東北地理所在蘇打鹽堿地改良種稻對土壤理化特征影響和安全性評價方面取得重要進(jìn)展
土壤鹽堿化是松嫩平原西部長期面臨的主要生態(tài)問題。近年來，改良種植水稻成為西部鹽堿地治理與農(nóng)業(yè)利用的主要途徑。隨著各種土壤改良調(diào)理劑的廣泛應(yīng)用，對土壤的改良效果如何以及改良劑會不會帶來土壤二次污染的潛在風(fēng)險，這些問題成為公眾的普遍關(guān)注，亟待用具體數(shù)據(jù)給予科學(xué)的回答。
近日，東北地理所科研人員利用吉林大安農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站（簡稱“大安站”）多年改良的水稻田，通過連續(xù)取樣分析，研究發(fā)現(xiàn)鹽堿荒地改為水稻田后，通過多年耕作（不進(jìn)行土壤改良）可以降低耕層（0-20cm）鹽堿含量，增加土壤有機(jī)質(zhì)和速效氮磷養(yǎng)分的顯著效果；采用磷石膏或有機(jī)肥進(jìn)行土壤改良后，耕層土壤鹽堿降低和養(yǎng)分提升作用顯著優(yōu)于不改良處理。與對照（鹽堿荒地）相比，不改良直接種稻、磷石膏改良后種稻和有機(jī)肥改良后種稻3種處理方式的耕層土壤鈉離子含量分別下降42.9%、61.5%和60.9%；碳酸鹽含量下降18.9%、63.2%和57.9%；土壤pH下降0.57、1.05和1.30個單位，鹽分電導(dǎo)率（EC1：5）下降18.3%，49.1%和48.3%，堿化度下降47.2%、66.5%和72.5%。研究同時深入分析了土壤鹽分離子含量與鹽堿化參數(shù)的關(guān)系以及鹽堿參數(shù)與養(yǎng)分指標(biāo)的關(guān)系，指出土壤pH和EC1：5與鹽分離子含量具有極顯著（P<0.01）的相關(guān)關(guān)系，且二者測試相對容易，可以作為土壤鹽堿化程度評價的代表性指標(biāo)；研究進(jìn)一步揭示了土壤pH，交換性鈉和碳酸根含量是抑制土壤肥力提升的主要障礙因子。研究也分析了土壤As、Pb、Cd、Cr、Hg等重金屬含量情況，參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，發(fā)現(xiàn)改良處理的鹽堿地稻田土壤在重金屬含量方面符合我國土壤環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)。
圖1 不同改良耕作處理10年的土壤鹽分離子含量變化
圖2不同改良耕作處理10年的土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量變化
圖3 蘇打鹽堿土鹽分含量與養(yǎng)分含量的關(guān)系
相關(guān)研究成果發(fā)表在土壤學(xué)Top期刊Soil & Tillage Research（IF 5.374）上，東北地理所所黃立華研究員為論文的第一和通訊作者，相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金面上項目（41977148）、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目（2016YFD0200303）和吉林省科技攻關(guān)項目（20190303090SF）的資助。
論文信息：Lihua Huang*, Ying Liu**, Jorge F.S. Ferreira, Mingming Wang, Jia Na, Jinxin Huang, Zhengwei Liang. Long-term combined effects of tillage and rice cultivation with phosphogypsum or farmyard manure on the concentration of salts, minerals, and heavy metals of saline-sodic paddy fields in Northeast China, Soil & Tillage Research, 2022, 215, 105222. doi.org/10.1016/j.still.2021.105222
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