新型有机配方修复盐渍土壤,显著提升小麦生长、产量与经济效益

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》:Novel Organic Formulations’ Utilization as Remediators for Salt-Affected Soil Improves Wheat Growth, Physio-Biochemical Attributes, Productivity, and Economic Profitability

【字体: 时间:2025年04月08日 来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition 3.4

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  为解决土壤盐渍化影响农业生产的问题,研究人员开展了新型有机配方(NOFs)对盐渍土壤及小麦生长影响的研究。结果表明,NOFs 能改善土壤性质,提高小麦生长、生理生化指标和产量,增加经济效益。这为盐渍土壤改良提供了新途径。

  在全球人口快速增长的当下,粮食需求与日俱增。然而,土壤盐渍化问题却日益严峻,成为农业生产的巨大阻碍。由于气候变化,淡水灌溉资源短缺,导致盐渍化农田面积逐年扩大。在盐渍土壤中,盐离子大量积累,破坏了土壤结构,降低了土壤肥力,使得微生物多样性受损。这不仅影响植物对水分和养分的吸收,还限制了植物的生长、代谢和产量,对全球粮食安全构成了严重威胁。
在此背景下,埃及法尤姆大学(Fayoum University)等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们致力于探究新型有机配方(NOFs)对盐渍土壤和小麦生长的影响。研究发现,NOFs 能有效改善盐渍土壤的性质,显著提高小麦的生长性能、生理生化特性、产量和经济效益。该研究成果发表在《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》上,为解决土壤盐渍化问题提供了新的思路和方法。

研究人员在实验中运用了多种关键技术方法。首先,他们对土壤样本进行采集和处理,通过一系列标准分析方法测定土壤的物理化学性质,如土壤颗粒大小分布、水分含量、阳离子交换容量(CEC)、有机物质(OM)含量等,同时检测土壤酶活性。对于植物样本,研究人员测定了小麦的生长指标,包括株高、叶片数量、叶面积等;还检测了生理参数,像叶片相对含水量(RWC)、膜稳定性指数(MSI)、电解质渗漏(EL)等;并且对小麦进行生化分析,确定其营养成分、抗氧化物质含量以及总抗氧化活性等。

研究结果如下:

  1. 盐渍土壤、豆科堆肥及相关混合物的特性:实验所用土壤为中度盐渍土,肥力较低,有机物质和矿质养分含量少,CEC 和总酚化合物(TPhCs)含量低,pH 值较高。而 NOFs(HA + LCT、HA + MS、LCT + MS、HA + LCT + MS)具有低电导率(ECe),富含 OM、养分、CEC 和 TPhCs,其中 HA + LCT + MS 配方的含量最高。
  2. NOFs 对盐渍土壤理化性质的影响:NOFs 处理显著增加了土壤 OM 含量、田间持水量和 CEC,降低了土壤 pH 值、CaCO3含量和 ECe。HA + LCT + MS 处理效果最佳,LCT + MS 次之。同时,NOFs 处理还显著提高了土壤养分含量和 K+/Na+比值,降低了 Na+含量,增强了土壤酶活性。
  3. NOFs 对小麦植株性能的影响:所有 NOFs 处理对小麦植株的生理特性和叶片完整性均产生积极影响。HA + LCT + MS 和 LCT + MS 处理效果显著,它们提高了小麦的 RWC、MSI、叶绿素和类胡萝卜素含量,降低了 EL 和过氧化氢(H2O2)水平。此外,这两种处理还增加了小麦地上部和根部的养分含量,提高了 K+/Na+比值,降低了 Na+含量;提升了抗氧化物质含量和总抗氧化活性,促进了小麦的生长和产量增加。
  4. NOFs 应用的经济效益:使用 NOFs(尤其是 HA + LCT + MS 和 LCT + MS)能提高盐渍土壤中小麦的经济效益。HA + LCT + MS 和 LCT + MS 处理分别实现了 25.0% 和 18.3% 的净利润增长,相比对照组分别增加了 580 美元和 425 美元。
  5. 相关性分析:通过皮尔逊相关性分析发现,小麦地上部干重和谷物产量与叶片 RWC、土壤 OM、土壤和地上部 K+/Na+比值等呈正相关,与土壤和地上部 Na+含量、土壤 ECe 等呈负相关。热图分析表明,NOFs 处理可分为两组,其中 LCT + MS 和 HA + LCT + MS 处理能显著促进小麦生长和生理生化特性的改善。

综合研究结论和讨论部分,新型有机配方(NOFs)为解决土壤盐渍化问题提供了一种有效的途径。NOFs 中的 HA、LCT 和 MS 能为土壤提供丰富的有机物质、养分和酚类化合物,提高土壤的 CEC。特别是 HA + LCT + MS 和 LCT + MS 配方,能显著改善土壤性质,增强土壤酶活性,促进小麦对养分的吸收,提高小麦的抗氧化能力,从而减轻盐胁迫对小麦的负面影响,促进小麦生长和提高产量。从经济角度看,使用这些配方能为农民带来可观的收益,同时还能改善盐渍土壤的性质。不过,研究人员也指出,虽然 NOFs 展现出了良好的应用前景,但仍需进一步研究其对盐敏感作物的具体生理生化机制,以便更好地推广应用。

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