榆林农业土壤问题及其对策

韩如旸

2020年7月1日

人进沙退
人定胜天
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韩如旸. 榆林农业土壤问题及其对策. 2020. 网址：ruyangmicrobio.org/yulin-soil

榆林农业环境和土地使用概况

榆林位于中国陕西省的最北部，东临黄河与山西省隔河相望，西连宁夏、甘肃，南接延安，北与鄂尔多斯相连，系陕、甘、宁、蒙、晋五省区交界地(1)。榆林处于黄土高原和毛乌素沙地交界处，是黄土高原与内蒙古高原的过渡区。因风蚀沙化和水土流失严重，东南部丘陵沟壑区，是黄河中游水土流失最严重的地区(2)。榆林蕴藏着丰富的煤炭、石油、天然气资源，拥有世界七大煤田之一的神府煤田和中国陆上探明的最大整装气田陕甘宁气田(1)，是中国西煤东运、西气东输的重要补给地与能源重化工基地(3)。

进入“九五”以来，国家把榆林列为防沙治沙重点地区，12个县区组织实施了退耕还林还草、天然林保护工程、陕北防护林四期等一批重点工程。榆林人民几十年坚持“南治土、北治沙”，以“三个百树”工程为龙头，累计初步治理水土流失面积2.64万平方公里，占水土流失面积的55%；年减少入黄泥沙2.4亿吨，比五十年代减少43.5%；全市林草覆盖率达到30%，林木保存面积1629万亩，沙区860万亩流沙有600多万亩得到固定半固定，由沙进人退转变为人进沙退(2)。

据榆林市统计局截至到2016年末的数据显示，榆林市耕地面积1046.56千公顷，实际经营的林地面积（不含未纳入生态公益林补偿面积的生态林防护林）1254.16千公顷，实际经营的牧草地（草场）面积50.13千公顷。榆林市灌溉耕地面积295.26万亩，其中有喷灌、滴灌、渗灌设施的耕地面积107.73万亩；灌溉用水主要水源中，使用地下水的农户和农业生产单位占45.8%，使用地表水的农户和农业生产单位占54.2%。榆林市温室占地面积2.48万亩，大棚占地面积5.93万亩，渔业养殖用房面积4.34万平方米(4)。

榆林市是我国北方农牧交错带上典型的生态脆弱区，也是我国土壤保持和防风固沙重要生态功能保护区，生态脆弱性一直是这一地区最为关注的生态环境问题(5)。长期的煤炭、石油、天然气等能源的开采使表层土壤重金属不断积累，直接造成土壤理化性质的改变，间接造成植被退化、大气污染和水体污染，使得原本就十分脆弱的生态环境中的土壤污染、地下水污染、大气污染、植被破坏、水土流失等环境问题不断加重，从而影响区域社会经济的可持续发展(3)。土地质量管理方面，尤其在新开发农业用地方面，暴露出重开发轻管理的问题(6)，所以农业土壤环境生态情况依然严峻。

本文总结了榆林农业土壤面临的主要问题为氮素过量积累、镉污染生态风险大、土壤质量和肥力均有待提升等，就榆林农业土壤生态和微生物多样性研究、榆林本地土壤改良技术和微生物菌肥研发进行了综述，并针对榆林农业土壤生态的改良和修复提出建议和对策。笔者希望政府决策部门、农技推广部门、农业企业、和个体农户能通力合作，结合各方面的经验，在科学研究成果的基础上提炼出适合榆林本地情况的农业环境生态管理模式。

榆林农业土壤的主要问题

1．氮素的过量累积

榆林在毛乌素沙地中新开发土地面积近10000hm2，这种大规模的土地整治开发导致了部分地区地下水位下降，铵态氮、硝态氮和亚硝态氮超标。同时，整治开发的土地缺乏防护林的保护和有效覆盖，重新沙化的风险较大。2019年调查表明，沙地整改土壤地层中地下水中铵态氮、亚硝态氮、硝态氮呈现超标率较高，变异系数较低的特点。氮肥的使用量超过150kg/hm2之后，基本上不再增加产量，只是增加了硝酸盐的淋失；而使用量超过200kg/hm2之后，氮素淋失显著增加，而目前的氮肥使用量远远超过了这一标准。针对陕北榆林毛乌素沙地的自然特点和土地整治开发现状，石辉等建议降低土地开发强度、加大土地整理力度(7)。榆林沙地土壤中针对铵、亚硝酸、硝酸盐、以及其他重金属超标的修复和改良将是目前急需进行的课题(7)。

2．重金属镉的潜在风险

矿山过度开采、固体废弃物随意堆积、无机农药化肥过量施用、工业和居民燃煤、大气污染物沉降、污水灌溉、交通运输等均可造成重金属污染。Jing等整合榆林能源工业区的数据得出，榆林能源工业区重金属污染主要来自煤炭52.5%，工业22%，交通排放13.2%，农业污染13.2%(8)，土壤中重金属镉Cd、汞Hg、铜Cu污染最为严重。袁文淼等研究表明，榆林市矿区范围内的土壤均不同程度受到8种重金属污染,重金属的含量在0.11-4850μg/g之间，其中Cd-Pb相关性最高。38个采样点中有25个点均达到中度污染，其中有四个点的污染指数属于强污染级别,应引起足够重视(9)。

重金属污染明显呈现出不同地区的差异性，其他非工业区的榆林周边表层土壤主要受到镉Cd污染，其他重金属总体处于低危害水平。侯晨涛等对陕北榆林地区孟家湾、河湾、尔林兔3个地区泥炭中的重金属元素分析表明，只有Cd元素的含量超过土壤背景值，Cu、Pb、Cr、Mn 4个元素的含量均低于土壤背景值。重金属元素的生态危害指数除Cd属极高水平外,Cu、Pb、Cr、Mn均较低(10)。王莎等分析了靖边县表层土壤（0-20 cm）土壤样品中 Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg 等7 种重金属的含量及来源。研究区土壤重金属平均含量均低于《土壤环境质量标准》二级标准。靖边研究区土壤中仅有 Cd 元素存在潜在生态风险，其他 Cr、Cu、Zn、As、Pb、Hg 6种元素均处于低危害水平(11)。祁迎春等的研究得出类似结论，榆林市区周边表层土壤主要受到Cd的污染，其有效态含量在0.069-0.085 mg·kg-1之间，全量在0.12-1.95 mg·kg-1之间。镇北台和市热电厂土壤Cd单项污染指数和综合污染指数均大于1，分别达到中度污染和轻度污染水平，其它三个采样点几种重金属单项污染指数和综合污染指数均小于0.7，土壤处于清洁状态(12)。

