-1,解钾菌剂S1单独处理组对于土壤中的钾素含量提升效果显著,速效钾含量增加了62.54mg·kg-1,对于其它理化性质的改良效果不及有机肥;同时,解钾菌剂单独处理组还可以在一定程度上改良盐碱地土壤的高盐、高p H值的现象,对碱化、盐渍化土壤的改良具有很好的作用;解钾菌剂S1处理组对植株生长发育指标也有明显的影响,与空白组相比,苜蓿的株高、发芽率、根长、鲜重改善效果十分明显,分别增加了4.29cm、18%、7.04cm、0.176g;植株生长发育指标与土壤理化性质之间存在一定的相关性,根长与p H、有机质、速效钾、缓效钾、总磷呈显著正相关。综合分析可知,解钾菌剂S1对盐碱地土壤改良效果较好,当解钾菌剂S1与有机肥相结合使用时,土壤改良效果显著。