東北地理所在蘇打鹽堿地改良種稻對(duì)土壤理化特征影響和安全性評(píng)價(jià)方面取得重要進(jìn)展
土壤鹽堿化是松嫩平原西部長(zhǎng)期面臨的主要生態(tài)問(wèn)題。近年來(lái)，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(duì)土壤的改良效果如何以及改良劑會(huì)不會(huì)帶來(lái)土壤二次污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)，這些問(wèn)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(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站（簡(jiǎn)稱“大安站”）多年改良的水稻田，通過(guò)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(guò)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(duì)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(gè)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(shí)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(cè)試相對(duì)容易，可以作為土壤鹽堿化程度評(píng)價(jià)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(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)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(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（41977148）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0200303）和吉林省科技攻關(guān)項(xiàng)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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