穆晓慧等研究了黄土高原0-20 cm耕层石灰性土壤中不同形态Cd的分布特征及其生物有效性。黄土高原农田土壤Cd各形态总体分布特征为：有机结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>交换态Cd>残渣态Cd，自北向南各形态Cd含量均呈不同程度的增加趋势。各土壤类型间铁锰氧化物结合态Cd及碳酸盐结合态Cd平均含量均表现为:干润砂质新成土<黄土正常新成土<简育干润均腐土<土垫旱耕人为土，自北向南依次增加。土壤中铁锰氧化物结合态Cd具有较高的生物有效性(13)。

3．有机物污染

针对榆林土壤中的有机物污染研究较少。袁文淼对能源化工基地土壤样品的分析结果表明，土壤中16种多环芳烃PAHs总浓度在2.6-864.2μg/kg之间,平均值为94.5μg/kg，PAHs含量最高的两个样品分别为190.8μg/kg和188.2μg/kg(5)。

4．水污染

榆林地区煤炭、石油、天然气、岩盐开采引起了日益严重的水污染问题，污染物通过灌溉系统进入农田土壤，因此水质问题和土壤污染密切相关。刘振飞等检测了能源基地内主要地表河流(窟野河、禿尾河、榆溪河、红柳河、芦河、无定河、大理河、小理河)水样,其中窟野河、榆溪河中氨氮、COD、Cr超标率均为60%-75.5%。在大柳塔、河滨公园等煤矿和城镇聚集区的水质受煤矿焦化废水和生活废水的影响较大。禿尾河远离工矿企业，整体水质基本不存在超标现象。芦河、红柳河、小理河和大理河的COD、Cr、氨氮指标只在部分断面超标严重，集中在城镇下游地区,主要受工厂、城镇污水影响。无定河水质中COD、Cr、氨氮的超标率均达到60%以上，主要集中在汇入点和城镇的下游，受支流和自身流域地表污染源的影响较大。多环芳烃在榆林能源基地内地表水域中的分布不均匀，主要集中在窟野河、榆溪河、芦河和无定河，整体水质含量平均值在43.99-91.17ng/L之间。但苯并[a]芘的毒性当量之和均未超出2.8ng/L的限值，因此并未对健康构成直接的危险。其污染源主要来自焦化废水、化石燃料的不完全燃烧和石油类产品的使用(14)。

朱亮等总结出榆林城区及周边地区地下水质量的变化特点为硝酸化严重，硬度升高明显，铁、锰含量增加，重金属污染凸现。硝酸盐和As由农业和养殖业直接污染所致。总硬度升高除受直接污染外,还受CO2分压、阳离子交替吸附等机制影响。铁、锰增加主要是天然地层中难溶的铁、锰化合物在人为作用改变地下水流场的条件下溶解度增大所致(15)。

5．生态脆弱性

邓伟等利用遥感数据和GIS空间分析，对榆林市生态脆弱性程度及其空间分布规律进行了综合评价。榆林市生态脆弱性以中度脆弱为主，面积所占比例为54.50％，极度、重度和中度脆弱区面积所占比例超过了总面积的70％，生态环境形势不容乐观。受自然因素和人为活动的交叠影响，榆林市生态脆弱性空间差异显著。北部地区生态脆弱性整体上高于南部，高度脆弱区主要分布在古长城以北风沙草滩区，尤其是榆阳区和神木县境内，除自身自然潜在脆弱外，还面临着经济快速发展给该区生态脆弱性带来的人为干扰脆弱，生态脆弱性表现尤为显著。而东南部和西部地区生态脆弱性相对较低，尤其是靖边和清涧境内，主要以微度脆弱为主。近年实施的"三北"防护林体系建设和退耕还林(草)工程显著改善了该地区生态环境，从而降低了生态脆弱性(5)。

榆林土壤生态学研究

1．有机碳

有机碳是土壤肥力和生态恢复效应评价的关键指标。李娇以毛乌素沙地榆林沙区流沙地、半固定沙地以及恢复年限为20-51年的灌木和乔木固沙林地为研究对象，研究了土壤地表枯落物、表层根系、土壤总有机碳和砂粒、粉粒、黏粒结合有机碳随固沙林恢复年限延长的演变特征及其关键驱动因素。研究表明，不同固沙林恢复状况由好到坏依次为:51年、30年、20年固沙林、半固定沙地(16)。与流沙地相比，灌木和乔木固沙林土壤总有机碳含量随恢复年限延长呈显著增加趋势，随土层加深而呈显著降低趋势。在0-20cm土层，两种固沙林地土壤有机碳含量较流沙地均显著提高。恢复51年的固沙林地土壤总有机碳密度是地表枯落物碳密度的5.6倍，是根系碳密度的10.4倍。灌木和乔木固沙林地土壤各颗粒结合碳含量均随植被恢复年限的延长呈直线增长趋势，并以表层0-10 cm增幅最高。从流沙地到恢复51年的灌木和乔木固沙林地，0-20 cm土层砂粒碳密度增长速率分别为0.11和0.12 Mg·hm-2·a-1，粉粒碳密度增速分别为0.12和0.11 Mg·hm-2·a-1，而黏粒碳密度增速仅分别为0.07和0.08 Mg·hm-2·a-1。灌木和乔木固沙林地0-20 cm土层土壤各颗粒碳密度增速平均为0-10cm土层的2.8倍。土壤颗粒结合碳对总有机碳的累积贡献率平均为粉粒碳39.8%、砂粒碳34.6%、黏粒碳25.7%(16)。

Deng L.等调查了黄土高原的原生林地、灌木、草地、荒地从2005年至2015年期间天然种植过程中落叶和细根对土壤有机碳和土壤碳汇情况。土地使用阶段和土壤层化均强烈影响土壤有机碳和土壤碳汇聚，在0-60cm土层内随种植时间迅速增加。表层土壤(0-20和20-40 cm)有机碳变化速率较大，分别从0.06提高到0.55、从0.23到 0.51 g kg−1 yr−1。土壤碳汇速率（从0.37提高到1.09、从0.40提高到1.16 Mg ha−1 yr−1)大于下层40–60 cm土壤（从0.04提高到0.36、从0.05提高到1.16 Mg ha−1 yr−1)。据此，Deng L.等提出长期天然植被保育过程增加了有机碳积累，落叶和细根可能是土壤碳汇的主要贡献因子(17)。

