東北地理所在鹽堿地種稻的鹽分與養(yǎng)分互作關(guān)系研究方面取得重要進(jìn)展
鹽堿地是一種逆境土壤環(huán)境，同時也是一種重要的土地資源。東北松嫩平原西部是我國蘇打鹽堿土集中分布區(qū)，土壤pH高，堿性強，理化性質(zhì)惡劣，是世界上最難治理的逆境土壤類型之一。引水種稻是蘇打鹽堿地改良利用的成功范例，而蘇打鹽堿地種稻投入大，產(chǎn)量低，面臨許多科學(xué)問題，如鹽堿障礙與養(yǎng)分的互作關(guān)系有待闡明。
東北地理所研究人員在研究中發(fā)現(xiàn)，蘇打鹽堿土養(yǎng)分匱乏，地力水平低，尤其施用氮肥對鹽堿地水稻增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)45%以上。但蘇打鹽堿地稻田氮肥受鹽分影響損失大，利用效率低，氮肥投入的環(huán)境風(fēng)險高，經(jīng)濟(jì)效益不合理。通過對不同開墾年限、不同施肥和灌溉的鹽堿地稻田調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著鹽堿地開墾稻田年限增加，耕層土壤鹽分和堿度呈下降趨勢，土壤氮素略有增加；不同施肥和灌水會帶來稻田鹽分和養(yǎng)分的積累。蘇打鹽堿地種稻單純依靠以水洗鹽降堿效果并不理想，改良和培肥土壤置關(guān)重要。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，土壤高pH是限制鹽堿地水稻產(chǎn)量的主要因子（回歸系數(shù)R2=0.565，P < 0.001)，隨著土壤pH和鹽分的升高，鹽堿地水稻生長和產(chǎn)量會顯著下降，水稻對礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收也受到抑制。土壤高pH和鹽分相互疊加對水稻生長的負(fù)面影響，很難通過增施氮肥得以緩解。在高pH土壤環(huán)境下，增施氮肥并不能起到增產(chǎn)的作用，因此，在土壤pH 9.0及以上稻田，氮肥總施用量應(yīng)控制在100 kg/ha 以下。
本研究揭示了蘇打鹽堿地種稻后土壤鹽分和主要養(yǎng)分的變化規(guī)律，闡明了影響水稻產(chǎn)量的主要障礙因子，科學(xué)評估了氮肥投入的產(chǎn)量貢獻(xiàn)，為鹽堿逆境下土壤鹽分與養(yǎng)分互作關(guān)系研究指明思路，對鹽堿地種稻的養(yǎng)分管理提供了科學(xué)指導(dǎo)，具有重要的理論和應(yīng)用價值。
上述研究成果分別發(fā)表在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域國際知名雜志Journal of Agricultural Science（2016）和Agricultural Water Management（于2017年9月在線發(fā)表）上，東北地理所黃立華高級工程師為論文第一和通訊作者，相關(guān)工作得到了國家重點研發(fā)項目、中國科學(xué)院西部行動計劃項目和吉林省自然科學(xué)基金的資助。
圖1 蘇打鹽堿地稻田不同開墾年限的氮素變化
圖2 不同土壤鹽分和pH下氮肥對水稻的增產(chǎn)作用
論文信息：
L.H.Huang*, Z.W.Liang, D.L. Suarez, Z.C.Wang, M.M. Wang, H. Y. Yang and M. Liu. Impact act of cultivation year, nitrogen fertilization rate and irrigation water quality on soil salinity and soil nitrogen in saline-sodic paddy fields in Northeast China. Journal of Agricultural Science,2016,154,632–646. doi:10.1017/S002185961500057X
Lihua Huang, Xuan Liu, Zhichun Wang, Zhengwei Liang, Mingming Wang, Miao Liu, Donald L. Suarez. Interactive effects of pH, EC and nitrogen on yields and nutrientabsorption of rice (Oryza sativa L.). Agricultural Water Management, 2017 (194), 48–57. http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2017.08.012
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