Cheng S-I等比较了榆林1982年至2003年的土壤调查数据，耕作层土壤有机碳含量（Soil Organic Carbon Content，SOCC)和土壤有机碳密度（Soil Organic Carbon Density，SOCD) 已提升至0.51g/kg、0.16kg/m2。从成土类型来看，分布最广的干润沙质新成土（Arid-Sandic Entisols）在累积的有机碳含量和碳密度最低，小于黄土正常新成土（Los-Orthic Entisols）。这一结果表明反向去沙漠化是土地使用管理操作改变的结果。天然种植恢复过程、种草、退耕还草、以及水土保持等措施均提高了土壤有机碳含量和比重，从而增强了碳汇(18)。

2．土壤酶和微生物数量

根际土壤微生物与森林培育技术有密切的关系，是评价立地质量和检验森林培育技术效果的重要组成部分。王海荣分析研究了大青山不同立地条件、森林结构、整地方法根际土壤微生物数量和分布特征。在大青山不同海拔三个采样地点(劈柴沟、榆林、古路板)的土壤中低海拔地区的土壤微生物数量大于高海拔地区，数量最多的是细菌，其次是放线菌，最少的是真菌。0-10cm微生物数量最多，随着土层的加深，微生物数量急剧减少，20-30cm数量最少。阴坡土壤微生物总数大于阳坡。油松林地和荒地不同土壤种类与土壤微生物总数和土壤细菌数量的变化规律是黄土>灰褐土>山地栗钙土(19, 20)。林地微生物数量明显大于荒地。不同林龄林地根际土壤微生物数量变化规律是细菌、放线菌数量和微生物的总数均随着树龄的增长呈现减少趋势。根际土壤微生物数量根据林木不同树种组成呈现出一定的规律性，在榆林地区的土壤细菌数量及微生物总量分布依次为山杏>油松×沙棘>油松×山杏>油松×柠条>油松>沙棘>柠条；劈柴沟地区不同树种组成土壤微生物总量及土壤细菌数量变化为山杨>白桦×落叶松>落叶松>油松>白桦。鱼鳞坑整地和水平沟整地后土壤微生物数量均大于不整地样品，说明整地更有利于土壤微生物的繁殖(20)。

李陆平等对毛乌素沙地榆林沙区樟子松人工固沙林地土壤微生物进行测定和分析显示，不同林龄樟子松林地细菌、放线菌和真菌数量差异显著，细菌和真菌数量随林龄增大不断增加，放线菌数量在流沙地、7-23年生林地这一时期内随着林龄增大显著增加，23年生林地达到最大值，31年生林地出现明显回落。各类微生物数量均随土层深度加深而减少，在沙丘部位的分布表现为丘间地>背风坡>迎风坡>丘顶。在流沙地上栽植樟子松人工林后，土壤微生物数量增加，土壤肥力水平提高(21)。

毛乌素沙地榆林沙区不同固沙林林地土壤微生物生态分布特征和酶活性表现出一定差异性。人工植被建立后，土壤微生物数量增加，酶活性增强，土壤的生物性质得到改善，流沙土壤肥力水平增加(22)。徐桓等调查榆林人工固沙林土壤数据显示，花棒踏郎混交林林地土壤在0-5cm土层中细菌数量最多，樟子松和沙棘林地0-20cm土层放线菌、真菌数量均较多。在0-5cm土层，花棒踏郎混交林林地土壤碱性磷酸酶活性最强，沙柳林林地土壤过氧化氢酶活性最强，河北杨林林地土壤蔗糖酶和脲酶活性均最高。各种林地土壤细菌数量和酶活性总体上均随着土层深度的增加而递减；土壤细菌和放线菌的数量与过氧化氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性具有显著或极显著的相关性(22)。

农牧交错带荒漠化土地植被恢复可以明显提高表层土壤微生物量碳、氮、磷含量。蒲洁等调查了榆林市沙生植物园中植被恢复30年的乔木、灌木和草地3种植被群落下土壤微生物量碳、氮、磷含量。土壤微生物量碳以灌木林地为最高，达到288.35mg·kg-1，分别是乔木林地和草地的3.99和2.10倍。土壤微生物磷在三种植被群落间差异不明显。土壤微生物量碳氮比的高低为乔木林地>草地>灌木林地，土壤微生物量碳磷比表现为草地略高于乔木林地和灌木林地。相关性分析结果显示微生物量碳、氮、磷与土壤理化性质相关性极为密切，土壤微生物量可以作为评价土壤质量的生物学指标(23)。

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)能与绝大多数高等植物根系形成丛枝菌根，在植物根际形成庞大菌丝网络系统，能够提高土壤团聚体的稳定性，固定沙丘，改善土壤理化性状(24)。谢靖等研究了在陕西甘泉、绥德、米脂、榆林4县（市）紫穗槐不同深度土层丛枝菌根真菌侵染率、孢子密度、球囊霉素和土壤因子之间的关系。AMF侵染率平均值绥德样地最大（100%），米脂样地最小（75.02%）；孢子密度平均值米脂样地最大（5.91个/g），榆林样地最小（1.57个/g）。4个样地孢子密度最大值均在0-10cm土层,且随土层加深而降低。榆林样地的有机碳、铵态氮、速效磷、脲酶和碱性磷酸酶活性平均值显著高于其他3个样地。除绥德、米脂样地的蔗糖酶和甘泉样地的碱性磷酸酶外，其他样地的土壤酶活性和球囊霉素含量均随土层加深而降低，且各土层之间差异显著，最大值均在0-10cm土层。球囊霉素、AMF侵染率、孢子密度、pH、部分土壤因子对决定土壤生态起主要作用(25)。

赵燕娜研究了4种不同人工灌木固沙林（柠条、沙柳、沙蒿、沙地柏）土层、及不同固沙灌木根际与非根际土壤的微生物数量及多种土壤活性，分析了它们与土壤养分含量的相关性，对不同灌木固沙林林地土壤综合肥力进行了评价。流沙地种植固沙灌木后，土壤养分状况得到显著改善，与流沙相比，不同灌木固沙林土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量均显著增加，且均表现为柠条>沙柳>沙蒿>沙地柏>流沙。土壤养分含量分布具有一定的层次性，均表现为0-20cm>20-40cm。柠条、沙柳、沙蒿、沙地柏根际土壤养分含量均高于非根际土壤。流沙地造林后，土壤微生物数量显著增加，0-40cm土层整体表现为细菌数量最多，其次为放线菌，真菌数量最少。细菌、放线菌、真菌数量均表现为柠条林地>沙柳林地>沙蒿林地>沙地柏林地>流沙地。流沙地在种植固沙灌木后，土壤酶活性均有不同程度提高。0-40cm土层土壤酶活性大小顺序均表现为柠条>沙柳>沙蒿>沙地柏。在土壤垂直剖面上，不同灌木固沙林土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均表现为0-20cm大于20-40cm层。0-40cm土层不同固沙灌木根际土壤酶活性均大于非根际土壤。土壤细菌数量、放线菌数量、真菌数量及4种土壤酶活性与速效钾含量相关性均较低，与有机质、碱解氮、速效磷含量均达到显著或极显著相关关系。柠条林地土壤综合肥力得分最高，其次为沙柳林地，沙地柏林地最低，沙区土壤改良可考虑首选柠条等作为固沙灌木。放线菌数量、碱性磷酸酶活性与土壤养分含量相关性均较高，是首选的土壤微生物指标和土壤酶指标(26)。

Deng L.等研究了黄土高原30年保育过程中多种土壤酶的活性，包括和碳相关的β-1,4-葡萄糖苷酶（β-1,4-Glucosidase，BG)和β-d-纤维二糖苷酶（β-d-Cellobiosidase，CBH)，和氮相关的β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（β-1,4-N-Acetylglucosaminidase，NAG) 和 L-亮氨酸氨肽酶（L-leucine Aminopeptidase，LAP),和磷相关的碱性磷酸酶 (Alkaline Phosphatase，AP)。保育年份、植物、土壤和微生物类型对微生物量碳和磷贡献率分别为82.9%和84.6%，其中土壤的贡献最大。植物生长量和物种多样性增加了植物性碳输入，从而降低了微生物的碳限制；但是由于植物和微生物竞争营养元素，也加强了微生物磷限制。当土壤中真菌/细菌比值升高时，土壤微生物代谢也受限制。保育恢复提高了土壤的养分，从而加强了土壤代谢。土壤水分减少会增强磷限制(27)。李娇研究表明，毛乌素沙地榆林沙区植被恢复过程伴随着土壤理化性质和生物学性质的显著变化，0-10cm土层的变化显著高于10-20cm。在变化显著的0-10 cm土层，不同恢复年限固沙林地土壤氮、磷、钾的含量平均分别比半固定沙地增加了0.9-11.8倍、0.2-1.0倍和0.3-3.9倍。微生物量碳氮比半固定沙地增加了1.3-8.1倍，过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别比半固定沙地增加了1.7-6.8倍，0.4-8.5倍，0.6-8.9倍，和0.6-9.5倍(16)。

除了重点关注的植被恢复林地，还有少量研究涉及公园绿地和盐碱地土壤生境。李晨等调查研究了榆林市东沙生态公园绿地土壤理化性质和养分状况，分析了土壤水文调节功能以及土壤微生物群落丰富度、多样性和均匀度，检测分析了绿地不同区域枯枝落物的持水能力和持水过程。东沙生态公园不同区域土壤理化性质与营养状况差别较大，土壤容重变化范围为0.41-1.34g/cm3，总孔隙度变化范围为42%-71%，有机质、全氮、全磷、全钾变化范围分别为9.93-17.69g/kg，0.97-2.37g/kg，2.31-6.67g/kg，23.6-58.12g/kg。东沙生态公园不同区域绿地土壤微生物群落特征不一致，停车场区和公园干扰区绿地人流量大，显著影响该区域土壤微生物的丰富度和多样性,公园等人员较少干扰绿地土壤中微生物丰富度和多样性较高(28)。

王金玺对陕西30个盐渍土样区59个土样中的真菌、细菌和放线菌进行分离和统计。结果表明，真菌和细菌的数量在轻度盐渍化和微盐渍化土壤中的数量大于它们在中度和重盐渍化土壤中的数量(29)。

3．微生物多样性

荒漠植物根际土壤微生物与植物之间相互影响,对维系荒漠生态系统平衡有十分重要作用。侯晓飞从陕西榆林沙生植物园样地油蒿(Artemisia ordosica)、羊柴(Hedysarum mongonicum)、沙鞭(Psammochoa villosa)根围分0-10cm，10-20cm，20-30cm，30-40cm和40-50cm 5个土层采集土壤样品，研究了该地区荒漠环境中克隆植物根围AM真菌多样性、时空分异规律、克隆植物生长对AM真菌多样性和菌根形成的影响。该项研究共分离出AM真菌4属26种，其中包括球囊霉属(Glomus)14种，无梗囊霉属(Acaulospora)9种，硬囊霉属(Sclerocystis)1种，盾巨孢囊霉属(Scutellospore)2种，已鉴定19种，尚有7个未定种。不同属种AM真菌生态分布不同，在所调查的样地中球囊霉属Glomus种类最多，无梗囊霉属（Acaulospora）种类次之，盾巨孢囊霉属（Scutellospora）种类较少，硬囊霉属（Sclerocystis）只有1种。同属种AM真菌生态分布不同,瑞士无梗囊霉（A. rehmii）、细凹无梗囊霉（A. scrobiculata）、双网无梗囊霉（A. bireticulata）、卷曲球囊霉（G convolutum）、粘屑球囊霉（G. spurcum）具有广泛的宿主适应性，在大部分宿主植物中有较高频率出现。克隆植物根围土壤中AM真菌分布具有明显的季节性，春季(5月)孢子密度最高，同时伴有较高的AM真菌定殖率；夏季(8月)孢子密度有所下降，大部分定殖率有所下降；秋季(10月)孢子密度和定殖率最低。油蒿根围分离出4种AM真菌,克隆植物羊柴根围分离出10种AM真菌，克隆植物沙鞭根围分离出14种AM真菌(24)。

程琳采用高通量测序和涂布平板方法研究了白银和榆林2个不同类型荒漠草原区土壤及主要荒漠植物根际土壤细菌群落多样性。对榆林荒漠草原土壤及荒漠植物柠条(Caragana korshinskii)、沙柳(Salix psammophila)、沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根际土壤细菌高通量测序分析发现，不同植物根际土壤细菌之间以及与非根际土壤细菌相比，菌种丰度和多样性差异较为显著。在属水平上,荒漠草原土壤细菌优势菌属依次为假单胞菌属、类诺卡氏菌属、节杆菌属、大理石雕菌属(Marmoricola)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Gp6和酸土单胞菌属(Aciditerrimonas)。柠条根际土壤优势菌属依次为类诺卡氏菌属、鞘氨醇单胞菌属、假单胞菌属、大理石雕菌属、节杆菌属、海藻球菌属(Phycicoccus)、Gp6、异地杆菌（Altererythrobacter）和不动杆菌属(Acinetobacter)。沙柳根际土壤优势菌群依次为节杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、假单胞菌属、类诺卡氏菌属、大理石雕菌属、溶杆菌属(Lysobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)。沙蒿根际土壤优势菌群依次为节杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、假单胞菌属、类诺卡氏菌属、大理石雕菌属、Gp6和溶杆菌属。采用稀释平板法测得荒漠草原土壤、柠条、沙柳、沙蒿根系土壤可培养细菌数分别为6.45×106cfu·g-1、9.32×106cfu·g-1、7.45×106cfu·g-1和1.12×107cfu·g-1。从荒漠草原土壤、柠条、沙柳、沙蒿根系土壤各分离出可培养细菌共69株，主要集中在芽孢杆菌属、短杆菌属、小杆菌属(Microbacterium)、链霉菌属(Streptomyces)、鞘氨醇杆菌属(Sphigobacterium)、金黄杆菌属(Chyseobacterium)、纤维菌属(Cellulosimicrobium)、黄杆菌属(Flavobacterium)、溶杆菌属、节杆菌属、寡养单胞菌属(Stenotrophomons)等19个属。同一类型荒漠草原非根际土壤及其植被根际土壤理化因子之间存在显著差异，含水率、总氮、速效氮、总磷、速效磷、总钾、速效钾以及各种土壤酶指标明显高于周边非根际土壤。同一地区不同植被根际土壤理化指标也存在一定差异，柠条根际土壤养分含量显著高于沙柳和沙蒿。土壤全氮、全磷和速效钾含量越高，土壤微生物多样性越高。土壤速效氮影响土壤微生物丰度，速效氮含量越高，土壤微生物丰富度越高。荒漠草原土壤全氮、速效氮、全磷和速效钾是影响土壤微生物多样性和丰富度的主要因子(30)。

日本研究者Kenzawa T等利用变性梯度凝胶电泳DGGE和测序分析显示，黄土高原沙地土壤的微生物多样性较低，大多属于α-变形菌纲。但很多未耕作土壤样品中可检测新序列和已知菌亲缘关系较远，表明毛乌素沙土中含有新的微生物种(31)。Wei Y.等在榆林沙地分离到一株土地杆菌Pedobacter sp. YL28-9T（CGMCC 1.16050T=KCTC 62104T）定名为榆林Pedobacter yulinensis，该菌株为革兰氏阴性，杆状菌体，严格好氧，不运动，不产芽孢的桔黄色细菌。该菌株和Pedobacter rhizosphaerae KACC14938T亲缘关系较近，相似度为95.1 %(32)，但其生态学功能尚有待进一步了解。

研究主要集中于沙地林地土壤的微生物多样性，污染环境中的微生物研究较少。杨琴等采用DGGE和16S rDNA克隆文库等方法，对采油区钻井口石油污染和未污染土壤的细菌群落结构进行了比较，显示出陕北地区石油污染和未污染土壤细菌群落结构的差异。石油污染土壤含水率和有机质含量增加，土壤粒度、总氮、有效磷、速效钾和pH无显著变化。污染和未污染土壤中的细菌多样性丰富，群落结构存在明显差异；石油污染土壤中优势细菌类群为：变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门,且变形菌门细菌比例升高(33)。

榆林土壤性状改良修复的技术应用

综合至2020年的研究文献，针对榆林本地土壤性状改良和污染修复的研究和实际应用主要涉及以下几个方面：

1．土壤混配改良性状

针对毛乌素沙地区(榆林)沙化土地整治与可持续利用问题，王永生等提出利用红黏土、黄土与沙土的物理互补性，对沙化土地进行结构性整治，构建沙化土地整治土体优配和现代农业良种优选的复合技术体系，实现"沙化土地的订单式整治"(34)。未来应重点加强土地工程链研究,创建全链式土地工程管理机制,实现微观土地复配、中观土体营造和宏观土质改良工程的技术化和标准化(34)，可视为测土配方的大型工程化版。一个较全面的土地复配例子是陕西省科技新星计划和陕西省农业攻关计划资助的韩霁昌团队在榆林毛乌素沙区进行了砒砂岩与沙复配成土稳定性及可持续利用研究，该研究将两种不同性质的土壤复配。

榆林沙区拥有大量的沙土和砒砂岩。砒砂岩成岩程度低，结构强度低，易风化，颗粒间胶结程度低，渗透性能差，优点是具有较好的持水和保水能力，岩层贮水多，成为相对富水层，能为植物生长提供水分。沙土质地均一，结构疏松，水分在土层空间内的分布较为均匀，一旦水分补给减少，蒸散增加，就会出现整体性缺水。由于砒砂岩具有保水性能好的优点，可以弥补沙漏水漏肥的缺点(35)。该团队在富平县及榆阳工程示范区进行了作物试种，均已取得良好成效。实验复配土壤有机质处于急缺水平，全氮、速效磷和速效钾属中等偏下水平，重金属含量均未超标，符合种植标准，可根据土壤肥力状况进行培肥调控(36)。玉米和马铃薯分别适宜在砒砂岩与沙为1:2和1:5的复配土中生长。对大田试种后的土壤肥力水平与环境质量指标均符合种植标准(35)。不同混合比例下复配土中玉米种植过程中，土壤铵态氮含量较低，均在2.5mg/kg以下，未出现累积情况；均存在硝态氮淋失。砒砂岩与沙混合比例为1:2时，硝态氮主要累积在0-40cm，无机氮累积量最高，其玉米产量高达9900kg/hm2。罗林涛等推荐采用1:2的砒砂岩与沙混合比例进行玉米种植的推广开发(37)。在砒砂岩与沙复配成土技术的基础上，榆林市榆阳区运用该技术进行了大面积的推广应用，累计整治规模约2100公顷，新增耕地约1573.3公顷。该技术推广应用形成了毛乌素沙地节水高效的高标准农田建设与现代化经营为一体的土地综合整治利用新模式，增加耕地的同时，提高了经济效益，保证了生态环境质量(38)。

2．增施有机肥和微生物菌肥提高作物产量

陕北西北部耕地多为风沙土,土质松散,物理结构脆弱,土壤微生物含量和酶活性较低,作物养分利用率低,保水保肥性差,改良当地耕地生态结构已成为急需解决的问题。有机肥基施能改善土壤容重、田间持水量、孔隙度等物理性质。李小炜等进行了玉米水肥一体化试验，表明有机肥在提高榆林沙区玉米产量，改良沙区土壤物理结构方面有重要作用(39)。有机肥用量的增加明显促进了株高、茎粗、和青贮产量。籽粒N、P、K含量随有机肥施用量增加，据推算的理论有机肥最高产量施肥量为4.9 t·hm-2(39)。

施用微生物土壤改良剂可增加土壤微生物活动量。李小炜等通过施用微生物类土壤改良剂改善了土壤容重、田间持水量、孔隙度等土壤物理结构，同时提高了土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶等含量(40)。郭建斌等采用盆栽试验研究了不同浓度EM微生物制剂对油菜产量及品质的影响。EM微生物制剂能够增加油莱产量，提高叶绿素、维生素C、氨基酸以及速效磷的含量，并且能够降低有机酸和硝态氮含量，其中以稀释400倍的EM微生物制剂最有利于油菜产量和品质的提高(41)。李强等进行了微生物菌肥促进玉米增产的试验。在测土配方每667 m2施纯氮（N）19.12 kg，纯磷（P2O5）8.60 kg，和纯钾（K2O）10.69 kg基础上，每667 m2增施2000mL微生物菌肥原液是旱作玉米增产增收的经济合理用量(42)。这些盆栽和大田应用试验为大面积推广应用微生物菌肥提供科学依据。

其他微生物菌种开发涉及适合榆林沙地土壤的微生物菌株分离和种衣剂的研发，对本地以及整个西北干旱区农林业意义较大。李兰晓等从内蒙古磴口地区的甘草、紫花苜蓿、樟子松、苦豆、刺槐、紫穗槐、沙棘等盐碱地植物根际土壤中分离出固氮微生物10株，从中筛选出3株固氮芽孢杆菌，分别鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和蜂房芽孢杆菌(Bacillus alvei)。研究者以草炭为载体制备成微生物菌剂，分别在内蒙古磴口地区和陕西榆林试验区对10种树种进行了田间施肥试验，获得一定的效果(43)。刘西莉等试验了一种含有根瘤菌、高分子吸水保水树脂、保护剂和内吸性杀菌剂及其它配套助剂的多功能拌种剂，将其分别与沙打旺、花棒、和踏郎种子混合后，在陕西榆林进行田间栽培实验。该拌种剂明显促进种子发芽、出苗以及幼苗地上、地下部生长，并增强了固氮功能(44)。

3．固体废弃物改良沙漠土壤

黄岗等报道了国内外首次利用粉煤灰和城市污泥等固体废弃物配施改良沙漠土种植玉米的盆栽试验。粉煤灰和城市污泥的配施将沙漠土（松沙土）改造为沙壤土和轻壤土，而且使土壤养分含量显著提高，有害元素均低于土壤环境质量要求的标准，碳氮比值符合土壤栽培要求。配施后大大改善了土壤的物理性质，使沙漠土容重降低，孔隙度增加，保水保肥性明显提高，pH明显降低，节约用水45％～48％。这一试验对干旱缺水的沙漠进行农作物种植、恢复生态环境有重要意义(45)。榆林地区为煤炭工业重点地区，煤炭来源的固体废弃物资源丰富，有待于进一步开发，应用于农业土壤改良可使固体废弃物得以资源化利用。

4．具有肥料功能的生物有机固结剂

榆林地区曾试验过一些商品化的新材料以固定沙地土壤，例如从德国引进的富丽禾(FRISOL)是一种液体、固体及纤维状态的系列肥料和防治土壤侵蚀的生物有机固结剂。利用富丽禾造林可提高造林成活率6-10%，当年高生长量乔木(以樟子松为例)可提高2-3cm，灌木可提高20-40cm，草坪植物可提高9-15cm，野生草本类植物约50cm以上。富丽禾不但可以有效提高土壤肥力，增加土壤养分，激发土壤有益微生物群落的活性、刺激根系发育，同时具有明显的固沙和抗沙埋作用，在路基边坡具一定的抗风蚀、水蚀、保持水土流失的作用，矿区煤矸石上复退造林，可使植被迅速恢复，达到治理目标(46)。

5．土壤重金属污染修复技术

榆林本地研究者曾试验过植物和土壤添加剂联合修复、土壤淋洗等重金属修复方法。相玉琳等采用沙柳为主要材料改性获得的吸附剂，利用其对重金属铬Cr和/或汞Hg的吸附，强化重金属的迁移转化，达到土壤重金属铬Cr和/或汞Hg的去除(47)。先取沙柳木屑浸泡于醋酸溶液中2～4h，然后取出沙柳木屑调节其pH值为中性并经过烘干和过筛。在污染土壤上栽种沙柳，在距离沙柳植株根系水平距离20～40cm的区域土壤中撒上筛好的沙柳木屑。沙柳自然生长至成熟后收取其全部植株，连续种植沙柳，直至土壤中Cr和Hg的含量达到标准为止(47)。另外，相玉琳等通过温室试验研究发现可溶性有机质改性气化渣能够降低铅Pb、镍Ni、钴Co的生物有效性，而黑沙蒿能够有效降低铅Pb、铬Cr、锌Zn、镍Ni、钒V的生物有效性。可溶性有机质改性气化渣联合黑沙蒿用于矿区重金属污染土壤修复具有广阔前景(48)。

张亚宁等发现乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和柠檬酸对土壤中重金属的淋洗去除效果明显。在25℃，pH 3.0，振荡淋洗时间12 h，液固比为20的试验条件下，0.1 mol/L的EDTA与0.3 mol/L的柠檬酸按1:3的体积比复配而成的淋洗剂对重金属的整体去除效果最好，且优于单一淋洗剂的去除效果，对铜Cu、铬Cr、镍Ni、锌Zn、铅Pb的去除率分别为79.1%、53.8%、53.9%、82.6%、78.7%。复配淋洗对各形态的重金属均有较好的去除效果，残渣态重金属去除最大(49)。

6．生态恢复与重建技术

生物网方格固沙、林草复合培育和草场培育等沙地修复技术主要依靠植物自然生长，土壤养分含量增长缓慢。人工种植作物的修复方式有利于有机质、氮、磷和速效钾含量的增加。窦超银等研究显示，人工种植甘草土壤有机质、全氮和速效磷含量增长最多，10年后分别可达到11.42 g/kg、0.1109 g/kg和25.46 mg/kg。人工种植花生土壤碱解氮、全磷和速效钾含量最高，10年后分别可达到55.04 mg/kg、0.1272 g/kg和145.80 mg/kg(50)。

榆林风沙区农田防护林体系具有显著降低风速和调节农田小气候的作用，能有效促进农业高产稳产。封斌等对榆林风沙区农田防护林的林带结构配置特征、防护效益、树种选择以及防护林体系建设的区域划分等进行了研究。该研究提出林带结构选择应以稀疏型为主，林带总平均疏透度控制在30%-50%，主林带间距以150-200 m为宜，副林带间距200-300m为宜；林带树种选择应主要考虑生态适应性、防护性和经济效益，选择长效速生的杨树、常绿的樟子松、抗病虫性能好的新疆杨和经济效益好的梨、苹果、桑树等。封斌等提出将榆林风沙区划分为3个农田防护林体系建设的类型区，提出把农田同整个环境联系在一起，以农田为中心，把各种防风固沙和保护农田的单项措施整体考虑，综合应用，形成系统高效的综合防护林体系(51)。

沙地矿区生态恢复与重建技术在榆林沙地矿区植被恢复中也取得了良好的生态效果。陕西省治沙研究所和西北农林科技大学于2013年共同完成的“陕北沙地矿区生态恢复与重建技术研究”，榆林市榆阳区林业工作站于2015年在示范推广区采用引进该造林技术。其技术要点为选择樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）、沙地柏（Sabina vulgaris）、长柄扁桃（Amygdalus pedunculata）进行乔灌混交，树种混交模式为隔行混交，即樟子松、长柄扁桃、沙地柏等行比为1:1:1，按行间隔栽植，行距２ｍ，株距樟子松４ｍ、长柄扁桃２ｍ、沙地柏２ｍ；樟子松采用“壮苗保湿、带土大苗、合理稀植、适当深栽、湿沙填坑、适时浇水”六位一体技术栽植，长柄扁桃采用“良种壮苗、蘸浆保湿、截干深栽”无水栽植技术，沙地柏采用“营养袋壮苗、苗木保湿、匍匐栽植、适时浇水”拟态栽植技术。雷声坤等比较了传统造林技术和示范推广的新技术，均可有效提高地表粗糙度,降低地表风速,有利于缓减地表风蚀。示范推广的新技术在提高乔、灌、草层生物量方面效果更明显。0-60cm范围内，土壤容重、土壤孔隙度以及速效钾、速效磷、全氮、有机质含量均有所提升，改良了土壤结构，提高了土壤涵养水源功能。增加林地碳储量方面，造林第3年后，示范推广区和传统造林区每公顷分别可增加碳储量664.35和633.75kg，其中增加的碳储量60.22%和59.17%由樟子松提供(52)。

7．基于大数据和物联网的现代农业技术

基于“互联网+”背景下构建现代农业创新发展模式，能够促进农民增产增收，提高农业综合生产力水平，是实现农业快速发展的重要途径(53)。结合榆林地区的实际农业环境，吴敏宁和杨飞提出将沙漠农业、智慧农业和生态农业模式相结合的“互联网+”榆林现代农业发展模式。在农业产业链产前环节为农业提供生产资料，培养技术人员，实现管理和服务信息化；产中环节将新型节水灌溉技术，互联网、云计算、大数据、物联网、3S和生态环境监测系统等应用于农业生产过程中；产后环节实现农产品品牌化、可追溯(53)。庞耀立等提出在榆林地区运用计算机、GSM通讯、物联网等技术实现水土保持自动化监测。整个系统包括对水土保持监测对象、监测内容、监测仪器和设备、流域水系及小流域信息提取、数据标准化处理与入库、应用服务平台建设方案等，为水土保持规划和政策制定提供科学依据(54)。

王建强采用三星S5PV210作为嵌入式Web网关，以cc2530模块组成Zigbee无线传感网，设计实现了农业物联网远程环境监控系统。该系统可以完成通过远程计算机实时监测空气温湿度、光照度、土壤温度、CO2浓度、土壤水分、土壤盐度（EC）、水溶氧、水质pH值等对影响农作物生长的数据，具有一定的实际应用推广价值(55)。屈晓渊和张峰等设计了一种基于无线传感器网络和Internet技术的农田自动灌溉控制方法，系统通过嵌入式控制技术完成智能化灌溉，有助于改善农业灌溉用水的利用率和灌溉系统的自动化水平普遍较低的现状，现节水(56)。该研究通过系统硬件与软件设计，将各种传感器构成智能化传感器网络，从而全面提升了系统的自动化与监测水平。现已应用到榆林某农场的农田节水灌溉自控系统，用户使用手机或无线PDA进行土壤含水量的在线监测与控制，实现了灌溉自动化(56)。

政府管理和执行策略

1．总量控制和污染普查

正如《榆林经济社会发展总体规划2016-2030》所强调的，榆林“十三五”期间的建设目标之一为建成西北地区生态文明建设示范区。全面确立生态优先理念，弘扬“榆林治沙精神”，统筹生态建设、环境保护和经济社会发展，协同推进新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化和绿色化，加快建设“美丽榆林”，努力建成西北地区生态建设与经济发展协调统一、人与自然和谐共生的生态文明示范区(57)。

在总体规划的指导下，榆林市各区县政府也积极出台本地政策从宏观上加强了污染排放总量的控制。比如榆阳区公布《榆阳区净土保卫战2019年工作方案》和《榆阳区控制污染物排放许可证实施计划》，严格固定污染源排污许可证核发工作，加强对固定污染源实施全过程管理和多污染物协同控制，强化污染物排放总量控制，坚持持证排污，促进环境质量改善。深化土壤污染状况调查工作，补充设置了土壤环境质量省控监测点位，增加特征污染物监测项目，开展农用地土壤污染状况详查。目前，已完成了全区土壤污染地块的勘察和统计、上报工作。稳步推进重点行业企业用地信息调查和风险筛查工作，配合建设用地土壤样品采集，逐步完善土壤环境基础数据库(6)。

2．测土配方施肥

在农业应用层面，榆林地区积极推进测土配方施肥和农药“零增长”行动，推进化肥、农药减量使用，推广应用生态调控、生物防治、理化渗控等措施，推进主要农作物病虫害专业化统防统治。例如榆阳区累计配方施肥80万亩，技术覆盖率达90%，实现了农药使用、化肥使用“零增长”(6)。同时严控林地草地农药使用量，加强林业有害生物防治，禁止使用高毒、高残留农药。为了进一步普及、强化测土配方施肥技术推广，发展低碳农业，结合本市主要农作物需肥特点，以市土肥站和各区（县）农技站土壤养分检测结果和＂3414＂肥效试验为依据，按照不同区域确定同一作物的不同经济合理施肥量，或按照同一作物确定不同区域的经济合理施肥量。优化施肥时期，采用科学施肥方法，提高肥料利用率，鼓励农户增施有机肥，严禁烧毁有机物料，倡导秸秆过腹还田或直接还田，千方百计增加土壤有机质含量，改良土壤，提高土壤保水保肥和综合产出能力，制定本市主要农作物科学施肥指导意见(10)。

对策和展望

1．废弃物碳源的综合利用

《榆林经济社会发展总体规划2016-2030》明确指出，大力发展循环农业，组织开展产业园区循环化改造，支持企业实现清洁生产，打造以煤电、煤化工、盐化工为主体的工业循环经济产业链，以秸秆和沼气综合利用为主体的农业循环经济产业链，以城市污水再生利用、生活垃圾堆肥、再生资源利用为主体的生态环保产业链，建立循环型工业、农业、服务业体系，提高全社会资源产出率。实施再生资源回收体系建设工程，推行垃圾分类回收，开发“城市矿产”，推进秸秆等农林废弃物以及工业废水、废气和建筑垃圾、餐厨废弃物等废旧物品回收和资源化利用。培育一批粉煤灰、脱硫石膏、金属镁渣和煤化工废渣、建筑废弃物综合利用骨干企业，推进大宗固体废弃物综合利用(57)。

榆林沙性土壤养分贫瘠，尤其是土壤含碳量少，其中累积的碳主要为天然植物或农作物生长过程中的枯落物或根系代谢产物，而每年累积的碳含量非常有限，因此施用大量有机肥或其他含碳量较高的土壤添加剂。农作物收割后的作物茎秆、禽畜养殖场废弃物、生活垃圾中的餐厨废弃物、或煤炭工业副产品在重金属不超标的情况下均可加工成土壤添加剂，最终还田。这一循环过程不仅减少了固体废弃物堆积，节省了固废处理费用，而且可直接用于榆林土壤的改良。如果将其作为固废填埋或焚烧处理，大部分碳物质仍然转化成CO2或CH4，造成碳源浪费。因为工业副产品和固体废弃物的循环利用涉及多个单位和部门，为避免不必要的包装和运输上的浪费，笔者强烈建议政府主导设固体废弃物循环利用产学研平台、企业和大学研究院所共同参与研发和生产，附近农场作为推广和应用单位的循环经济联合体。以产学研联合项目资助启动，在一定年份内给予经费铺贴，最终达到自付盈亏的独立经济体。

2．农业和环保微生物菌剂开发

榆林本地研究者之前已发表了少量微生物菌剂应用方面的研究，并取得了一定的效果(41-44)，土壤微生物多样性研究揭示了沙土中不同微生物种群活动。但是针对榆林本地土壤、特色作物、或特定设施环境进行研发的用于农业或环保的微生物菌剂尚未见报道。用于农业的有益微生物组学技术和产品研发产业化应用的难点主要在于土壤中存在大量上游阶段较难获得高效的土壤或作物特异性的微生物菌株或菌群。榆林天然土壤干燥贫瘠，和天然林木或草地，或种植作物构成特有的生态环境，因此根系土壤和叶片表面的微生物菌群必定和其他生境差异巨大。程琳(30)和侯晓飞(24)等分别对榆林荒漠沙土和沙地植物园土进行微生物菌株分离，其中包括丛枝菌根真菌，对榆林沙土中的微生物资源的保存和开发意义巨大，期待后续的微生物菌剂功能性和应用性开发。

为此，笔者建议西北农林大学、榆林学院、陕西治沙所等大学科研院所注重于榆林沙地土壤微生物功能性的研究，在进一步理解干旱沙土环境微生物生理和功能的同时，构建沙漠荒原土壤微生物菌库，用以挖掘保存微生物种质资源。将来筛选获得的优异菌株可直接应用于当地的农业土壤和环境治污。

微生物组学是新一轮科技革命的战略前沿领域。美国2015年提出的“联合微生物组研究计划”强调注重微生物组在健康、农业、环境、生态等方面的应用潜力。2017年，刘双江、施文元、和赵国屏三位学者在中国科学院院刊撰文《中国微生物组计划：挑战和机遇》建议设立中国微生物组计划国家重点研发计划，探讨了中国微生物组计划的重点领域和内容，涉及健康、环境、工农业和海洋等领域(58)。笔者建议将微生物组学方法运用到环境污染修复和土壤有机微生物肥料的开发，注重微生物培养组学和环境微生物组学结合，高端研发和产业化结合，顺应国内外最前沿的研究趋势。以沙漠土壤修复和改良为首要目标构建了微生物组学平台后，类似技术和研发理念同样适用于其他相关领域的微生物菌剂的研发生产，比如废水处理、河道水体生态修复、盐碱地改良、微生物肥料开发、兽用益生菌添加剂、以及人体微生物组领域等。国家战略和榆林地都出现类似问题和研发需求，推行以微生物菌肥为核心技术的土壤修复改良将给榆林沙地整治和农林牧业带来巨大的经济效益。在国内土壤修复市场刚刚起步，榆林本地研发和市场产业化程度低，榆林现有的发展阶段和规模以及本地政府、高校研发单位对环境修复的期待都本项目提供非常好的切入时机。

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